ULTRASONIDOS

Son ondas no perceptibles por el oído humano, de frecuencia superior 1,6 x 10⁴ Hz. (16×10³  o 20×10³

Produccion: los ultrasonidos son producidos por vibraciones en el aire. En la naturaleza los emiten los murciélagos y algunos insectos. También pueden producirse mediante silbatos o sirenas. Pero los dispositivos mas rentables de producción de ultrasonidos de forma artificial son los transductores. Un transductor es un dispositivo que convierte un tipo de energía en otra (transforma mecánica en eléctrica y viceversa)

Las 3 propiedades utilizadas por los transductores para producir ultrasonidos son las siguientes

• Piezoelectricidad: fenómeno presentado por determinados cristalesque al ser sometidos a tensiones mecánicas adquieren una polarización eléctricaen su masa, apareciendo una diferencia de potencialy cargas eléctricas en su superficie.
• Magnetosiricción: se denomina magnetostricción a la propiedad de los materiales magnéticos que hace que estos cambien de forma al encontrarse en presencia de un campo magnético
• Efectoelectroestrictivo

PROPIEDADES Y APLICACIONES: la frecuencia de los ultrasonidos es demasiado elevada para excitar el oído humano. Los ultrasonidos son de alta energía y periodo temporal pequeña  y tiene por su corta longitud de onda se focalizan bien. Para determinar la velocidad de la sangre se utiliza el efecto DOppler.  Su absorción produce un  efecto calorífico. El agua se utiliza a veces como medio transmisor.

Los ultrasonidos son  atenuados por los  tejidos mediante 2 procesos:

• Reflexión en superficie de separación (mayor cuanto mayor sea la diferencia de impedancia acústica entre los 2 medios)
• Absorción (los ultrasonidos se atenúan según su paso por el medio)

Corriente continua

Se denomina a la que tiene siempre el mismo sentido de circulación. No es lo mismo que una corriente constante, es decir, la que mantiene constante su intensidad. Una corriente continua puede tener variacion de su Intensidad en el tiempo

Ley de ohm para corriente continua à  los elemtnos por los cuales circula la corriente (incluso los conductores) oponen resistencia al paso de la corriente que depende del tipo de material y de la geometri del elemento de corriente. La ley de ohm  establece que la resistencia R es directamente proporcional a la diferencia de potencial entre los extremos e inversamente proporcional ala corriente que circula por el conductor

Formula R=V/I

Efecto joule: la resistencia que opone un coductor al paso de la corriente produce un efecto de trasnformacion de energía eléctrica en calorífica

CORRIENTE ALTERNA à

CORRIENTES INDUCIDAS EN LA APERTURA O CIERRE DE UN CIRCUITO: siempre que se abre o se cierra un circuito se produce variación del flujo de inducción magnética que lo  atraviese y por lo tanto se crea una fuerza electro  motriz inducidas que se opone a la causa que la crea. Esdecir, en caso de cierre de un circuito la corriento no se establece inmediatamente, sino que tarda cierto tiempo en alcanzar un régimen estable. En caso de apertura de un circuito, la corriente no cae inmediatamente a 0 si no que tarda cierto tiempo en anularse.

PRODUCCION DE CORRIENTE ALTERNA –> para generar corriente alterna se produce una fuerza electromotriz inducida variable en el tiempo. Para ello, un carrete de N espiras se introduce en un campo magnético y se hace varia el angulo que forman el campo de inducción magenetica con el vector sde superficie de cada espira, haciendo girar estas alrededor de un eje vertical

TIPOS DE CORRIENTE

• Continua: cuando la polaridad de los electrodos de la fuenta no cambia y el sentido de circulación de los electrones es siempre el mismo.
• Alterna: cuando la polaridad de los electrodos de la fuente cambia de forma periódica en el tiempo y por consiguiente el sentido de circulación de los electrones.
• Variable cuando su intensidad varia en el tiempo.

MODULACION à la modulación de corriente es el proceso de modificar alguna característica de una onda o tren de impulsos (onda portadora) de acuerdo con otra señal (onda moduladora) que es la que contiene la información que se desea transmitir. Cuando se varia la frecuencia, se denomina modulación en frecuencia y amplitud

La onda portadora tiene el periodo mas corto que  la onda moduladora, por tanto su frecuencia es mas elevada. Si las 2 ondas interfieren se obtiene una onda cuya amplitud no es constante

MICROONDAS

Frecuencias acordadas (no pueden fabricarse aparatos que emitan distinta frecuencia para uso clínico) son 2456MHz, 433.92MHz y 915MHz (microondas o cercanas a ellas) y longitud de onda autorizada de 12cm (microondas).

Fundamento físico: Una corriente de electrones acelerados con la energía adecuada produce un campo electromagnético en  la frecuencia de microondas.  Fórmulas ( F= -eV x B) (todos como vectores en la fórmula no se ponerlos jaja).

