02 guia biofisica

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO

GUIA DE PRCTICAS

BIOFISICA

DOCENTE: Dr. ANGEL ANIBAL RAMOS CASAS Profesor auxiliar Biofsica Diagnstico por Imagen

Puno, C.U del 2010

BIOFISICA UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO

Dr. Angel Anibal [email protected]

RAMOS CASAS Cel: 951680768

Jr. Lima 208 2 piso *ParquePino-Puno*

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CONTENIDO

INTRODUCCION

PRACTICA 1.- MEDICION SISTEMA DE UNIDADES

PRACTICA 2.- TEMPERATURA CALORIMETRIA

PRACTICA 3.- FLUIDOS Y DINAMICA DE FLUIDOS

PRACTICA 4.- ALTURA, PRESION ATMOSFERICA, CAMBIO CLIMATICO

PRACTICA 5.- HEMODINAMICA ARTERIAL

PRACTICA 6.- HEMODINAMICA DE LAS VENAS

PRACTICA 7.- BIOFISICA DEL SONIDO,ULTRASONIDO

PRACTICA 8.- ONDA EN EL ESTUDIO DOPPLER

PRACTICA 9.- RESONANCIA MAGNETICA

PRACTICA 10.-ONDAS ELECTROMAGNETICAS

PRACTICA 11.- RADIACIONES IONIZANTES, RAYOS X

PRACTICA 12.- DOSIMETRIA, RADIOBIOLOGIA Y RADIOPROTECCION





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La presente gua de prcticas del curso de biofsica esta dirigida a los

alumnos del pre grado de medicina y ciencias de la salud, como curso

bsico interdisciplinario.

Que tiene la utilidad de ofrecer conocimientos introductorios que

incluyen deficinicin, expresin matemtica, leyes y uso del sistema de

unidades en fsica biolgica para que en el saln de clases o laboratorio se

represente a trves de dibujos, esquemas, maqueta, utilizando equipos y o

materiales de laboratorio.

Desarrollar las aplicaciones de fsica biolgica, ejercicios de lo

expuesto, previa preparacin terica del tema de acuerdo a la gua y

bibliografa de referencia, al ingreso de la prctica presentaran

individualmente su trabajo desarrollado de acuerdo a la gua de prcticas e

inmediatamente se realizar la evaluacin de entrada.

Al final de la prctica se presenta los resultados de un trabajo en

equipo, grupos, talleres, seminarios, simposios, en un informe de acuerdo a

la presente gua.

INTRODUCCION





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SISTEMA DE UNIDADES

La medicin es una actividad inherente a la actividad cientfica y profesional podemos medir las dimensiones de una estructura anatmica, la longitud de un cable o para dar un medicamento tenemos que dar de acuerdo a una dosis medida de acuerdo a la edad talla peso temperatura riesgo cardiolgico, frecuencia cardiaca, diagnstico etc.

Actualmente la llamada nanotecnologa termino que viene del prefijo nano que equivale a la 10-9 que implica la fabricacin de estructuras microscpicas, moleculares, construir dispositivos o mquinas moleculares, suministro de medicamentos como la nanoquimioterapia, la nanocomputacin.

Las mediciones se expresan en valores unitarios o unidades que estn incluidas con una gran variedad y combinaciones de las mismas. Actualmente se utilizan dos sistemas principales de unidades el sistema mtrico y el sistema ingles que todava es utilizado en Estados Unidos, en el Mundo se utiliza el sistema mtrico o el sistema internacional de unidades. El sistema internacional de unidades SI de unidades: Incluye cantidades base y cantidades derivadas.

TABLA 1.1 Algunas unidades SI comunes

MAGNITUD

NOMBRE DE LA UNIDAD

SMBOLO DE LA UNIDAD

Unidades fundamentales: Longitud

Masa Tiempo

Temperatura Carga elctrica

Unidades derivadas: Frecuencia

Fuerza Presin

Viscosidad Energa Potencia

Corriente Elctrica Potencial Elctrico

Resistencia Elctrica Capacidad Elctrica Campo magntico

Metro

Kilogramo Segundo

Kelvin Coulomb

Hertz

Newton Pascal

poiseuille Joule Watt

Ampere Volt Ohm Farad Tesla

m kg s K C

Hz N Pa Pl J W A V

F T

PRACTICA I





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TABLA 1.2 PREFIJOS METRICOS COMUNES

MLTIPLO PREFIJO (y abreviatura)

1024

1021

1018

1015

1012

109

106

103

102

10-12

10-15

10-18

10-21

10-24

yota- ( Y )

zeta- ( Z )

exa- ( E )

peta- ( P )

tera- ( T)

giga- (G)

mega- (M)

kilo- (K)

hecto- (h)

deca- (da)

deci- (d)

centi- ( c )

mili- (m)

micro- (u)

nano- (n)

pico- (p)

femto- (f)

ato- (a)

zepto- (z)

yocto- (y)





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CONVERSION DE UNIDADES

La conversin de unidades nos permite expresar una cantidad en trminos de

otras unidades sin alterar su valor ni su magnitud fsica, a travs de un factor de

conversin.

Ejemplos de conversin de unidades:

1.1 Los capilares, los vasos sanguneos ms pequeos del cuerpo, conectan al

sistema arterial con el venoso y suministran a nuestros tejidos oxgeno y

nutrimentos. Se calcula que si todos los capilares de un adulto se enderezan y

conectaran extremo con extremo alcanzaran una longitud de unos 64000 km. (a)

Cuanto es esto en millas. Compare esta longitud con la circunferencia de la Tierra.

Razonamiento: Esta conversin es sencilla, basta con usar el factor de conversin

apropiado Cmo calculamos la circunferencia de un crculo o esfera? Hay una

ecuacin para hacerlo, pero necesitamos conocer el radio o el dimetro de la

Tierra. (Sino recuerda uno de estos valores)

Solucin:

a) 1 Km.=0.621 mi, as que:

64000 km x Km

mi

1

621.0 = 40 000mi redondeado

b) una longitud de 40 000 comparamos con el dimetro de la tierra es 8000 mi la

circunferencia c = d tenemos: 3 x 8000 mi = 24 000 mi

= 3.14......redondeamos a 3 nciatierracincunfere

apilareslonguitudc =

mi

mi

24000

40000 = 1.7

Los capilares de nuestros cuerpo tienen una longitud total que dara 1.7 veces la

vuelta al mundo.





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Ejercicios:

1.1 si se extrae 10cc de sangre de la vena de un paciente. En laboratorio se

determina que equivale a una masa de 16g. Estime la densidad de la sangre.

1.2 El volumen de sangre del cuerpo humano vara, en promedio es unos 5L. Un

valor representativo para la concentracin de glbulos rojos es 5 000 000 x

mm3 Estime el nmero de glbulos rojos que hay en su cuerpo.

1.3 Estime cuntos glbulos blancos tiene en su

cuerpo si el promedio normal de glbulos

blancos en la sangre humana es de 5000 a

10 000 clulas por mm3

1.4 Realice las siguientes determinaciones con

sus compaeros: sexo, edad, talla, peso,

permetro abdominal, y representar en un

cuadro.

UTILIDAD DE LOS SIGUIENTES EQUIPOS

INFANTOMETRO RECIEN NACIDOS

PREMATUROS

TALLIMETRO

MATERIALES QUE DEBE

TRAER EL ALUMNO PARA

INGRESAR A LA PRESENTE

PRACTICA: un instrumento de

medicin: longitud, peso





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BALANZA DIGITAL

CIRCUNFERENCIA

ABDOMINAL US

CIRCUNFERENCIA

ABDOMINAL





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TEMPERATURA CALORIMETRIA

La temperatura es la medida de la energa cintica de traslacin aleatoria

promedio por molcula en una sustancia, medida en grados Celsius, Fahrenheit, o

Kelvin. Cuando se transfiere calor entre dos objetos, en contacto o no, decimos

que los objetos estn en contacto trmico. Cuando deja de haber una

transferencia neta de calor entre objetos en contacto trmico, han alcanzado la

misma temperatura y decimos que estn en equilibrio trmico. La temperatura

es una medida, o indicacin, relativa de qu tan caliente o fra est una cosa.

