EXAMEN DE BIOFISICA 1º DE AGOSTO

EXAMEN DE BIOFISICA 1º DE AGOSTO 2009
A LAS 12 a.m.

RELACION DE ALUMNOS

1.- JAIME FLORES
2.-CHICLAYO MONTOYA
3.-MEJIA QUINTANILLA
4.-ZUMAETA SHARY
5.-RAYMUNDO TITO
6.-MUNAREZ DIANA
7.-BARRANTES VIZURRAGA
8.-NUÑEZ NUÑEZ
9.-AREVALO GODOS
10.-SALCEDO TOLEDO
11.-MOSQUERA ALYS
12.-ABAD ALICIA
13.-CALDERON JOHANA
14.-ZUÑIGA LINO
15.-ZEVALLOS SANTIAGO
16.-MEZA KAREN
17.-RAMIREZ VALDIVIA
18.-ROLDAN SANDRA
19.-VIGO LEIDY
20.-NIETO ERIKA
21.-REYNA ELIZABETH
22.-COLLAZOS NIEVES
23.-SANDOVAL CARLOS
24.-JUAREZ VASQUEZ
25.-REYNA PORTOCARRERO
26.-MORI VILLACORTA
27.-GARCIA KATHERINE
28.-CASTILLO IPARRAGUIRRE
39.-SALVADOR FLORES
CUALQUIER CONSULTA O RECLAMO AL 9-99909940
ESTUDIEN ,ESTUDIEN Y SIGAN ESTUDIANDO

TERMOMETRIA.- Escalas Termometricas

BIOFISICA
Termometría –Escalas termomètricas
Problemas
1- Transforme 50 °C en grados Fahrenheit.
2- Transforme 20 °C en grados Fahrenheit.
3- Transforme según la ecuación de conversión : a) 15 °C a °F; y b) -10 °F a °C.
4- La temperatura en un salón es 24 °C. ¿Cuál será la lectura en la escala Fahrenheit?.
5- Un médico inglés mide la temperatura de un paciente y obtiene 106 °F. ¿Cuál será la lectura en la escala Celsius?.
6- Completar el siguiente cuadro; utilizando la ecuación de conversión:

KELVIN REAUMUR CENTIGRADO FAHRENHEIT
40ºC
20ºF
450ºK
100ºK 400ºC
60ºR






7- Cierta escala termométrica °X adopta los valores 10 °X y 510 °X, respectivamente, para el 1er punto fijo y 2do punto fijo. Determine: a) la ecuación de conversión entre la escala °X y la escala °C; b) la ecuación de conversión entre la escala °X y la escala °F; y c) cuánto corresponde en la escala °X el valor de 30 °C.
8- En presencia de hielo una columna líquida de mercurio alcanza 2 cm de altura y en presencia de vapor de agua alcanza 6 cm. Determinar: a) la ecuación termométrica en la escala °C y b) la temperatura de un cuerpo para el cual la columna líquida mide 3,5 cm.
9- Complete el siguiente cuadro :
KELVIN REAUMUR CENTIGRADO FAHRENHEIT
40ºC
20ºF
450ºK
100ºK 400ºK
60ºR




