Infrasonidos y Ultrasonidos

INFRASONIDOS: Son las ondas acústicas o sonoras de muy baja frecuencia, inferior a los 20Hz, que al quedar por debajo del umbral de audición del oído humano, no somos capaces de escucharlos.

Aplicaciones

–Detección de grandes objetos: La principal aplicación de los infrasonidos es la detección de objetos a grandes distancias (montañas o fondo marino). Esto Se debe a que las ondas de los infrasonidos tienen una escasa absorción en el medio por el que se propagan y así pueden recorrer distancias mayores que otras ondas. El inconveniente es que lo objetos a detectar deben ser bastante grandes, ya que las longitudes de onda  de los infrasonidos son muy grandes y esto limita el diámetro mínimo del objeto que se quiera detectar.

–Atenuación o eliminación de frecuencias perjudiciales:Los infrasonidos pueden afectar a la salud de las personas. Estos síntomas dependen de la intensidad y la frecuencia del ultrasonido, del tiempo de exposición, del propio organismo, etc. Pueden provocar desde vértigos hasta incluso la muerte, en el caso de infrasonidos a 180dB conocidos como ruido negro.

ULTRASONIDOS: Los ultrasonidos son aquellas ondas sonoras cuya frecuencia es superior al margen de audición humano, unos 20.000 Hz.

Generación y propagación: Los generadores o transductores de ultrasonidos son aparatos muy simples que constan de un elemento primario o transformador, que está en contacto con el medio y que transforma una señal eléctrica, magnética o mecánica en una onda ultrasónica. La señal es proporcionada por el elemento primario.

La posterior transmisión de estas ondas depende en gran medida del medio, porque cada medio tiene una impedancia distinta, que hace variar la velocidad de propagación de los ultrasonidos. Por otro lado es fundamental evitar el aire en la transmisión puesto que una capa de aire podría anular la propagación de la onda ultrasónica, ya que el aire atenúa mucho los ultrasonidos.

Sistemas de detección: Los más utilizados son los transductores electrónicos. Son muy precisos a la hora de medir las características de un ultrasondos en un fluido. Se basan en el efecto piezoeléctrico. Se pueden usar transductores que son emisores y receptores de ultrasonidos ( de eco pulsado). En otras ocasiones es necesario aplicar dos transductores, uno como receptor y otro como emisor, y así tanto la emisión como la recpeción son continuas.

Efectos de los ultrasonidos: Los efectos de los ultrasonidos pueden ser físicos (cavitación, químicos (relacionados con la cavitación), biológicos (afectan a la vida de pequeños animales), etc. Nos vamos a centrar en los usos de los ultrasonidos en odontología para la limpieza del material y en los efectos médico que permiten usar los ultrasonidos para el diagnóstico por la imagen (ecografía) y como terapia médica.

– Uso de ultrasonidos para limpieza de material odontológico: El uso más relevante relacionado con las aplicaciones industriales de los ultrasonidos y con la odontología son los baños de limpieza ultrasónica. En estos baños se puede introducir material pequeño para su limpieza. La vibración generada por los ultrasonidos sacude y desprende la suciedad. Este método es muy utilizado en clínicas dentales como paso previo a la esterilización.

 APLICACIONES MÉDICAS DE LOS ULTRASONIDOS

TERAPIA MÉDICA

Litotricia: Aplicación de ultrasonidos para la destrucción de cálculos renales o de vesícula biliar sin intervención quirúrgica. También para la destrucción de calcificaciones derivadas de las tendinitis.

Sonoforesis: Esta técnica consiste en colocar un principio activo (normalmente en crema) entre la piel y el emisor de ultrasonidos. Las ondas ultrasónicas empujan el principio activo hacia el interior del organismo, mejorando la absorción de medicamentos por las células del organismo, ya que los ultrasonidos crean poros en las membranas celulares que regulan de la entrada de fármacos en la célula.

Tartrectomía ultrasónica: Es la aplicación de los ultrasonidos más importante en odontología. Consiste en un aplicador fino de ultrasonidos que entra en contacto con las placas de sarro adheridas a los dientes, produciendo su fragmentación.

DIAGNÓSTICO POR LA IMAGEN CON ULTRASONIDOS: ECOGRAFÍA, ULTRASONOGRAFÍA O ECOSONOGRAFÍA: En el diagnóstico médico los fenómenos de reflexión de la onda ultrasónica permiten localizar variaciones en los tejidos así como medir el flujo sanguíneo. Cuando una onda ultrasónica incide sobre una superficie de separación entre dos medios, se produce una reflexión y una refracción. La forma en que esto se produce y la cantidad de energía que se refleja y transmite depende de las impedancias acústicas de los medios. Se hace incidir una onda ultrasónica estrecha sobre un tejido perpendicularmente. De esta forma el eco también viajará en la misma dirección de la onda incidente. Estos ecos se reflejan a medida que van pasando de un medio a otro. Los distintos ecos reflejados, cada uno de manera diferente, llegan al receptor donde se amplifican y se muestran en un osciloscopio o pantalla.

