8. La Piezoelectricidad.

Hemos visto los diferentes aspectos de la energía de los ultrasonidos, cuando hablamos en el episodio 1 sobre el efecto piezoeléctrico comentábamos que era en el transductor donde se producía todo ese efecto.

La piezoelectricidad es  la capacidad de algunos materiales  que modifican su forma cuando se les aplica un campo eléctrico, siempre dentro de unos márgenes de tolerancia donde el cristal no sufra. Al aplicar esa energía eléctrica al material, este va a expandirse y encogerse apelando a su capacidad elástica, generando a su vez una onda ultrasónica y al revés, cuando los ecos de retorno llegan al transductor estimulan al material piezoeléctrico del mismo modo y eso generará una corriente eléctrica, esto se conoce como efecto piezoeléctrico inverso.

La vibración del material piezoeléctrico van a producir una onda o pulsos sónicos, la frecuencia de dicha vibración depende del material y viene dada por la velocidad de propagación de dicho material y su grosor. Esa frecuencia no es un valor único, hoy en día los equipos de ultrasonidos utilizan la onda de pulso que añaden frecuencias más altas y más bajas  que la frecuencia base de dicho transductor, ese rango de frecuencias se conoce como ancho de banda.

Es decir, para un transductor de baja frecuencia cuyo frecuencia preferente se de 4 mHz, podemos tener un ancho de banda de entre 3 y 5 mHz y podrán usarse ese rango de frecuencias en función de las particularidades de cada estudio.

Los pulsos vienen dados por la cantidad de voltajes aplicados a la sonda ecográfica. La frecuencia con la que se aplican los pulsos emitidos es conocida como FPR o frecuencia de repetición de pulsos y determina el tiempo que tiene que existir entre esos pulsos para que se pueda saber a qué distancia o profundidad podemos trabajar de forma idónea.

En resumen: El transductor o la sonda ecográfica es el encargado de dos cosas, la primera es, convertir la energía eléctrica que le llega en ultrasonidos que puedan atravesar el tejido a estudiar y segunda, es el receptor de aquellos ecos de retorno producidos en las diferentes interfases de los tejidos.

We have seen the different aspects of the energy of ultrasound, when we spoke in episode 1 about the piezoelectric effect we commented that it was in the transducer where all this effect was produced. Piezoelectricity is the capacity of some materials that modify their shape when they are applied an electric field, always within a tolerance range where the glass does not suffer. By applying that electrical energy to the material, it will expand and shrink by appealing to its elastic capacity, generating in turn an ultrasonic wave and vice versa, when the return echoes reach the transducer stimulate the piezoelectric material in the same way and that will generate a electric current, this is known as inverse piezoelectric effect. The vibration of the piezoelectric material will produce a wave or sonic pulses, the frequency of said vibration depends on the material and is given by the speed of propagation of said material and its thickness. That frequency is not a unique value, nowadays the ultrasonic equipment uses the pulse wave that adds higher and lower frequencies than the base frequency of said transducer, that frequency range is known as bandwidth. That is, for a low frequency transducer whose preferred frequency is 4 mHz, we can have a bandwidth of between 3 and 5 mHz and that range of frequencies can be used depending on the particularities of each study. The pulses are given by the amount of voltages applied to the ultrasound probe. The frequency with which the pulses are applied is known as FPR or pulse repetition frequency and determines the time that must exist between these pulses so that we can know at what distance or depth we can work properly. In summary: The transducer or sonographic probe is responsible for two things, the first is to convert the electrical energy that arrives in ultrasound that can cross the tissue to be studied and second, it is the receiver of those return echoes produced in the different tissue interfaces.

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