El ultrasonido se define como aquel sonido que tiene una frecuencia mayor de la que puede ser oída por los seres humanos. Nuestro oído detecta un rango de frecuencias comprendido ente los 15.000 y los 20.000 Hz. Se denomina ultrasonido a cualquier sonido que tiene una frecuencia mayor de 20.000 Hz. Las imágenes médicas utilizan rangos de frecuencia situados entre los 3 y los 15 MHz.
FRECUENCIA DEL SONIDO
La frecuencia del sonido se mide en número de ciclos por unidad de tiempo. Normalmente como unidad de tiempo se utiliza el segundo. La unidad de frecuencia se denomina Hertz (Hz), 1 ciclo/seg = 1 Hz, siendo un KiloHertz: 1.000 ciclos/seg = 1.000 Hz = 1 KHz y un Mega Hertz: 1.000.000 ciclos /seg. = 1.000.000 Hz = 1 MHz. A mayor frecuencia mayor calidad de imagen, pero menor penetración en el cuerpo.
En el interior de nuestro cuerpo, el sonido se mueve a unos 1.500 m/s, con lo que la longitud de onda es unas 4 veces mayor que en el aire, y los 3 mm de 100.000 Hz se convierten en 12 mm.
De modo que los aparatos de ecografía utilizan frecuencias muchísimo mayores: de entre 2 y 15 MHz. Esto se traduce en ondas ultrasónicas de longitud de onda entre 0,1 y 0,8 mm, lo cual permite una resolución bastante buena. El problema es que cuanto mayor es la frecuencia menos capacidad de penetración tienen las ondas en el cuerpo, de modo que cuanto más profundamente se quiera observar, menor debe ser la resolución.
Producir frecuencias de ultrasonidos muy altas es fácil. En el caso de las ecografías se producen vibraciones de hasta 15 millones de veces cada segundo, para que esto ocurra se utiliza una propiedad muy interesante de cristales y materiales cerámicos denominada piezoelectricidad.
Los materiales piezoeléctricos, al ser comprimidos, modifican la posición de las cargas eléctricas en su interior, produciendo una diferencia de potencial entre sus extremos.
Cuando se aplica una diferencia de potencial eléctrico a los extremos de un material piezoeléctrico, éste se comprime. De modo que el transductor de una ecografía contiene un material piezoeléctrico al que se aplica una diferencia de potencial alterna de muy alta frecuencia. El material cerámico empieza a comprimirse y relajarse millones de veces por segundo como respuesta al voltaje alterno.
No se aplica la sonda directamente contra la piel, sino que antes se aplica un gel sobre ésta, y la sonda se desliza sobre el gel. El propósito del gel no es sólo permitir que la sonda se deslizan suavemente sobre la piel, sino evitar que una parte considerable de la onda se refleje en ella y no llegue siquiera a entrar en el cuerpo. El gel tiene un índice de refracción respecto al sonido muy parecido al de nuestro cuerpo, con lo que la onda ultrasónica pasa del gel al cuerpo casi íntegramente.
Al ingresar la onda al interior del cuerpo, se producen cambios de densidad. Cada vez que esto sucede la velocidad del sonido cambia, una parte del sonido se refleja, vuelve hacia el transductor.
El transductor emite una onda de muy corta duración.
El aparato recoge dos datos fundamentales para tener información suficiente para formar la imagen:
*tiempo que ha tardado en reflejarse la onda. Sabiendo la velocidad del sonido en el interior del cuerpo y este tiempo, es posible saber a qué profundidad se reflejó la onda.
*intensidad de la onda reflejada: cuanto mayor sea , más grande es el contraste de densidad en ese punto. Esto se traduce en la imagen posterior en un mayor brillo en ese píxel, mientras que una intensidad muy baja se convierte en un punto menos brillante. A veces se mide además la frecuencia de la onda reflejada, que no tiene por qué ser igual que la que se emitió originalmente.
FORMACIÓN DE LA IMAGEN
Las imágenes ecográficas están formadas por una matriz de elementos fotográficos. Las imágenes en escala de grises están generadas por la visualización de los ecos, regresando al transductor como elementos fotográficos (píxeles). Su brillo dependerá de la intensidad del eco que es captado por el transductor en su viaje de retorno.
Formatos de imagen:
Existen tres formas distintas de representar la información recogida por el ecógrafo.
Por su amplitud:se utiliza un solo haz de ultrasonido y la información recogida es representada en gráficas. El eje vertical representa la distancia y el eje horizontal la amplitud de los ecos.
Por su brillo: Se utilizan múltiples haces emitidos secuencialmente y se obtienen imágenes bidimensionales en movimiento. El brillo del punto es proporcional a la amplitud del eco y la posición al tiempo de recepción. El conjunto de los puntos reproduce un corte anatómico de la región examinada.
Por su movimiento:Se utiliza un solo haz de ultrasonido. Se obtienen imágenes unidimensionales en movimiento. A lo largo de la línea que representa el haz ultrasónico se observarán los ecos como puntos de brillo de distinta intensidad, siendo la distancia también proporcional al tiempo que tardan en ser recibidos. Esta línea de puntos es presentada en el monitor de forma continua a lo largo del tiempo, avanzando la imagen hacia la derecha. Esto significa que se pueden seguir con precisión los movimientos a lo largo del tiempo, por lo que es muy utilizado en ecocardiografía.
ESCALA DE GRISES
Las estructuras corporales están formadas por distintos tejidos, lo que da lugar a múltiples interfases que originan, en imagen digital, la escala de grises.
El elemento orgánico que mejor transmite los ultrasonidos es el agua, por lo que ésta produce una imagen ultrasonográfica anecoica (negra). En general, los tejidos muy celulares son hipoecoicos, dado su alto contenido de agua, mientras que los tejidos fibrosos son hiperecoicos, debido al mayor número de interfases presentes en ellos.
Interacción de los ultrasonidos con los tejidos orgánicos
Longitud de la onda. Compresión y rarefacción. La energía acústica se mueve mediante ondas longitudinales a través de los tejidos; las moléculas del medio de transmisión oscilan en la misma dirección que la onda. Estas ondas sonoras corresponden a la rarefacción y compresión periódica del medio en el cual se desplazan.
Interacción del ultrasonido con los tejidos. Al entrar en contacto con dos tejidos de diferente impedancia acústica una parte de la onda acústica emitida por el transductor se refleja como eco; la otra parte se transmite por el tejido.
No todas las ondas emitidas regresan al transductor, aquí ocurre refracción donde hay cambio de dirección de las ondas ultrasónicas. Estas ondas se pierden al no volver al transductor, lo que contribuye a la atenuación. También ocurre dispersión donde la reflexión de ecos en múltiples direcciones cuando los ultrasonidos chocan con una superficie pequeña e irregular. Hay una absorción, la energía es absorbida por los tejidos y convertida en calor, produciéndose una pérdida constante de intensidad.
http://ddd.uab.cat/pub/clivetpeqani/11307064v12n3/11307064v12n3p138.pdf http://www.monografias.com/trabajos90/ultrasonido-frecuencia/ultrasonido-frecuencia.shtml#ixzz3qAgPiAra