Percibimos la temperatura a travs del tacto; pero no es confiable ni til en la

ciencia.

Medicin de la temperatura

Medimos la temperatura con un termmetro, un dispositivo que aprovecha alguna

propiedad de una sustancia que cambia con la temperatura. Los termmetros se

calibran de modo que se pueda asignar un valor numrico a una temperatura dada

con dos puntos fijos de referencia el punto de ebullicin y punto de congelacin del

agua bajo una presin de una atmsfera o presin estndar.

Un termmetro de laboratorio o clnico consiste en un tubo de vidrio cerrado con

un bulbo en un extremo, en la cavidad del tubo est lleno de un lquido,

generalmente mercurio.

1. DIBUJAR EL TERMOMETRO CLINICO SEALANDO LA ESCALA

TERMOMETRICA:

ORAL RECTAL AXILAR

PRACTICA II





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2. Completar los datos de la siguiente tabla:

Tabla 1.1 Temperatura de cambios de Fase a 1 a.m.

SUSTANCIA PUNTO DE FUSION PUNTO DE EBULLICION

Oxgeno

Agua

Alcohol etlico

Mercurio

Nitrgeno

3. Medir la temperatura de cada alumno y registrar en una tabla.

C VARONES MUJER

ORAL AXILAR ORAL AXILAR

35

35.5

36

36.5

37

37.5

38

38.5

Reportar los siguientes promedios:

3.1 temperatura mnima : oral axilar

3.2 temperatura mxima : oral axilar

3.3 temperatura promedio: oral axilar

.

MATERIALES QUE CADA ALUMNO DEBE TRAER PARA INGRESAR A LA PRESENTE PRACTICA: termmetro oral, axilar, rectal y por grupos los

materiales de asepsia y antisepsia por bioseguridad.





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0

FLUIDOS Y DINAMICA DE LOS FLUIDOS

Los fluidos son muy importantes en la biologa, y el conocimiento de su

comportamiento es fundamental, para lo cual iniciaremos estudiando lo siguiente

Densidad

La densidad de una sustancia de composicin uniforme se define como su masa

por unidad de volumen. Su smbolo es (la letra griega rho)

Masa Kg

= --------------- = ------

volumen m3

La densidad de la mayor parte de los lquidos como de los slidos varia

ligeramente con los cambios de temperatura y de presin; la densidad de los

gases varia mucho con este tipo de cambio

Ejercicio 3.1 realizar una Tabla: Densidad de algunas sustancias comunes, a

presin atmosfrica y temperatura estndares.

El peso especfico

El peso especfico de una sustancia es la relacin entre su densidad y la densidad

del agua a 4C que es

1.0 x 103 Kg / m3 es una cantidad adimensional.

Variacin de la presin con la profundidad, principio de pascal

Si un fluido est en reposo en un recipiente, todas las partes del fluido deben

encontrarse en equilibrio. Asimismo, todos los puntos que estn a la misma

PRACTICA III





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1

profundidad deben hallarse a la misma presin.

El volumen de fluido que est en equilibrio esta sometido a tres fuerzas: la fuerza

de la gravedad Mg + la fuerza ascendente que ejerce el fluido que est debajo de

el PA + y una fuerza hacia abajo P0A y la suma de estas fuerzas es cero y

tenemos:

PA + Mg + P0A = 0 M = V = Ah el peso del fluido es w

w = Mg = gAh

La presin P, a una profundidad h por debajo de la superficie de un lquido abierto

a la atmsfera es mayor que la presin atmosfrica en la cantidad pgh P = P0

+ phg

En un fluido la presin depende nicamente de la profundidad. Todo aumento de

la presin en la superficie se transmite a todos los puntos del fluido. Es lo

reconoci Blaise Pascal (1623 1662) y se le conoce como el principio de

Pascal: La presin que se aplica a un fluido encerrado se transmite sin

mengua a todos los puntos del fluido y a las paredes del recipiente que lo

contiene.

Ejercicio 3.2 Aplicaciones del principio de pascal: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..

Fuerzas de flotacin y el principio de Arqumedes

El principio de Arqumedes (287- 212 a.C.) se enuncia: todo cuerpo total o

parcialmente sumergido en un fluido es empujado hacia arriba por una fuerza cuya

magnitud es igual al peso del fluido desplazado por el cuerpo.

Ejercicio 3.3 Completar las siguientes aplicaciones:

. El cerebro humano est inmerso en un fluido (LCR) cuya densidad es de. . . . . . .

. . . . . . . . ..., levemente inferior a la densidad media del cerebro, que es de. . . . . .





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2

. . . . . . . . . . . . . . .En consecuencia, la mayor parte del peso del cerebro est

sostenida por la fuerza de flotacin del lquido que lo rodea.

Fluidos en movimiento

Considerando ciertos aspectos de un fluido (ideal) en movimiento se entienden

suponiendo que el fluido no es viscoso, es incompresible, y que su movimiento es

estable y sin turbulencia.

Ecuacin de continuidad

El gasto (caudal) a travs de un tubo es una constante, lo que equivale a afirmar

que el producto del rea de seccin transversal, A, por la velocidad, , en

cualquier punto es constante:

A1 1 = A2 2

Ejercicio 3.4 Una elevacin del colesterol en la sangre puede hacer que se formen

depsitos grasos llamados placas ateroma tosas. Supongamos que una placa

reduce el radio eficaz de una arteria en 25%. Cmo afectar este bloqueo parcial

la rapidez con que la sangre fluye por la arteria?. Realice el clculo con la

ecuacin anterior.

Ecuacin de Bernoulli (1700- 1782)

La suma de la presin, la energa cintica por unidad de volumen y la energa

potencial por unidad de volumen tiene el mismo valor en todos los puntos a lo

largo de una lnea de corriente.

P + 2 + gy = constante

Ejercicio 3.5 cules son las aplicaciones de la ecuacin de Bernoulli?





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3

ALTURA Y PRESION ATMOSFERICA, CAMBIO

CLIMTICO

La altitud o altura es un punto de la tierra sobre el nivel del mar, la poblacin

mayoritaria con ms efectos por la altitud vive entre los 2400 y 4300msnm.

Clasificacin de la altura de acuerdo a la clasificacin de Dietz:

3.1 Altura moderada : 1500 a 3500 msnm.

3.2 Gran Altura : 3500 a 5500 msnm.

3.3 Altura Extrema : 5500 para arriba

La Presin

El aire es un fluido, al aplicar una fuerza sobre un rea, tal aplicacin de fuerza se

expresa en trminos de presin: la fuerza por unidad de rea:

F Newton

P = ---- = ------------ = pascal (Pa)

A m2

Presin Atmosfrica o Baromtrica

La presin atmosfrica puede medirse con un barmetro de mercurio (Hg),

inventado por Evangelista Torricelli (1608-1647). El barmetro simple es un tubo

lleno de mercurio que se invierte dentro de un depsito, quedando en el tubo una

columna de mercurio sostenida por la presin de aire sobre la superficie del

depsito. Entonces la presin atmosfrica es igual a la presin debida al peso de

la columna de mercurio de exactamente 76cm de altura a nivel del mar a 0C.es

decir:

Patm = gh = densidad g = aceleracin d gravedad h =

altura

1 Atm = 76cm Hg 760mm Hg = 29.92 pulg Hg = 1.01 X 105 Pa

PRACTICA IV





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4

1 Atm = 760 Torr 1mm Hg = 1 Torr

Dibuje un barmetro de mercurio :

la densidad del mercurio :

. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . ..

aceleracin de la gravedad

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..

Por la toxicidad del mercurio se le sella dentro de los barmetros; se est usando

actualmente el barmetro aneroide (sin fluido).

En la superficie terrestre el aire tiene mayor densidad y presin atmosfrica, que

en la mayor altitud sobre el nivel del mar. La relacin presin atmosfrica (

baromtrica ) y altitud depende tambin de otros factores, como la distancia del

ecuador, estacin del ao, clima, temperatura.

