7/23/2019 7.- Fisica del US
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T.R. Oscar FalcónGarcía
FísicadelUltrasonido(US)
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Conocer el fundamento
físico y teórico de laformación de imágenes ormedio de las sondas
ultrasónicas.
O ! " e t i # o s
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$%%&' nos. Curie descu!ren el efectoieoel*ctrico.
$+$,' undimiento del Titanic.
$+$+' -etección de grietas en materialessólidos.
$+,' /rimera utiliación en 0edicina.
istoria
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El ultrasonido (US) es una técnica dediagnóstico por imágenes basada en la acciónde ondas de ultrasonido.
Las imágenes se obtienen mediante elprocesamiento de los haces ultrasónicos (ecos)
refejados por las estructuras corporales.
Para una mejor comprensión
del concepto del US debemosdenir algunos conceptos.
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frecuencia ( f )
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La !recuencia de una onda esta determinadapor las "eces #ue la onda corta la l$nea de
base en una unidad de tiempo% hert& ('&) ociclos por seg.
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1a f de una onda de US consiste
en el n2mero de ciclos o decam!ios de resión 3ue ocurrenen un segundo.
1a f está determinada or4
la fuente emisora de lassondas de US.
or el medio a tra#*s del cual
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5nfrasonido 6 Sonido 6Ultrasonido
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US sonido de alta frecuencia.
Sonido; 20 Hz 20 KHz.
US; 20KHz 40 MHz
Ondas sonoras vehículo de propagacin.
US !". # $".
US = onda sonora = i%agen.
5nfrasonido 6 Sonido 6Ultrasonido
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Al igual que existe un espectro de
ondas electromagn*ticas, dentrodel cual la luz visible ocupa una
mí nima porción, existe unespectro de vibraciones ac2sticas,en el cual la gama de frecuencias
audibles ocupa un mí nimoporcentaje.
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/ara 3ue e7ista roagación deuna onda mecánica (onda
sonora) esnecesario 3ue e7ista un medioelástico (mo#ilidad molecular).
8s decir' la onda de US nouede roagarse en el #acío.
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9 :U8 8S 81 SO;5-O <
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&s una serie de vi'raciones %ec(nicas )ue se difundenen un %edio el(stico* las cuales pueden hacer vi'rar la
%e%'rana ti%p(nica.
&s la sensacin producida en el rgano del oído por unaonda %ec(nica originada de la vi'racin de un cuerpo
el(stico + propagada por un %edio %aterial.
,as ondas de sonido son for%as de trans%isin de & +
re)uieren de %ateria para su trans%isin.
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InfrasonidosOndas por de'a-o de 20 vi'raciones por segundo* 20 Hz/ )ue es el
lí%ite inferior de audicin del oído hu%ano.
SonidosOndas entre 20 + 20*000 Hz confor%an el espectro de sonidos )ue el
ho%'re es capaz de escuchar. Ha+ ani%ales* co%o perros* delfines o
%os)uitos* capaces de oír sonidos %(s agudos* de 2 KHz + a1n %(s*
pero estas ondas +a no entran dentro de espectro de los sonidos.
UltrasonidosOndas %ec(nicas )ue tienen una frecuencia superior a los 20*000 Hz.
Las ondas sónicas según su “ f “
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Serie de ondas mecánicas= originadasor la #i!ración de un cuero elásticoy roagadas or un medio material=cuya f suera a la del sonido audi!leor el >umano.
Ondas ultrasónicas (US)
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-e?na el m*todo imagenologicollamado US
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Técnica de obtención de imagen que está
basada en la emisión y recepción de ondas deultrasonido.
-e?nición
de US
Tomografía
or US
Las imágenes se obtienen mediante el procesamiento
electrónico de los haces ultrasónicos (ecos) rele!ados
por los dierentes te!idos.
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arato. Sencillo de realizar. 3o se necesita preparacin especial previa.
ort(til. 3o se re)uiere de un lugar en especial. 5%(genes en tie%po real.
3o se usan radiaciones ionizantes. Se pueden identificar estructuras vasculares
sin la necesidad de contrastes endovenosos.
*entajas
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6rganos )ue contienen gases o estructuras seas
no pueden verse correcta%ente.
!ifícil o'tener 'uenas i%(genes de pacientes
o'esos.
!epende 7008 del operador.
!esventa-as
Debe tener un amplio conocimiento de los principiosfísicos del US.Debe estar familiarizado con la ecotextura de lostejidos.Debe dominar la anatomía musculoesquelética.
Sepa reconocer los fenómenos sonográcos que pueden
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+ &l US es producido por el paso de corriente
el9ctrica a trav9s de un cristal piezoel9ctrico*ele%ento )ue produce ondas de US.
