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RAM 1
FÍSICA DE ULTRASONIDO
RAM 2
RAM 3
FISICA DEL ULTRASONIDO
HISTORIA
En la actualidad el impulso tecnológico es abundante e
inimaginable con gran creatividad y que gracias a la
inocuidad y fiabilidad del examen ultrasonográfico,
cada vez hay Ecógrafos mas competitivos.
_________________
RAM 4
FISICA DEL ULTRASONIDO
ECOGRAFO
1. Transductor o sonda.
2. Sistema analizador
simplificador.
3. Monitor.
4. Teclado.
RAM 5
FISICA DEL ULTRASONIDO
ESCALA DE GRISES:
REGISTRO DE ECOS CON DIFERENTES
TONOS DE GRIS SEGÚN INTENSIDAD DE
SEÑAL QUE SIRVE PARA EVALUAR LA
TEXTURA ACUSTICA DE LOS TEJIDOS
RAM 6
FISICA DEL ULTRASONIDOESCALA DE GRISES:
RAM 7
ESCALA DE GRISES
RAM 8
ESCALA DE GRISES
RAM 9
ESCALA DE GRISES
RAM 10
ESCALA DE GRISES
RAM 11
Bases físicas:Son ondas de naturaleza mecánica, que se propagansolo a través de la materia, como vibracionesanterogradas y retrogradas (como un péndulo) en laspartículas superficiales y profundas de la materia condistancias recorridas de una millonésima de centímetro.Producción del U.S.Efecto Piezoelectrico: Los cristales dieléctricos (titanato de Bario, cuarzo,blenda de Zinc, etc.) mediante su dilatación ycontracción convierten la energía eléctrica en energíamecánica y viceversa. Asi un transductor puede enviary recibir ondas acústicas.
FISICA DEL ULTRASONIDO
RAM 12
Propiedades e interacciones del U.S. Y el medio
1. Frecuencia
2. Velocidad de propagación
3. Impedancia acústica
4. Longitud de onda
5. Intensidad
6. Divergencia
7. Reflexión y Reflectancia
8. Refracción
9. Difracción
10. Absorción
11. Atenuación
12. Resolución
FISICA DEL ULTRASONIDO
RAM 13
FRECUENCIA
• Numero de ciclos que ocurren en un segundo• Unidad de medida : un Hertz (Hz) = un ciclo
por segundo
• Un MHz = 1´000,000 de Hz (mínimo ideal para el diagnostico en medicina).
• 15 MHz (máximo ideal para el diagnostico en medicina)
RAM 14
RANGOS SONOROS
InfrasonidosInfrasonidos
Sonidos AudiblesSonidos Audibles
Ultrasonidos Ultrasonidos
En Medicina En Medicina
< 20 Hz< 20 Hz
20 - 20,000 Hz20 - 20,000 Hz
> 20,000 Hz> 20,000 Hz
> 1 MHz> 1 MHz
(> 1 millón Hz ó (> 1 millón Hz ó
ciclos / seg.)ciclos / seg.)
RAM 15
EFECTO DOPPLER PRODUCIDO POR UNA FUENTE EN MOVIMIENTO A: la fuente (S) y el receptor (R) están estacionarios, y las frecuencias
de las señales de entrada y de salida son idénticas.B: La fuente se está moviendo hacia el receptor, produciendo un
cambio hacia arriba en la frecuencia recibida. C: la fuente se está alejando del receptor, produciendo un cambio
hacia abajo en le frecuencia recibida.
RAM 16
FRECUENCIA: 3.5 MHz
RAM 17
FRECUENCIA: 5.0 MHz (TV)
RAM 18
FRECUENCIA: 7.5 MHz
RAM 19
FRECUENCIA: 8.5 MHZ
RAM 20
FRECUENCIA: 8.5 MHz
RAM 21
VELOCIDAD DE PROPAGACION• Distancia recorrida por el haz de sonido en un
tiempo dado.• Expresión en m/s.• Es proporcional a la densidad del medio ,a >
densidad > velocidad de propagación.• Es inversamente proporcional a la elasticidad
del medio, a > elasticidad <velocidad de propagación.
1. Hueso 3,360 m/s.2. Liquido 1,540 m/s.3. Gas 340 m/s.• El cuerpo humano se comporta como medio
liquido.• Independiente de la frecuencia.
RAM 22
VELOCIDAD DE PROPAGACIONVelocidad del Sonido Impedancia Acústica
( Z = PV )
- Aire : 331 m/s
- Partes Blandas : 1540 m/s• Grasa• Agua• Sangre• Hígado• Músculo
- Hueso : 4,080 m/s
0,0004
1,381,481,611,651,7
7,8
RAM 23
VELOCIDAD DE PROPAGACION
• Conocida la velocidad del ultrasonido y el tiempo que tardan en volver los ecos originados en los tejidos se pueden calcular la profundidad de su origen.
