FISICA DE ULTRASONIDO

MR1 ALEJANDRA SOSA

ULTRASONIDOS • Cualquier sonido con la frecuencia mas alta del rango normal de audición humana

1793: vuelo de murciélagos Griffin y Galambos1938: demostraron emisión de ultrasonidos del murciélago

Francis Galton

1822 - 1911

187623.000Hz

Alexander Belm Viena 1912 Reginald Fessenden

Canadá 1914SONAR de baja frec.

SONAR: generador de ultrasonidos para localizar submarinos

HIDROFONO (alta frecuencia) Langevin-Chilowsky

Neurologist/ psychiatrist at the University of Vienna, Austria, who had begun experiments in the late 1930s, was generallly regarded as the first physician to have employed ultrasound in medical diagnosis.

Universidad de Colorado en Denver

William Wright

Ralph Meyerdirk

ONDAS SONORAS

Son vibraciones o estímulos mecánicos que requieren de un medio deformable para su propagación

BASES FISICAS DEL ULTRASONIDO

FENOMENO PIEZOELECTRICO (1880)

Principios físicos• Ultrasonido: ondulatorio. Frecuencia no audible: 2.5-15 MHz

Frecuencia: 2.5-15 mHzVelocidad: 1,540 m/sec

Principios físicosDensidad y velocidad de propagación en diferentes tejidos:

Tejido 

Velocidad(m/s)

Densidad(g/cm2)

Grasa 1.470 0,97Músculo 1.568 1,04Hígado 1.540 1,055Cerebro 1.530 1,02Huesos 3.600 1,7

Agua (20°C) 1.492 0,9982Aire 331 0,0013

Frecuencia: 2.5-15 mHzVelocidad: 1,540 m/secAbsorción: 1dB/MHz cm

Impedancia

Z = D x V

Principios físicosGeneración de una onda de ultrasonido

Principios físicosGeneración de una onda de ultrasonidoReflexión y refracción

a. Especularb. Difusac. Scattering

1. Amplitud mode (A)2. Brightness (B) mode3. Motion (M) mode

Principios físicosAbsorción y Atenuación

Tejido Absorción  (dB/cm a 1

MHz)Grasa 0,6Músculo 2Hígado 0,7Cerebro 1Huesos 4-10Agua (20°C)

0,002

Generación de una onda de ultrasonido

Principios físicosGeneración de una imagen de ultrasonidoTransductores

circonita de plomo con titanio

ECÓGRAFO• Generador• Transductor o

sonda• Convertidor• Memoria gráfica• Monitor

Generación de una imagen de ultrasonido

• Un circuito transmisor aplica un pulso eléctrico de pequeño voltaje a los electrodos del cristal piezoeléctrico.

• Éste empieza a vibrar y transmite un haz ultrasónico de corta duración, el cual se propaga dentro del paciente, donde es parcialmente reflejado y transmitido por los tejidos o interfaces tisulares que encuentra a su paso.

• La energía reflejada regresa al transductor y produce vibraciones en el cristal, las cuales son transformadas en corriente eléctrica por el cristal y después son amplificadas y procesadas para convertirse en imágenes.

Doppler color

Doppler Power (PDI)

Doppler pulsado

Arteria Vena

Ecogenicidad de los tejidos

Tejido Deformabilidad Textura Anisotropía

Venas Sí, compresible Anecoico NoArterias Pulsátil Anecoico No

Grasa Sí, cambia de forma

Hipoecoico con líneas hiperecoicas irregulares

No

Músculos Cambia de forma

Heterogéneo (Líneas hiperecoicas dentro de tejido hipoecoico)

No

Tendones Hiperecoico- Artefacto: hipoecoico Sí

Hueso NoLíneas hiperecoicas con sombra hipoecoica

No

Artefactos de la imagen

Sombra acústica posterior

Artefactos de la imagen

Refuerzo acústico

Artefactos de la imagen

Reverberación- cola de cometa