, &sas %is%as ondas penetran el cuerpo +regresan a la fuente donde se originaron
produciendo un i%pulso el9ctrico* este i%pulsose analiza; + se o'tiene una i%agen.
rincipio '(sico de la for%acin dei%agen por %edio del US
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emisiónUS
penetra el
cuerpo humano%- rebota
50@G8;
se recibe una
seal% - seanali&a
Como se o!tiene una imagen orUS
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&l pri%er paso en la realizacin de unaecografía es la produccin de una onda
sonora ultrasonidos/.
O!tención de imagen
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Son e%isores # receptores de ultrasonidos.
:ontienen cer(%icas piezoel9ctricas )ue transfor%an una seal
el9ctrica en sonido + viceversa.
,as frecuencias nor%ales de los US para uso diagnstico
son de 2 a 40 MHz.
< %a+or frecuencia* %a+or resolucin* %enor profundidad.
< %enor frecuencia* %enor resolucin* %a+or profundidad.
Transductores
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Transductores
Transductor
US
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Transductores
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1a circonita de lomocon titanio es unacerámica usada
frecuentemente comocristal ieoel*ctrico.
8l C/ constituye elalma del transductor.
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Transductores
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Transductores
Ti d
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"lta recuencia# MHz a 40 MHz con los
cuales se pueden visualizar estructuraspe)ueas + con gran calidad de i%agen.
$a!a recuencia# Hasta 4. MHz )ue produceni%(genes con %enos detalle.
Tios deTransductores
“f”
Tios de
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! %ecánicos.
" "nulares (anillos concéntricos).
# &ndoluminales.
$ Lineales
% Sistemas dúplex
Tios deTransductores
Aforma y usosB
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=en%eno físico )ue presentan algunos cristales
o cer(%icas de producir una corriente el9ctrica cuando se so%etea una defor%acin %ec(nica vi'racin/.
,os cristales piezoel9ctricos poseen la capacidad
de transfor%ar la & el9ctrica en sonido + viceversa* de tal %anera)ue el transductor o sonda act1a tanto
co%o e%isor + receptor de ultrasonidos.
&ecto 'ieoeléctrico
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:orriente cristal > *ibración.
el9ctrica piezoel9ctrico
+ibración al propagarse adquiere la propiedad de onda
mecánica, onda sonora -.
?i'racin cristal > :orriente
piezoel9ctrico el9ctrica
&ecto 'ieoeléctrico
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,os %ateriales piezoel9ctricos* al ser co%pri%idos o
estirados* %odifican la posicin de las cargas el9ctricas
en su interior* produciendo un volta-e el9ctrico.
ero ta%'i9n son capaces de hacer lo contrario cuando
se les aplica un volta-e el9ctrico; 9ste se co%pri%e.
&ecto 'ieoeléctrico
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O!tención de laimagen
/. Producir una onda de US.
0. 1ecibir los ecos de "uelta.
2. 3nterpretar estos ecos recibidos.
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Las ondas de sonido emitidas por el transductor
"iajan por el cuerpo hasta chocar con los di!erentestejidos.
Parte de la onda es refejada por el tejido% "ol"iendo
al transductor% - el resto de la onda sigue penetrandoel cuerpo hasta chocar con otro l$mite - ser refejada.
El transductor recibe la onda refejada - la má#uinala anali&a.
La má#uina calcula la distancia del transductor altejido - el tiempo #ue le tomo a la onda regresar.
US imagen
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La má#uina e4pone en un monitor las distanciase intensidades de las ondas usando una escalade grises% !ormando una imagen en 05.
6ada segundo el transductor en"$a - recibemillones de ondas.
El transductor se mue"e sobre la supercie delcuerpo - en di!erentes ángulos para obtener"arias "istas.
US imagen
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O!tención de la imagen
La onda es producida en un transductorpiezoeléctrico contenido dentro de una
sonda.
En la sonda hay varios
cristales de cuarzo
llamados cristales
piezoeléctricos.
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Producir ondas de US es relati"amente
!ácil.
Solo ha- #ue hacer "ibrar algo a
gran "elocidad% #ue "ibre hasta /7millones 4 segundo.
Para lograrlo se utili&a unapropiedad mu- interesante deciertos cristales - materiales
cerámicos8
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+elocidad de propagación
&s la velocidad en la )ue el US via-a a trav9s deun %edio.
,a ? depende de@ !ensidad 9) :o%presi'ilidad.
Materiales con alta densidad trans%itir(n el sonido a
una %a+or velocidad.
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&n la grasa y el musculo, las ondas se mue*en rápido,
&n el aire, la +' es muy lenta.
&structuras neumatiadas (pulmones) /0 pueden ser
e*aluadas por -.
