Módulos I y II. Movimiento oscilatorio

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Trinidad Miguélez Contreras
hace 8 años
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1 Módulos I y II Ondas: generalidades Ondas mecánicas: generalidades El ultrasonido» Uso diagnóstico: Ecografía (2D y Doppler)» Uso terapéutico» Utilización en Odontología Ondas electromagnéticas: generalidades. Radiaciones no ionizantes: aplicaciones (MRI) Bibliografía: Zaragoza, J. R Física e instrumentación médicas. Barcelona: Ediciones Científicas y Técnicas Masson-Salvat. Movimiento oscilatorio Péndulo sin rozamiento veloc. = 0 elongación máx. Posición de equilibrio veloc. máx. elongación = 0 elongación y

Radiaciones no ionizantes: aplicaciones (MRI) Bibliografía: Zaragoza, J. R. 1992 Física e instrumentación médicas.

2 y período duración de un ciclo A t y = A sen (t+) tiempo t Movimiento armónico simple y = A sen (t+) A amplitud frecuencia angular, fase nu omega El período es inversamente proporcional a la frecuencia fi

3 y y t t y y t t Movimiento ondulatorio: propagación de un movimiento oscilatorio en el espacio. y x Velocidad de propagación v x t Longitud de onda, ocurre en un período v La frecuencia es indep. del medio, y v son las que varían cuando la onda cambia de medio.

y x Velocidad de propagación v x t Longitud de onda, ocurre en un

4 Doble periodicidad temporal y t y espacial x

5 Propagación de las ondas Perturbación (=oscilación) propagación Ondas transversales Ondas longitudinales Propagación de ondas Longitudinales Transversales dirección de la onda Las partículas oscilan en la misma dirección que la propagación de la onda dirección de la onda Las partículas oscilan en dirección perpendicular a la propagación de la onda

onda Las partículas oscilan en la misma dirección que la propagación de la onda

6 Dos clases generales de ondas Mecánicas (necesitan un medio para propagarse) Ondas sonoras (longitudinales) Electromagnéticas (pueden propagarse también en el vacío) Luz (transversales) Ondas sísmicas (longitudinales) Ondas oceánicas (transversales) Rayos X (transversales) Ondas de radio (transversales) Decaimiento con la distancia Intensidad del haz I Energía Tiempo. Area d 1 d 2 d d 2 I I I 1 I 2

sísmicas (longitudinales) Ondas oceánicas (transversales) Rayos X (transversales) Ondas de radio

7 En un medio real... Atenuación y t y = A e -t sen (t+) el sonido

8 Qué es el sonido? Es energía mecánica que se transmite a través de un medio material por ondas longitudinales de presión. Compresión rarefacción Presión P 0 Compresión tiempo Rarefacción Presión 0 P distancia

9 Clasificación Diagnóstico y terapéutica Ecografia Doppler (3-10MHz) Ecografias 3,5MHz Uso terapéutico (0,5-3MHz) Frecuencia (Hz) Ultrasonido (mayor a 20 KHz) Sonido audible (15Hz a 20KHz) Cavitadores ultrasónicos (28-32KHz) Límite sonido audible 20KHz Cavitadores neumáticos (6KHz) El ultrasonido en ciencias de la salud

(mayor a 20 KHz) Sonido audible (15Hz a 20KHz) Cavitadores ultrasónicos (28-32KHz)

10 Velocidad de propagación v 1 compresibilidad; densidad del medio Medio Velocidad del sonido (m/s) Aire 330 Agua 1500 Grasa 1430 Músculo 1620 Tejido blando (promedio) 1540 Hueso 3500 Los ecógrafos están calibrados utilizando como velocidad de la onda 1540 m/s. Impedancia Acústica Z Es la resistencia ejercida por un medio a la propagación del sonido, es igual a la densidad del medio por la velocidad de la onda que lo atraviesa Z cuarzo = g /cm 2.s Z hueso = g/cm 2.s Z agua = g /cm 2.s Z aceite = g /cm 2.s Z aire =43g /cm 2.s Z v Esta propiedad es la base de la utilización del ultrasonido en la ecografia diagnóstica.

Impedancia Acústica Z Es la resistencia ejercida por un medio a la propagación del sonido, es igual a la densidad del medio por la velocidad de la onda que lo

11 Reflexión y transmisión Un eco es generado en una interfase entre dos medios de diferente Impedancia Acústica Z 1 Z 2 coeficiente de reflexión R Z Z Z Z Interfase R Riñón-hígado Grasa-hígado 0.1 Músculo-hueso 0.41 Músculo-aire 0.98 Ecografía diagnóstica transductor pared del cuerpo R<1 R1 aire Tejido1 Tejido 2 sustancia de acoplamiento

Interfase R Riñón-hígado 0.00004 Grasa-hígado 0.1 Músculo-hueso 0.41 Músculo-aire 0.

