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La Ultrasonografía

La ultrasonografía médica se basa en la interpretación de ecos producidos por la reflexión del sonido, es decir por la reflexión de ondas mecánicas que se mueven en un sentido y viceversa las cuales son producidas por un trasmisor y conjugadas en un receptor.

Un aparato capaz de realizar un cambio de energía por otro tipo de energía inespecífica se denomina transductor, por lo que para realizar una onda de ultrasonido es necesario convertir un impulso o energía en otro que a su vez lo trasmite en un tipo de energía diferente.

Teniendo así que un  impulso eléctrico de corriente alterna con voltaje regulado aplicado a un cristal del cuarzo el cual tiene la propiedad pieza eléctrica de contraerse al ser estimulado por una corriente, este trasforma el impulso eléctrico en energía mecánica que genera un trabajo y que aplicado a un medio en el que se permita la trasmisión  de impulsos en forma de  ondas, esta generara un fenómeno ondulatorio que consta de dos fases

1.- la compresión de las estructuras (células, moléculas etc.). Esta compresión esta dad por la capacidad del tejido dependiendo de su densidad, siendo así la capacidad de contracción estructural la del aire a la del agua.

2.- como sucedería con un resorte posterior a la compresión del mismo al llegar al tope de su capacidad contráctil por un punto, este se enlonga en sentido longitudinal tanto como su capacidad de elasticidad le sea permitido produciendo el fenómeno de rarefacción

Iniciando así el ciclo del movimiento ondulatorio que consta de in ciclo repetitivo de contracciones y rarefacciones que se van ejerciendo simultáneamente en los tejidos en forma longitudinal dependiendo de la superficie de las estructuras incididas por dicha onda.

Las ondas como tal comprenden un ciclo de compresión y rarefacción, y están constituidas por amplitud de onda que es el espacio comprendido entre dos cúspides y puede ser medido, por otro lado el fin de un ciclo de compresión y rarefacción o un ciclo de ondulación esta medido en hertzios que es en sí un ciclo por segundo y es inversamente proporcional a la amplitud, entendiéndose que una onda con amplitud mayor tendrá un ciclo largo y por lo tanto las repeticiones serán menores en una unidad de tiempo.

Esta relación comprendida demarca la velocidad de propagación de una onda, siendo así que la amplitud de una onda por las veces que se repite demarca la velocidad con la que se desplaza dicha onda en el tejido en el que se difunde.

Hasta este punto se entiende que el movimiento ondulatorio es el principio base de la propagación de las ondas en un medio especifico y en si es el fundamento base de la aparición de la ultrasonografía. Estando entendido que esta rama de la imagenología comprende el estudio de imágenes reproducidas en equipos que trasnducen impulsos eléctricos en ondas mecánicas de ultrasonido y las descifran recabando los ecos producidos por las ondas emitidas al impactar con cada superficie perpendicular que permita el retorno en dirección contraria de la misma onda hasta llegar al sitio del que fue emitida, siendo entonces recogida de forma inversa por el artilugio piezo eléctrico que la genero teniendo en cuenta que el aparato piezo eléctrico como mencione al ser estimulado por un impulso eléctrico este genera un trabajo mecánico de compresión y elongación, teniendo la propiedad inversa de producir un impulso eléctrico ser obligado a modificar su estructura por una presión directa, la cual en este caso es ejercida por la onda mecánica reflectada (Eco). Siendo interpretada de diferentes formas desde su inicio hasta la actualidad.

Otra propiedad del sonido es la intensidad que no está determinada ni por la frecuencia ni por la amplitud, sino por la potencia con la que oscilan las partículas que se trasmiten las ondas mecánicas, esta medida en decibeles que no es más que el algoritmo de la interpretación de la relación entre una potencia acústica y otra, entendiendo que la potencia acústica en si es la potencia que con la que se ejerce una onda mecánica en un área determinada (m2) y esta manejada en algoritmos de 10 para su simplificación, ya que la intensidad con la que una onda puede ser percibida por el oído humano es muy baja 0.000000000001 W/m2 se maneja logaritmos como 10-12W/m2  para su fácil manejo y manipulación ya que analíticamente los algoritmos se suman en lugar de multiplicarse. Por lo tanto es más fácil encontrar la diferencia entre dos potencias diferentes con tablas de suma algorítmica que expresan su valor real en lugar de realizar una multiplicación lineal de cada factor.

