ultrasonido en medicina

13/04/23 UK Institute of Physics - Physics in Medicine

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Aplicaciones médicas del ultrasonido


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Los murciélagos se orientan por el eco que produce al emitir ultrasonidos


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Murciélagos: Navegando por el ultrasonido

• Los murciélagos producen sonidos de alta frecuencia, de modo que los humanos no pueden percibirlos.

• Se le denomina ultrasonido .

• Como el sonido normal, el murciélago escucha los ecos y analiza sus causas

• Podemos también usar el ultrasonido para ver el interior del cuerpo humano…

• Los delfines también navegan por el ultrasonido.

• Los submarinos utilizan un método parecido con el sonar.


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• Si el murciélago escucha el eco 0,0100 segundos después de haber producido el eco, ¿qué tan lejos está del objeto?

• Pista 1: la velocidad del sonido en el aire es de 330 m/s

• Pista 2: La rapidez del sonido es igual a la distancia recorrida entre el tiempo que le tomó recorrerla.

• Respuesta: distancia= rapidezx tiempo

• Reemplaza los valores:

distancia = 330 x 0,0100 = 3,30 m

• Pero esta distancia corresponde a la ida y vuelta del sonido, por lo que la distancia del objeto es de 1,65 m.

Murciélagos: Navegando por el ultrasonido


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Imágenes por ultrasonido


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Imágenes por ultrasonido: ¿A qué se parece esto?


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Imágenes por ultrasonido: ¿Cómo funciona?

• Una fuente de ultrasonidos, como el murciélago, emite las ondas sonoras y detecta el eco.

• Por los tiempos de detección de los ecos se recrean las distancias.


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• Ahora, se colocan muchas fuentes de ultrasonido juntas en la sonda y se crean las imágenes.

Imágenes por ultrasonido: ¿Cómo funciona?


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Imágenes por ultrasonido: desarrollo del embarazo

8 semanas de gestación (de más de 40 semanas de embarazo)18 semanas

24 semanas


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Imágenes por ultrasonido: pies de feto

Este es un escaneo 2D por ultrasonido de los pies de un feto. Puede

observar algunos huesos del pie.

La imagen puede procesarse en una computadora para visualizar mejor las

características del objeto. Se le denomina

interpretación de superficie.


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Imágenes por ultrasonido: más interpretación de superficie


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Imágenes por ultrasonido: imágenes del corazón

Válvulas

cardíacas

atrio

ventrículo


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Imágenes por ultrasonido : ¡Besando!


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Imágenes por ultrasonido: Besando – una vista interna


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Ultrasonido Doppler


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Efecto Doppler : cambio de la longitud de onda con la rapidez

• El ultrasonido, como el sonido normal, es una onda.

• Si la fuente sonora se mueve hacia el oyente, las ondas comienzan a acercarse unas a otras. La longitud de onda se hace más corta y entonces la frecuencia se hace más alta. A esto se le denomina efecto Doppler

• Se usa este principio para determinar como se mueven las rápidas células de sangre. El ultrasonido se refleja en las células de sangre y se produce el efecto Doppler.


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• La sonda (fuente) emite ondas de ultrasonido.

• Una célula sanguínea en reposo refleja las ondas con la misma longitud de onda. No se produce el efecto Doppler.


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• La sonda (fuente) emite ondas de ultrasonido.

• Una célula sanguínea que se aleja de la fuetne refleja las ondas que llegan produciendo la detección de una onda con una longitud de onda mayor (distancia entre circunferencias)

• Nota: Aquí se muestra el efecto Doppler producido por la reflexión, pero también se produce efecto Doppler cuando la onda alcanza a la célula (no se muestra)


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• Ahora, la célula se acerca a lasonda, lo que produce una disminución de la longitud de onda de la onda relfejada que alcanza a la sonda que la detecta.


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Efecto Doppler: Flujo de la sangre en la arteria


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Doppler de la válcula mitral de una rata adulta

http://www.visualsonics.com/imageatlas/app_gr_i.php?scid=1&anid=1&anscid=2&imid=93


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Imágenes por Doppler: combina imágenes y Doppler

• Utiliza la técnica de imágenes por ultrasonidos normal y el efecto Doppler.

• Se usa para tener imágenes del flujo sanguíneo


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Imagen por ultrasonido: arteria carótida• La imagen por

Doppler produce imágenes de la arteria.

• Además, permite reproducir visualmente el ritmo del flujo sanguíneo.

• Esta es una arteria sana. El flujo es suave y en la misma dirección, como el agua en un río largo y calmado.


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Imagen por ultrasonido: arteria carótida• Ésta también es

una arteria carótida.

• El flujo no transcurre en una sola dirección. Es turbulento como en los ríos rápidos.

• Esto ocurre por lo general cuando hay depósitos de grasa en la arteria.


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Imagen por ultrasonido: Ultrasonido Doppler 4D

VentrículosAtria

Esta es una imagen

complicada del corazón de un

feto. Muestra el movimiento de la sangre entre los ventrículos y las

arterias.


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Seguridad en ultrasonido


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Ultrasonido: seguridad

• Pregunta: El ultrasonido 2D se ha usado por 50 años. En este periodo se ha observado que es seguro y que no produce un calentamiento significativo.

• El ultrasonido 4D es nuevo, requier más potencia y por ello genera más calentamiento. Creemos que es seguro.

• El ultrasonido transporta mucha energía, la cual se absorbe por el tejido produciendo su calentamiento.

• ¿Debemos usarlo para diagnosticar enfermedades en los fetos?

• ¿Debemos usarlo para producir videos de fetos sanos para los padres?


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Resumen:

• Podemos producir imágenes del cuerpo detectando los ecos del ultrasonido.

• El ultrasonido es ideal para generar imágenes de los tejidos blandos.

• El efecto Doppler puede ser utilizado para detectar el flujo de la sangre.


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Adiós!


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Acknowledgements:

• Thanks to GE Healthcare, Prof Jem Hebden and Prof Alf Linney for providing images.

• This lesson was developed by Adam Gibson, Jeff Jones, David Sang, Angela Newing, Nicola Hannam and Emily Cook

• We have attempted to obtain permission and acknowledge the contributor of every image. If we have inadvertently used images in error, please contact us.

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