10- Un termómetro de gas a volumen constante, indica una presión de 8 mm de mercurio en contacto con el hielo y de 12 mm de Hg en contacto con el vapor de agua. Calcular : a) la ecuación termométrica en la escala °F y b) la presión cuando la temperatura alcanza 100 °F.
11- Cierta escala termométrica °Y adopta los valores 5 °Y e 400°Y respectivamente, para el 1er y 2do punto fijo. Determine la ecuación de conversión entre la escala °Y y la escala °C. Además, determine la indicación en la escala °Y correspondiente a 60 °C.
12- En un termómetro de mercurio, la columna líquida tiene una altura de 4 cm en presencia de hielo en fusión. Cuando el termómetro se coloca en presencia de vapores de agua en ebullición a presión normal, la columna líquida alcanza 10 cm de altura. Determine: a) la ecuación termométrica de ese termómetro en la escala Centígrado y b) la temperatura de un cuerpo para el cual la columna líquida mide 7,25 cm.
13- En un termómetro de gas, a volumen constante, la presión P adquiere valores de 200 mm de Hg en el punto de hielo y de 700 mm de Hg en el punto de vapor. Determine: a) la ecuación termométrica de este termómetro en la escala °C y b) la temperatura indicada cuando la presión alcanza 500 mm de Hg.
14- Un termómetro de mercurio está graduado en las escalas Celsius y Fahrenheit. La distancia entre dos marcas consecutivas en la graduación Fahrenheit es 1 mm. ¿Cuál es la distancia entre dos marcas consecutivas en la graduación Celsius?.
15- Un termómetro es graduado en una escala °Y tal que a 20 °C corresponden a 30 °Y; y 120 °C corresponden a 300 °Y. ¿Cuál es el valor en la escala °Y que corresponde a 50 °C?.
16- Determinar la temperatura que en escala Fahrenheit es expresada por un número cuatro (4) veces mayor que el correspondiente en la escala Celsius.

BIOFISICA. TERMOMETRIA

BIOFISICA
CLASE DE TERMOESTATICA:
Escalas Termométricas. Relación entre las Escalas Termométricas. Termometría y Problemas.
Definición: es la parte de la Física que estudia las leyes que rigen los fenómenos caloríficos.
Termometría
TEMPERATURA. El concepto de temperatura es intuitivo y se basa en la sensación de frío o calor que sentimos al tocar un cuerpo. Sin embargo, está sensación de frío o calor no es suficiente para caracterizar el estado de calentamiento de un cuerpo, pues ella depende de varios factores.
Por tanto; definiremos a la temperatura como la magnitud física que mide el estado de agitación de las partículas de un cuerpo, caracterizando su estado térmico.
PUNTOS FIJOS: son dos (2) puntos característicos en que la experiencia muestra que algunos fenómenos se reproducen siempre en las mismas condiciones.
1er Punto fijo: es el punto de fusión del hielo y es el estado térmico en que aparecen en equilibrio los estados sólido y líquido del agua pura.
2do Punto fijo: es el punto de ebullición del agua y es el estado térmico del vapor de agua en ebullición.
Escalas Termométricas
Relación entre las Escalas Termométricas