Se tomó en cuenta la capacidad auditiva del humano para el punto de partida en la escala de intensidades del sonido tendiente así que una potencia de audición de 10-12W/m2  es igual a 0 dB y el umbral máximo o  umbral del dolor es de 120 dB, habiendo una gama de intensidades  superiores e inferiores que representan escalas lascivas o no perceptibles por el oído humano.

Esta intensidad es perdidas gradualmente al paso de las partículas por lo que sufre atenuación dependiendo del tejido o materia en la cual se propaga la onda y es independiente de la frecuencia, es decir un onda puede viajar de un punto a otros con la misma frecuencia y la misma velocidad e ir sufriendo perdida de la intensidad de forma gradual al paso de los tejidos. Por lo que existe el sistema de amplificación de las ondas percibidas en el receptor que vas siendo recabadas con menor intensidad con finalidad de mejora de la imagen representada en un monitor, esto se puede modificar en lo equipos modernos en el sistema de modulación de la ganancia a diferentes profundidades.

Por otra parte la atenuación de las ondas de sonido durante el paso por los tejidos es ocasionado por diversas formas en las que se comporta la onda al incidir o chocar con las estructuras que vas cambiando su impedancia (resistencia al paso de las ondas).

Siendo las principales:

La absorción que es la atenuación de una onda transformándola en calor.

La reflexión es la perdida de algunas ondas mecánicas al ser reflejadas en dirección contraria pero en forma longitudinal, lo que es el Eco en sí y es el responsable de la formación de imágenes en el receptor.

La dispersión que es la reflexión de las ondas de sonido pero en  sentidos diferentes al incidir en superficies irregulares que producen un eco en dirección contraria pero en forma diferente a la longitudinal inicial.

La refracción es básicamente el desvío de la onda del sentido longitudinal inicial a una angulación diferente dependida de las características del tejido pero en la mis dirección, es decir en dirección contraria al transductor que puede ser reflejada en cierto momento al incidir en otra superficie que corrija la refracción en otra dirección o que se produzca una perfecta reflexión de esa onda pero en un punto diferente a la de su emisión, lo que puede dar lugar a artificios en la interpretación de las imágenes en el sistema de proyección.

Es decir lo que se explicaba en los comentarios de saco gestacional doble, que corresponde a una imagen gemela inexistente de una estructura que produce una refracción y posteriormente una reflexión que es captada por el receptor del equipo que es interpretada tal cual es recibida en el equipo como una imagen que es proyectada en el monitor. Finalmente el equipo es un aparato con una función determinada y proyecta lo que interpreta, es decir lo que recibe es traspolado al monitor tal cual es recibido y organizado en su sistema, y depende específicamente del ángulo y del movimiento del interfaz usuario que somos nosotros, así también la interpretación del artificio creado por el equipo es responsabilidad nuestra al realizar escaneos tratando de eliminar la refracción-reflexión para discernir o confirmar en otros ángulos o posiciones del transductor.

Por último se entiende la evolución del ultrasonido dependiendo de su fecha de creación y de las capacidades tecnológicas en ese tiempo, teniendo desde la concepción de la idea de transducción de energías por los hermanos Curie de energía eléctrica a mecánica por el fenómeno piezo eléctrico, hasta la creación de un emisor-receptor (transductor) con la capacidad de interpretar las ondas mecánicas por su amplitud demarcándolas en un osciloscopio  en la que se identificaban variaciones de los que en un momento fue valorado como normal (entiendo como un electrocardiograma antiguo que realiza un trazo dependiendo del potencial de accione las membrana de las células cardíacas realizando el complejo QRS utilizado la fecha)

Posteriormente el modo B que percibía los ecos de forma más fina y organizada y las reproducía como imágenes que al principio eran en tonos negro y blanco (un sí o un no, como los 1 y 0´s del sistema binario de las computadoras) hasta la invención de la escala de grises que se utiliza y perfecciona hasta la actualidad.

El modo M de movimiento crea imágenes en escalas de grises que se toman de un mismo punto en el que el eco es repetido constantemente y mostrado en pantalla de forma secuencia lo que da una imagen lineal que muestra patrones oscilantes dependiendo del movimiento de las partículas en el tiempo real mientras son incididas por la onda mecánica consecutiva y es reflectada en la misma forma. Genera un patrón como el electrocardiograma pero de las estructuras específicas en las que se incida la onda.

Artículo escrito por el Dr. Daniel Carmona

Dr. Daniel Carmona González

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