Ultrasonidos y Tejidos Biológicos
    Un haz ultrasónico tiene diversas acciones y comportamientos que dependen de la energía portante, la longitud de onda y las interfases acústicas que se interpongan en su trayectoria.
    Cuando pasan ondas ultrasónicas a través del cuerpo, se producen varios efectos tanto físicos como químicos que pueden tener consecuencias fisiológicas, la magnitud de estas consecuencias depende de la frecuencia y amplitud de la onda. A niveles de intensidad muy bajos usados para el diagnóstico (0.01 W/cm² potencia promedio y 20 W/cm² potencia pico), estas consecuencias no son observables. Cuando aumentamos la potencia, el ultrasonido se convierte en una herramienta útil en la terapia: se usa para calentamientos profundos con una potencia del orden de 1 W/cm² y como un agente destructor de la piel cuando la intensidad es del orden de 10³ W/cm².
    Ya en 1.920 se demostró en unos estudios cómo morían peces por los ultrasonidos: los ultrasonidos pueden modificar de alguna manera la materia, mediante dos mecanismos:

1. Mecanismo térmico: Por el calor que produce la absorción de la energía del ultrasonido. Este efecto es totalmente despreciable, cuando se utilizan potencias bajas como las aplicadas en uyltrasonografía diagnóstica, pues el calor se disipa rápidamente por convección, conducción y radiación, sin que se aprecie un aumento significativo de la temperatura.
2. Mecanismo de "cavitación": Este es un fenómeno poco conocido que se caracteriza por el aumento de la presión y la temperatura de las burbujas o cavidades con gas y líquido, debido a resonancia, con alteración de la tensión superficial. Según sea dicha resonancia, se habla de cavitación transitoria o de cavitación estable.

Efectos Térmicos
    El aumento de la temperatura del tejido producida por la absorción del ultrasonido varía de acuerdo al tejido al cual el ultrasonido es aplicado tanto como de la frecuencia, intensidad, y duración del ultrasonido. La tasa promedio de calentamiento es proporcional al coeficiente de absorción del tejido en el que se aplica una frecuencia de ultrasonido. El coeficiente de absorción aumenta cuando aumenta la cantidad de colágeno del tejido en proporción a la frecuencia del ultrasonido. De este modo altas temperaturas son logradas en tejidos con alto contenido de colágeno y con la aplicación de ultrasonido de alta frecuencia. Cuando el coeficiente de absorción es alto, el aumento de la temperatura es distribuido en un pequeño volumen en tejidos más superficiales que cuando el coeficiente de absorción es bajo, cuando se cambia el coeficiente de absorción se altera la distribución del calor pero no cambia la cantidad total de calor que esta siendo entregada. Con un ultrasonido de 3 MHz, aunque la máxima temperatura que se logra es más alta, la profundidad de penetración es más baja.
    Durante la aplicación del ultrasonido el cambio en la temperatura del tejido es también afectada por otros factores como la absorción. Esto incluye el enfriamiento debido a la circulación sanguínea a través del tejido; calentamiento por las ondas de ultrasonido reflejada, particularmente en regiones de la interfase tejido blando - hueso; y el calentamiento por conducción de un área tibia o calentada a otra.
    Como promedio la temperatura del tejido blando a demostrado aumentos de 0,2° celcius por minuto, con ultrasonido entregado a 1 W/cm2 a 1 MHz. El número de las variables desconocidas incluyendo la tensión de cada tejido, la cantidad de circulación, y la distancia de reflexión de las interfases tejido blando - hueso, hacen difícil predecir de manera exacta el aumento de temperatura que se producirá clínicamente cuando el ultrasonido es aplicado al paciente.

