PRODUCCION DE LA ONDA DE SONIDO
La máquina produce pulsos eléctricos que hacen que el transductor emita una onda de sonido con una frecuencia especifica.
El sonido es enfocado de distintas maneras:
Por la forma del transductor
Con un lente al frente del transductor
Por un juego de pulsos de control que emite la maquina
Al enfocar obtenemos una onda de sonido en forma de arco.
PRODUCCION DE LA ONDA DE SONIDO
La sonda se cubre con un hule para igualar las impedancias
Se utiliza un gel a base de agua en la superficie de la piel
Tanto el hule como el gel sirven para minimizar las diferencias de impedancia entre el transductor y el aire y el aire y la piel
Si tenemos estas diferencias de impedancia, tenemos discontinuidades en la onda, por lo que esta reflejaría casi toda la energía de la onda antes de penetrar el cuerpo
TRANSDUCTORES
Existen transductores de diferentes formas y tamaños.
La forma del transductor determina el campo visual.
La frecuencia de la onda emitida determina la profundidad de penetración de la onda y la resolución de la imagen.
Los transductores pueden tener mas de un elemento piezoeléctrico. En estos transductores la onda puede ser dirigida alternado el tiempo en el que cada elemento emite una onda ultrasónica.
REFLEJO DE LA ONDA DE SONIDO
La onda de sonido es reflejada en cualquier punto donde hay cambios de densidad en el cuerpo.
Cuando una onda de ultrasonido penetra un tejido, la energía ultrasónica es absorbida por el tejido, convertida en calor, y desviada en varias direcciones.
RECEPCION DE LOS ECOS
Cuando las ondas de sonido son reflejadas por los tejidos, son recibidas por el transductor de la misma manera que fueron enviadas, solo que siguiendo el proceso al revés.
La onda recibida hace que el transductor vibre, el transductor convierte la vibración en pulsos eléctricos.
Estos pulsos eléctricos son convertidos en una imagen digital.
FORMACION DE LA IMAGEN
El equipo debe determinar 3 cosas de la onda recibida:
Cuánto tiempo tomó para recibir de regreso desde que fue emitida
Con este tiempo se deduce la distancias
La intensidad del eco
FORMACION DE LA IMAGEN
Una vez la máquina determino estos 3 parámetros puede determinar cual pixel del monitor iluminar y a qué intensidad, e incluso de que color (si la maquina analiza frecuencia)
EJEMPLO
Consideremos una hoja de Excel en blanco
El transductor es una línea sólida en la parte de arriba de la hoja
Mandamos impulsos hacia abajo en las columnas
Esperamos para oír algún eco devuelto
Cuando lo oímos, calculamos cuánto tiempo le tomó regresar
Entre mayor sea el tiempo, mayor será el renglón al que llegó
La fuerza del eco nos determina la intensidad con la que pintaremos esa celda (blanco para un eco fuerte, negro para uno débil, y diferentes grises para el resto)
Cuando todos los ecos se graban en la hoja, tenemos una imagen en tonos de grises
COMPONENTES DE UNA MAQUINA DE ULTRASONIDO
MODOS PARA VISUALIZAR LA IMAGEN
MODO A: un único transductor escanea una línea del cuerpo y los ecos recibidos se grafican como función de la distancia de penetración (amplitud)
MODO B: varios transductores acomodados linealmente escanean un plano del cuerpo, que se observa como una imagen en 2 dimensiones
ULTRASONIDOS MODO B
Generalmente tenemos un único pulso ultrasónico transmitiéndose en cada instante.
El tiempo necesario para formar un marco de la imagen (tf) es:
tf = 2D x N
c
Donde D es la distancia de penetración, N es el numero de líneas escaneadas de la imagen y c es la velocidad del sonido en el tejido (1540 m/s)
F (frecuencia de la imagen) = 1/tf
MODO M: La M viene de movimiento. Se utiliza para analizar el movimiento de las estructuras anatómicas. Se realiza mediante una secuencia de escaneos modo B.
MODO DOPPLER: utiliza el efecto Doppler.
EFECTO DOPPLER: fenómeno en el que el observador percibe un cambio en la frecuencia del sonido emitido por una fuente cuando esta fuente y/o el observador se están moviendo.