. Representar un cuadro: los efectos de la altitud en la presin baromtrica y en la

PO2 :

. Escriba la ecuacin mediante el cual se calcula esta relacin :

. Realizar una maqueta todo el curso donde se represente el mar, nivel del mar hasta la mayor altura de nuestro pas o

continente, sealando principales ciudades, picos con su respectiva altitud, presin atmosfrica, presin parcial de O2, CO2





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HEMODINAMICA ARTERIAL

La contraccin cardiaca bombea la sangre desde los ventrculos hacia las

arterias.

La presin dinmica se debe al bombeo cardaco, mientras que la

presin potencial es responsable del movimiento de la sangre en las arterias

como resultado de las diferencias de presin entre los vasos.

La presin dinmica es mxima en el corazn y disminuye hacia la periferia,

siendo de unos 95 mmHg en los tobillos.

La influencia de la gravedad causa un ligero descenso de la presin

sangunea por encima del nivel del corazn y un aumento relativo por debajo.

La sangre va pasando a arterias progresivamente menores hasta que llega

a las ramas ms pequeas ( arteriolas), que nutren los lechos capilares de los

orgnicos y tejidos. La dilatacin y contraccin de las arterias elsticas durante el

ciclo cardaco crea una onda de presin (pulso) que se transmite por el rbol

arterial con cada latido cardaco.

El Pulso.

Se puede medir en varios puntos, que tambin se pueden comprimir para

detener una hemorragia arterial.

La presin del pulso se define como la diferencia entre la presin sistlica y

la diastlica (normalmente de unos 50 mm Hg).

La presin media es el promedio de presin sangunea durante todo el ciclo

cardaco.

La presin sistlica es la mxima presin en una arteria grande (unos120

mm Hg en un adulto sano joven).

La presin diastlica es la presin ms baja alcanzada durante el ciclo

cardaco, y es de unos 70 mm Hg.

Pregunta: Seale los puntos de pulso arterial de acuerdo a localizacin

PRACTICA V





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clnica en un esquema.

La Presin Sangunea.

Se expresa como una relacin en la que se escribe primero la presin

sistlica (p. ej. 120/70 mm Hg).

En general el cambio de presin arterial entre la sstole y la distole es

menor en las arterias grandes porque la resistencia es relativamente menor.

Por el contrario la presin desciende rpidamente durante la distole en las

arterias ms pequeas, donde la resistencia es mayor.

El Flujo Sanguneo.

Los dos factores principales que gobiernan el flujo sanguneo son las

presin y la resistencia.

El flujo sanguneo es el volumen de sangre que circula por un vaso, un

rgano o todo el sistema circulatorio en un periodo de tiempo dado.

La presin sangunea es la fuerza por una de superficie ejercida por la

sangre sobre la pared arterial (expresada en mm Hg).

Las diferencias de presin sangunea en el sistema vascular son las que

hacen que la sangre circule.

La resistencia es la oposicin al flujo y es una medida de la friccin de la

sangre en el sistema vascular.

La mayora de la friccin se da en el sistema perifrico (resistencia

perifrica).

La cantidad de resistencia depende de tres factores: la viscosidad de la

sangre, la longitud del vaso y su dimetro.

La diferencia de presin entre los dos extremos de un vaso hace que la

sangre circule desde la zona de mayor presin a la de menor.

Al mismo tiempo, la resistencia se opone al flujo como se expresa en la

ecuacin de la ley de Ohm.





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PRESION, FLUJO Y RESISTENCIA Q = P / R

Q = flujo sanguneo P = presin P = diferencia de presin entre dos puntos R = resistencia Define la relacin entre la presin, flujo y la resistencia en un circuito.

La Ley de Poiseuille.

Es una variacin de la ley de Ohm que incorpora el efecto del radio del vaso

y de la viscosidad de la sangre. El factor ms importante es el radio; para definir

la definicin entre el fluido y la diferencia de presin.

LEY DE POISEUILLE Q = r4 (P1 P2) 8 Ln Q = flujo r = radio P1 P2 = diferencia de presin entre dos puntos n = viscosidad L = distancia (entre dos puntos) Define la relacin entre el fluido y la diferencia de presin en funcin de la longitud de un tubo, su radio y la viscosidad del fluido.

Esta ley establece que el volumen de flujo en un tubo es directamente

proporcional a la cada de presin a lo largo del tubo y a la cuarta potencia del

radio del tubo, e inversamente proporcional a la longitud del tubo y a la viscosidad

del fluido.





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En una tabla exprese usted las viscosidades respecto al agua:

Lquido cefalorraqudeo, orina, plasma, suero, sangre total.

Principio de Bernouilli.

La cantidad de flujo se determina por la diferencia de energa, que incluye

las prdidas por el movimiento del lquido y la resistencia.

Cuando mayor sea la diferencia de energa mayor es el flujo.

Por el contrario, cuando mayor es la resistencia menor es el flujo. Segn el

principio de Bernouilli la energa del flujo en movimiento queda determinada por la

presin, la energa cintica y la energa gravitacional.

PRINCIPIO DE BERNOUILLI

P1 + pgh1 + pu12 = P2 + pgh2 + pu22 + calor

P = presin

pgh = energa potencial gravitacional

pu2 = energa cintica

La suma de la velocidad y de la energa cintica de un fluido que se mueve en un tubo es

constante. En el caso de la sangre en movimiento, la energa del fluido se pierde

fundamentalmente en forma de calor.

Nmero de Reynold.

Las arterias tienen unos patrones de flujo caractersticos, que hay que

conocer par interpretar correctamente los estudios del flujo sanguneo.

El patrn normal en vaso largo y liso es el flujo laminar, en el que la

velocidad en el centro del vaso y muy baja cerca de sus paredes, con lo que se

crea un efecto de flujo parablico.

La capa del flujo sanguneo inmediatamente contigua a la pared arterial se





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llama capa perifrica o fronteriza, y en esta regin el flujo es ms lento y tiende a

ser ms turbulento. La separacin de esta capa es ms pronunciada a la altura de

la bifurcacin carotdea. Aunque anteriormente se la relacion con una inversin

anormal del flujo, en realidad se trata de un hallazgo normal. La inversin del

color cerca de la pared se debe a la menor velocidad de la sangre en esa zona.

Se produce un flujo turbulento cuando la sangre que circula a alta velocidad

atraviesa una zona de estenosis, un cambio brusco de direccin del vaso o una

superficie irregular. La turbulencia significa que la sangre se mueve en diagonal y

no slo hacia delante. Ello tiende a crear remolinos de sangre en rpido

movimiento.

NUMERO DE REYNOLD

Re = v x r n p Re = nmero de Reynold v = velocidad de la sangre (cm/s) r = radio (cm) n = viscosidad p = densidad Define el punto en el que el flujo pasa de laminar a turbulento.

Segn la ecuacin de Reynold la tendencia a la aparicin de flujo turbulento

aumenta de forma directamente proporcional a la velocidad de la sangre y al radio

del vaso e inversamente proporcional a la viscosidad de la sangre dividida por su

densidad. Si el nmero de Reynold es mayor de 200 aparecer flujo turbulento en

las ramificaciones del rbol arterial, pero las turbulencias desaparecern en las

porciones lisas del vaso. Si el nmero de Reynold es mayor de 1.000 tambin

aparecern turbulencias en vasos rectos y lisos.

En una tabla exprese usted las densidades respecto al agua:

Lquido cefaloraquideo, orina, plsma, suero, sangre total.





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0

HEMODINAMICA DE LAS VENAS

El volumen sanguneo en el sistema venoso es muy variable, y aumenta o

disminuye de manera sustancial al expandirse o colapsarse las venas, sin que

cambie la presin venosa central. Slo cuando la presin venosa es alta y las

venas estn llenas hasta su capacidad mxima las demandas adicionales de flujo

sanguneo conducen a un aumento significativo de la presin venosa.

La relacin entre la presin y el flujo en el sistema venoso est regida por

los siguientes fenmenos: el efecto de la gravedad sobre la presin venosa, las

relaciones entre la presin venosa y el volumen y la teora del flujo en tubos que

se pueden colapsar.

