Secuencia ecográfica
La secuencia ecográfica permite hacer que el rebote y la emisión del sonido produzcan una imagen a base de un ultrasonido de manera adecuada.
facultad de enfermería · ecografía en enfermería
jue. 09 de sep. 2021
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La Biblioteca Nacional de Medicina de los EE. UU., en su página MedlinePlus de información de salud para el público general, describe así la Ecografía; “Un técnico especial, o un médico, mueve un dispositivo llamado transductor sobre una parte del cuerpo. El transductor envía ondas sonoras que rebotan en los tejidos dentro del cuerpo. El transductor también captura las ondas que rebotan. La máquina ecográfica crea las imágenes de estas ondas sonoras”. Si esto es lo que debe saber el público general, ¿qué debería conocer un profesional en ecografía clínica sobre esta secuencia ecográfica?

Las diversas aplicaciones prácticas de los ultrasonidos en Medicina surgen, casi sin excepción, de su propiedad de agruparse en campos direccionales o HACES. En Ecografía, estos haces son proyectados desde un emisor hacia una región espacial. Esta misma que se quiere escrutar y sus rebotes llegan a un receptor que es capaz de analizarlos. En la práctica clínica, emisor y receptor pueden encontrarse en el mismo material o en materiales independientes.

Emisión de ultrasonidos

Piezoelectricidad

Los haces de ultrasonidos son generados desde unos materiales dotados de piezoelectricidad. Este fenómeno ocurre en ciertos materiales que tienen diferentes características de conductividad, elasticidad, crecimiento, dilatación, etc. Según sus partículas sean desplazadas en el eje longitudinal o en el eje transversal. Esta colocación “anisotrópica” de las partículas hace que una distorsión mecánica del material (“piezo” del griego “πίεσης” = presión) conduzca al desequilibrio de la distribución de su carga eléctrica y a la creación de una diferencia de potencial. Por tanto, de una corriente eléctrica (piezoelectricidad directa).

Correspondientemente, la aplicación de un campo eléctrico externo produce la distorsión mecánica del material anisotrópico generando un movimiento elástico de sus partículas que transmite energía mecánica al medio que las rodea (piezoelectricidad inversa). Una gran variedad de materiales pueden ser piezoeléctricos.

Una clase consiste en cristales naturales y materiales cristalinos, siendo ejemplos de importancia práctica en el presente contexto el Cuarzo (SiO2), el Titanato de bario (BaTiO2) y el Niobato de litio (LiNbO3). La otra clase importante son los llamados ferroeléctricos, materiales amorfos, tales como ciertas cerámicas (Zirconato-titanato de plomo – PZT) y plásticos (Polifluoruro de vinilideno – PVDF). Estos tienen una estructura microcristalina que puede hacerse permanentemente piezoeléctrica por aplicación de un campo eléctrico fuerte.

Una descripción completa del comportamiento electromecánico de tales materiales tendría una considerable complejidad; basta decir aquí que todos ellos son anisotrópicos. Es decir, que sus diversas propiedades dependerán de la asimetría existente en relación con los ejes cristalinos y de polarización.

Transductores

Un transductor es un dispositivo capaz de transformar o convertir una determinada energía de entrada en otra diferente energía de salida. En el caso de los ultrasonidos, un transductor contiene todo lo necesario para la emisión de ultrasonidos. Además de la recepción de los ecos producidos en el objeto de estudio. Los transductores empleados en la práctica clínica contienen habitualmente entre 128 y 256 discos piezoeléctricos, genéricamente denominados “cristales”, aunque realmente son cerámicas y plásticos que, como se verá más adelante, pueden ser cortados, moldeados y combinados en una gran variedad de maneras.

Sin embargo, conviene conocer inicialmente la disposición más sencilla y básica, la de un solo disco circular piezoeléctrico en el transductor. Un haz de ultrasonidos se caracteriza por su frecuencia, su longitud de onda y su dirección. La frecuencia de los ultrasonidos emitidos vendrá determinada por las dimensiones del disco.

