PRINCIPIOS FISICOS DEL SONIDO TRABAJOS

PRINCIPIOS FISICOS DEL SONIDO

1. PRINCIPIOS FISICOS DEL SONIDO 1 MR. WILSON PINTO VELIZ

2. INTRODUCCION Ecografo -ultrasonido Conocimientos básicos de principios físicos del sonido - Anatomía ecográfica normal, fenómenos fisiopatológicos, artefactos que se pueden originar. 2

3. ¿ QUE ES EL SONIDO? 3

4. Ejemplo: Parlante (bocina) Cuando una bocina emite sonido: La membrana del parlante vibra hacia adelante → empuja el aire → las partículas se juntan → se crea una zona de alta presión. Luego la membrana vibra hacia atrás → jala el aire → las partículas se separan → se crea una zona de baja presión. Esto se repite muchas veces por segundo y se forma una onda sonora que viaja hasta tu oído. 4

5. El movimiento del sonido 5

6. Del estudio y medida de estas ondas, obtenemos lo que se ha dado en llamar el conjunto de parámetros de las ondas sonoras, que nos serviría para poder compararlas entre sí. En función de la fuente emisora del sonido y del medio a través del que se propague, variarán las características de los parámetros básicos que describiremos a continuación. 6

7. CICLO Es el recorrido de la onda entre dos puntos iguales de presión, pasando por los picos de máxima presión, de inicio de relajación y de máxima relajación, para alcanzar finalmente el estadio inicial de reposo. 7

8. FRECUENCIA Es el número de ciclos o de oscilaciones que se producen en la unidad de tiempo, generalmente se suele tomar el segundo. La frecuencia tiene una unidad de medida que se denomina Hertzio (Hz). Un hertzio es igual a un ciclo cuyo trayecto dura un segundo. 8

9. PERIODO Es el tiempo que tarda en completarse un ciclo Se mide en unidad de tiempo, segundos o cualquiera de sus divisores. 9

10. LONGITUD DE ONDA Es la distancia o espacio que recorre la onda en un ciclo completo, se mide en cm o mm. La vamos a representar por la letra lambda. LONGITUD DE ONDA = VELOCIDAD/FRECUENCIA 10

11. AMPLITUD DE ONDA Es la máxima desviación de la partícula oscilante desde su posición de equilibrio o no activada. 11

12. VELOCIDAD Es la distancia que recorre la onda sonora en la unidad de tiempo. Se calculará al multiplicar la longitud de onda por la frecuencia. La velocidad de propagación en general va a depender de las características del medio y, en menor medida, de la temperatura de éste, aunque este último aspecto se considera casi constante en los humanos. Tampoco la variabilidad de la frecuencia tiene una gran importancia y es prácticamente despreciable cuando hablamos de sonidos de alta frecuencia entre los 2 y los 20 Megahertzios . Por tanto las características del medio de las cuales sí va a depender, van a ser su densidad, elasticidad, dureza y compresibilidad. La densidad es el resultado de dividir la masa por el volumen de un cuerpo, es decir, lo que pesa entre lo que ocupa. Lo expresaremos en kilogramos por metro cúbico o gramos por centímetro cúbico. 12

13. POTENCIA Es la cantidad total de energía de sonido que se produce en la unidad de tiempo; la unidad de potencia es el Watio. WATIO = JULIO/SEGUNDO 13

14. INTENSIDAD La intensidad del sonido nos define la cantidad de energía que se trasmite por un área de sección (cm) y por segundo. Esta magnitud tiene su importancia en la aplicación terapéutica de los sonidos, pero no en la utilización diagnóstica, ya que a mayor intensidad, mayor desplazamiento de partículas y de la distancia a la que son desplazadas. Por lo que un sonido de baja intensidad es menos perjudicial. 14

15. PRINCIPIOS FÍSICOS DEL ECO Y DE LA TRANSMISIÓN DEL SONIDO Cuando una onda sonora se desplaza a través de un medio físico y se encuentra con otro de diferentes características respecto a la velocidad de transmisión del sonido y su densidad fundamentalmente, parte de dicha onda sonora se va a reflejar y volverá hacia su fuente emisora. INTERFASE REFLACTANTE 15

16. PRINCIPIOS FÍSICOS DEL ECO Y DE LA TRANSMISIÓN DEL SONIDO IMPEDANCIA ACÚSTICA es una magnitud física que relaciona la densidad de un cuerpo físico y la velocidad a la que es atravesada por un ultrasonido. Se medirá en gramos por centímetro cuadrado y por segundo, o por kilogramos por metro cuadrado y por segundo, y se mide en Rayl , que será el producto de un kg × m 2 × seg . 16

17. Además de esta característica del ultrasonido reflejado, cuando éste se va trasmitiendo por los distintos tejidos se dan otra serie de fenómenos físicos que se describen a continuación. 17