La Presin Venosa Dinmica.

Suele ser baja, de unos 15 20 mm Hg en las vnulas y 0 mm Hg la

sangre fluye desde las venas sistmicas a la aurcula derecha.

Sin embargo, cuando se adopta una postura distinta a la horizontal la

presin hidrosttica excede mucho a la presin dinmica. En bipedestacin la

gravedad hace que se dilaten las venas de la extremidades inferiores y que se

acumule la sangre en ellas, con aumento de la presin hidrosttica. Para que la

sangre vuelva al corazn es necesario el mecanismo de bombeo muscular que

contrarresta la fuerza de gravedad.

Los msculos de la pierna son capaces de generar presiones superiores a

100 mm Hg. Los sinusoides sleos y gastrocnemios empujan la sangre venosa

para que vuelva al corazn.

Esta bomba muscular acta mediante una seria de contracciones y

relajaciones. Despus de cada contraccin muscular las venas profundas se quedan

vacas y su presin es baja. Las venas superficiales se llenan de sangre y aumentan

su presin. Ello hace que los comunicantes se abran para que pasen la sangre al

PRACTICA VI





2

1

sistema profundo, de menos presin.

Al llenarse la sangre las venas profundas aumentan de nuevo su presin, lo

que activa el bombeo muscular y empuja la sangre en sentido ascendente hacia el

muslo cuando.

Cuando las vlvulas son competentes aseguran que la que hace que el

mecanismo de bombeo sea ms eficaz. Despus de varias contracciones

musculares fuertes la presin venosa en el pie desciende (por debajo de 20 mm

Hg). La presin alcanzada durante el ejercicio se denomina presin venosa

ambulatoria.

Realice un diagrama anatmico de la distribucin de la presin en el cuerpo





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2

La Relacin entre la Presin y el Volumen.

La relacin entre la presin y el volumen est regida por las presiones

transmurales. La presin transmural es la diferencia que existe entre la presin

intramural que tiende a expandir la vena y la presin de los tejidos externos que

tienden a colapsarla.

Si aumenta la presin transmural el volumen de la sangre en la vena

tambin lo hace por la flexibilidad de la pared venosa. Siempre haya que recordar

este fenmeno cuando se midan las venas en la ecografa. Las medidas venosas

son muy variables y a menudo no reflejan necesariamente el tamao real de vena.

Por lo tanto, siempre que se posible hay que intentar medir la vena en su

estado ms distendido.

El Flujo venoso.

Es esencialmente un sistema hidrulico. La sangre es propulsada de un

punto a otro por un gradiente de energa, contra una resistencia.

De acuerdo con el principio Bernouilli, la energa total en un punto del

sistema venoso es la suma de la presin hidrosttica, la energa gravitacional, la

energa cintica y la presin dinmica producida por la contraccin del ventrculo

izquierdo y la musculatura esqueltica.

El flujo y la presin venosa estn influidos por el ciclo cardaco. La

contraccin de la aurcula derecha eleva la presin venosa central y causa una

inversin transitoria del flujo venoso. Al relajarse la aurcula durante la sstole

ventricular el flujo venoso aumenta y la presin venosa disminuye.

El flujo disminuye durante la distole hasta que la presin diferencial a

travs de la vlvula tricspide hace que la vlvula se abra, con lo que se produce

un breve aumento del flujo seguido de un descenso gradual hasta el cero.

Estos cambios se ven y se oyen fcilmente en las venas yugulares, pero

son menos evidentes en las extremidades inferiores y por las grandes

fluctuaciones de los movimientos respiratorios.

En los pacientes con insuficiencia cardiaca congestiva la presin venosa

central se impone sobre los efectos respiratorios de manera que las pulsaciones

cardacas se hacen prominentes en los patrones de flujo venoso de las





2

3

extremidades inferiores.

La naturaleza colapsable de la pared venosa tambin es responsable de

una relacin presin-flujo caracterstica de las venas.

La presin en las venas debe aumentar hasta que excede ligeramente la

presin del sistema venoso cerrado para que el tubo se abra y permita el paso de

sangre a travs del sistema. Por lo tanto, el flujo en el tubo depende del gradiente

de presin.

La Respiracin.

Tiene un efecto muy importante en el patrn de flujo venoso. Cuando el

paciente hace una inspiracin profunda el diafragma desciende.

Ello aumenta la presin abdominal y disminuye la presin intratorcica. El

efecto global es un descenso en el gradiente de presin con lo que disminuye el

flujo procedente de las extremidades inferiores mientras que aumenta el de la

parte superior del cuerpo.

Con la espiracin el diafragma se relaja, con lo que disminuye la presin

intraabdominal la vena cava se expande y la sangre fluye hacia el corazn.





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4

PRINCIPIOS Y BASES FSICAS DE LOS

ULTRASONIDOS

El conocimiento en profundidad de los principios de la ecografa en escala

de grises, del Doppler y del Doppler en color es esencial para que las

exploraciones realizadas sean excelentes y no mediocres.

PRINCIPIOS FSICOS DE LOS ULTRASONIDOS

El trmino ultrasonidos se refiere a ondas sonoras que estn por encima

del lmite de la audicin humana ( > 20.000Hz). La ecografa diagnstica en

medicina emplea ondas sonoras de ms de 1 MHz (un milln de ciclos por

segundo).

RANGOS SONOROS

Infrasonidos: .por debajo de 20 Hz

Sonidos audibles: 20-20.000 Hz

Ultrasonidos:..por encima de 20.000 Hz

Las ondas sonoras son vibraciones mecnicas u ondas mecnicas de

presin. Para realizar ecografas diagnsticas hay que conocer las siguientes

propiedades bsicas de las ondas sonoras.

1. La frecuencia es el nmero de ciclos por unidad de tiempo.

2. Un ciclo por segundo es igual a 1 herzio (Hz).

3. Un milln de ciclos por segundo es igual al 1 mega herzio (MHz).

4. El periodo de una onda es el tiempo de un ciclo.

PRACTICA VII





2

5

5. El periodo y la frecuencia son recprocos (al aumentar la frecuencia el

periodo disminuye y viceversa).

6. La longitud de onda es la distancia de un ciclo (se expresa por ).

7. La amplitud de la onda es la intensidad relativa de la energa acstica.

8. La amplitud disminuye a medida que el sonido se propaga a travs del

cuerpo.

Realizar el esquema de una onda acstica.

La intensidad de la energa acstica se puede expresar en decibelios (dB),

que se calculan como un cociente de intensidad (expresado como un logaritmo en

base 10).

dB = 10 log (I / I0 )

Donde I = intensidad de haz en cualquier punto; I0 =intensidad inicial.

El logaritmo de un nmero es la potencia a la que hay que elevar 10 para

llegar a dicho nmero. Por ejemplo, el logaritmo de 1.000 (10 X 10 X 10, o 103 )

es 3, porque hay que levar 10 a la tercera potencia para obtener 1.000. La

intensidad de un haz trasmitido de ultrasonidos que es 1.000 veces mayor que la

de la onda reflejada ha perdido 30 dB (10 X 3) al atravesar los tejidos. Es posible

compensar esta prdida con un mecanismo de ajuste de la ganancia





2

6

(amplificacin), como se explica en el apartado de instrumentacin.

La relacin entre la longitud de onda, la velocidad y la frecuencia

Permite calcular la longitud de onda para cada frecuencia:

Longitud de onda = velocidad / frecuencia

La ecuacin demuestra el principio de que cuanto mayor es la resolucin.

Los siguientes clculos ilustran este concepto:

Longitud de onda de 1 MHz = 1,54 mm



Un aumento en la frecuencia conlleva una disminucin de la longitud de

onda, lo que aumenta la resolucin. Adems, la frecuencia y la longitud de onda

son inversamente proporcionales. En la prctica debe emplearse la mayor

frecuencia posible conservando la capacidad de penetracin necesaria.

