Summary
Highlights
Se inicia con un repaso de las ondas sonoras, definiendo a los ultrasonidos como ondas mecánicas que requieren un medio material para propagarse. Son longitudinales, generando compresión y dilatación de partículas, las cuales oscilan paralelamente a la dirección de propagación.
Los ultrasonidos se caracterizan por tener una frecuencia superior a los 16.000 Hz (16 kHz). Por debajo de esta frecuencia se encuentran los sonidos (16 Hz a 16 kHz) y los infrasonidos (menos de 16 Hz). El mecanismo de producción se basa en la piezoelectricidad, utilizando corriente alterna para inducir la vibración de cristales de cuarzo en un cabezal, sumando sus efectos para alcanzar la frecuencia deseada. Los ultrasonidos terapéuticos typically operan a 1 MHz y 3 MHz, mientras que otras aplicaciones biomédicas como las ecografías usan diferentes frecuencias.
La corriente alterna genera una diferencia de potencial y una frecuencia de 1 MHz, la cual se propaga por un cable hasta el cabezal. En el cabezal, una placa de acero-cuarzo-acero produce el movimiento oscilatorio de los cristales, resultando en la emisión de ultrasonidos, por ejemplo, de 1 MHz.
Se analizan las propiedades físicas de los ultrasonidos terapéuticos de 1 MHz y 3 MHz. Las ondas longitudinales vibran en paralelo a la dirección de propagación; la vibración es mayor con frecuencias más altas. La absorción (extinción de energía) y la atenuación (desviación por interacción con tejidos) están relacionadas con la frecuencia. Los ultrasonidos de 1 MHz tienen menor absorción y atenuación, alcanzando mayor profundidad, mientras que los de 3 MHz tienen alta absorción y atenuación, enfocándose en un efecto más superficial.
La longitud de onda está inversamente relacionada con la frecuencia y directamente con la velocidad de propagación. Un ultrasonido de 1 MHz tiene baja frecuencia y menor velocidad de propagación, resultando en una longitud de onda más larga. Por el contrario, uno de 3 MHz, con mayor frecuencia y velocidad de propagación, tiene una longitud de onda más corta. La velocidad de transmisión entre tejidos depende de la densidad homogénea de estos; si el medio no es homogéneo, se producen absorciones.
Un medio más elástico facilita la transmisión de energía entre partículas. La impedancia acústica, que influye en la reflexión y refracción, se relaciona directamente con la densidad y la velocidad de propagación. Un ultrasonido de 1 MHz, con menor velocidad de propagación, tendrá menos impedancia acústica que uno de 3 MHz, permitiendo una mayor penetración en los tejidos si la densidad se mantiene constante.
La densidad de los tejidos es crucial para la velocidad de transmisión. Un medio no homogéneo provoca cambios en la onda y puede llevar a la absorción total. Es fundamental usar un gel de contacto para evitar que el aire absorba los ultrasonidos cuando se aplican a la piel, permitiendo la penetración en los tejidos.
La energía se transmite a través de la onda. La potencia se define como la energía aplicada sobre una superficie y la intensidad, medida en watts por centímetro cuadrado, indica la fuerza del ultrasonido, ya sea de 1 MHz o 3 MHz. Las intensidades típicas varían de 0.5 a 2.5 watts por centímetro cuadrado.