,a ? es inversa%ente proporcional a la co%presi'ilidad;las %ol9culas en los te-idos %(s co%presi'les est(n %u+
separadas* por lo )ue trans%iten el sonido %(s
lenta%ente.
+elocidad de propagación del -
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,a ? del haz de US es %u+ varia'le.
!iferentes densidades@
hígado* rin* 'azo* sangre* %usculo* etc.
+elocidad de propagación
Delocidad del US deendiendo del
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Delocidad del US deendiendo delmedio
%aterial +elocidad ( m1s)
<ire AA0
<gua 74BC
Metal A000 # D000
Erasa 7440
Sangre 7C0
$e-idos
'landos
740
Delocidad del US deendiendo del
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Delocidad del US deendiendo delmedio
%aterial +elocidad ( m1s)
<ire AA0
<gua 74BC
Metal A000 # D000
Erasa 7440
Sangre 7C0
$e-idos
'landos
740
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7/23/2019 7.- Fisica del US
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Dál l
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Dál#ulascardiacas
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7/23/2019 7.- Fisica del US
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nteracción del US con los te"ido
5medancia @c2stica
7/23/2019 7.- Fisica del US
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:uando una onda de US atraviesa un te-ido seorigina una refle"in.
La rele2ión o rebote del - hacia el
transductor es llamada# “eco3.
-na rele2ión ocurre en el l4mite o interase entre 5
densidades, por lo que un material es dierente a otro#
esta propiedad es conocida como6
impedancia acústica.
7/23/2019 7.- Fisica del US
http://slidepdf.com/reader/full/7-fisica-del-us 67/153
:uando la onda ac1stica entra en contacto con 2 te-idos densidades de diferente i%pedancia ocurren 2 procesos@
7.# arte de la onda se refle-a co%o eco.2.# ,a otra parte* se trans%ite por el te-ido.
:ldrich ;. <asic Ph-sics o! Ultrasound 3maging.6rit 6are =ed 0>>?@ 27 (suppl)8 S/2/A?.)
: í i d l 5 d i < 1 i
7/23/2019 7.- Fisica del US
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,a i%pedancia ac1stica es la deteccin +representacin del sonido refle-ado.
ara )ue se produzca un eco* de'e e"istiruna interfase reflectora.
Un %edio co%pleta%ente ho%og9neo 3Oencuentra interfases en )ue refle-arse* + el
%edio aparece anecoico o )uístico.
,a cantidad de refle"in depende de lai%pedancia ac1stica de los %ateriales.
:aracterísticas de la 5%pedancia <c1stica
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F 5%pedancia <c1stica > 0 G
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:uando 2 %ateriales tienen la %is%a i%pedancia
ac1stica* este lí%ite 3O produce un eco.
Si la diferencia en la i%pedancia ac1stica es@
pe)uea B eco d9'il
a%plia B eco fuerte
%u+ grande B se refle-ar( todo el haz de US.
7/23/2019 7.- Fisica del US
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:uando se e%plea la escala de grises* lasrefle"iones o ecos refle-ados se o'servan@
,as refle"iones %(s intensas en tonoblanco; hiperecoicos.
,as %(s d9'iles* en diversos tonos de
gris; hipoecoicos.
3o ha+ refle"iones* en negro; anecoicos.
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13
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7mpedancia
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7mpedancia&s una característica del %edio )ue atraviesa el US.
7/ !ensidad 2/ ?
La impedancia da idea de la acilidad que un determinado medio
orece al paso del -.
e conoce habitualmente con la letra “83, y es el resultado de la
densidad por la +' del - . (8 = E 2 +').
La rele2ión se produce al intentar pasar el - de un medio a otro
con distinta 8.
i los medios tienen impedancias muy distintas, el - se rele!ará
casi en su totalidad y no podrá alcanar los órganos situados más
proundamente.
7/23/2019 7.- Fisica del US
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9ensidad (E)
ro"i%idad entre las %ol9culas de un %ediodeter%inado.
:oncentracin de %ateria.
Se e"presa en %asa por unidad de volu%en gI%A/ de%enor a %a+or@
"7:& ; "<-" ; <:"" ; T&790 $L"/90 ; >-&0
7/23/2019 7.- Fisica del US
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:uanto %(s cerca se encuentra una
%ol9cula de otra* %(s r(pida%enteinteractuar(n* este fen%eno se lla%a
densidad del %edio.
9ensidad (E)
O!tención de la
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O!tención de laimagen
6erámic
a
Cransductor
Del
6omputadora
bjeto deestudio
, d ' l i l
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,a sonda se cu're con un gel para igualar o
%ini%izar la diferencia de i%pedancias entre;
$ransductor B <ire # iel.
Si tene%os estas diferencias de i%pedancia*
tendre%os discontinuidades en la onda* por lo )ue
esta* refle-aría casi toda la & de la onda antes depenetrar el cuerpo.