• En Abdomen se usa traductores con una frecuencia estándar considerando su velocidad media de 1540 m/s
RAM 24
VELOCIDAD DE PROPAGACION: 3.5 MHz
RAM 25
VELOCIDAD DE PROPAGACION: 3.5MHz
RAM 26
VELOCIDAD DE PROPAGACION: 3.5MHz
RAM 27
VELOCIDAD DE PROPAGACION: 3.5MHz
RAM 28
VELOCIDAD DE PROPAGACION: 3.5MHz
RAM 29
IMPEDANCIA ACUSTICA
• Resistencia que opone el medio al paso del sonido
• Valores de impedancia similares para todos los tejidos blandos
Z = PV P = Densidad del material k/m.
V = Velocidad de la onda sonora en m/s.
RAM 30
VELOCIDAD DE PROPAGACION – IMPEDANCIA ACUSTICA
Velocidad del Sonido Impedancia Acústica( Z = PV )
- Aire : 331 m/s
- Partes Blandas : 1540 m/s• Grasa• Agua• Sangre• Hígado• Músculo
- Hueso : 4,080 m/s
0,0004
1,381,481,611,651,7
7,8
RAM 31
IMPEDANCIA ACUSTICA
RAM 32
LONGITUD DE ONDA • L = V/F; L = Longitud de onda
V = Velocidad en m/s
F = Frecuencia en ciclos/s
• Para cada frecuencia hay una longitud de onda.
• Teniendo en cuenta la velocidad media del sonido del cuerpo humano de 1540 m/s: 1 MHz = 1.54 mm, 2MHz = 0.77 mm, 5 MHz = 0.31 mm, 10 MHz = 0.15 mm.
• Distancia entre crestas de presión de la onda• Determina el limite de resolución de un sistema• A > longitud de onda < resolución
RAM 33
ONDA ACUSTICATiempo de 1 ciclo = PeríodoTiempo de 1 ciclo = Período1 ciclo por Segundo = 1 Hz1 ciclo por Segundo = 1 Hz
Tiempo Tiempo
1 ciclo1 ciclo
1 Segundo1 Segundo
Distancia de 1 ciclo = longitud de onda (1)Distancia de 1 ciclo = longitud de onda (1)Frecuencia = número de ciclos por unidades de tiempoFrecuencia = número de ciclos por unidades de tiempo
RAM 34
LONGITUD DE ONDA: 0.44 mm (para 3.5 MHz)
RAM 35
LONGITUD DE ONDA: 0.31 mm (para 5 MHz. TV)
RAM 36
LONGITUD DE ONDA: 0.21 mm (para 7.5 MHz)
RAM 37
LONGITUD DE ONDA: 0.18 mm (para 8.5 MHz)
RAM 38
INTENSIDAD
• Cantidad de energía sonica que llega por segundo a una superficie de un cm2.
• En ultra sonografia se utiliza intensidades de 2 a 6 mW/cm2.
RAM 39
DIVERGENCIA
• Perdida de energía al propagarse el haz sonoro.
• Es inversamente proporcional a la frecuencia.• A > frecuencia < divergencia.
RAM 40
REFLEXION Y REFLECTANCIA
• Reflexión es el cambio de dirección de un haz sonico al incidir en una interfase en la que no penetra
• A > diferencia de impedancia acústica entre tejidos vecinos que conforman la interfase, > energía reflectada
• Reflactancia es la cantidad de energía sonica reflejada
RAM 41
REFLEXION Y REFLECTANCIA
RAM 42
REFLEXION Y REFLECTANCIA: Dif. De Z = 0.17
RAM 43
REFLEXION Y REFLECTANCIA: Dif. De Z = 0.17 – 0.27
RAM 44
REFLEXION Y REFLECTANCIA: Dif. De Z = 0.10
RAM 45
REFLEXION Y REFLECTANCIA: Dif. De Z = 0.27
RAM 46
REFLEXION Y REFLECTANCIA: Dif. De Z = 0.27
RAM 47
REFLEXION Y REFLECTANCIA: Dif. De Z = 0.22
RAM 48
REFRACCION
• Cambio de dirección de un haz sonico que acaba de traspasar una interfase.
• Depende de la densidad y de la velocidad de propagación en ambos medios.
• Pequeña en interfase de tejidos blandos y elevada en interfase de tejido blando – oseo.