Efectos No Térmicos
    El ultrasonido tiene una variedad de efectos sobre los procesos biológicos que se piensan no esta relacionados con el aumento de la temperatura de los tejidos. Estos efectos son el resultados de eventos mecánicos producidos por el ultrasonido, incluyendo la cavitación, el microdesgarro y el desgarro acústico. Cuando el ultrasonido es entregado en un modo pulsátil el calor generado durante el tiempo encendido se dispersa durante el tiempo de apagado resultando en una cantidad no significativa de aumento de la temperatura. Así el ultrasonido con un ciclo de trabajo en un 20% ha sido usado generalmente para aplicar y estudiar los efectos no térmicos del ultrasonido.
    El ultrasonido pulsátil ha demostrado incrementos en el calcio intracelular, aumenta la permeabilidad en la piel y en la membrana celular, aumento en la degranulación de los mastocitos, aumentos en el factor quimiotácticos y en la liberación de histaminas, aumentos en la respuesta de macrófagos y aumentos en la tasa de síntesis de proteínas por los fibroblastos. Estos efectos han sido demostrados usando ultrasonidos en intensidades y ciclos de trabajo que no producen aumentos medibles en la temperatura y son por lo tanto considerados como efectos no térmicos. Ellos han sido atribuidos a la cavitación, microdesgarro y desgarro acústico. Ya que estos procesos o celulares son componentes esenciales de la reparación tisular, los cambios en estos procesos producidos por el ultrasonido se piensan que son subyacentes a la reparación que llega a ser observada en respuesta a la aplicación de ultrasonidos a una variedad de patologías. Por ejemplo, el aumento del calcio intracelular puede alterar la actividad enzimática de las células y estimular su síntesis y secreción de proteínas debido a que los iones de calcio actúan como señales químicas ( segundo mensajero) para la célula. Los grandes cambios en los niveles de cambio intracelular se han reportado que ocurren en respuesta a un ultrasonido pulsátil al 20% en intensidades de 0,5 a 0,75 W/cm2. El hecho que el ultrasonido pueda afectar la respuesta de los macrófagos explica en parte por que el ultrasonido es particularmente efectivo durante la fase inflamatoria de la reparación, cuando el macrófago es el tipo de célula dominante. Es interesante notar que el ultrasonido pulsátil ha demostrado tener significativamente grandes efectos sobre la permeabilidad de la membrana que el ultrasonido continuo entregado en la misma intensidad.

Ultrasonografía diagnóstica
    Cuando se utiliza la emisión de ultrasonidos para fines diagnósticos, la potencia es muy baja (0.02Watts/cm²) y no producen ninguno de los efectos descriptos sobre los tejidos que atraviesa el haz.
    en este campo, se aprovecha el fenómeno de reflexión para obtener información anatómica y funcional de órganos y sistemas.
    La información anatómica puede presentarse en diversos modos, pero los mas usados en la práctica médica son el modo M (modo de movimiento) y modo B (actualmente se denomina con esta nomenclatura al modo bidimensional, anteriormente correspondía a una modalidad especial e presentación denominada modo brillo) . Para mas información acerca de este tema se aconseja remitirse a " Formación de la Imagen en Ecografía " (Revista de Posgrado de la VIa. Cátedra de Medicina N° ........) que se consiguen a partir de la aplicación de señal ultrasónica pulsada, procesando la imagen como resultado de la amplitud y tiempo de recepción del eco.
    Otra modalidad de procesamiento de la señal ultrasónica es el estudio de la variación de frecuencia entre onda emitida y reflejada (efecto Doppler) que permite evaluar elementos tisulares en movimiento, determinar el sentido y velocidad del mismo. La información pertinente a este tipo de estudio puede hacerse utilizando emisión ultrasónica continua o pulsada y presentarse como :

1.- Espectrograma de frecuencias
2.- modo color .

1.- Cuando el medio es hueso o tejido calcificado : existe hiperecogenicidad en la interfase anterior y ausencia de señales (sombra) por detrás. Esto se debe al alto grado de reflexión de la interfase de este tipo y el alto coeficiente de absoción.
2.- Las zonas delimitadas con contenido líquido presenta en su interfase anterior señales de ecogenicidad normal y en la interfase posterior existe reforzamiento ecogénico. Esto es debido a la escasa atenuación que producen las masas líquidas.
3.- las cavidades con contenido aéreo no producen señales ecogénicas en su interfase anterior y dejan sombra acústica posterior ( ausencia de señales). Esto es debido, fundamentalmente al alto grado de dispersión del haz producido por el gas.

BIBLIOGRAFIA

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