Ultrasonidos. Efectos biológicos y aplicaciones médicas

- Analizaremos aquí la utilización de los ultrasonidos por su capacidad de liberar en los tejidos.  Se denomina ultrasonido a las vibraciones mecánicas propagadas en los medios elásticos que tienen una frecuencia mayor al límite audible (20.000 c/s).

- Los efectos biológicos de los ultrasonidos son proporcionales a la intensidad del mismo. El mecanismo general de acción es la producción de un tipo particular de lesión: la cavitación. Se produce una destrucción localizada de tejido con gran liberación de calor. En el caso de animales unicelulares los efectos pueden ser letales y por ello se han utilizado los ultrasonidos para esterilizar el agua. Sin embargo, el método no es muy eficaz.

- Los ultrasonidos se han utilizado en medicina para la aplicación de calor local.  La efectividad de los ultrasonidos depende del tejido tratado, siendo máxima para el tejido óseo. Los instrumentos utilizados consisten generalmente en un cristal piezoeléctrico, que al recibir una corriente vibra con una determinada frecuencia.

- Este aparato se aplica sobre la piel intercalando entre ella y el instrumento un medio líquido para la mejor transferencia energética.  Los ultrasonidos se muestran efectivos en los síndromes dolorosos, basándose su efecto, probablemente, en la activación dé la circulación local.

- Una aplicación reciente y espectacular de los ultrasonidos es la destrucción de cálculos renales en el interior del uréter, sin necesidad de intervención quirúrgica. La disolución del cálculo se realiza bajo control radiográfico. La frecuencia de los ultrasonidos empleados es tal que su energía se transmite a la estructura calcárea sin hacerlo con los tejidos blandos circundantes.

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- El sonido, onda mecánica transmitida por vía aérea, hace vibrar la membrana timpánica. Este movimiento oscilatorio se transmite a la ventana oval por la cadena ósea situada en el oído medio.

- La palanca formada por los huesillos aumenta la fuerza del movimiento transmitido al tímpano en un 30%.

La audiometría consiste en la determinación de los umbrales de sensibilidad auditiva de un individuo para las distintas frecuencias (espectro audible). Para ello se considera un sonido como cero decibel cuando tiene la intensidad del mínimo audible para la mayoría de la población a 1000 c/s (10-12 Watt/m2).

Las intensidades que puede captar el oído humano varían entre I0-12 W/m2 y 1 W/m2 (un factor enorme de 1012). El oído humano percibe la intensidad de un sonido como una sensación subjetiva de sonoridad. Sin embargo, si la intensidad se duplica, la sonoridad no se incrementa por un factor de 2. Experimentos realizados por vez primera por A. G. Bell mostraron que para duplicar la sonoridad, la intensidad del sonido debe aumentarse aproximadamente en un factor de 10.

La intensidad del sonido audible va desde aquel que produce sobre la membrana del tímpano una presión de 2.10-5 Newton/m2 (sonido mínimo audible; I = 10-12 Watt/m2) hasta el que produce presiones de 28 Newton/m2 (sonido máximo tolerable; I = 102 Watt/m2) (ver cuadro sgte).

- La distancia a la que se puede oír un sonido depende de su intensidad, que es el flujo medio de energía por unidad de área perpendicular a la dirección de propagación.

- La amplitud de una onda de sonido es el grado de movimiento de las moléculas de aire en la onda, que corresponde a la intensidad del enrarecimiento y compresión que la acompañan.  Cuanto mayor es la amplitud de la onda, más intensamente golpean las moléculas el tímpano y más fuerte es el sonido percibido, (ver Figura 6.3.).

- Existen distintos métodos para producir sonido de una frecuencia deseada. Por ejemplo, un sonido de 440 Hz puede crearse alimentando un altavoz con un oscilador sintonizado a esa frecuencia. También puede interrumpirse un chorro de aire mediante una rueda dentada con 44 dientes que gire a 10 revoluciones por segundo; este método se emplea en las sirenas, (ver Figura 6.2.).