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sonorasondas
BIOACUSTICA
APLICACIONES DEL SONIDOEN DIAGNSTICO Y
TERAPUTICA
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Sonido
Sonido = movimiento oscilatorio que sepropaga por diferentes medios materiales.
Onda longitudinal
Amplitud Perodo Frecuencia Perodo y Frecuencia son inversamente proporcionales.
simple
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Longitud de onda
Frecuencia
Amplitud
Tiempo
Onda Sonora
Frecuencia: Ndepicos de la onda porsegundo.
Amplitud: mximocambio producido en lapresin de la onda.
Intensidad: potenciade la onda.
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Las ondas longitudinales se propagan
produciendo alternativamente compresin ydilatacin.
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Peridica(vocales = tonos)
Aperidica(Consonantes = ruidos)
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Reflexin Una onda sonora al alcanzar la superficie
de separacin de dos medios distintos sepropaga con igual frecuencia pero en
sentido contrario.
Usos: Sonar
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Cuando un delfnviaja, por lo generalmueve la cabezalentamente a un lado yal otro, hacia arriba yhacia abajo. Estemovimiento es unaespecie de exploracinglobal, que le permite al
delfn definir un caminoms ancho frente l.
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Refraccin
Onda sonora que atraviesa la superficielmite y se propaga en un segundo medio.
Cambio de velocidad de propagacin y dedireccin del movimiento ondulatorio. En el aire sufre refracciones (temperatura
no uniforme). Aumenta con la temperatura (mayor en las
capas bajas que en las altas)
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Reverberacin
En espacios cerrados el sonido se reflejasucesivas veces en las paredes
Empeora las condiciones acsticas de un
ambiente Se elimina recubriendo las paredes demateriales (corcho, telas) que absorban lasondas sonoras.
El eco se produce cuando elsonido se refleja en unasuperficie que se encuentra,como mnimo, a 17 m dedistancia del emisor.
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Interferencia
Superposicin de ondas. Fenmeno ms representativo del
comportamiento ondulatorio.
El valor de la suma de ondas superpuestasdepende de cun retrasada o adelantada estuna respecto de la otra. Ondas en fase:oscilaciones sincrnicas o
acompasadas en un punto (Suma= interferenciaconstructiva).
Ondas en oposicin de fase:oscilacionescontrapuestas en un punto. (Neutralizacin =interferencia destructiva).
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Difraccin
Las ondas traspasanorificios y bordeanobstculos.
Cada punto limitado porla rendija, se convierte enfoco emisor de ondassecundarias de idnticafrecuencia.
En los puntos intermedios
se producen zonas deintensidad mxima ymnima (interferencia).
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Sentido de la audicin
Las ondas sonoras estimulan el odo y generan lasensacin sonora.
Aspectos fsicos y aspectos fisiolgicos. Fsica: propiedades caractersticas del comportamiento
ondulatorio. Fisiologa: slo existe sonido cuando se puede percibir. Sonido fisiolgico: la sensacin que se produce cuando
las vibraciones longitudinales de las partculas en el
medio externo, actan sobre la membrana del tmpano
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Audicin en los mamferos
Relacionan con el medio Relacin con individuos de su especie y/o de otras. Estmulos sobre el Sistema Nervioso Central (sentidos)
Odo = rgano de la audicin En mamferos: odo externo (pabelln auditivoo auricularu oreja, y conducto
auditivo externo
membrana timpnica(tmpano) odo medio (cavidad timpnica: huesecillos(martillo, yunque y
estribo), y la trompa de Eustaquio odo interno (ccleao caracol, vestbuloy conductos
semicirculares)
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Funcionamiento del odo
Modificaciones de presin odo vibra el tmpano transmisin por huesecillos ccleaconversin en impulsos nerviosos nervio auditivo cerebro sensacin sonora
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Intervalo de audibilidad
Unidad de medida = decibelioo decibel(dB) Escala con divisiones = potencias de diez 0 decibeles = 10-12 Watt/m2
10 dB = energa 10 veces mayor que 0 dB 20 dB = energa 100 veces mayor que 0 dB 30 dB = energa 1000 veces mayor que 0 dB
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Nivel de Sensacin Sonora
0
log10I
INS
Siendo:I = Intensidad del sonido que llega al odoI0
=Intensidad mnima audible
1 decibel (1dB) = 10-12
2m
watt
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Frecuencias perceptibles
Humano: entre 20 y20.000/22.000 Hertz.
Rango en animales
domsticos:canino: 67 a 45.000Hzfelino: 45 a 64.000Hzbovino: 23 a 35.000Hz
equino: 55 a 33.500Hzovino: 100 a 30.000Hzgallinceas: 125 a 2000 Hz.
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CUALIDADES DEL SONIDO
Intensidad acstica
Tono
Timbre
Frecuencia o altura
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Sonoridad o Intensidad
Relacionada con amplitudde onda sonora.
