Cuando un haz de ultrasonidos incide en la interfaz entre dos tejidos con diferente impedancia acústica, parte de la energía se refleja y da lugar a un eco ultrasonoro, mientras la parte restante continúa penetrando en el tejido. Esto debido a la característica fundamental de las ondas que al incidir sobre una interfaz entre dos medios producen: reflexión, transmisión y absorción.

Mientras mayor es la diferencia de impedancia entre las estructuras de la interfaz, mayor será la reflexión. Existen diferentes modalidades de reflexión, dependientes del ángulo de incidencia del haz de ultrasonidos y de las características de la interfaz (todas estas vistas en un curso de electromagnetismo o de óptica):

Incidencia perpendicular del haz en interfaz lisa y extendida (reflexión especular): En este caso la interfaz es mucho mayor que la longitud de onda: de esta originará un eco que debido a la dirección perpendicular del haz incidente, retornará por completo hacia la sonda.

Incidencia no perpendicular del haz sobre interfaz lisa y extendida: En tal caso el haz de ultrasonidos reflejado no viaja en la dirección de la fuente sino en dirección opuesta al haz incidente, con un ángulo de divergencia análogo al de incidencia. Puede suceder que el eco reflejado alcance la sonda sólo en parte o que no la alcance en lo absoluto.

– Incidencia sobre interfaz extendida pero irregular: Las irregularidades de la interfaz causan la difusión de la energía reflejada en muchas direcciones, aunque el haz incidente sea perpendicular.

– Incidencia sobre interfaz más pequeña que la longitud de onda (US Scattering): La energía enviada en la dirección exacta del transductor es muy baja.

No toda la energía que viaja en la onda de ultrasonido y que incide sobre la superficie de separación de los dos medios, se refleja en el primer medio. El total de la energía transmitida en el segundo medio depende de la diferencia de las impedancias propias de los medios. Si esta diferencia es mínima, casi toda la energía pasa al segundo medio; si la diferencia es relativamente alta, buena parte de la energía se refleja en el primer medio. Debido al fenómeno de la refracción, si la incidencia no es perpendicular a la superficie del interfaz, la dirección de propagación de la onda sufre una desviación. El paquete de ondas de ultrasonido se difunde en todas las direcciones a causa de pequeños reflectores (pequeños en relación con la longitud de onda), como por ejemplo, los tejidos esponjosos o los eritrocitos. También en este caso transmitirá al transductor un eco de amplitud limitada.

La propagación del haz de ultrasonidos a través de un tejido determina la reducción de su intensidad. Esta atenuación se debe sólo en pequeña medida a las diferentes formas de reflexión que se producen en el haz y depende fundamentalmente del fenómeno de la absorción, debido a la transformación de la energía mecánica del sonido en energía térmica.

Para cada tejido el valor de la atenuación está ligado por una relación lineal a la frecuencia empleada. Si se duplica la frecuencia, se multiplica por dos el coeficiente de atenuación y en la práctica se reduce de la mitad el caudal del haz. Este es el motivo por el cual para el estudio de estructuras profundas es necesario utilizar frecuencias de ultrasonido limitadas, mientras que el empleo de las frecuencias más elevadas se limita al estudio de regiones superficiales.

La duración del tiempo que transcurre entre el instante de la emisión del ultrasonido y el instante de la recepción del eco está ligado al recorrido de ida y vuelta de la onda sonora y se denomina retardo del eco.

 




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