Topografia

ensayo de topografia

Índice

1. Resumen

2. Introducción

3. Conceptos básicos

4. Funcionamiento.

5. Partes del ultrasonido

6. posibles efectos dañinos del ultrasonido

7. Generación de un ultrasonido

8. Interacción con los tejidos

9. Transductores

10. Formación de la imagen

11. Escala de grises

12. Sonificasion

13. Aplicación en la medicina

14. Conclusión

15. Referencias

1 RESUMEN:

El ultrasonido, a manera sencilla se entiende como una señal de audio que no puede ser captada por el oído humano, sirve en múltiples aplicaciones y es en muchos casos la manera de dar solución a problemas de una manera menos costosa, sin embargo, dependiendo de la aplicación su implementación puede ser de mayor o menor complejidad, su funcionamiento se remite básicamente a los mismosprincipios que los materiales piezoeléctricos, convirtiendo la energía mecánica en eléctrica y viceversa.

PALABRAS CLAVE: Ultrasonido, frecuencia.

2 INTRODUCCIÓN

El ultrasonido siempre ha existido en la naturaleza. Es una herramienta útil para varios seres vivos (como en el conocido caso de los murciélagos). Sin embargo, recién en 1790 se tienen los primeros registros humanos de la existencia del fenómeno y la iniciación humana se encuentra durante la guerra mundial de 1914. Por consiguiente, es un campo de la acústica que se encuentra en constante desarrollo y cuyos avances presentan mejoras a la calidad de vida de manera evidente. En el siguiente trabajo se establecerá qué es el ultrasonido y se hará un análisis histórico desde el punto de vista de la comunidad científica. Además, se estudiarán distintos usos que se le dan hoy en día al ultrasonido con el fin de exponer su relevancia, no sólo para los estudiosos de la acústica sino también para la humanidad en su conjunto.

2 CONCEPTOS BASICOS

Sonido

Vibraciones mecánicas en un medio elástico, las cuales pueden hacer vibrar la membrana timpánica, convirtiéndose en vibraciones sonoras en dependencia de su frecuencia, frecuencias inferiores a 16 Hz son subsónicas y superiores a 16 000 Hz son ultrasónicas.

Velocidad de propagación

Es la velocidad en la que el sonido viaja a través de un medio, y se considera típicamente de 1.540 m/seg para los tejidos blandos.

La velocidad de propagación del sonido varía dependiendo del tipo y características del material por el que atraviese.

Los factores que determinan la velocidad del sonido a través de una sustancia son la densidad y la compresibilidad, de tal forma que los materiales con mayor densidad y menor compresibilidad transmitirán el sonido a una mayor velocidad.

Esta velocidad varía en cada tejido; por ejemplo, en la grasa, las ondas sonoras se mueven más lentamente; mientras que en el aire, la velocidad de propagación es tan lenta, que las estructuras que lo contienen no pueden ser evaluadas por ultrasonido. Por otro lado, la velocidad es inversamente proporcional a la compresibilidad; las moléculas en los tejidos más compresibles están muy separadas, por lo que transmiten el sonido más lentamente.

Frecuencia

Infrasonidos: son ondas por debajo de 16 vibraciones por segundo o, lo que es igual, de menos de16 Hz, que es el límite inferior de audición del oído humano. Vibraciones más lentas quizá podremos notarlas, pero nunca oírlas.

Sonidos: son las ondas entre 16 y 16.000 Hz, que conforman todo el espectro de sonidos que el hombre es capaz de escuchar. Hay animales, como perros, delfines o mosquitos, capaces de oír sonidos más agudos, de 25 KHz y aún más, pero estas ondas ya no entran dentro de espectro de los sonidos.

Ultrasonidos: son las ondas mecánicas que tienen una frecuencia superior a los 16.000 Hz, aunque los utilizados en medicina son, habitualmente, de frecuencia superior a 0,5 Megahercios (MHz). Suelen oscilar entre 0,5 y 3 MHz para su uso terapéutico y entre 1 y 10 MHz en ecografía.

Figura 1. A partir de los 20khz se da el ultrasonido, el máximo alcance audible humano es hasta los 20 Khz

3 PARTES DEL ULTRASONIDO

Transductor (cabezal) - es el sitio donde se encuentran los cristales que se mueven para emitir las ondas ultrasónicas. Estos transductores también reciben los ecos, para transformarlos en energía eléctrica.

Receptor - capta las señales eléctricas y las envía al amplificador.

Amplificador - amplifica las ondas eléctricas.