7/23/2019 7.- Fisica del US
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Te"idos
GelTe"idos
Transductor
:ire
:ire
Transductor
O!tención de la
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imagen
7/23/2019 7.- Fisica del US
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&l %e-or %edio para la propagacin de las ondas;son densidades con alto contenido en agua.
HJE<!O
3:L&<S
?&SJ:U,< 5,5<L
L5O3&S
?&N5E<
<O
:OL<63
?<SOS.
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@tenuación
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&l haz de US va perdiendo intensidad confor%e va avanzando por
los te-idos* esta p9rdida por unidad de longitud se deno%inaatenuación.
?.; "bsorción de - por el medio.
5.; :ele2iones que puedan producirse.
@.; &s de tipo e2ponencial.
A.; Boeiciente de atenuación.
C.; &s directamente proporcional a la recuencia.
@tenuación
/rofundidad media (mm) en di#ersos
7/23/2019 7.- Fisica del US
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/rofundidad media (mm) en di#ersosmedios ara US0edio $ 0
0
Piel //%/F
6art$lago G0
:ire (0> H 6) 0 %7
>%I
Cendón G%00
@t ió
7/23/2019 7.- Fisica del US
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@tenuación
,os te-idos con %a+or contenido en proteínas
estructurales cartílago* tendones* c(psula articular*
liga%entos* %1sculos/ a'sor'en %a+or & ultrasnica.
&l hueso aten1a 20 veces %(s )ue el %1sculo + otros
te-idos 'landos* por lo )ue todo lo situado detr(s de un
hueso reci'ir( %ucha %enos dosis.
Coe?ciente de atenuación (cm )
7/23/2019 7.- Fisica del US
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08-5O $ 0 0
@gua (,& C) &=&&&H&.&&$%
Sangre &=&,%&=&%
Te"ido ner#ioso &=,&=H
Daso sanguíneo &=$=,
/iel &=H,$=%H
02sculo &=IH
Coe?ciente de atenuación (cm )
Denómeno 0ndulatorio
7/23/2019 7.- Fisica del US
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Los enómenos ondulatorios se producen cuando se induce una
*ibración, a una molécula.
&sta molécula al *ibrar se desplaa de su posición de reposo.
Buando una molécula en mo*imiento se encuentra con otra, letransiere parte de su &c, modo que comiena a *ibrar6 este enómeno
generado se llama D.0.
Buanto más cerca se encuentra una molécula de otra, mas rápido
interactuarán, y este enómeno se llamara densidad del medio, y
cuanto más denso sea ese medio, más rápido se propagara el# D0.
Denómeno 0ndulatorio
D ó 0 d l t i
7/23/2019 7.- Fisica del US
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Denómeno 0ndulatorio
:uando el US interact1a con los te-idos* las %ol9culas se
alteran leve%ente + la & se trans%ite de una %ol9cula a
otra.
,a & ac1stica se %ueve a trav9s del te-ido %ediante
ondas longitudinales + las %ol9culas oscilan en la %is%a
direccin )ue la onda.
Formación del >a
7/23/2019 7.- Fisica del US
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&l uso de %ateriales %odificados en los transductores%odernos es %enos dependiente de la f * lo cual per%ite
fa'ricar transductores
%ultifrecuencia.
<ctual%ente las sondas se disean con %ultiele%entos lo
cual per%ite una %e-or direccin del haz de US.
&l n1%ero de ele%entos puede llegar a ser de 7000 en
una sola sonda.
Formación del >a
/roagación del >a
7/23/2019 7.- Fisica del US
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/roagación del >a
&n un medio homogéneo el - se propagan en l4nea recta.
Buando están producidos por un cristal, orman un ha, del cual
sólo es útil la parte más cercana al transductor (plano).
8ona de Fresnel.
>a útil, parte más cercana al transductor, que es donde aparece
plano.
Zona de Fraunhoffer.8ona donde el ha comiena a abrirse.
7/23/2019 7.- Fisica del US
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La posibilidad de dirigir un ha con
e2actitud es mayor cuanto más ele*ada
sea su “f” # sin embargo, su capacidad de
penetración será menor.
/otencia e 5ntensidad
7/23/2019 7.- Fisica del US
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&l haz de US transporta una deter%inada cantidad de &
producida por el transductor; si la considera%os por
unidad de tie%po* la lla%are%os; potencia.
La unidad de la potencia es el watt P/* dividiendo la
potencia entre la superficie del haz * o'tene%os laintensidad (W/cm²), del haz de US.