RAM 49
REFRACCION
RAM 50
REFRACCION: Dif. De Z = 1.5 y 0.22
RAM 51
REFRACCION: Dif. De Z = 1.7
RAM 52
REFRACCION: Dif. De Z = 1.5
RAM 53
REFRACCION: Dif. De Z = 6.1
RAM 54
DIFRACCION
• Desviación de un haz de sonido al rozar los bordes de una interfase
RAM 55
ABSORCION
• Cesión de parte de la energía al medio donde se propaga.
• Depende del contenido proteico de los tejidos.
• Es proporcional a la frecuencia, a > frecuencia >absorción.
RAM 56
ABSORCION: 5.0 MHz
RAM 57
ABSORCION: 5.0 MHz
RAM 58
ABSORCION: 3.5 MHz
RAM 59
ATENUACION
• Disminución de la intensidad del haz de sonido a medida que se propaga en los tejidos
• Resultante de otros fenómenos: absorción, reflexión, divergencia, refracción.
• Proporcional a la frecuencia, a > frecuencia > atenuación < penetrabilidad.
RAM 60
ATENUACION: 5.0 MHz
RAM 61
ATENUACION: 3.5 MHz
RAM 62
RESOLUCION
• Menor distancia en mm. de separación a la que deben encontrarse dos puntos o estructuras pequeñas que puedan ser identificados como separados.
• Dos tipos :1. Resolución longitudinal (a lo largo del haz).2. Resolución lateral o transversa
(perpendicular al eje de propagación de la onda sonica).
• La resolución longitudinal de un sistema es superior a la resolución lateral.
RAM 63
GLOSARIO DE
TERMINOS
RAM 64
• ANECOGENICO o ANECOICO : sin ecos o exento de ecos.Ejemplo: orina,bilis.
• ARTEFACTO: imagen que aparece en ultrasonido y que no corresponde ni representa a una estructura anatómica, Ejemplo: la reberverancia.
• ATENUACION: disminución de la intensidad de las ondas de ultrasonido cuando pasan a través de tejidos,se produce por absorción, reflexión, refracción y dispersión del haz.
RAM 65
• DISPERSION: reflexión y refracción simultanea.
• ECOS INTERNOS: reflexiones ultrasónicas procedentes de tejidos de diferente densidad en el interior de un órgano, Ejemplo: absceso, calculo dentro de la vesícula biliar.
• EFECTO DOPPLER: cambio en la frecuencia de una onda como consecuencia del movimiento relativo entre el observador y la fuente .El cambio de frecuencia es proporcional a la velocidad del movimiento
RAM 66
• GANANCIA: amplificación de las ondas de ultrasonido reflejadas por el aparato de ecografía, los ecos de tejidos mas profundos requieren mas amplificación que los provenientes de tejidos mas superficiales.
• HIPERECOGENICO: termino aplicado a tejidos que producen ecos mas brillantes que los tejidos adyacentes, Ejemplo: hueso, cálculos, paredes de la v.biliar,grasa perirenal.
RAM 67
• HIPOECOGENICO: termino aplicado a tejidos que producen ecos mas apagados que los tejidos adyacentes. Ejemplo: algunos tumores y líquidos.
• CORTE LONGITUDINAL: imagen obtenida en sentido vertical a lo largo del eje principal del cuerpo.
• CORTE TRANSVERSAL: imagen ultrasónica tomada en ángulo recto al eje principal del cuerpo.Puede tener inclinación cefálica o caudal.
RAM 68
• IMPEDANCIA ACUSTICA: resistencia ofrecida por los tejidos al movimiento de partículas causado por las ondas ultrasónicas, Ejemplo:
El gas - alta impedancia,por eso es mal conductor del sonido.
El liquido - baja impedancia,-buen conductor del sonido.
RAM 69
• SOMBRA ACUSTICA: disminución de ecogenicidad en los tejidos situados por detrás de una estructura que atenúa considerablemente la onda de ultrasonido, Ejemplo: quiste dermoide, calcificación de próstata, mioma calcificado
RAM 70
• REFUERZO ACUSTICO: aumento de ecogenicidad de los tejidos situados por detrás de una estructura que no atenúa las ondas de ultrasonido. Ejemplo: quiste vejiga urinaria.
• REBERVERANCIA: reflexión de ida y vuelta de las ondas de ultrasonido entre dos superficies fuertemente reflectantes.
RAM 71
• VENTANA ACUSTICA: tejido o estructura que apenas obstaculiza las ondas de ultrasonido,que puede usarse para obtener imágenes de una estructura mas profunda. Ejemplo: vejiga-útero, hígado-riñón.