La onda acstica consiste en una serie de compresiones y rarefacciones

transmitidas en el medio. Este medio es necesario para que se propaguen las

ondas y determina su velocidad, que depende de la densidad, elasticidad y

temperatura del medio. Como la velocidad del sonido no es constante, sino que

depende del medio, en la mayora de los clculos y ecuaciones se asume que

en las partes blandas es de 1.540 m / s. Sin embargo, es importante conocer

tambin la velocidad en otros medios habituales. En el aire es de 331 m/s, en el

hueso es de 4.080 m / s. Ninguno de estos medios es adecuado para la

propagacin del sonido, bien porque no lo atraviesa (aire) o porque es

completamente absorbido o reflejado (hueso).

Las ondas sonoras se producen por un efecto piezoelctrico que es

propio del cristal del transductor. Se trata de un efecto que convierte la energa

elctrica en energa mecnica. Inicialmente una estimulacin de alto voltaje del

cristal hace que vibre a su frecuencia de resonancia. La frecuencia de resonancia





2

7

est determinada por el grosor del materia piezoelctrico y la velocidad del

sonido al atravesarlo. Cuanto ms delgado es el material mayor es la frecuencia.

Un material amortiguador ligado al cristal limita las ondas del pulso, con lo que

aumenta la calidad de la imagen y su resolucin. El ancho de banda es inherente

al traductor y se define como la diferencia entre la frecuencia ms baja y la mas

alta de las emitidas por el traductor. La frecuencia principal emitida por el

traductor es la frecuencia central o de resonancia. El material piezoelctrico

tambin puede convertir la energa mecnica en elctrica, lo que permite que el

traductor pueda enviar y recibir ondas acsticas. Un sistema pulsado de

ultrasonidos enva ondas un 1% del tiempo y las recibe alrededor de un 99% del

tiempo. Por el contrario, los sistemas continuos de ultrasonidos tienen un cristal

que enva ondas continuamente y otro que las recoge tambin de forma continua.

Sin embargo, todos los sistemas de imagen emplean un sistema pulsado. La

frecuencia de repeticin del pulso (PRF) es el nmero de pulsos por segundo.

El PRF depende de la profundidad de la imagen y suele variar entre 1.000 y

10.000 kHz.

La resolucin se refiere a la nitidez y el detalle de la imagen y se divide en

dos tipos: axial y lateral. La resolucin axial (en profundidad) es la separacin

mnima entre los reflectores situados en el trayecto longitudinal del haz necesario

para producir reflexiones separadas. La resolucin axial es igual a la mitad de la

longitud espacial del pulso. Mejora con las frecuencias ms altas muy

amortiguadas. El amortiguamiento disminuye la longitud espacial del pulso, pero

aumenta el ancho de banda. El factor de calidad representa el grado de

amortiguamiento y est determinado por la frecuencia dividida por el ancho de

banda. La resolucin lateral se define como la separacin mnima entre los

reflectores perpendiculares a la trayectoria del haz necesaria para producir

reflexiones separadas. La resolucin lateral nunca es tan buena con la axial y

est afectada por el dimetro del material piezoelctrico. Cuanto mayor es la

frecuencia mejor es la resolucin lateral y axial. Sin embargo, siempre hay una

contrapartida: al aumentar la frecuencia disminuye la penetracin por que aumenta





2

8

la atenuacin. La atenuacin es la prdida de energa de la onda acstica al

atravesar el medio. En las partes blandas es de 1 dB por cm por MHz. La

atenuacin tambin puede deberse a absorcin, reflexin, divergencia del haz y

dispersin. Aumenta al hacerlo la frecuencia o la profundidad del trayecto.

El haz de ultrasonidos tiene dos campos primarios: el campo prximo

(zona Fresnel) y el campo lejano (zona de Fraunhofer). La longitud del campo

prximo es proporcional al cuadrado del dimetro del elemento piezoelctrico y

es el espacio entre el traductor y el foco. El campo prximo. El haz empieza a

divergir en el campo lejano, una vez que ha acabado el prximo. La divergencia

del haz puede perjudicar a la calidad de la imagen, por lo que la zona de inters

clnico debe situarse en el campo prximo.

La imagen ecogrfica se genera por la reflexin en las interfases, las

reflexiones que se reciben suelen ser las que inciden perpendicularmente. Por lo

tanto, en las imgenes en escala de grises es importante explorar de manera

perpendicular al objeto de inters para lograr de manera perpendicular al objeto

de inters para lograr la mejor reflexin, El ngulo de incidencia es igual al ngulo

de reflexin. Una interfase especular es un reflector con una superficie lisa y

unas dimensiones mayores que la longitud de onda. El sonido que no es reflejado

es refractado, o cambia de direccin, al atravesar la interfase.

Para tener una onda reflejada tiene que haber una diferencia de

impedancias acsticas entre dos medios. La impedancia acstica se calcula

multiplicando la densidad del =material y la velocidad de la onda cuando lo

atraviesa2.

Z = PV

Donde Z = impedancia acstica (medida en rayls); P = densidad del material

(K/m) y

V = velocidad de la onda sonora (m/s) .

Cuanto mayor sea la diferencia de impedancia acstica mayor es la energa

acstica reflejada. En la 1-1 aparecen las impedancias acsticas de algunos

materiales importantes en el diagnstico.

Impedancia acstica. La diferencia de impedancias y la reflexin resultante





2

9

depende de la diferencia entre los medios que atraviesa la onda sonora.

El porcentaje de reflexin del haz en una interfase se puede calcular por la

siguiente ecuacin:

(Z2 Z1)2

%R= --------------------- X 100

Z2 + Z1 ) 2

El porcentaje transmitido de haz es simplemente la cantidad que queda tras

restar de 100 el porcentaje reflejado.2

Tabla 1-1 Valores de impedancia acstica

Sustancia Rayls

Aire 0,0004

Grasa 1,38

Agua 1,48

Sangre 1,61

Hgado 1,65

Msculo 1,7

Hueso 7,8

PRINCIPIOS DEL DOPPLER

El efecto Doppler, descrito por primera vez por Cristian Doppler en 1842,

se refiere al cambio de la frecuencia de una onda sonora con el movimiento de la

fuente respecto al receptor. Por ejemplo, si la bocina de un coche en movimiento

suena continuamente, la frecuencia del sonido aumenta al acercarse al receptor y

disminuye al alejarse de l.

El cambio de frecuenta Doppler es la diferencia entre la frecuencia

reflejada y la transmitida, definidas por las ecuaciones del Doppler.





3

0

f 2VFo Cos 0

---------------------

c

El cambio de frecuencia Doppler es proporcional a la velocidad del reflector

y a la frecuencia y se relaciona con el coseno del ngulo Doppler, que es esencial

para pequeos generan cambios de frecuencia Doppler grandes. El mximo

cambio de frecuencia Doppler grandes. El mximo cambio de frecuencia Doppler

ocurre cuando la sangre fluye directamente hacia el transductor o alejndose de

l. Por ello, el ngulo ptimo de exploracin es de 0 180grados. Cuando el

ngulo se aproxima a los 90 grados el coseno la diferencia de frecuencias

disminuye. A 90 grados al coseno es 0. Por ello, la sangre que circula

perpendicular a la lnea de exploracin(en general paralela al transductor) no se

detecta, porque no se genera ningn cambio de frecuencia Doppler. Se

recomienda que el ngulo Doppler sea de 40 a 60 grados. El cambio de frecuencia

Doppler puede expresarse en trminos de frecuencia o de velocidad. Si se

emplea la frecuencia el ngulo debe ser de 40 a 60 grados, pero no es necesario

hacer correcciones segn el ngulo. Sin embargo, si se hacen valores

comparando una unidad con otra, es esencial que la frecuencia sea la misma. Si

se emplea la velocidad es obligado corregir el ngulo para que las medidas sean

exactas.

Hay dos modalidades de Doppler, el continuo y el pulsado. Los equipos de

Doppler continuo transmiten y reciben constantemente la seal ultrasnica.

Para ello se necesitan dos cristales, uno transmisor y otro receptor, los sonidos de

un equipo de Doppler continuo puede orse o imprimirse. La principal desventaja

es que se detectan todas las interfases mviles en el recorrido, sin seleccionar las

situadas a determinadas profundidades.