/otencia e 5ntensidad
7/23/2019 7.- Fisica del US
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5nteracción del US con loste"idos
Comresiones 6
Rarefacciones
m e d i o
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US
onda US
m e d i o
7/23/2019 7.- Fisica del US
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US
onda US
:o%presiones # Larefacciones
7/23/2019 7.- Fisica del US
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Las regiones densas, en las que un gran número de moléculas
se agrupan acercándose mucho entre s4 se llaman compresiones.
-na compresión corresponde a una región de alta presión.
Las regiones que tienen relati*amente pocas moléculas se
conocen como rareacciones y corresponden a onas de ba!a
presión.
Las compresiones y rareacciones se alternan a tra*és del
medio.
:o%presiones Larefacciones
6ompresiones
1are!acciones6ompresion
es
7/23/2019 7.- Fisica del US
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Cransductor
f
nda sonora
nda longitudinal
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Una onda de sonido se produce en un medio donde se pueden crearzonas de comprensión y de rarefacción.
En el vací o no se propaga el sonido.
Las ondas se caracterizan por su longitud de onda y su frecuencia.
US
83uios de US J alicaciones
7/23/2019 7.- Fisica del US
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otencia <lta + 'a-a potencia
=recuencia
a-a 2 KHz hasta cercano al MHz.
%edia ? %> a ?E %>.
<lta or enci%a de 70 MHz.
,ongitud de la seal
Siste%as :ontinuo o ulsado.
3 J medicas
:alidad de i%agen en US
7/23/2019 7.- Fisica del US
http://slidepdf.com/reader/full/7-fisica-del-us 100/153
,a calidad de i%agen puede ser descritapor 2 i%portantes factores@
Lesolucin espacial
Lesolucin de contraste
:alidad de i%agen en US
Resolución
7/23/2019 7.- Fisica del US
http://slidepdf.com/reader/full/7-fisica-del-us 101/153
+ &s la ha'ilidad de distinguir las diferentes
estructuras )ue refle-an el US.
, !iferentes te-idos* localizados %u+ cerca;
proporcionan refle"iones individuales.
esacial
7/23/2019 7.- Fisica del US
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7/23/2019 7.- Fisica del US
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7/23/2019 7.- Fisica del US
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Lesolucin Lesolucin de
7/23/2019 7.- Fisica del US
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:apacidad dediscri%inar pe)ueos
o'-etos ad+acentes.
ara un transductor
de A0#40 MHz* la
resolucin es 200%icrones.
&s la distri'ucin de
la escala de grisesde la seal refle-ada.
Una i%agen con alto
rango din(%ico
tiene una %a+or
escala de grises.
espacial contraste
Comonentes de un e3uiod US
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de US
Comonentes de un e3uiod US
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Transductor. %onitor.
Bomputadora
:eceptores.
"mpliicador
Transmisor.
Balibradores.
7mpresora.
de US
Comonentes de un e3uio de US
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7/23/2019 7.- Fisica del US
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5nteracción del US con loste"idos
:educen "umenta
%odalidades de -
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&l modo " (amplitud).
&l modo $ (brillo).
&l modo % (mo*imiento).
&l eecto 9oppler
%odalidades de -
%odo "
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,a aplicacin %(s si%ple para la o'tencin de una
Qi%agenR por %edio del US* es el %odo <.
Muestra las variaciones en la intensidad del eco co%o
una gr(fica si%ple; %ide las variaciones de la a%plitud
con respecto al tie%po distancia/.
%odo "
%odo "
7/23/2019 7.- Fisica del US
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%odo "
%odo "
7/23/2019 7.- Fisica del US
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%odo "
%odo "
7/23/2019 7.- Fisica del US
http://slidepdf.com/reader/full/7-fisica-del-us 114/153
&l US se refle-a seg1n va atravesando interfases de distintas
i%pedancias ac1sticas.
,a representacin del %odo < es una serie de picos + valles*)ue refle-an la intensidad del eco por el transductor en
cada %o%ento.
Se puede calcular f(cil%ente la distancia del transductor a la
superficie reflectante* %ultiplicando la %itad del tie%po )ue el
i%pulso e%itido tarda en retornar* por la velocidad con la )ue el
US atraviesa los te-idos 'iolgicos 740 %Is/.
%odo "
%odo "
7/23/2019 7.- Fisica del US
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El US se refeja segJn "a atra"esandointer!ases
de distintas impedancias acJsticas.
5istancia Ciempo 3ntensidad
%odo "
%odo "
7/23/2019 7.- Fisica del US
http://slidepdf.com/reader/full/7-fisica-del-us 116/153
B <l ser una i%agen unidi%ensional* la infor%acin
anat%ica )ue proporciona es %u+ li%itada.
B &s la representacin gr(fica de la intensidad
del eco; est( en desuso aun)ue era %u+ 1til para
la e"ploracin ocular + el diagnstico diferencialde tu%ores.