RADIOBIOLOGIA

CATEDRA DE BIOFISICA
Radiobiología
Dr. LUIS LAZO - Prof Titular de la UAP
La radiobiología es la ciencia que estudia los fenómenos que se producen en los seres vivos tras la absorción de energía procedente de las radiaciones ionizantes.Las dos grandes razones que han impulsado la investigación de los efectos biológicos de las radiaciones ionizantes son:
Protección Radiológica: Poder utilizar esas radiaciones de forma segura en todas las aplicaciones médicas o industriales que las requieran.
Radioterapia: Utilización de las radiaciones ionizantes principalmente en neoplasias, preservando al máximo los órganos críticos (tejido humano sano).
Características de los efectos biológicos de las radiaciones ionizantes [editar]
Aleatoriedad: La interacción de la radiación con las células es una función de probabilidad y tiene lugar al azar. Un fotón o partícula puede alcanzar a una célula o a otra, dañarla o no dañarla y si la daña puede ser en el núcleo o en el citoplasma.
Rápido depósito de energía: El depósito de energía a la célula ocurre en un tiempo muy corto, en fracciones de millonésimas de segundo.
No selectividad: La radiación no muestra predilección por ninguna parte o biomolécula, es decir, la interacción no es selectiva.
Inespecificidad lesiva: Las lesiones de las radiaciones ionizantes es siempre inespecífica o lo que es lo mismo esa lesión puede ser producida por otras causas físicas.
Latencia: Las alteraciones biológicas en una célula que resultan por la radiación no son inmediatas, tardan tiempo en hacerse visibles a esto se le llama "tiempo de latencia" y puede ser desde unos pocos minutos o muchos años, dependiendo de la dosis y tiempo de exposición.
Tipos de efectos de la radiación sobre los seres vivos Los efectos de las radiaciones ionizantes sobre los seres vivos se pueden clasificar desde distintos puntos de vista:Según el tiempo de aparición
Precoces: Aparecen en minutos u horas después de haberse expuesto a la radiación, por ejemplo eritema cutáneo, náuseas.
Tardíos: Aparecen meses u años después de la exposición, por ejemplo cáncer radioinducido, radiodermitis crónica, mutaciones genéticas.
Desde el punto de vista biológico
Efectos somáticos: Sólo se manifiestan en el individuo que ha sido sometido a la exposición de radiaciones ionizantes por ejemplo el eritema.
Efecto hereditario: No se manifiestan en el individuo que ha sido expuesto a la radiación, sino en su descendencia, ya que lesionan las células germinales del individuo expuesto, por ejemplo las mutaciones genéticas.
Según la dependencia de la dosis
Efecto estocástico: Son efectos absolutamente aleatorios, probabilísticos; pudiendo aparecer tras la exposición a pequeñas dosis de radiación ionizante. No necesitan una dosis umbral determinada para producirse; si bien al aumentar la dosis aumenta la probabilidad de aparición de estos efectos, que suelen ser de tipo tardío. Se cree que el único efecto estocástico es el cáncer radioinducido y las mutaciones genéticas.
Efecto no estocásticas: Se necesita una dosis umbral para producirlos, por debajo de la cual, la probabilidad de aparición de los mismos es muy baja. Suelen ser efectos precoces, por ejemplo el eritema cutáneo.
Etapas de la acción biológica de la radiación Los efectos de las radiaciones ionizantes sobre la materia viva son el resultado final de las interacciones físicas (ionización) y (excitación) de los fotones o partículas con los átomos que la componen.Los efectos de la radiación sobre los seres vivos pasan por sucesivas etapas que se ordenan aquí según su escala de tiempo, de menor a mayor.Etapa Física
Etapa Química Etapa biológica La etapa biológica se inicia con la activación de reacciones enzimáticas para reparar el daño producido por las radiaciones. Algunas de estas lesiones serán reparadas y no influyen en la viabilidad celular y otras no serán reparadas con lo que se producirá la muerte celular en interfase, mitosis o incluso después de varias divisiones celulares tras la exposición a la radiación. Las consecuencias biológicas de la irradiación celular se manifiestan mucho tiempo después como:
La respuesta de los tumores a la radioterapia.
Los efectos secundarios agudos y tardíos asociados a la radioterapia.
Desarrollo de neoplasias radioinducidas a largo plazo por mutaciones en células somáticas.
Desarrollo de malformaciones genéticas en la descendencia por mutaciones en células germinales.