-Microondas o radar:

El dispositivo de producción se denomina magnetrón o kilstrón y se basa en la incidencia de electrones en el campo magnético uniforme y perpendicular a su velocidad. Electrones sometidos a la fuerza centrípeta y describen trayectorias circulares. Para aumentar el rendimiento del magnetrón se utiliza un dispositivo mejorado consistente en un ánodo (cilindro de metal positivo) conectado a un cátodo (filamento central de níquel recubierto por óxido y estroncio).

La aplicación al paciente de estas ondas en la frecuencia de microndas se realiza mediante una antena.Al tener pequeña longitud de onda se focalizan bien y su comportamiento es el descrito para ondas electromagnéticas (reflexión, refracción, difracción y absorción)

Producción de IR

Generadores No luminososà se trata de una bobina de conductor  arrollada sobre un cilindro de material asilante (arcilla). Al calentarse el hilo conductor emite un espectro continuo con el máximo  emisión  en el IR.

El hilo conductor calienta la arcilla. El espectro de emisión de IR que se recoge es producido por el material mas externo (la arcilla) y es continui.

Generadores luminosos à emiten un espctro visible y de IR y son lámparas incasdescentes.  La lámpara está constituida por un filamento caliente que emite un espectro continuo. Si la lámpara tiene un gas en su interio, el gas se caliente por el hilo y emite el espectro discreto.

Producción UV

En un recipiente cerrado se introducen 2 electrodos de carbón puro con una sal metalica, conectados a una fuente de alimentación. Los electrodos son calentados por la fuente y vaporizan el carbón. Los electrodos calientes emiten espectro continuo. Los electrones que emite el catodo  chocan con los atomos del carbono y los ionizan. Los iones positivos se dirigen hacia el cátodo y cuando llegan a él toman los electrones necesario para volver a su configuración normal (proceso de recombinación). Este proceso se realiza con emisión de fotones en longitud de onda de IV, formando un espectro discreto.  EL aparato se denomina arco porque también emite en el visible y se observa una descarga en forma de arco.

8.11.2.3- Aparatos de lámpara:

Son aparatos que constan de un solo filamento, conductor incandescente de wolframio o tum-no que emite un espectro continuo. La lámpara puede ser de vacío o contener una-tas  de mercurio en el interior, que se vaporiza emitiendo un espectro discreto.

En la aplicación de radiación UV (ultravioleta)
al paciente pueden utilizarse reflectores para fomentar el rendimiento del dispositivo al reflejar el haz en su superficie, minimizando las pérdidas, hasta que incida en la zona requerida.

-Características radiación UV y radiación solar incidente en la Tierra:

La radiación UV puede ionizar átomos (ionosfera producida por incidencia de UV provenientes del sol). El borde de definición de radiación ionizante comienza en la zona le Lyman de UV. Además, el espectro de emisión del sol comprende desde el IR (infrarrojos) hasta el UV (de 10 a 400nm). De la radiación solar que llega a la Tierra, después de atravesar la atmósfera: 59% radiación IR, el 40% radiación visible y 1% radiación UV.

La incidencia de UV sobre ciertos materiales produce fluorescencia, que consiste en la absorción de UV por un átomo y emisión de fotones en el visible (desplazamiento de longitud de onda de la radiación hacia el visible);
fosforescencia, donde el átomo acumula energía y pasa a un estado metaestable desde el que decae a otro y desde éste se produce un nuevo decaimiento emitiendo radiación.  (Nombre común de ambos mecanismos: luminiscencia).

UNIDAD  4: LÁSER Y TÉCNICAS HOLOGRÁFICAS, Y DE MOIRÉ EN BIOMEDICINA

CÁPITULO 9: LÁSER

9.2- Fundamento físico:

9.2.1- Emisión estimulada de radiación:

Tres tipos de  transiciones radiactivas en la naturaleza: emisión espontánea,  absorción estimulada de radiación y emisión estimulada de radiación.

9.2.2- Inversión de población:

Para conseguir un dispositivo rentable se genera en el material una situación energética donde la mayor parte de átomos están situados en un estado excitado. El suministro de energía necesario para conseguirlo se denomina bombeo (puede ser eléctrico u óptico).

9.2.3- Amplificación de luz por emisión estimulada de radiación:

Obtenida la inversión de población en un láser de dos niveles se volvería en un corto período a la configuración de estado base. La configuración mínima óptima de generar una emisión láser es una material con tres niveles, uno de ellos metaestable. (Ejemplo de láser de tres niveles: láser de rubí sintético).

9.2- Clasificación de láseres según el tipo de material en el que se realiza la emisión:

• Láser sólido: el láser de rubí descrito es sólido; el material láser es sólido.
• Láser de gas: La emisión se realiza en un gas encerrado en un recipiente con las dos secciones transversales finales reflectantes, siguiendo el mismo método que el descrito en el láser sólido.
• Gas atómico: Gas formado por átomos, por ejemplo, el láser de He-Ne(helio-neón), utilizado en aplicaciones ópticas, holografía… ; o el láser de argón, con aplicaciones en holografía.
• Gas molecular: Gas formado por moléculas no monoatómicas. Ejemplo: láser de CO2.
• láser de disolución de colorantes: Utiliza como material una disolución de colorantes.
• Láser de semiconductor.