%odo "
%odo $
7/23/2019 7.- Fisica del US
http://slidepdf.com/reader/full/7-fisica-del-us 117/153
Una %e-oría en la i%agen fue posi'le con el desarrollo de la
%odulacin del 'rillo %odo /* en el cual la infor%acin
so're las variaciones de la < del pulso se representa en cada
punto co%o una escala de grises.
,os pri%eros aparatos %ostra'an cada punto co%o un
claro#oscuro dentro de un 'rillo unifor%e.
&l desarrollo de los convertidores de 'arrido analgicos
per%iti %ostrar una verdadera escala de grises.
%odo $
%odo $
7/23/2019 7.- Fisica del US
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%odo $
%odo $
7/23/2019 7.- Fisica del US
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,a %e-ora en el procesa%iento de la infor%acinper%iti el desarrollo de ecgrafos )ue %ostraran la
i%agen en tie%po real* esto fue posi'le a partir del
%o%ento en )ue se logran procesar %(s de 7 5S.
,a i%agen en %odo %uestra la localizacin
espacial de cada punto resolucin a"ial + lateral/* así
co%o una representacin en escala de grises de laecogenicidad del reflector.
%odo $
%odo %
7/23/2019 7.- Fisica del US
http://slidepdf.com/reader/full/7-fisica-del-us 120/153
Utiliza los conceptos de los %odos < + * %ientras el
'arrido recorre la pantalla durante un deter%inado
período de tie%po.
&l %odo M* representa en una tira de i%agen a tie%po
real lo )ue sucede en una línea.
%odo %
%odo % ó T%
7/23/2019 7.- Fisica del US
http://slidepdf.com/reader/full/7-fisica-del-us 121/153
%odo % ó T%
%odo % ó T%
7/23/2019 7.- Fisica del US
http://slidepdf.com/reader/full/7-fisica-del-us 122/153
%odo % ó T%
&l %odo M se e%plea con las estructuras en
%ovi%iento* co%o el corazn* + %uestra la < enel e-e vertical* el tie%po + la profundidad en el e-e
horizontal.
%odo % ó T%
7/23/2019 7.- Fisica del US
http://slidepdf.com/reader/full/7-fisica-del-us 123/153
%odo % ó T%
- doppler
7/23/2019 7.- Fisica del US
http://slidepdf.com/reader/full/7-fisica-del-us 124/153
&fecto !oppler
:aracterística física del sonido )ue per%ite
detectar ca%'ios de frecuencia producidos porestructuras en %ovi%iento.
pp
,a relacin del efecto !oppler con la ecografía tiene 2protagonistas@ la frecuencia del transductor + las c9lulassanguíneas encargadas de generar los ecos
7/23/2019 7.- Fisica del US
http://slidepdf.com/reader/full/7-fisica-del-us 125/153
7/23/2019 7.- Fisica del US
http://slidepdf.com/reader/full/7-fisica-del-us 126/153
7/23/2019 7.- Fisica del US
http://slidepdf.com/reader/full/7-fisica-del-us 127/153
7/23/2019 7.- Fisica del US
http://slidepdf.com/reader/full/7-fisica-del-us 128/153
- 9oppler
7/23/2019 7.- Fisica del US
http://slidepdf.com/reader/full/7-fisica-del-us 129/153
&l ecgrafo e%ite una f conocida )ue al chocar con partículas est(ticaspar9n)ui%a de rganos/ genera un eco de la %is%a f .
Sin e%'argo cuando estos US colisionan con partículas en %ovi%iento
son capaces de ca%'iar esta f .
:uando el flu-o de sangre se acerca el transductor las ondas se
co%pri%en delante de las c9lulas au%entando la f * si 9stas se ale-an
la f dis%inu+e.
&ste ca%'io es detectado por la sonda + traducido a un %apa de
colores.
pp
- 9oppler
7/23/2019 7.- Fisica del US
http://slidepdf.com/reader/full/7-fisica-del-us 130/153
or consenso se entiende )ue una ga%a ro-a indica un flu-o positivo*hacia la sonda* %ientras )ue una azul es negativa + se ale-a.
<de%(s esta herra%ienta es cuantitativa* per%iti9ndonos a la vez
conocer la velocidad a la )ue se acerca o se ale-a el flu-o* así co%o la
co%posicin la%inar o tur'ulento/.
Otro factor relevante es el (ngulo de incidencia* angulaciones de
0 a D0 dar(n resultados satisfactorios %ientras )ue entre D0 + B0
las%ediciones de los valores a'solutos no son fia'les.
pp
"ngulo 9oppler
7/23/2019 7.- Fisica del US
http://slidepdf.com/reader/full/7-fisica-del-us 131/153
<ngulo )ue se for%a entre el vector de velocidad del flu-osanguíneo + la línea i%aginaria )ue representa a la direccin
del haz del US. &l e)uipo no sa'e )ue ha+ un (ngulo de
incidencia* por)ue para el* solo e"isten flu-os paralelos a la
línea de propagacin del sonido.