Seleccionador - selecciona las ondas eléctricas que son relevantes para el estudio.

Transmisor - transforma estas corrientes en representaciones gráficas para verlas en pantalla, guardarlas en disquete, vídeo; o imprimirlas en papel.

Calibradores (calipers) – son controles que permiten hacer mediciones, poseen botones y teclas para aumentar o disminuir ecos, de acuerdo a la claridad con la que se reciba la señal.

Teclado – permite introducir comandos y los datos de paciente, así como los indicadores de la sesión, incluyendo fecha del estudio.

Impresora – para imprimir las imágenes en papel.

Figura 2.El equipo que se utiliza para realizar ultrasonidos.

4 ¿COMO FUNCIONA EL ULTRASONIDO?

Las imágenes por ultrasonido están basadas en los mismos principios de física que los murciélagos utilizan para encontrar a su presa. Cuando el transductor emite una onda sonora y esta choca contra un objeto, la onda rebota. Al medir el eco de las ondas, el ordenador puede determinar cuán lejos está el objeto, su tamaño, forma, uniformidad, y consistencia (si el objeto es sólido, lleno de líquido, o una mezcla de ambos).

5 GENERACION DE UN ULTRASONIDO

Cualquier objeto que vibre es una fuente de sonido. Las ondas sonoras pueden ser generadas mecánicamente (diapasón), en medicina se generan por medio de transductores electroacústicos.

Efecto piezoeléctrico: son cambios eléctricos que se producen en la superficie externa del material piezoeléctrico al aplicar presión a los cristales de cuarzo y a ciertos materiales policristalinos (titanato de plomo- circonato y titanato de bario).

En el cuerpo humano se observan estos efectos especialmente en tejidos óseos, fibras de colágeno y proteínas corporales. Este efecto es reversible.

Efecto piezoeléctrico invertido: si los materiales arriba mencionados son expuestos a una corriente eléctrica alterna experimentan cambios en la forma, de acuerdo con la frecuencia del campo eléctrico, convirtiéndose así en una fuente de sonido.

6 ¿Tiene posibles efectos dañinos el ultrasonido?

El ultrasonido utiliza ondas sonoras para crear una imagen del bebé. El sonido del ultrasonido es como cualquier sonido ordinario, pero el tono es tan alto que no se puede oír. Sólo hay dos posibles efectos perjudiciales. Uno se llama cavitación y consiste en que se forman pequeñas burbujas. Sin embargo, la cavitación no es posible al hacer el ultrasonido durante el embarazo, ya que sólo puede ocurrir cuando hay aire presente, y no hay aire dentro del útero.

El otro efecto potencialmente perjudicial es el calentamiento, debido a que una porción de la energía del ultrasonido es absorbida por la parte del cuerpo en la que se está realizando la prueba.

7 INTERACCION CON LOS TEJIDOS

Cuando la energía acústica interactúa con los tejidos corporales, las moléculas tisulares son estimuladas y la energía se transmite de una molécula a otra adyacente.

La energía acústica se mueve a través de los tejidos mediante ondas longitudinales y las moléculas del medio de transmisión oscilan en la misma dirección.

Estas ondas sonoras corresponden básicamente a la rarefacción y compresión periódica del medio en el cual se desplazan (Figura 3). La distancia de una compresión a la siguiente (distancia entre picos de la onda sinusoidal) constituye la longitud de onda (?), y se obtiene de dividir la velocidad de propagación entre la frecuencia.

El número de veces que se comprime una molécula es la frecuencia (f) y se expresa en ciclos por segundo o hercios.

Cuando una onda de US atraviesa un tejido se sucede una serie de hechos; entre ellos, la reflexión o rebote de los haces ultrasónicos hacia el transductor, que es llamada "eco".

Una reflexión ocurre en el límite o interface entre dos materiales y provee la evidencia de que un material es diferente a otro; esta propiedad es conocida como impedancia acústica y es el producto de la densidad y velocidad de propagación.

El contacto de dos materiales con diferente impedancia acústica da lugar a una interface entre ellos (Figura 4). Así es como tenemos que la impedancia (Z) es igual al producto de la densidad (D) de un medio por la velocidad (V) del sonido en dicho medio: Z = VD.

Cuando dos materiales tienen la misma impedancia acústica, este límite no produce un eco. Si la diferencia en la impedancia acústica es pequeña se producirá un eco débil; por otro lado, si la diferencia es amplia, se producirá un eco fuerte y si es muy grande se reflejará todo el haz de ultrasonido.

En los tejidos blandos la amplitud

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