El Doppler pulsado supera el inconveniente de la falta de resolucin en

profundidad y permite que se obtengan las seales Doppler procedentes de una

profundidad seleccionada. El haz es pulsado para obtener informacin tanto de





3

1

velocidad como de posicin. Todos los sistemas de imagen utilizan Doppler

pulsado, por lo que son sistemas duplex

Cuando se estudia el flujo sanguneo la seal Doppler surge por el

movimiento de los glbulos rojos, todos ellos con velocidades diferentes

dependiendo de se estn en el centro del vaso o a lo largo de sus paredes. En un

vaso recto con paredes uniformes el flujo sanguneo tiene un perfil de velocidad

liso y uniforme, lo que se conoce como flujo laminar. En el flujo laminar la

velocidad de la sangre es mxima en el centro del vaso y disminuye

gradualmente al acercarse a la pared del vaso. Cuando la geometra del vaso

cambia por estenosis o acumulacin de placas, el patrn del flujo se altera y se

desva del tipo laminar. En una estenosis severa la sangre circula a mayor

velocidad en la regin ms estrecha y se hace turbulenta distalmente a la

estenosis (turbulencia postestentica).

ANALISIS ESPECTRAL

El anlisis espectral determina la presencia, la direccin y las

caractersticas del flujo sanguneo. La grfica muestra la amplitud relativa de cada

frecuencia de la seal Doppler. Puede emplearse al anlisis espectral para valorar

el grado de estenosis, la localizacin de la obstruccin, el tipo de vaso, la

presencia de flujo turbulento, las resistencias perifricas y la velocidad relativa del

flujo. La visualizacin de la onda acstica con el Doppler permite una

caracterizacin ms exacta y objetiva que la resultante de basarse slo en la

seal acstica. Esta tcnica asegura una exploracin eficaz y facilita la

localizacin y la identificacin de los vasos sanguneos.4

El procesamiento de las seales Doppler lo lleva a cabo un analizador

espectral que descompone la seal acstica en sus componentes de frecuencia

bsicos. La informacin se presenta en una escala temporal para ofrecer la

distribucin acumulada de frecuencias a lo largo del ciclo del pulso. La tcnica que

se emplea para realizar el anlisis espectral se conoce como la transformacin

de Fourier. Se digitalizan y analizan matemticamente periodos cortos de la seal





3

2

para ver las frecuencias que los componen. Los procesadores realizan los

clculos tan rpidamente que estn listos para el siguiente periodo de anlisis con

lo que producen una serie de espectros en tiempo real. El analizador espectral

puede procesar la seal Doppler para calcular todos los componentes de

velocidad representados por dicha seal. Los componentes espectrales que

resultan de la transformacin de Fourier se pueden seguir procesando para

calcular los parmetros que definen el estado de un vaso sanguneo: velocidad

media, velocidad mxima, ensanchamiento espectral y tasa de flujo. La

distribucin de las frecuencias (ancho de banda) se muestra en el eje

horizontal y el tiempo en el vertical. La amplitud des espectro es la intensidad que

indica donde se localiza el mayor nmero de hemates. En el flujo laminar normal

el ancho del bandas es pequeo y su contorno es similar al de una grabacin

analgica, con una ventana sistlica y un pico de mxima frecuencia. La ventana

es el rea que est bajo la banda de frecuencia y en condiciones normales carece

de espectro.

Realizar un esquema para el anlisis espectral normal.

Anlisis espectral anormal

Las caractersticas del anlisis espectral que hay que analizar son:

pulsatividad, flujo sistlico antergrado, flujo invertido diastlico y oscilaciones

diastlicas





3

3

Anlisis espectral normal. El anlisis espectral muestra la seal acstica

recibida que representa el ciclo cardaco y el cambio de frecuencia Doppler, con la

distribucin de frecuencias en una escala temporal.

Ensanchamiento espectral. Mnima perturbacin del flujo debida a una placa

blanda; hay un leve ensanchamiento del espectro sin aumento del cambio de

frecuencia Doppler. Leve aumento del cambio de frecuencia Doppler del cambio

de frecuencia Doppler con ensanchamiento del espectro y turbulencias leves

Turbulencias espectral y tortuosidad. Flujo mnimamente alterado con escasa

turbulencia justo distalmente al bulbo cartideo.

Las perturbaciones del flujo causan un relleno de la ventana espectral, que vara

desde leve (un punteado en la ventana) hasta severo (obliteracin completa de la

ventana). La alteracin del flujo tambin produce un aumento del pico de

frecuencia mxima y causa la formacin de pequeas espirales que invaden el

centro de la corriente e introducen un movimiento desordenado de los hemates,

con lo que se detectan ms velocidades con el Doppler. Este proceso aumenta el

ancho de banda y se conoce como ensanchamiento espectral. Los espectros

turbulentos hacen que se deteriore el contorno del pulso sin que aumenta la

frecuencia mxima; la ventana puede estar ensanchada o no.

Las estenosis leves producen una dispersin de las velocidades, con

mayores amplitudes en el rango de las frecuencias ms bajas durante la sstole.

En las estenosis moderadas las amplitudes de la seal son bastante uniformes en

todas las frecuencias durante la sstole y aumenta la velocidad pico sistlica en el

lugar de la estenosis. Cuando hay una estenosis severa la onda est muy alterada

con una pulsatilidad aumentada. Puede haber frecuencias muy altas durante el

pico sistlico, pero tambin hay bajas frecuencias prominentes y una amplia

variedad de frecuencias durante el ciclo cardaco. En el caso de las alteraciones

del flujo debidas a un soplo pueden verse seales prominentes de baja

velocidad. El cambio de una pulsatilidad multifsica a un aspecto monofsico o

incluso a la ausencia de pulsatilidad indican una estenosis severa o una





3

4

obstruccin proximal al punto explorado, y el flujo residual procede en gran

medida o totalmente de vasos colaterales.

Las estenosis proximales disminuyen la velocidad y la amplitud del ascenso

sistlico, hacen que se pierda la muesca dcrota, endentecen el descenso y

amortiguan las oscilaciones diastlicas.

La desaparicin del flujo diastlico invertido y de las oscilaciones diastlicas

invertido y de las oscilaciones diastlicas en la arterias perifricas grandes

traducen una falta de distensibilidad arterial por una estenosis u obstruccin

proximal con la consiguiente disminucin de las resistencias perifricas por

vasodilatacin y obstrucciones proximales a varios niveles pueden perderse por

completo el flujo sistlico antergrado y obtenerse un registro plano.

VISITA PERSONALIZADA DE UN CENTRO DE ECOGRAFIA y diferentes tipos

de ecgrafos, sistema de registro de informacin y evaluacin mdica. Y realizar

un esquema o foto.





3

5

CARACTERISTICAS DE LA ONDA EN EL ESTUDIO

DOPPLER

El fsico austriaco Cristian Johan Doppler describi en 1842 que la

frecuencia con que es percibida una emisin de ondas por un observador aumenta

cuando ste se mueve acercndose al foco emisor y disminuye cuando se mueve

alejndose de l, y que la velocidad a la que se aproximan o alejan foco emisor y

observador se puede calcular conociendo la relacin entre las frecuencias de

emisin y de recepcin.

Arterias.

1. La onda espectral es multifsica con un componente sistlico marcado, un

componente de flujo invertido y un componente diastlico antergrado. La

pulsatilidad de la onda depende del lecho vascular irrigado (de alta o bajo

resistencia).

Ej. La arteria perifrica normal se ve la onda trifsica de alta resistencia.

Arteria renal normal, en el anlisis espectral se ve una onda multifsica

de baja resistencia.

2. La onda espectral tiene un ancho de banda (espectro de frecuencia)

reducido y una ventana espectral abierta. (El ensanchamiento espectral es

un de los criterios de estenosis).

PRACTICA VIII





3

6

3. Los tres ndices empleados para valorar la onda espectral son:

Indice de pulsatilidad (IP)

Indice de resistividad (IR)

Indice tobillo-braquial.