Radiosensibilidad La radiosensibilidad es la magnitud de respuesta de las estructuras biológicas, provocada por las radiaciones ionizantes. Un elemento biológico es más sensible cuanto mayor es su respuesta a una dosis determinada de radiación. El elemento biológico es más radiosensible cuando necesita menos dosis de radiación para alcanzar un efecto determinado. El concepto opuesto a radiosensibilidad, es radioresistencia. No existe célula ni tejido normal o patológico radioresistente de forma absoluta; pues si se aumenta ilimitadamente la dosis, siempre se puede alcanzar su destrucción. Administrando dosis mínimas en órganos o tejidos, se observaran diferentes grados de alteraciones morfológicas o funcionales, según las líneas celulares de que se trate.Escala de radiosensibilidad Las células presentan diferente grado de sensibilidad a la radiación, según la estirpe o línea celular. Tomando como punto de referencia, la muerte celular, pueden clasificarse en cinco grupos de mayor a menor sensibilidad:
Muy radiosensibles: leucocitos, eritroblastos, espermatogonias.
Relativamente radiosensibles: mielocitos, células de las criptas intestinales, células basales de la epidermis.
Sensibilidad intermedia: células endoteliales, células de las glándulas gástricas, osteoblastos, condroblastos, espermatocitos, etc.
Relativamente radioresistentes: granulocitos, osteocitos, espermatozoides, eritrocitos.
Muy radioresistentes: fibrocitos, condrocitos, células musculares y nerviosas.
Leyes de radiosensibilidad La radiosensibilidad celular esta regida por una serie de determinantes que han sido estudiados y aplicados a todas las células del organismo, enunciándose unas leyes biológicas, que conceden mucha importancia a la actividad mitótica, siendo las más importantes:
Ley de Bergonié y Tribondeau: Esta basada en la observación de irradiaciones sobre células testiculares, y en función de la actividad mitótica y diferenciación celular, se establecen los siguientes puntos:
Una célula es tanto más radiosensible, cuanto mayor es su actividad reproductiva.
Una célula es tanto más radiosensible, cuanto más largo sea su porvenir de división, es decir, cuantas más divisiones deba cumplir en el futuro.
Una célula es tanto más radiosensible, cuanto menos diferenciadas estén desarrolladas sus funciones.
Ley de Ancel y Vitemberg: La sensibilidad de toda célula que ha de experimentar lesiones por radiación es la misma, pero el tiempo que tardan en aparecer las lesiones inducidas, varía según los distintos tipos de células. Los factores que influyen en el tiempo que tardan en aparecer las lesiones radioinducidas son:
El estrés biológico que actúa sobre la célula. La actividad reproductiva representa un estrés biológico considerable.
Las condiciones en que se encuentra la célula en el periodo de pre y post radiación.
Ciclo celular: la situación de la célula en el momento en que se produce la irradiación, es un factor biológico que influye notablemente en la radiosensibilidad, así las células durante la fase de mitosis son más radiosensibles que durante la fase de síntesis.
Radiosensibilidad hística: aunque la radiosensibilidad de un tejido es similar a la de las células que lo forman, no es una expresión directa de la misma, a lo que contribuyen varios factores. Un tejido u órgano está formado por dos componentes: el parénquina (compartimento que contiene las células características del tejido en cuestión) y el formado por tejido conjuntivo y vasos (mesénquima). Los dos tienen distinta radiosensibilidad. La complejidad del funcionamiento de un tejido, implica que en todo momento, coexisten en él, células en actividad mitótica, en reproducción y con buena o mala oxigenación.
Radiobiología y radioterapia Aunque la radiación lesiona y puede destruir tanto a las células cancerosas como a las normales, estas últimas pueden repararse y recuperar su funcionamiento adecuado.Los principales mecanismos radiobiológicos de respuesta de los tumores a la irradiación se describen habitualmente como las 5 R de la Radioterapia que son:
RADIOSENSIBILIDAD INTRÍNSECA: Es la sensibilidad innata o propia de las células a la irradiación.
REOXIGENACIÓN: Tras cada sesión de radiación existen células hipóxicas que al final del tratamiento estarán oxigenadas y serán radiosensibles.
REDISTRIBUCIÓN: Tras una fracción de radiación, se sitúan más células en fase G2 y M del ciclo celular, siendo más radiosensibles ante las siguientes fracciones.
REPARACIÓN DEL DAÑO SUBLETAL (RDSL): Es mayor en tejidos sanos, por lo que se protege al tejido normal con un régimen de fraccionamiento que permita esta reparación entre dos sesiones de radiación, que debe ser entre seis y ocho horas.
REPOBLACIÓN ACELERADA: Es el aumento del número de divisiones celulares como mecanismo de compensación, siendo más importate en los tejidos y tumores de duplicación rápida o con tiempo de duplicación pequeños.