- 9oppler
7/23/2019 7.- Fisica del US
http://slidepdf.com/reader/full/7-fisica-del-us 132/153
Se %uestran las estructuras en %ovi%iento.
5nfor%acin acerca del flu-o del (rea de inter9s* detectan + procesan
la a%plitud* fase + frecuencia de los ecos reci'idos.
&l !oppler color indica %ediante un cdigo de color tanto la velocidadco%o la direccin del flu-o.
&l principio '(sico de la US !oppler radica en la o'servacin de
c%o la frecuencia de un haz US se altera cuando en su paso seencuentra con un o'-eto en %ovi%iento.
pp
7/23/2019 7.- Fisica del US
http://slidepdf.com/reader/full/7-fisica-del-us 133/153
El uso terapéutico del US tiene
en la actualidad granimportancia% sus indicacionesen lugar de disminuir con la
incorporación de nue"os
medicamentos% siguenincrementándose e incluso se
generali&an algunasespec$cas% como la
sono!oresis.
6uando pasan ondas ultrasónicas a tra"és del cuerpo
7/23/2019 7.- Fisica del US
http://slidepdf.com/reader/full/7-fisica-del-us 134/153
6uando pasan ondas ultrasónicas a tra"és del cuerpose producen "arios e!ectos tanto !$sicos como #u$micos#ue pueden tener consecuencias siológicas% lamagnitud de estas consecuencias depende de la!recuencia - amplitud de la onda.
: ni"eles de intensidad mu- bajos usados en 54(>.>/ NOcm potencia promedio - 0> NOcm potencia
pico)% estas consecuencias no son obser"ables.
6uando aumenta la potencia% el US se con"ierte en unaherramienta Jtil en la terapia8 con una potencia delorden de / NOcm .
6omo un agente destructor de la piel cuando laintensidad es del orden de />Q NOcm.
US Tera*utico
7/23/2019 7.- Fisica del US
http://slidepdf.com/reader/full/7-fisica-del-us 135/153
T8R@/5@ U1TR@SK;5C@ES EL C1:C:=3ERC =E536 =E53:RCE
*3<1:63RES =E6:R36:S 6R UR: 1E6UER63:
SUPE131 : /G >>> '&.
T8R@/5@ -8 U1TR@SO;OFOR8S5SES EL C1:C:=3ERC =E536 6R SUSC:R63:S
=E5363R:LES 3RC15U635:S ER EL 6UE1P
=E53:RCE E ULC1:SR36:.
&fectos 'iolgicos de los USTs
7/23/2019 7.- Fisica del US
http://slidepdf.com/reader/full/7-fisica-del-us 136/153
$.6 8fectos mecánico L oscilaciónmolecular
,.6 8fecto t*rmico4 #i!ración L calor.6 ;o e7isten efectos noci#osconocidos
8fectos mecánico L @umenta con la otencia Ejemplo8 destrucción de cálculos renales (Litotripsia)
&n pri%er lugar* A %% sigue siendo una distancia de%asiado
7/23/2019 7.- Fisica del US
http://slidepdf.com/reader/full/7-fisica-del-us 137/153
grande para o'tener i%(genes decentes* pero ade%(s ha+ )uetener en cuenta )ue las longitudes de onda est(n calculadas en el
aire* donde la velocidad del sonido es de unos A40 %Is.&n el interior de nuestro cuerpo* el sonido se %ueve a unos 7.00%Is* con lo )ue la longitud de onda es unas 4 veces %a+or )ue enel aire* + los A %% de 700.000 Hz se convierten en 72 %%.
!e %odo )ue los aparatos de US utilizan frecuencias
%uchísi%o %a+ores@ de entre 2 + 7 MHz* esto se traduce en ondasultrasnicas de longitud de onda entre 0*7 + 0* %%* lo cual per%iteuna resolucin 'astante 'uena.
&l pro'le%a es )ue cuanto %a+or es la frecuencia + por tanto laresolucin/ %enos capacidad de penetracin tienen las ondas en elcuerpo* de %odo )ue cuanto %(s profunda%ente se )uierao'servar* %enor de'e ser la resolucin.
8co -o!uta
7/23/2019 7.- Fisica del US
http://slidepdf.com/reader/full/7-fisica-del-us 138/153
5DUS5ntra#ascular Ultrasound
7/23/2019 7.- Fisica del US
http://slidepdf.com/reader/full/7-fisica-del-us 139/153
5ntra#ascular Ultrasound
El 3*US es un procedimiento complejo% #ueutili&a recursos de ele"ado costo% el cual tiene
indicaciones precisas.