INDICE DE PULSATILIDAD

IP = A (cm/s) B(cm/s)

TA (cm/s)

A = velocidad en cm/s en el pico sistlico del trazado

espectral.

B = velocidad en cm/s en el punto mnimo de la

distole del trazado espectral.

TA = promedio de los picos de velocidad en el tiempo

(puede calcularse empleando la frecuencia en kHz en

lugar de cm/s)

INDICE DE RESISTIVIDAD

IR = A (cm/s) B (cm/s)

A (cm/s)

A = velocidad en cm/s en el pico sistlico del trazado

espectral.

B = velocidad en cm/s en el punto mnimo de la

distole deltrazado espectral (se puede calcular con la

frecuencia usandolos kHz en lugar de cm/s)





3

7

Ecuacin del ndice Tobillo-Braquial.

PRESIN EN EL TOBILLO (mm Hg)

Indice = -------------------------------------------------

PRESIN BRAQUIAL (mm Hg)

VALORES DEL INDICE TOBILLO-BRAQUIAL

Normal 1 o mayor

Anormal 0,6 - 0,9 CLAUDICACION

0,5 o menor ESTADO OCLUSIVO SEVERO

PRESIN EN EL PULGAR (mmHg)

INDICE PULGAR-BRAQUIAL = --------------------------------------------------

PRESIN BRAQUIAL (mm Hg)

La presin en el primer dedo del pie es un 60% de la presin en el tobillo.

Realizar un esquema del cuerpo humano con las presiones sealadas.

Caractersticas de las Ondas en el Doppler.

Venas Normales.

1. El trazado respectral muestra una seal espontnea con variaciones

debidas a la respiracin y la presin intraabdominal.

2. No hay seal durante la respiracin suspendida.

3. La seal tiene una baja frecuencia y aumenta fcilmente.

4. Con la presin distal se demuestra un aumento del flujo hacia el

corazn con mayores velocidades.





3

8

RESONANCIA MAGNETICA

En la Resonancia Magntica Nuclear la energa transmitida responsable de la

adquisicin de las imgenes, es el ncleo atmico, ms precisamente el protn.

Los protones de elementos con nmero atmico impar son

excitables y capaces de producir energa por medio de

movimientos rotacionales en su propio eje (spin). El del

hidrgeno nos interesa los contenidos en el agua libre del cuerpo

humano, a partir del movimiento de estos protones son adquiridas

las imgenes de RM.

La energa de cada protn se representa por un vector, que tiene un

tamao y direccin. Fuera de un campo magntico potente, la orientacin de los

vectores de los protones es aleatoria.

En campo magntico potente del equipo de RM,

los vectores de los protones del hidrgeno del

agua tienden a alinearse paralelamente a este

campo. Esta armonia puede ser perturbada por un

pulso de radiofrecuencia, que promover la

reorientacin de estos vectores con relacin al

campo magntico.

Una vez que cesa el pulso de radiofrecuencia, existe una tendencia de los

protones de hidrgeno de alinearse con los campos magnticos (relajamiento),

con velocidad variable de acuerdo con la energa generada en los diferentes

elementos generando la contrastacion necesaria para la formacin de las

imgenes.

PRACTICA IX





3

9

Existen 3 tipos bsicos de secuencias de pulso: a) SE (Spin-Echo) que puede

potenciar las imgenes en T1, T2 y Densidad protnica (D). Es la secuencia ms

utilizada por sus posibilidades diagnsticas, b) IR (Inversion-Recovery), que

potencia la imagen en T1, y c) GE (Gradient-Echo), que potencia las imgenes en

T1, T2 y T2*. La imagen potenciada en T2* tiene su mxima representatividad en

el estudio del sistema msculo esqueltico.

El uso de material de contraste intravascular paramagntico (gadolinio) en la RM

proporciona informacin de la integridad de la barrera hematoenceflica. La seal

de resonancia de un tejido depende de algunos parmetros intrnsecos: Densidad

protnica (D), T1 y T2: las imgenes potenciadas en D precisan un TR > de 2000

ms y un TE < de 60 ms, las imgenes T1 precisan un TR < de 500 ms y un TE <

de 60 ms, las imgenes potenciadas en T2 tienen un TR > de 2000 ms y un TE >

de 120 ms.

Imagen potenciada en densidad protnica (TR largo y TE corto): La escala de

intensidades en la imagen es proporcional a la densidad de ncleos de Hidrogeno.

Hay que recalcar que no es densidad absoluta de tejido, sino densidad de ncleos

de H+, que provienen bsicamente del agua y de los tejidos grasos (los cuales se

vern hiperintensos). Su imagen es directamente proporcional a la densidad de

ncleos de Hidrogeno. (Figura 1a).

Imagen potenciada en T1 (TR y TE cortos): Est relacionada con la mayor o

menor facilidad que tienen los ncleos de H de liberar energa. El H en una

molcula de grasa tiene facilidad para liberar energa (T1 corto), mientras que el H

en una molcula de agua tiene dificultad en liberar energa (T1 largo). Una imagen

est potenciada T1 cuando la grasa aparece hiperintensa y los lquidos aparecen

hipointensos. Su imagen es directamente proporcional a la liberacin de energa

de los ncleos de Hidrogeno. Actualmente se utilizan sustancias de contraste

como el gadolinio. Su efecto es facilitar la relajacin de los ncleos de H con los

que se relaciona, por lo tanto acortar el T1 (imgenes hiperintensas) [1] (Figura

1b).





4

0

Imagen potenciada en T2 (TR y TE largos): Est relacionada con la frecuencia

con que los ncleos en relajacin liberan su exceso energtico dentro de un

campo magntico. En el agua libre, los ncleos de H, al estar prcticamente

aislados, perciben el mismo campo magntico (relajacin sincrnica o coherente =

seal hiperintensa), mientras que en los diferentes tejidos, los ncleos de H

perciben campos magnticos distintos debido a que estn rodeados de electrones

de varios tipos (relajacin asincrnica o incoherente = seal hipointensa). En una

imagen potenciada T2, el agua libre aparece hiperintensa. Por lo general toda

patologa comporta un aumento de agua libre y por tanto se detecta en T2 como

una seal hiperintensa. Su imagen es directamente proporcional a la frecuencia

con que los ncleos de Hidrogeno liberan su energa [1] (Figura 1c).

1. 2 3

EL ALUMNO DEBERA

ADJUNTAR IMGENES

COMPARATIVAS EN

SECUENCIAS DIFERENTES





4

1

ONDAS ELECTROMAGNETICAS

Son aquellas ondas que no necesitan un medio material para propagarse.

Incluyen, entre otras, la luz visible y las ondas de radio, televisin y telefona.

Todas se propagan en el vaco a una velocidad constante, muy alta (300 0000

km/s) pero no infinita. Gracias a ello podemos observar la luz emitida por una

estrella lejana hace tanto tiempo que quizs esa estrella haya desaparecido ya. O

enterarnos de un suceso que ocurre a miles de kilmetros prcticamente en el

instante de producirse.

Las ondas electromagnticas se propagan mediante una oscilacin de campos

elctricos y magnticos. Los campos electromagnticos al "excitar" los electrones

de nuestra retina, nos comunican con el exterior y permiten que nuestro cerebro

"construya" el escenario del mundo en que estamos.

Las ondas electromagneticas. son tambin soporte de las telecomunicaciones y el

funcionamiento complejo del mundo actual.

ESPECTRO ELECTROMAGNTICO

Las ondas electromagnticas se agrupan bajo distintas denominaciones segn su

frecuencia, aunque no existe un lmite muy preciso para cada grupo. Adems,

una misma fuente.

Presentamos la distribucin de las ondas elctromagneticas de acuerdo a su

frecuencia:

PRACTICA X





4

2

Ondas de radio: son las utilizadas en telecomunicaciones e incluyen las

ondas de radio y televisin. Su frecuencia oscila desde unos pocos hercios

hasta mil millones de hercios. Se originan en la oscilacin de la carga

elctrica en las antenas emisoras (dipolo radiantes).