Su grosor puede establecerse mediante el cociente entre la velocidad de transmisión de ondas a través del material del disco, que es de 5.000 m/s para el promedio de los materiales piezoeléctricos, y el doble de la frecuencia de ultrasonidos que se desean emitir (L=c/2F). Así, un transductor de ultrasonidos de 5 MHz deberá contener un disco de 0,5 mm de grosor (5.000.000 mm/s entre 10.000.000 de ciclos/s).

En cuanto al diámetro del disco, los cálculos no son tan precisos, si bien debe cumplir la condición de ser mayor que la longitud de onda (λ) correspondiente a la frecuencia de emisión prevista (p.ej: >5 mm para frecuencia de 4 MHz y λ=0,39 y >10 mm para frecuencia de 2 MHz y λ=0,77 mm).

Emisión continua vs. pulsada

La excitación eléctrica de un material piezoeléctrico dará lugar a la producción de un haz de ultrasonidos. Esta excitación puede ser prolongada o breve y el haz de ultrasonidos resultante constará de un mayor o menor número de ondas y será más o menos duradero en el tiempo. Cuando la excitación es muy prolongada se expresa como emisión continua mientras que las excitaciones más breves constituyen diversas maneras de emisión pulsada.

La emisión continua requiere de la disponibilidad de dos transductores, uno que emite y otro que recibe, o el montaje en paralelo, en un único transductor, de un segundo disco encargado de la recepción de los ecos que regresen desde el objeto de interés. En ella se emite un haz continuo de ultrasonidos que vibran a una frecuencia determinada. En la emisión pulsada, el mismo disco alternará efectos de emisor y de receptor en diferentes momentos de su actividad. Cada pulso de ultrasonidos contiene un reducido número de ondas.

La duración del pulso (DP) es muy breve y equivale al número de ciclos (NC) dividido por la frecuencia (F), expresándose habitualmente en microsegundos (μs). Así, un pulso breve de 4 ciclos de un transductor de 2 MHz tendrá una duración de 2 μs, mientras que los mismos 4 ciclos emitidos por un transductor de 4 MHz durarán 1 μs.

La frecuencia de repetición de pulsos (conocida como PRF por sus siglas en inglés) se define como el número de veces que se realiza la emisión de pulsos por unidad de tiempo, para que el transductor pueda recibir cada pulso reflejado antes de emitir el siguiente. La PRF estará condicionada por la distancia del emisor a la zona a estudiar, siendo inversamente proporcional a la distancia a recorrer.

Energía del haz de ultrasonidos emitido

Potencia acústica

Es la cantidad de energía mecánica por unidad de tiempo que es emitida en forma de ondas sonoras por una fuente determinada. La potencia acústica es un valor intrínseco de la fuente de ultrasonidos y no depende del medio de propagación. Su nivel dependerá del grado de compresión conseguido por la intensidad de corriente eléctrica aplicada sobre el disco piezoeléctrico: a mayor voltaje mayor energía acústica. Por razones obvias, cuanto mayor sea la frecuencia de compresión mayor será también la energía resultante.

Sin embargo, la medición de la potencia acústica resulta compleja siendo mejor recurrir a otros parámetros que indiquen la energía mecánica transmitida desde el transductor, como la presión que las ondas inducen en el medio de propagación o la intensidad con la que esta propagación se transmite a los obstáculos que encuentre en su camino.

Presión acústica

Es la que inducen las ondas en el medio de propagación. La presión acústica se define como la diferencia entre la presión instantánea y la presión atmosférica estática, y es la determinante de la amplitud de las ondas. Será positiva o negativa según se trate de la fase de compresión o de descompresión (rarefacción) del ciclo ondular. La presión acústica es siempre menor que la potencia acústica, pues la energía mecánica emitida por el disco sufre una atenuación a su paso por la capa de adaptación y una difracción en el primer contacto con el medio de propagación.

La importancia del conocimiento en la enfermería

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