Ultrasobnidos

INTRODUCCION

En este documento, se dará un resumido enfoque a la formación de ultrasonidos, sus efectos físicos, químicos y biológicos. Además, se dará a explicar los principios y funcionalidades de la ecografía, el efecto doppler y sus utilizaciones en medicina.Las ondas acústicas han sido estudiadas por diversos físicos desde su aparición en la historia. Con el correr de los años, surgieron nuevas tecnologías capaces de incrementar la frecuencia de estas ondas. Estas fueron estudiadas hasta encontrarse en un punto en que ya no podían ser percibidas por el oído humano. A este nuevo espectro de ondas imperceptibles para los humanos, pero perceptibles para delfines y murciélagos, se las denominó ultrasonidos.

Tomando ventaja del eco producido por el rebote de las ondas ultrasónicas en diversas estructuras, surgió el aparato de ultrasonidos. El mismo consiste en una máquina moderadora de frecuencia con el que se regulan la emisión de ultrasonidos, un transductor, su sonda y el material piezoeléctrico que se encuentra en el cabezal que produce el efecto piezoeléctrico (principio fundamental para el entendimiento de los ecógrafos). Esta misma máquina se encarga de percibir las ondas ultrasónicas que rebotan de las estructuras enfocadas, y que luego son procesadas por un ordenador, formando así una imagen bidimensional o tridimensional del objeto enfocado.

Formación del Ultrasonido.

Antes de explicar cómo se forma un haz de ultrasonido, debemos comprender ciertos conceptos de las piezas que el aparato de ultrasonido utiliza.

Comencemos por entender lo que es un cristal piezoeléctrico. Se define al mismo como un cristal capaz de generar corriente eléctrica por medio de un efecto mecánico aplicado a su superficie. El cristal piezoeléctrico también es capaz de realizar el efecto inverso, de convertir una corriente eléctrica en un efecto mecánico (vibraciones). Estos efectos son aprovechados para producir los ultrasonidos y generar imágenes en medicina. Normalmente, el mineral más utilizado como objeto piezoeléctrico es el “cuarzo”.

El transductor es un dispositivo capaz de transformar una señal de un tipo de energía en otra. Un ejemplo pueden ser los micrófonos y los altavoces. Estos son capaces de transformar los sonidos en corriente eléctrica que se dirige al amplificador (en el caso del micrófono) y la corriente generada desde el aplificador se transforma en sonido por medio de los altavoces (en el caso de los altavoces).

Una sonda es un dispositivo que conecta el aparato generador de corriente eléctrica y regula las altas frecuencias, del ultrasonido, al transductor. Esta tiene una parte fundamental, el cabezal, en el cual está contenido el cristal piezoeléctrico con el transductor y es el punto de contacto entre el aparato y la zona a ser estudiada del paciente.

Habiendo explicado todas estas partes de un ultrasonido, se preguntarán ¿qué es el ultrasonido finalmente? El ultrasonido es una onda acústica de alta frecuencia imperceptible al oido humano. La misma se genera por medio de la oscilación o vibración del cristal piezoeléctrico contenido en el cabezal de la sonda. La onda acustica generada tiene una frecuencia mayor a la audible por el oido humano, es decir, por encima de los 20 000 Hz.

No existe un límite definido para los ultrasonidos debido a que el mismo aumenta de frecuencia dependiendo de la capacidad de la máquina oscilatoria utilizada.

Efectos Físicos del ultrasonido.

No se han identificado efectos muy notorios con respecto al ultrasonido. Sin embargo, existen dos efectos físicos registrados. El primero se trata de la cavitación y el segundo es el efecto calorimétrico.

- Cavitación: Este es un fenómeno que se produce en los líquidos y no se debe solamente a las ondas ultrasónicas. Debido a la diferencia de amplitud de ondas que a veces existen en las diferentes frecuencias, este genera variaciones de presión. Todos los líquidos tienen un punto de presión mínima que soportan llamado “tensión de vapor”. Por debajo de este, el líquido pasa del estado líquido al estado gaseoso directamente. Esto genera bolsas de vapor en el líquido, efecto que se conoce como “cavitación”.

La cavitación depende, además de la longitud de onda acústica del ultrasonido, de:

o Frecuencia. A mayores frecuencias, el tiempo dado a la burbuja para que crezca y afecte al sistema es pequeño, por lo que el efecto de la cavitación es menor.

o Viscosidad. Cuanto más viscoso es un líquido, menor es el efecto de la cavitación.

o Temperatura. Cuanto mayor es la temperatura, la cavitación tiene lugar para intensidades acústicas menores.

o Presión externa. El aumento de este factor provoca una mayor violencia en la colisión de las burbujas.

o Intensidad. En general, a mayor intensidad ultrasónica, mayor es el efecto de este fenómeno.

- Efecto calorimétrico: Este efecto surge de la emisión de ondas a muy altas frecuencias en las cuales debido al impacto con los tejidos y a la impedancia de los mismos, se produce un efecto térmico que eleva la temperatura del área local siendo tratada. Este efecto es muy benéfico en el alivio de dolores reumáticos crónicos, tiene una acción que disipa las inflamaciones y mejora la circulación sanguínea del área siendo tratada.

Efectos químicos.

Los efectos químicos que producen los ultrasonidos son, generalmente, derivados del fenómeno de cavitación.

Desde el punto de vista químico, podemos hablar de un fenómeno electrolítico, puesto que en las cavidades aparecen cargas eléctricas iguales y opuestas en extremos contrarios. Además, la energía desprendida de las burbujas cuando chocan produce determinadas reacciones químicas.

Efectos biológicos.

Se deben al coeficiente de absorción.

Los efectos son:

• Variaciones del ritmo cardíaco.

• Fiebre.

• Destrucción de la capacidad reproductora.

• Favorece la relajación muscular.

• Aumenta la permeabilidad de la membrana.

• Aumenta la capacidad regenerativa de los tejidos.

• Efecto sobre los nervios periféricos.

• Reducción del dolor.

• Disminución o aumento de los reflejos medulares según la dosis aplicada.

• Aceleración del proceso de regeneración axónica a dosis de 0.5W/cm2 y aumento de la actividad enzimática en el cabo distal de un axón en regeneración

Ecografía.

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