Cuestionario de Radiologia Medica

Asignatura de Biofisica
Cuestionario de Radiología Medica
Dr. LUIS LAZO M
Prof .titular de Biofisica .UAP

1.- Diferencia entre Radiaciones ionizantes y no ionizantes
2.- Ejemplos de aplicación en distintos campos
3.- Fuentes generadores de radiaciones ionizantes
4.- Grafique y describa sucintamente la estructura atomica .Numero atomico y Numero másico .Tipo de fuerzas actuantes en el atomo
5.- Concepto de Isótopos y ejemplos
6.- Proceso de generacion de los Rayos X
7.-Concepto de radioactividad . Principales emisiones radioactivas
8.-Concepto de Actividad y unidades .Ejm
9.- Concepto de Tiempo de semidesintegracion . Ejm
10.-Concepto de Fision y Fusion

BIOFISICA

BIOFISICA
Los Rayos X
Prof. Dr. LUIS LAZO
Docente Titular de BIOFISICA- Universidad Alas Peruanas
Es una técnica consistente en la utilización de radiación electromagnética penetrante, con una longitud de onda menor que la luz visible, producida bombardeando un blanco —generalmente de volframio— con electrones de alta velocidad. Los rayos X son radiaciones electromagnéticas cuya longitud de onda va desde unos 10 nm hasta 0,001 nm (1 nm o nanómetro equivale a 10-9 m). Cuanto menor es la longitud de onda de los rayos X, mayores son su energía y poder de penetración. Los rayos de mayor longitud de onda, cercanos a la banda ultravioleta del espectro electromagnético, se conocen como rayos X blandos; los de menor longitud de onda, que están más próximos a la zona de rayos gamma o incluso se solapan con ésta, se denominan rayos X duros. Los rayos X formados por una mezcla de muchas longitudes de onda diferentes se conocen como rayos X `blancos', para diferenciarlos de los rayos X monocromáticos, que tienen una única longitud de onda. Tanto la luz visible como los rayos X se producen a raíz de las transiciones de los electrones atómicos de una órbita a otra. La luz visible corresponde a transiciones de electrones externos y los rayos X a transiciones de electrones internos. En el caso de la radiación de frenado o bremsstrahlung, los rayos X se producen por el frenado o deflección de electrones libres que atraviesan un campo eléctrico intenso. Los rayos gamma, cuyos efectos son similares a los de los rayos X, se producen por transiciones de energía en el interior de núcleos excitados. Las propiedades de los rayos X son:
Fluorescencia. Los rayos X también producen fluorescencia en determinados materiales, como el platinocianuro de bario o el sulfuro de cinc. Si se sustituye la película fotográfica por uno de estos materiales fluorescentes, puede observarse directamente la estructura interna de objetos opacos. Esta técnica se conoce como fluoroscopia.
Ionización. Otra característica importante de los rayos X es su poder de ionización, que depende de su longitud de onda. La capacidad de ionización de los rayos X monocromáticos es directamente proporcional a su energía. Esta propiedad proporciona un método para medir la energía de los rayos X.
Difracción de rayos X. Los rayos X pueden difractarse al atravesar un cristal, o ser dispersados por él, ya que el cristal está formado por redes de átomos regulares que actúan como redes de difracción muy finas. Los diagramas de interferencia resultantes pueden fotografiarse y analizarse para determinar la longitud de onda de los rayos X incidentes o la distancia entre los átomos del cristal, según cuál de ambos datos se desconozca. Los rayos X también pueden difractarse mediante redes de difracción rayadas si su espaciado es aproximadamente igual a la longitud de onda de los rayos X.
Aplicaciones de los rayos X
Los rayos X se emplean sobre todo en los campos de la investigación científica, la industria y la medicina.
Medicina
Las fotografías de rayos X o radiografías y la fluoroscopía se emplean mucho en medicina como herramientas de diagnóstico. En la radioterapia se emplean rayos X para tratar determinadas enfermedades, en particular el cáncer, exponiendo los tumores a la radiación.
La utilidad de las radiografías para el diagnóstico se debe a la capacidad de penetración de los rayos X. A los pocos años de su descubrimiento ya se empleaban para localizar cuerpos extraños, por ejemplo balas, en el interior del cuerpo humano. Con la mejora de las técnicas de rayos X, las radiografías revelaron minúsculas diferencias en los tejidos, y muchas enfermedades pudieron diagnosticarse con este método. Los rayos X eran el método más importante para diagnosticar la tuberculosis cuando esta enfermedad estaba muy extendida. Las imágenes de los pulmones eran fáciles de interpretar porque los espacios con aire son más transparentes a los rayos X que los tejidos pulmonares. Otras cavidades del cuerpo pueden llenarse artificialmente con materiales de contraste, de forma que un órgano determinado se vea con mayor claridad. El sulfato de bario, muy opaco a los rayos X, se utiliza para la radiografía del aparato digestivo. Para examinar los riñones o la vesícula biliar se administran determinados compuestos opacos por vía oral o intravenosa. Estos compuestos pueden tener efectos secundarios graves, por lo que sólo deben ser empleados después de una consulta cuidadosa. De hecho, el uso rutinario de los rayos X se ha desaconsejado en los últimos años, ya que su utilidad es cuestionable.
Un aparato de rayos X de invención reciente, y que se emplea sin compuestos de contraste, proporciona visiones claras de cualquier parte de la anatomía, incluidos los tejidos blandos. Se conoce como escáner (scanner) o aparato de tomografía axial computerizada; gira 180° en torno al cuerpo del paciente emitiendo un haz de rayos X del grosor de un lápiz en 160 puntos diferentes. Unos cristales situados en los puntos opuestos reciben y registran la absorción de los distintos espesores de tejido y huesos. Estos datos se envían a un ordenador o computadora que convierte la información en una imagen sobre una pantalla. Con la misma dosis de radiación que un aparato de rayos X convencional, puede verse todo un corte de espesor determinado del cuerpo con una claridad aproximadamente 100 veces mayor. El escáner fue inventado en 1972 por el ingeniero electrónico británico Godfrey Hounsfield, y en 1979 ya se había generalizado su uso.