Su utilidad ma-or es8 en el implante del stent%
tamao del "aso - lesiones lim$tro!es.
Su uso disminu-e la restenosis% pero no es
imprescindible en el laboratorio dehemodinámica.
7/23/2019 7.- Fisica del US
http://slidepdf.com/reader/full/7-fisica-del-us 140/153
5DUS
7/23/2019 7.- Fisica del US
http://slidepdf.com/reader/full/7-fisica-del-us 141/153
7/23/2019 7.- Fisica del US
http://slidepdf.com/reader/full/7-fisica-del-us 142/153
7/23/2019 7.- Fisica del US
http://slidepdf.com/reader/full/7-fisica-del-us 143/153
Ultrasonidointracoronario
@ngiografía coronaria M5DUS
7/23/2019 7.- Fisica del US
http://slidepdf.com/reader/full/7-fisica-del-us 144/153
5DUS
7/23/2019 7.- Fisica del US
http://slidepdf.com/reader/full/7-fisica-del-us 145/153
E;E=PL 5E C1=<
7/23/2019 7.- Fisica del US
http://slidepdf.com/reader/full/7-fisica-del-us 146/153
6:L63
7/23/2019 7.- Fisica del US
http://slidepdf.com/reader/full/7-fisica-del-us 147/153
•Ecos brillanteshasta la
ad"enticia.•bstru-e lapenetración
del US•1esulta enre"erberacione
s
Placa "ulnerable
7/23/2019 7.- Fisica del US
http://slidepdf.com/reader/full/7-fisica-del-us 148/153
5isección al nal del stent
7/23/2019 7.- Fisica del US
http://slidepdf.com/reader/full/7-fisica-del-us 149/153
Clasi?cación de aneurismas
7/23/2019 7.- Fisica del US
http://slidepdf.com/reader/full/7-fisica-del-us 150/153
7/23/2019 7.- Fisica del US
http://slidepdf.com/reader/full/7-fisica-del-us 151/153
7.# Vue es frecuencia .2.# Vue se necesita para )ue una onda de US se propague.
A.# or )ue est( deter%inada la f de la onda de US.
4 !escri'a la frecuencia de@ 5nfrasonido Sonido Ultrasonido 2/
7/23/2019 7.- Fisica del US
http://slidepdf.com/reader/full/7-fisica-del-us 152/153
4.# !escri'a la frecuencia de@ 5nfrasonido # Sonido # Ultrasonido 2/.
.# !escri'a a los tipos de transductores seg1n su Q f “.
D.# FVu9 es el sonidoGC.# Mencione A venta-as + A desventa-as del US (5).
.# :o%plete el siguiente p(rrafo@
,a ? es inversa%ente proporcional a la co%presi'ilidad; las %ol9culas en
los te-idos %(s co%presi'les est(n %u+ separadas* por lo )ue trans%iten el
sonido@ WWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW
B.# &"pli)ue@ Fco%o se o'tiene una i%agen por %edio del USG (5)
?0.# &"pli)ue )ue es un transductor de US + cual es su funcin o funciones
principales 2/.
77.# &"pli)ue FVu9 es el efecto piezoel9ctricoG72.# F:ual es la ? )ue se to%a co%o 'ase para a for%acin de i%(genes
diagnosticas por US.G
7A.# &"pli)ue )ue es la velocidad de propagacin del US + de )ue dependeG (5).
74.# FVue es i%pedancia ac1sticaG
7.# FVu9 es li%ite o interfaseG
7D.# :o%plete el siguiente p(rrafo@
roducir ondas de US es relativa%ente f(cil* solo ha+ )ue hacer vi'rar
7/23/2019 7.- Fisica del US
http://slidepdf.com/reader/full/7-fisica-del-us 153/153
algo a gran velocidad* )ue vi're hasta 7 %illones " segundo. ara
lograrlo se utiliza una propiedad %u+ interesante de ciertos cristales +%ateriales cer(%icos lla%ada @ WWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW
7C.# F:o%o es lla%ada la refle"in o re'ote del US hacia el
transductorG
7.# Mencione A características de la 5%pedancia <c1stica .
7B.# FVu9 es la densidadG20.# &n relacin a las i%(genes de US co%ple%ente co%o se le lla%a a@
,as refle"iones %(s intensas en tono 'lanco; WWWWWWWW
,as %(s d9'iles* en diversos tonos de gris; WWWWWWWWWW
3o ha+ refle"iones* en negro; WWWWWWWWWW.
27.# :uando la onda ac1stica entra en contacto con 2 te-idos odensidades de diferente i%pedancia ocurren 2 procesos@ %encinelos.
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