Energa que atraviesa launidad de superficie
dispuestaperpendicularmente a ladireccin de propagacinpor segundo
Equivale a potencia por
unidad de superficie(Joules/seg . m2).
Los sonidos pueden serdbileso fuertes.
rea
potencia
reatiempo
energaI
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Puede variar en varios millones de rdenesde magnitud = escala logartmica
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Forma de onda de altaintensidad
Forma de una onda debaja intensidad
Intensidad o amplitud
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Tono
Cualidad del sonido por la que el odoasigna un lugar en la escala musical
Permite distinguir entre graves y agudos Asociado a Frecuencia Se mide en Hertz (Hz)
Graves = frecuencias bajas Agudos = frecuencias altas
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Sonido graveSonido agudo
TONO
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Timbre
Distingue sonidos de diferentes instrumentos,aun cuando posean igual tono e intensidad
Permite reconocer a una persona por su voz,
que resulta caracterstica de cada individuo Est relacionado con la forma de la onda
Violn
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Forma de onda de unaflauta.
Forma de onda de unatrompeta
Timbre o color(sonidos provenientes de distintas fuentes)
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Infrasonidos: sonidos por debajo de los 20 Hz, muybaja frecuencia.
Ultrasonidos: sonidos por sobre los 20.000Hz, muyalta frecuencia.
La ecografa trabaja con ultrasonidos (1MHz = 1milln de ciclos por segundo).
Los objetos y seres vivos tienen un rango de
frecuencias de resonancia. Cuando suena vibran porsimpata. Puede ser estrecha y amplia.
Frecuencia y altura
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EL SONIDOproducido por
VIBRACIONES de los cuerpos
MEDIO NATURAL
ONDAS SONORAS
se transmiten a travs de un
en forma de
ODO REFLEJARSE
Eco Reverberacin
que recibe el que pueden
originando
Tiene 3cualidades
INTENSIDAD
TONO
TIMBRE
AMPLITUD dela onda
FRECUENCIAde la onda
FORMA de laonda
depende de
depende de
depende de
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El efecto DopplerEl efecto DopplerAplicaciones diagnsticas
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Cambio de frecuencia debido al movimientorelativo de la fuente o del receptor conrespecto al medio donde se propaga la onda.
Fuente
fija
Fuente en
movimiento
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Inicios de la Ecografa
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1881: Jacques yPierre Curieproducen ondas
sonoras de altafrecuencia concristales de cuarzo
Inicio de latecnologa depiezoelctricos
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1883: Silbato de Galton para controlar perros.1912: Ecos ultrasnicos para detectar objetos sumergidos.1917: Primer generador piezoelctrico de ultrasonido.
1939-1945: SONAR (SOund NAvigation Ranging).1945: primera aplicacin teraputica, Hospital Martn Lutero,
de Berln.1949: Denver (Colorado), primer equipo para detectar ecos en
las interfases de tejidos, y primeras imgenes ultrasnicas.
1951: ultrasonido compuesto, imgenes unidimensionales.1957: Scanner de contacto bidimensional.1960: Primer scanner automtico.1968:Primer reproductor de imgenes en tiempo real.
1971: Introduccin escala de grises.1982: Desarrollo del Doppler color bidimensional.1983: Comercializacin y digitalizacin del Doppler color.1994: Proceso en color de ecografas diagnsticas.Actualidad: Imgenes 3D.
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Definicin
Tcnica que utiliza ultrasonidos para definirestructuras y rganos en el interior delcuerpo, permitiendo obtener imgenes de
los mismos. Medio diagnstico basado en el efecto
Doppler, que analiza imgenes obtenidasmediante el procesamiento de ecos de
ultrasonidos reflejados por las estructurascorporales.
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Caractersticas de la Ecografa oUltrasonografa
Utiliza ondas de sonido de alta frecuencia para producir imgenes.
Equipos en Medicina Veterinaria = frecuencias entre 3,5 a 7 MHz.
Generacin del ultrasonido por un objeto muy pequeo que vibra.
Estimulacin elctrica de cristales piezoelctricos (cuarzo ocermica) ubicados en un transductor.
Transformacin de energa elctrica en mecnica = transduccin.
Mecanismo: Las ondas ultrasnicas reflejadas por los tejidos (ecos)son recibidas por los cristales piezoelctricos del transductor,convertidas a corriente elctrica y visualizadas en una pantallacomo puntos con diferentes tonos de gris.
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Caractersticas ecogrficas de los tejidos
Depende de su habilidad para reflejar lasondas sonoras.