EFECTO DOPPLER
Cuando la fuente y el observador se están moviendo a una velocidad determinada (v) que es mucho mas pequeña que la velocidad del sonido en el medio (c), y forman un ángulo (?) relativo a la dirección de propagación del sonido, el cambio observado en la frecuencia es:
fd = 2vcos? f
c
f=frecuencia del sonido
EFECTO DOPPLER
Este principio se utiliza para medir el flujo sanguíneo en los vasos sanguíneos.
El ángulo Doppler, ?, es el ángulo entre la onda ultrasónica y la dirección de la velocidad de propagación.
Los glóbulos rojos actúan primero como observadores y luego como fuentes al reflejar la onda de sonido al transductor, que también actúa como fuente primero y observador luego.
MODO DOPPLER
Utilizando el efecto Doppler se puede determinar con un ultrasonido si las estructuras (generalmente sangre) se están acercando o alejando del transductor y su velocidad relativa.
Determinando la variación en frecuencia (fd) de un volumen particular, su velocidad y dirección se pueden calcular y observar
MODO DOPPLER
La información es visualizada de dos posibles maneras:
Gráficamente usando el espectro Doppler
Como una imagen utilizando el Doppler a color
La variación de frecuencia del Doppler esta en el rango auricular, por lo que también podemos oírlo como un sonido pulsado.
ESPECTRO DOPPLER
El eje vertical denota la frecuencia Doppler o velocidad
El eje horizontal denota tiempo
La escala de grises denota la intensidad de la señal Doppler a esa frecuencia o velocidad
DOPPLER A COLOR
Estos sistemas son escáneres dobles que pueden mostrar información tomada del modo B y del Doppler
La información del Doppler es mostrada a color
Generalmente el color rojo representa flujo hacia el transductor y el color azul flujo alejándose del transductor
La magnitud de la velocidad se denota con los tonos del color. Entre mas claro sea el color, mayor la velocidad.
DOPPLER A COLOR
La señal que recibe el transductor se divide en tres:
Una parte para reconstruir la imagen del ultrasonido modo B
Una parte para calcular la información de flujo desde los datos del Doppler
Otra parte para las mediciones normales del Doppler (para calcular frecuencia y variación)
DOPPLER A COLOR
ULTRASONIDOS EN 3 DIMENSIONES
Se toman varias imágenes en 2 dimensiones moviendo el transductor en el área de interés
Estas imágenes son combinadas en la computadora del equipo para formar una imagen en 3 dimensiones (tenemos varias imágenes de cortes/planos/rebanadas de la zona que se suman y promedian para obtener la imagen en 3D)
ULTRASONIDO PARA USOS TERAPEUTICOS
Se utiliza el ultrasonido para introducir calor o agitación al cuerpo.
Los niveles de energía que se utilizan son mucho mayores que en usos de diagnostico.
También las frecuencias son diferentes.
USOS TERAPEUTICOS
Para limpiezas dentales
En terapia física y rehabilitación para introducir calor a tejidos
Ultrasonido focalizado se utiliza para generar calor y destruir piedras en los riñones, quistes localizados
Se utiliza para tratamiento de cataratas
Ultrasonido de baja intensidad coopera par ala regeneración de hueso
Ayuda a la coagulación en frecuencias de 5-12 MHz
RIESGOS Y EFECTOS BIOLOGICOS
El ultrasonido es considerado un método de imagenología seguro
Ciertos efectos biológicos pueden ocurrir si se utiliza una intensidad mayor al limite recomendado
Existen dos tipos de posibles efectos:
Efectos térmicos
Efectos mecánicos
EFECTOS TERMICOS
Son causados por un aumento excesivo en la temperatura cuando los tejidos absorben la energía ultrasónica
Se debe controlar el índice térmico (IT), definido como la relación entre la potencia acústica producida por el transductor y la potencia necesaria para elevar la temperatura del tejido 1°C
El IT varia dependiendo del tipo de tejido
El valor de IT debe ser mostrado en el monitor si supera 0.4
EFECTOS MECANICOS
Son causados por alteraciones mecánicas producidas por el ultrasonido
Se manifiestan como burbujas de aire microscópicas (cavidades)
El índice mecánico (IM) se relaciona con la probabilidad de la formación de estas cavidades y es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de la frecuencia del ultrasonido
Al aumentar la intensidad del ultrasonido, aumenta IM, por lo que tenemos mayor probabilidad de cavidades
IM no debe superar 1.9
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