18. REFLEXION La cantidad de ultrasonido reflejado, al que denominaremos eco, va a depender de la diferencia de impedancia acústica de los tejidos adyacentes, pero además también dependerá de: 18 REFLECTORES ESPECULARES – REFLECTORES DIFUSOS

19. REFRACCION Es la desviación en la dirección que sufre el haz de ultrasonido que se produce cuando el haz atraviesa una superficie reflectante que separa dos medios con diferente velocidad de propagación, sobre todo cuando las superficies son curvilíneas 19

20. ABSORCION Es la cantidad de energía que se consume cuando el haz de ultrasonidos atraviesa un medio físico. El haz trasmite energía al medio y se utiliza para vencer la resistencia de paso por el roce que tienen las partículas entre sí. Este principio físico es el que utilizan los ultrasonidos terapéuticos, ya que esta energía se trasforma en calor. 20

21. ABSORCION Las frecuencias más bajas (3-5 MHz) se absorben menos y logran una mayor penetración. Lógicamente, las altas (7,5-10 MHz) se absorben más y tienen una menor penetración. 21 La absorción va a depender:

22. ATENUACION 22 Es la merma de energía que sufre un haz al atravesar un medio físico.

23. Resolución del sistema 23

24. Resolución lateral y axial Capacidad para distinguir dos puntos situados en el eje de transmisión del haz de ultrasonidos, no se podrán distinguir si su separación es inferior a la longitud de onda. Por ello, a frecuencias más altas se tendrá mejor resolución axial y, al contrario, con menores frecuencias, menor resolución. Cuando es capaz de diferenciar dos puntos o interfases muy próximas situados en un eje perpendicular a la dirección del haz ultrasónico. A menor longitud de onda mayor resolución axial. A mayor longitud de onda menor resolución axial 24

25. ARTEFACTOS

26. Son imágenes virtuales que aparecen en el monitor y que no se corresponde con ninguna estructura anatómica. Suelen deberse a errores en la calibración del aparato, aparte de las interferencias. Sabemos que el equipo considera la velocidad de transmisión constante, que éste se trasmite en línea recta Existen, entre las más frecuentes, hasta cinco formas posibles por las que se pueden producir los artefactos: ANISOTROFIA ARTEFACTOS DE DEBIDO A LA PROPAGACION ARTEFACTOS DEBIDO A LA TRANSMISION ARTEFACTOS POR VOLUMEN PARCIAL RUIDO ELECTRICO ARTEFACTOS

27. ANISOTROFIA Es la propiedad que tienen algunas estructuras de poder cambiar su ecogenicidad en función del ángulo de incidencia del haz ultrasónico.

28. ARTEFACTOS DE DEBIDO A LA PROPAGACION REVERBERACIONES SOMBRA POR REFRACCION SOMBRA POR EFECTO DE TANGENCIA IMAGEN EN ESPEJO ARTEFACTOS ARCIFORMES Y SEUDOBARROS Se produce cuando el haz ultrasónico incide por una interfase muy ecogénica, es decir que refleja mucho ultrasonido y los ecos de retorno al chocar con la sonda, no son absorbidos por esta , efectuando un segundo o tercer , cuarto trayecto .

29. SOMBRA POR REFRACCION la sombra por refracción aparece cuando la interfase no es pendicular al haz de ultrasonidos, pudiendo formar una sombra posteriormente de forma tiangular . Por ejemplo en la vesicula puede producir sombra acústica por a presencia de un calculo

30. SOMBRA POR EFECTO DE TANGENCIA Se parecía cuando el haz ultrasónico aborda tangencialmente una interfase y se desvía lateralmente como si resbalase fomando una sombra

31. IMAGEN EN ESPEJO Se produce cuando el haz de ultrasonido incide sobre interfase curva muy ecogénica , rebotando y tardando mas tiempo en volver a la sonda , con lo que se encuentra de nuevo una formación o estructura que ya atravesó , se formara otra imagen similar, y a mayor distancia de la original, puesto que el ecógrafo sigue el principio de la propagación rectilínea y calcula el tiempo que tarda el sonido desde su emisión en retornar interpretando que existe otra imagen , pero a mas distancia

32. ARTEFACTOS ARCIFORMES Y SEUDOBARROS Se encuentran ligados a los traductores lineales , dan sensación de la posible presencia de contenidos en formaciones que contienen liquido. Pueden disminuir la resolución y pueden dar errores de medida

33. ARTEFACTOS DEBIDO A LA TRANSMISION REFUERZO ECOGENICO POSTERIOR SOMBRA ACUSTICA POSTERIOR ATENUACION POSTERIOR COLA DE COMETA ARTEFACTOS DEBIDO A LA VELOCIDAD DE TRANSMISION