Se aplica un gel a base de agua sobre la piel en el área del cuerpo que se va a evaluar antes de producir los ultrasonidos. Este material sirve de acoplo de impedancia, para evitar la reflexión excesiva del ultrasonido en la propia superficie de la piel y facilita la transmisión de las ondas sonoras. A mayor frecuencia, se ha comprobado que la resolución es mejor, pero la absorción es mayor, por lo que la profundidad de penetración en el tejido es menor.

A mayor frecuencia menor penetración y a la inversa, cuanto menor sea la frecuencia mayor será la penetración en los tejidos, por que el ultrasonido se atenúa menos. Al hacer una ecografía, la manera más común es emitir los ultrasonidos en forma de ecos pulsados, que a lo largo de la evolución de las ecografías han sido de  cinco tipos:

-Scan A: Actualmente en desuso. Fue el primer sistema d examen ecográfico. Es un modo unidimensional que ofrece gran exactitud de medidas pero no da idea de la forma del órgano. Cuanto más alto sea el pico del gráfico, mayor será la intensidad del ultrasonido reflejado

         -Scan B: Es la modalidad principal de la ecografía. Aporta imagen en tiempo real en una escala de grises. En la pantalla aparecen una serie de puntos luminosos cuyo brillo es directamente proporcional a la intensidad del eco (más brillo cuanto mayor sea la reflexión del ultrasonido. En esta modalidad el transductor se desplaza, pero el trazo anterior no se borra sino que permanece en la pantalla para formar una imagen bidimensional del objeto explorado.

           -Modo M: (M se refiere a movimiento) Muestra la variación espacial y temporal de un obstáculo o interfase en movimiento. Representa los cambios de amplitud y posición del eco en función del tiempo. La representación es útil para evaluar estructuras que se mueven ráìdamente como por ejemplo las válvulas cardiacas.

           -Técnica Real Time: Se trata de obtener imágenes en modo B a una tasa de orden de 490 por segundo. En ese caso, el ojo humano percibe una imagen en movimiento.

-Técnicas Doppler: Cuando el haz sonoro rebota en una superficie inmóvil, la frecuencia del haz reflejado es la misma que la del haz transmitido, pero si la superficie se mueve, el ultrasonido reflejado tendrá diferente frecuencia que el emitido (efecto Doppler). Esto se puede analizar para estudiar dicho movimiento. Estas técnicas permiten realizar la medida del flujo sanguíneo, tanto a nivel cardiaco como periférico.

Aunque la ecografía puede proporcionar menos información anatómica que el TAC o la resonancia magnética, tiene varias ventajas frente a éstas técnicas:

-Permite el estudio de la función de estructuras en movimiento en tiempo real.

-Técnica muy segura.

-Método relativamente barato.

-Los aparatos de ultrasonidos suelen ser móviles.

Ecografía fetal: Es una de las técnicas ecográficas más utilizadas, ya que no tiene ningún efecto secundario para la madre ni el feto y es una prueba muy sencilla que sirve para observar el desarrollo del mismo.

Sirve para intentar conocer los siguientes datos:

-Confirmación del embarazo.

-Características del embarazo.

-Crecimiento y  desarrollo fetal (midiendo el fémur se puede saber si el crecimiento del feto corresponde con las semanas de gestación).

-Detección de malformaciones fetales.

-Detección de alteraciones que lleven al diagnóstico de un anomalía congénita.

-Salud de los distintos órganos del feto.

-Sexo del feto.

-Posición de la placenta.

-Cantidad de líquido amniótico.

La ecografía bidimensional (2D) es la que mejor sigue el desarrollo del embarazo y durante una gestación normal y sin riesgos deben hacerse un mínimo de tres ecografías 2D. Con ellas se observa al feto en dos dimensiones – corte longitudinal y transversal – en una imagen plana topográfica, sin volumen y en blanco y negro. Es una imagen en tiempo real, que permite ver el movimiento fetal, y de sus órganos, incluso interno (como el latido cardiaco).

La ecografía 2D es la técnica más sencilla y también la más adecuada para realizar el diagnóstico fetal. Con ella se pueden detectar hasta el 90% de las malformaciones fetales, siempre que la exploración se realice con lo equipos adecuados y personal especializado. En lo últimos años se han desarrollado las ecografías tridimensionales (3D y 4D) que permiten obtener imágenes muy precisas del feto, por su calidad y realidad. Son un complemento a la ecografía 2D, pero no la suplen.

La ecografía 3D muestra volúmenes del feto, como en una foto donde pueden apreciarse formas (ojos, manos incluso a veces las uñas). Sólo permite ver imágenes fijas (aún no en tiempo real). La ecografía en 4D es una ecografía en 3D en movimiento. A partir de decenas de imágenes 3D por segundo permite ver el movimiento del feto en tiempo real, además de realizar mediciones más precisas, aunque es una imagen de tipo proyectivo. La sensación es como ver un vídeo del feto, donde pueden apreciarse todo tipo de movimientos fetales de extremidades, cabeza y diferentes gestos de feto intraútero (saca la lengua, parpadea, sonríe, se chupa el dedo, bosteza…). Esta ecografía ayuda a las madres a disminuir la ansiedad ante el parto. Aunque ofrezca movimiento, al igual que la 3D, es complementaria a la 2D. Se usa sobre todo `para valorar patologías externas y da la posibilidad de estudiar el comportamiento del feto para detectar alguna patología a través del movimiento.