Interfase:lmite entre dos tejidos
adyacentes de distintas densidad. Permiten delimitar rganos, y evaluar los
cambios normales o anormales por sus
distintas densidades. Impedancia Acstica=Prdida deintensidad o atenuacin(resistencia decada tejido al pasaje del ultrasonido)
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Clasificacin de los tejidos No ecognicos o anecognicos o anecoicos
no reflejan las ondas de sonido lquidos y su imagen en diferentes estructuras (folculos,
vesculas embrionarias, etc.) pantalla de color negro
Hipoecognicos o hipoecoicos
reflejan menos sonidos que el tejido que los rodea (hgado conrespecto al bazo) mayor densidad que los anecognicos pantalla de color gris oscuro
Isoecoicos diferentes tonos de gris dependiendo de su densidad
tejidos blandos Hiperecognicos o hiperecoicos
reflejan una gran parte de las ondas tejidos densos (hueso) color blanco
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Imgenes anecoicas: el haz de ultrasonidoatraviesa un medio sin interfasesreflectantes.
Imgenes hipoecicas: en el interior de laestructura a estudiar existen fases dediferentes densidades.
Imgenes hiperecoicas: tumores conestructuras glandulares y vasos de paredesgruesas.
Tipos de imgenes
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Anecoica Hipoecoica
Hiperecoica
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Equipos y Transductores
Transductor: emite las ondas y recibe el eco Consola: interpretar y transforma en imagen
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Lineales Sectoriales Convexos Intracavitarios
Tipos de Transductores
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Formato de imagen rectangular. Msculos, tendones, mama y
tiroides.
Frecuencia: 7,5 - 20MHz.
LinealesLineales
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Formato de imagen triangular o enabanico. Exploracin cardiaca y abdominal. Frecuencia de trabajo: 3,5-5MHz.
SectorialesSectoriales
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Realizacin de una Ecografa
Gel conductor. Envo de ultrasonido. Reflexin del sonido en
las estructuras delcuerpo. Anlisis de informacin
por computadora.
Creacin de imagen enuna pantalla.
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Otras cuestiones Ganancia:grado de amplificacin de la imagen.
La controla el operador y es importantes para obteneruna imagen apropiada.
Calidad de la imagen. Depende de: nmero de cristales del transductor escala de grises
nmero de imgenes/seg. que analiza mtodos de enfoque, etc. Poder de resolucin:Capacidad de distinguir dos tejidos
con ecogenicidad similar. Indicador del poder de resolucin = Frecuencia (N de
vibraciones/seg de los cristales) A mayor frecuencia menor poder de penetracin.
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EFECTOS BIOLGICOS
Modificacin de la materiapor:
Mecanismo Trmico:absorcin de E del
ultrasonido (despreciable). Mecanismo de
Cavitacin: aumento de P yT en cavidades con gas ylquido que producealteracin de la tensinsuperficial.
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Riesgos potenciales del ultrasonido
Estudios epidemiolgicos en humanos e in vivoen animales No se observ relacin entre su uso y
malformaciones congnitas
No se conoce totalmente la interaccin entreultrasonido y clulas de alta divisin Se recomienda no utilizar doppler en el primer
trimestre de gestacin mientras se usaecografa.
Se desconocen los efectos biolgicos de laecografa en los tejidos en desarrollo.
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Ventajas del ultrasonido A la fecha la ecografa ha demostrado ser inocua (pequeas
intensidades de ultrasonido utilizadas, corto tiempo real deaplicacin)
Sustituye al radiodiagnstico en las cavidades abdominal ypelviana.
Es apta especialmente para la exploracin de aparatodigestivo, urinario, retroperitoneo, obstetricia, ginecologa ypediatra.
Presenta problemas por su dificultad en atravesar zonas deimpedancia acstica muy distinta a la de las partes, tanto enms (como el hueso) como en menos (el aire), por reflejar casitotalmente el haz ultrasnico. (no es til para exmenespulmonares (excepto en derrames pleurales) o intracraneales).
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Aplicaciones Diagnsticas
Exploracin de rganos: hgado, riones, bazo,corazn, ganglios linfticos. En oftalmologa (frecuencias altas). Toma de biopsias de forma precisa.
Evaluar caudal circulatorio. Evaluar vasos sanguneos y cordn umbilical.
Diagnstico de quistes y tumores.
Control de reproduccin animal. Mejora de la explotacin ganadera. Estudio de especies en peligro de extincin.
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Imagen Fetal
Deteccin de tumores
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Tumor de vejiga atte. Dr. Gatti
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cardiopatas congnitas
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Ecocardiograma El efecto Doppler permite estudiar el flujo de una
muestra de sangre o la velocidad a lo largo delflujo. El doppler color codifica con colores lasdistintas velocidades obtenidas.
flujo flujo
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Tipos de Doppler Color
Doppler color convencional
Limitada sensibilidad al flujo.
Doppler color por amplitud de ecosMayor sensibilidad en la deteccin
de vasos.
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IMGENES ECOCARDIOGRFICAS
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Cmaras cardacas
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