34. REFUERZO ECOGENICO POSTERIOR Cuando el Haz de ultrasonido atraviesa un medio en el que es poco atenuado y posteriormente a el , cuando el haz lo atraviesa completamente , muestra una intensidad mayor que en las zonas contiguas que si han sido atenuadas. En general son los medios liquidos los que menos atenúan el ultrasonido y en los que se manifiesta con toda intensidad este artefacto sobre todo cuando se encuentra en el interior de un parénquima. SOMBRA ACUSTICA POSTERIOR Se produce cuando la reflexión del ultrasonido es total. Puesto que la diferencia de inpedancia acústica entre 2 medios es muy grande , se produce una de ausencia de sonido posteriormente a esa interfase. Tambien se puede provocar una sombra cuando se produzca una intensa absorción del sonido por parte de alguna estructura o tejido .( hueso , gases , cálculo.)

35. ATENUACION POSTERIOR La atenuación posterior se observa cuando se acentua la atenuación normal del ultrasonido causada por ciertas circunstancias habitualmente patológicas , como por ejemplo en la esteatosis hepatica

36. COLA DE COMETA Es una fuente reverberación que pueden producir las pequeñas burbujas de aire , los cristales y el metal . La onda ultrasonido se refleja repetidamente entre la sonda y la interfase provicando este artefacto de reverberación especial , es muy intensa

37. ARTEFACTOS DEBIDO A LA VELOCIDAD DE TRANSMISION Se produce porque el ecógrafo calcula las distacias suponiendo una velocidad constante del sonido. Cuando el haz ultrasonido atraviesa estructuras en las que la velocidad de la transmisión es algo inferior ( como tcsc )

38. ARTEFACTOS POR VOLUMEN PARCIAL Se producen por superposición de estructuras distintas y próximas entre si y pueden formar una imagen integrada que puede dar lugar a falsos diagnósticos , como por ejemplo vesicula gas duodenal pudiendo simular una litiasis

39. DESCRIPCION BASICA Y AJUSTES DE LAS FUNCIONES DE UN ECOGRAFO

40. INTRODUCCIÓN Para mejorar la visualización de la imagen ecográfica hay que conocer las funciones básicas y ajustes tanto del ultrasonido como de la pantalla del monitor, las cuales ayudarán a obtener una imagen de calidad. AJUSTES DEL ULTRASONIDO Con ellos se modifica la calibración de diferentes cualidades del ultrasonido, con el objetivo de lograr el óptimo resultado del equipo. Su conocimiento permitirá obtener un mayor rendimiento y mejorar la imagen obtenida. AJUSTES DE LA PANTALLA DEL MONITOR Como en cualquier otro monitor, en el del ecógrafo hay que realizar ajustes, entre otros, de brillo y contraste de la pantalla para obtener una buena visualización de la imagen.

41. FUNCIONES HABITUALES DEL ECÓGRAFO Ganancia general Ganancia por sectores (T.G.C) Profundidad- ZoomCampo de Visión Zona focal y Número de Focos Frecuencia Segundo armónico Rango Dinámico Persistencia Mapa de Grises Potencia de Emisión Ajustes de la pantalla

42. MEDIDAS Y SISTEMA DE ALMACENAMIENTO DE IMÁGENES Mediciones: Distancia , volumen, áreas, etc Cadencia de imagen. Funcion de congelado Teclado alfanumerico Pictogramas Sistemas de impresión grabación de imágenes MODOS DE REPRESENTACION DE LOS ECOSEN LA PANTALLA Modos A, B Y M Modos Doppler GANANCIA GENERAL Y GANANCIA POR SECTORES define el nivel de señal global de toda la pantalla , sirve para compensar la diferente capacidad de atenuación que tiene cada individuo en condicione optimas la ganancia general debe estar 40 al 60 % Ganancia parcial ajusta el nivel de señal por sectores

43. COMPENSACIÓN DE LA GANANCIA EN PROFUNDIDAD La TGC controla y ajusta la amplificación de la señal según la profundidad, debido a la pérdida de intensidad por atenuación de ultrasonido a medida que se desplaza por los tejidos . Su ajuste depende fundamentalmente del nivel de profundidad que requiera la exploración. La atenuación se incrementa con la profundidad y la frecuencia del ultrasonido . También depende un tejido siendo un ultrasonido menos atenuado por la sangre que por la grasa y menos por ésta que por el músculo..

44. PROFUNDIDAD DE ZOOM La profundidad determina la visualización del campo que se va explorar, desde la piel hasta una determinada distancia Siguiendo la dirección de propagación de haz de ultrasonidos Su ajuste permite optimizar la presentación en pantalla de la zona que se va explorar Con el aumento de la profundidad se reduce el numero de imágenes por segundo