12 Distintas estructuras ecográficas en el seno de una estructura homogénea a) Estructura con contenido líquido. (quiste, vesícula ) 2. Pared anterior 3. Zona sin ecos en un líquido homogéneo. 4. Refuerzo posterior de los ecos. b) Tumor sólido denso. 5. Refuerzo de los ecos en el seno de la masa ecogénica. 6. Discreta atenuación distal de los ecos c) Cálculo o calcificación que detiene los ultrasonidos. 7. Pared anterior. 8. Sombra sónica posterior. (Ausencia de propagación distal de los US.) - Producción del ultrasonido EFECTO PIEZOELÉCTRICO Fuerza Fuerza Efecto piezoeléctrico: fenómeno físico por el cual aparece una diferencia de potencial eléctrico entre las caras de determinados cristales cuando son sometidos a una presión mecánica. El efecto funciona también a la inversa EXPANSIÓN CONTRACCIÓN

Discreta atenuación distal de los ecos c) Cálculo o calcificación que detiene los ultrasonidos. 7. Pared anterior. 8. Sombra sónica posterior. (Ausencia de propagación distal de los US.

13 Frecuencia del ultrasonido en diagnóstico Presión 0 frecuencia baja tiempo Presión 0 frecuencia alta tiempo Al aumentar la frecuencia aumenta la resolución axial (disminuye la distancia que puede resolverse ) A altas frecuencias aumenta la atenuación (señales se debilitan antes de llegar a los tejidos más profundos) Se debe buscar el mejor valor de compromiso entre resolución y penetración (0,5MHz-10MHz). Pulso-eco L Tiempo de recorrido t 2 L v Tiempo de recorrido Distancia al reflector 13 s 1cm 65 s 5 cm 130 s 10 cm 260 s 20 cm 520 s 40 cm

debilitan antes de llegar a los tejidos más profundos) Se debe buscar el mejor valor de compromiso entre resolución y penetración

14 Tiempo entre pulsos T tiempo entre pulsos 0 duración del pulso Tiempo de recorrido μs tiempo entre pulsos ms duración de los pulsos s

15 Geometría Transductores Frecuencia de trabajo Modo A A B C D t A 2x v A 2x tb v B... A B C D

16 Modo bidimensional EFECTO DOPPLER

17 Efecto Doppler A B A B A = B Dirección de movimiento A < B Ecografías Doppler La frecuencia crece La frecuencia disminuye Reflector estacionario =0 Reflector acercándose al transductor >0 Reflector alejándose del transductor <0

disminuye Reflector estacionario =0 Reflector

18 Código de colores rojo Se acerca azul Se aleja Dirección del flujo Efectos biológicos Efectos mecánicos Efectos térmicos Efectos químicos micromasaje cavitación

19 Aplicaciones terapéuticas PATOLOGIA Efectos térmicos predominantes CRONICA AGUDA Efectos mecánicos predominantes Afecciones musculoesqueléticas: Relajación muscular Descontracturante Analgésica Reducción rigidez articular Emisión continua Reparación de partes blandas: Aumento de flujo sanguíneo Cicatrización de úlceras Acción antiedematosa Emisión pulsátil Localización Profunda 1MHz Superficial 3MHz Cavitación Rarefacción Compresión P P ext IMPLOSION

Emisión continua Reparación de partes blandas: Aumento de flujo sanguíneo Cicatrización de úlceras Acción

20 Ultrasonido en Odontología Comienzo Mediados del siglo XX Periodoncia Endodoncia Ultrasonido Vibración del instrumento Rociado y Cavitación Eliminación de: Placa dental Sarro Pigmentación Ultrasonido Cavitación Microcorriente acústica + Irrigante (Ej.: NaClO) Limpieza del canal radicular Generación de ultrasonido Osciladores magnetoestrictivos Osciladores piezoeléctricos Ultrasonido en Odontología Generador de ultrasonido utilizado en odontología Punta ultrasónica para periodoncia Limas activadas par ultrasonido para limpieza del canal radicular Representación diagramática del fenómeno de microcorriente acústica generado por limas ultrasónicas

: NaClO) Limpieza del canal radicular Generación de ultrasonido Osciladores magnetoestrictivos Osciladores piezoeléctricos Ultrasonido en Odontología Generador de

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