Ultrasonidos: Generalidades

Study Notes

Los ultrasonidos son vibraciones acústicas superiores a 16.000 Hz (límite de audición humana, aunque en niños puede ser 20.000 Hz). Algunos animales perciben frecuencias mucho mayores.
Las vibraciones sonoras son mecánicas, propagándose en medios elásticos como ondas.
Clasificación por frecuencia: infrasonidos (<16 Hz), sonidos (16-16.000 Hz), ultrasonidos (>16.000 Hz). En medicina, se usan habitualmente frecuencias superiores a 0,5 MHz (0,5-3 MHz en terapia, 1-10 MHz en ecografía).
Los ultrasonidos necesitan un medio físico (sólido, líquido o gaseoso) para propagarse; no se propagan en el vacío. Se atenúan más rápidamente que las ondas sonoras comunes.
En terapia, se usan frecuencias de 1 y 3 MHz. 1 MHz tiene mayor penetración que 3 MHz (mayor frecuencia, menor penetración). Se elige la frecuencia según la profundidad del tejido a tratar.
La intensidad del ultrasonido se mide en W/cm². Para emisión constante: 0,1-3 W/cm²; para emisión pulsátil: 0,2-5 W/cm² (potencia media 0,02-1 W/cm²).

Se genera mediante un sistema con dos componentes: un generador de corriente alterna de alta frecuencia y un transductor que convierte esta corriente en vibraciones mecánicas.
La conversión se basa en el efecto piezoeléctrico: un cristal se deforma al aplicarle una carga eléctrica, generando vibraciones.
Los transductores modernos son cerámicos (titanato de bario y titanato de plomo-circonio), con un coeficiente piezoeléctrico 300 veces superior al cuarzo, permitiendo aplicadores más ligeros y ergonómicos.
El efecto piezoeléctrico es reversible: la deformación mecánica de un cristal genera una carga eléctrica. Esto permite usar el mismo cristal para generar y detectar ultrasonidos (clave en la ecografía).

Los ultrasonidos son vibraciones acústicas con frecuencia superior a 16.000 Hz (límite de audición humana, aunque en niños puede ser 20.000 Hz). Algunos animales perciben frecuencias aún mayores.
Son vibraciones mecánicas que se propagan en medios elásticos (sólido, líquido o gaseoso), a diferencia de las ondas electromagnéticas que sí pueden propagarse en el vacío.
Se clasifican en subsónicas (infrasonidos, <16 Hz), sónicas (sonidos, 16-16.000 Hz) y ultrasónicas (ultrasonidos, >16.000 Hz).
En medicina, los ultrasonidos terapéuticos suelen oscilar entre 0,5 y 3 MHz; en ecografía, entre 1 y 10 MHz.
La atenuación de una onda ultrasónica es mayor que la de una onda de sonido común.
La frecuencia de 1 MHz tiene mayor penetración que la de 3 MHz. Para tejidos superficiales se usa 3 MHz; para profundidades mayores de 3-4 cm, se prefiere 1 MHz.
La intensidad se mide en vatios por centímetro cuadrado (W/cm²). En emisión constante: 0,1-3 W/cm²; en emisión pulsátil: 0,2-5 W/cm², con potencias medias de 0,02-1 W/cm².

Se genera mediante un generador de corriente alterna de alta frecuencia y un transductor que convierte la corriente en vibraciones mecánicas.
Este proceso aprovecha el efecto piezoeléctrico: un cristal se deforma al aplicarle una carga eléctrica, generando vibraciones mecánicas.
Los transductores modernos (de titanato de bario y titanato de plomo-circonio) son más eficientes que los antiguos de cuarzo, requiriendo menor voltaje y ofreciendo mayor ergonomía.
El efecto piezoeléctrico es reversible: la deformación mecánica de un cristal piezoeléctrico genera una carga eléctrica, permitiendo la detección de ultrasonidos. El mismo cristal puede generar y detectar ultrasonidos.