Microondas: Se utilizan en las comunicaciones del radar o la banda UHF

(Ultra High Frecuency) y en los hornos de las cocinas. Su frecuencia va

desde los milmillones de hertcios hasta casi el billon. Se producen en

oscilaciones dentro de un aparato llamado magnetrn. El magnetrn es una

cavidad resonante formada por dos imanes de disco en los extremos,

donde los electrones emitidos por un ctodo son acelerados originado los

campos electromagnticos oscilantes de la frecuencia de microondas.

Infrarrojos: Son emitidos por los cuerpos calientes. Los trnsitos

energticos implicados en rotaciones y vibraciones de las molculas caen

dentro de este rango de frecuencias. Los visores nocturnos detectan la

radiacin emitida por los cuerpos a una temperatura de 37 .Sus

frecuencias van desde 10 11Hz a 41014Hz. Nuestra piel tambin detecta el





4

3

calor y por lo tanto las radiaciones infrarrojas.

Luz visible: Incluye una franja estrecha de frecuencias, los humanos

tenemos unos sensores para detectarla (los ojos, retina, conos y bastones).

Se originan en la aceleracin de los electrones en los trnsitos energticos

entre rbitas permitidas. Entre 41014Hz y 81014Hz

Ultravioleta: Comprende de 81014Hz a 11017Hz. Son producidas por

saltos de electrones en tomos y molculas excitados. Tiene el rango de

energa que interviene en las reacciones qumicas. El sol es una fuente

poderosa de UVA ( rayos ultravioleta) los cuales al interaccionar con la

atmsfera exterior la ionizan creando la ionosfera. Los ultravioleta pueden

destruir la vida y se emplean para esterilizar. Nuestra piel detecta la

radiacin ultravioleta y nuestro organismo se pone a fabricar melanina para

protegernos de la radiacin. La capa de ozono nos protege de los UVA.

Rayos X: Son producidos por electrones que saltan de rbitas internas en

tomos pesados. Sus frecuencias van de 1'11017Hz a 1,11019Hz. Son

peligrosos para la vida: una exposicin prolongada produce cncer.

Rayos gamma: comprenden frecuencias mayores de 11019Hz. Se origina

en los procesos de estabilizacin en el ncleo del tomo despus de

emisiones radiactivas. Sus radiacin es muy peligrosa para los seres vivos.1

EFECTOS BIOLGICOS DE LAS RADIACIONES ULTRAVIOLETAS

La radiacin ultravioleta (RUV) se sita en el espectro electromagntico entre los

rayos X y le espectro visible con longitudes de onda entre los 100 a los 400 nm.

Corresponde a un tipo de radiacin no ionizante.

Teniendo en cuenta los efectos biolgicos, se dividen en 3 zonas:

1http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/fisicaInteractiva/Ondasbachillerato/ondasEM/on

dasEleMag_indice.htm





4

4

UV- A 315-400 nm: Se denomina luz negra y produce fluorescencia de

numerosas sustancias.

UV- B 280-315 nm: La mayor parte de las UV estn incluidas en esta gama.

Produce eritema cutneo.

UV- C 100-280 nm: Produce efectos germicidas.

La regin entre 100 nm y 190 nm se denomina UV de vaco, es absorbida y

no produce efectos biolgicos.

La exposicin laboral a radiacin ultravioleta es muy amplia, tanto en trabajos a la

intemperie (luz solar), como en procesos industriales en los que se utilizan

lmparas germicidas, de fototerapia, solares UV-A, arcos de soldadura y corte,

fotocopiadoras, etc.

La principal fuente natural, producto de R-UV es el sol y la mayor parte de fuentes

artificiales se encuentran en las siguientes categoras:

Descarga gaseosa: Lmparas de vapor de mercurio, lmpara de gases, flax,

lmpara de hidrgeno y deuterio, arco de soldadura.

Fuerzas incandescentes: Lmparas de tungsteno y halgenas.

Lmparas fluorescentes: Tubos fluorescentes, emisores de luz negra.

El grado de penetracin de los RUV depende de su longitud de onda y del grado

de pigmentacin de la piel (en las pieles ms pigmentadas la penetracin es

menor por lo que el riesgo disminuye).

Los efectos de los RUV se limitan prcticamente a la piel y los ojos. La mayor

parte de las UV son absorbidas por la crnea y el cristalino. La retina slo queda

expuesta en circunstancias especiales con RUV-A prxima a la luz visible.

Las radiaciones UV-B y C penetran nicamente la epidermis, los UV-A penetran la

dermis, pudiendo llegar a producir lesiones en las terminaciones nerviosas.

Las alteraciones ms frecuentes son:





4

5

Efectos sobre la piel

Efectos agudos:

Oscurecimiento: Se produce en exposiciones a RV- A.

Eritema: Aparece tras exposiciones prolongadas a radiaciones de longitud

de onda superiores a los 300 nm. El eritema inmediato puede aparecer en

una o dos horas, la segunda fase de dos a diez horas y su duracin

depende de la gravedad de la exposicin.

Pigmentacin retardada: Es un fenmeno que aparece por la

prolongacin de la melanina a capas superiores de la piel.

Interferencia en el crecimiento celular: como consecuencia de la

exposicin, para el crecimiento de algunas clulas bsales y epidrmicas.

Efectos crnicos:

Prdida de elasticidad en la piel

Aparicin de arrugas en la piel

Aparicin de carcirognesis de la piel tras largas exposiciones, funcin de

la dosis.

Efectos sobre los ojos

Efectos agudos:

Fotoqueratitis o fotoquerato conjuntivitis, luego de exposiciones de dos a 24

horas, no suele dejar lesiones residuales.





4

6

Efectos crnicos:

Aparicin de opacidades en el cristalino tras exposiciones prolongadas.

Los criterios para determinar los lmites de exposicin ocupacional se

refieren a la radiacin ultravioleta en la regin espectral entre 180 y 400 nm,

no considerando el rango menor comprendido entre los 100 a los 180 nm.

En nuestra legislacin no se han determinado lmites de exposicin de

comparacin para este tipo de radiaciones. En el captulo 10, Artculo 63 del

Decreto 351/79 se establecen las medidas de prevencin tendientes a

disminuir la exposicin al personal a radiaciones ultravioletas.2

2 http://www.solysalud.org/sys/radiacion/fradiacion.html

1. EL ALUMNO DEBERA PRESENTAR IMGENES DE EFECTOS

BIOLOGICOS

2. PREVENCION DE EXPOSICION A RADIACION ULTRAVIOLETA





4

7

RADIACIONES IONIZANTES RAYOS X

.

Los rayos X se producen siempre que una sustancia es irradiada con electrones

de alta energa. Un tubo convencional de rayos X consiste bsicamente de un

ctodo y un nodo colocados dentro de un envase de vidrio al vaco (vase figura

1).

FIG 1. Diagrama esquemtico de un tubo de rayos X

El ctodo consiste de un filamento de tungsteno que al ser calentado emite

electrones. Estos electrones son acelerados, debido a una diferencia de potencial

aplicada entre el ctodo y el nodo, hacia un blanco montado en el nodo. Para

tener un mayor control en la calidad del haz de rayos X es necesario que los

electrones no sean desviados de su trayectoria, y para esto se requiere de un alto

vaco. Los electrones al ser frenados bruscamente en el blanco, emiten radiacin

electromagntica con un espectro continuo de energas entre 15 y 150 keV, que

es lo que se conoce como rayos X.

El nmero atmico del material del que est construido el blanco y la velocidad del

haz de electrones, determina la energa mxima y la forma del espectro. El haz

tiene dos componentes, una de ellas es continua y corresponde a la radiacin de

frenado (bremsstrahlung) y la otra es discreta. A sta ltima se le conoce como

radiacin caracterstica y se debe a transiciones electrnicas entre estados

PRACTICA XI





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8

excitados en tomos del blanco. El blanco puede ser de tungsteno para radiografa

general o de molibdeno para mamografa.

EQUIPOS DE RAYOS X, SEALE SU NOMBRE




Jr. Lima 208 2 piso *Parqu

02 guia biofisica

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