Propagación de Ultrasonidos en Tejidos: Conceptos Clave y Aplicaciones Doppler

Propagación de los Ultrasonidos en los Tejidos

Las ondas mecánicas, y en nuestro caso los ultrasonidos (US), pueden ser representados en una gráfica que muestra la variación de la presión según el tiempo. Un ciclo de onda corresponde a la oscilación que incluye la compresión y descompresión del medio por el que se propaga. Compresión, descompresión y rarefacción corresponden a la densidad de las partículas del medio por el que se propagan.

Conceptos Clave

• Longitud de onda: Distancia entre dos puntos equivalentes de una onda. Es inversamente proporcional a la frecuencia de la onda.
• Período de onda: Tiempo para que un punto de la onda haga un ciclo completo o para que la onda complete la longitud de la onda. Es inversamente proporcional a la frecuencia y varía a medida que se propaga.
• Amplitud de onda: Distancia máxima que puede alcanzar la onda desde su eje central de oscilación. Está directamente relacionada con la intensidad de la onda y puede variar a medida que se propaga a través del medio.
• Frecuencia: Número de ciclos que completa la onda por unidad de tiempo. Se mide en Hz y los US tienen una frecuencia tan alta que los seres humanos no pueden escuchar, desde los 20,000 Hz hasta 1 GHz. Está relacionada con la profundidad y resolución de la imagen. En ecografía empleamos frecuencias que van desde 3.5 a 20 MHz. Variando las frecuencias obtendremos diferentes ecos.
• Velocidad de propagación: Es la relación entre la distancia y el tiempo. Se mide en m/s. Cuando los US se propagan a través del cuerpo humano, atraviesan diferentes interfases entre tejidos con diferentes características acústicas. Depende del medio por el que se propaguen.
  • Densidad del medio: +D = +VP
  • Elasticidad del medio: +E = +VP
  • Compresibilidad: +C = -VP
• Intensidad sonora: Cantidad de potencia acústica transferida por la onda de un sitio determinado. Se mide en dB y está relacionada con la frecuencia de la onda. A medida que las ondas sonoras se propagan, pierden intensidad, energía y amplitud.

Fenómenos de la Propagación de Ultrasonidos

• Reflexión: Cambio de dirección de los ultrasonidos cuando llegan a una superficie sin llegar a atravesarla.
• Absorción: Cantidad de energía de los US que se pierde o que se absorbe mientras el haz de los US atraviesa el tejido causando (difracción, atenuación, dispersión).
• Refracción: Cambio de dirección de los US al variar la velocidad cuando pasan de un medio a otro.
• Difracción: Cuando las ondas chocan con orificios que impiden su propagación. Los orificios pueden convertirse en una fuente secundaria de ondas difractadas y cambiar la dirección con respecto al haz original.
• Dispersión: El haz de los US se propaga a través de un tejido. El tejido puede contener diferentes estructuras que reflejan, refractan y difractan el US, lo que causa que el haz se disperse en diferentes direcciones y hará que llegue al transductor en diferentes momentos, produciendo una imagen borrosa y poco clara.
• Interferencias: Es el choque de haces de ondas sonoras en un mismo medio que produce alteraciones de intensidad, energía y dirección.
• Interfase: Se produce cuando los US pasan de un medio a otro. La cantidad de reflexión depende de la interfase (cuando mayor sea la diferencia de impedancia, mayor será la reflexión).
• Impedancia: La resistencia que un medio ofrece a la propagación de los US.

El aire es el que más atenúa. El agua presenta muy poca atenuación e impedancia. El hueso, mucha impedancia.

Aplicaciones Doppler en Ecografía

• Doppler Pulsado: Método que mide la velocidad de flujo en un punto marcado previamente, produciendo un gráfico que muestra la velocidad en un punto específico de la imagen bidimensional a lo largo del tiempo.
• Hematíes: Elementos más abundantes en la sangre que funcionan como reflectores al recibir el US.
• Doppler color: Permite evaluar de forma cuantitativa el flujo sanguíneo, predefiniendo con color la dirección y velocidad de los flujos aferentes o eferentes.
• Power Doppler: Método que es más sensible a flujos lentos que el Doppler color, permitiendo detectar cantidades de flujo pequeñas sin determinar velocidad ni dirección.
• Efecto Doppler: Cambio en la frecuencia de un sonido emitido por una fuente, que cambia a medida que la fuente se acerca o se aleja del receptor. Sirve para examinar el movimiento de la sangre.