distancia de una compresión a la siguiente (distancia entre picos de la onda sinusal) constituye la longitud de onda (Landa), la cual se obtiene al dividir la velocidad de propagación entre la frecuencia. El número de veces que se comprime una molécula es la frecuencia (f) y se expresa en ciclos por segundo o hercios.
Cuando una onda de US atraviesa un tejido suceden una serie de hechos; entre ellos, la reflexión o rebote de los haces ultrasónicos hacia el transductor, que es llamado «eco». Una reflexión ocurre en el límite o interface entre dos materiales y provee la evidencia de que un material es diferente a otro. Esta propiedad es conocida como impedancia acústica y es el producto de la densidad y velocidad de propagación.
Fig: 3
Fig: 3, compresión y rarefacción. La energía acústica se mueve mediante ondas longitudinales a través de los tejidos; las moléculas del medio de trasmisión oscilan en la misma dirección que la onda sonora. Estas ondas sonoras corresponden a la rarefacción y compresión periódica del medio en el cual se desplazan. La distancia de una compresión a la siguiente (distancia entre picos de la onda sinusal) constituye la longitud de onda (Landa)
El contacto de dos materiales con diferentes impedancias acústicas da lugar a una interface entre ellos. Figura 4.
Fig: 4
Fig: 4, al entrar en contacto con dos tejidos de diferente impedancia acústica, una parte de la onda acústica emitida por el transductor se refleja como eco y la otra parte se trasmite por el tejido.
La impedancia (Z) es igual al producto de la densidad (D) de un medio por la velocidad (V) del sonido en dicho medio: Z = VD.
Cuando dos materiales tienen la misma impedancia acústica, este límite no produce un eco. Si la diferencia en la impedancia acústica es pequeña, se producirá un eco débil. Por otro lado, si la diferencia es amplia, se producirá un eco fuerte y si es muy grande, se reflejará todo el haz de ultrasonido. En los tejidos blandos la amplitud de un eco producido en la interface entre dos tejidos representa un pequeño porcentaje de las amplitudes incidentes. Cuando se emplea la escala de grises, las reflexiones más intensas o ecos reflejados se observan en tono blanco (hiperecoicos) y las más débiles en diversos tonos de gris (hipoecoicos) y cuando no hay reflexiones en negro (anecoico).
Angulo de Incidencia
La intensidad con la que un haz de ultrasonido se refleja dependerá también del ángulo de incidencia (de manera similar a como lo hace la luz en un espejo). La reflexión es máxima cuando la onda sonora incide de forma perpendicular a la interface entre dos tejidos. Si el haz ultrasónico se aleja sólo unos cuantos grados de la perpendicular, el sonido reflejado no regresará al centro de la fuente emisora y será tan sólo detectado parcialmente, o bien, no será detectado por la fuente receptora (transductor). Figura 5–a, b.
Fig: 5–a Fig: 5–b
Fig: 5–a, se esquematiza la forma que inciden y se reflejan los ecos en un tejido a un ángulo de 90°, por lo tanto cuando se incide un tejido con dicho ángulo (perpendicular), se obtiene la mejor imagen en 2D. Fig: 5–b, se muestra un ángulo de incidencia diferente a 90° produciendo que no todos los ecos se reflejen al transductor lo que resulta además en una mala imagen ecográfica.
Atenuación
Mientras las ondas ultrasónicas se propagan a través de las diferentes interfaces tisulares, la energía ultrasónica pierde potencia y su intensidad disminuye progresivamente a medida que incide estructuras más profundas (circunstancia conocida como atenuación y puede ser secundaria a la absorción o dispersión).
La absorción involucra la transformación de la energía mecánica en calor; mientras que la dispersión consiste en la desviación de la dirección de propagación de la energía. Los líquidos son considerados como no atenuadores; el hueso es un importante atenuador mediante absorción y dispersión de la energía, mientras que el aire absorbe de forma potente y dispersa la energía en todas las direcciones.
Frecuencia de repetición de pulsos
La energía eléctrica que llega al transductor estimula los cristales piezoeléctricos contenidos en su interior; éstos emiten pulsos de ultrasonidos; de tal forma que el transductor no emite ultrasonidos de forma continua sino que genera grupos o ciclos de ultrasonidos a manera de pulsos. Lo que el transductor hace es alternar dos fases: emisión de ultrasonidos–recepción de ecos–emisión de ultrasonidos–recepción de ecos, y así sucesivamente. La frecuencia con la que el generador produce pulsos eléctricos en un segundo se llama frecuencia de repetición de pulsos y es mejor conocida por sus siglas en inglés: PRF (número de veces que los cristales del transductor son estimulados por segundo). La PRF, por lo tanto, determina el intervalo de tiempo entre las dos fases: emisión y recepción de los ultrasonidos. Este intervalo de tiempo debe ser el adecuado para que de manera coordinada un pulso de ultrasonido alcance un punto determinado en profundidad y vuelva en forma de eco al transductor antes de que se emita el siguiente pulso. La PRF depende entonces de la profundidad de la imagen y suele variar entre 1, 000 y 10, 000 KHz.
Cada uno de los pulsos recibidos y digitalizados pasan a la memoria gráfica, se ordenan, se procesan y son presentados en forma de puntos brillantes en el monitor; en éste se emiten secuencias de al menos 20 barridos tomográficos por segundo para ser visualizados en tiempo real.
Resolución
Es la capacidad de distinguir las diferentes partículas que reflejan el ultrasonido. Los diferentes tejidos localizados cerca proporcionan reflexiones individuales.
La resolución se refiere a la nitidez y al detalle de la imagen. En ecografía, la resolución depende de dos características inherentes a la agudeza visual: el detalle y el contraste. La resolución lineal determina qué tan lejanos se ven dos cuerpos reflejados y debe ser tal que se puedan discriminar como puntos separados.
La resolución de contraste determina la diferencia de amplitud que deben tener dos ecos antes de ser asignados a diferentes niveles de gris.
Escala de grises
Las estructuras corporales están formadas por distintos tejidos, lo que da lugar a múltiples interfaces que originan, en imagen digital, la escala de grises.
El elemento orgánico que mejor transmite los ultrasonidos es el agua, por lo que ésta produce una imagen ultrasonográfica anecoica: negra. En general, los tejidos muy celulares son hipoecoicos dado su alto contenido de agua, mientras que los tejidos fibrosos son hiperecoicos, debido al mayor número de interfaces presentes en ellos (ver capítulo de definición de las imágenes).
Transductores
Un transductor es un dispositivo capaz de transformar o convertir un determinado tipo de energía de entrada en otra diferente a la salida. En el caso de los transductores de ultrasonido, la energía ultrasónica se genera en el transductor que contiene a los cristales piezoeléctricos. Éstos poseen la capacidad de transformar la energía eléctrica en sonido y viceversa, de tal manera que el transductor o sonda actúa como emisor y receptor de ultrasonidos. Fig: 6.
Fig: 6
Fig: 6, 1: cable. 2: cable aislante. 3: bloque de soporte. 4: electrodo activo. 5: cristales piezoeléctricos. 6: electrodo tierra. Al transmitirse el impulso