Radiobiologia

BIOFISICA
RADIOBIOLOGIA
FUNDAMENTOS DE
LA PROTECCIÓN RADIOLÓGICA
El desarrollo científico y tecnológico ha sido fuente de inestimables beneficios para la salud y el
bienestar de la sociedad. Pero, a la vez, algunos de ellos han dado lugar a nuevos factores de
riesgo para la salud de las personas. La necesidad de no dejar de aprovechar los beneficios y, al
mismo tiempo, evitar o reducir los posibles perjuicios asociados, ha conducido al desarrollo de la
protección del medio ambiente y del medio laboral. La Protección Radiológica se inscribe en ese
conjunto como una disciplina orientada a promover la protección de las personas contra los
riesgos derivados del empleo de fuentes de radiaciones ionizantes. Las primeras aplicaciones de
los rayos X y de la radiactividad tuvieron lugar en el campo de la medicina, posteriormente en
investigación y ciertas actividades industriales y finalmente la utilización de materiales fisionables
con propósitos bélicos y energéticos creó la necesidad de aplicar la Protección Radiológica
también en estas áreas.
Una manera parcial de historiar la evolución de la Protección Radiológica consiste en efectuar la
cronología de las recomendaciones en materia de limitaciones a la exposición a radiaciones de
carácter laboral:
En 1915 la Sociedad Británica Roentgen produce una declaración sobre la importancia de
las medidas de seguridad en Radiología.
En 1928 en el Segundo Congreso Internacional de Radiología, celebrado en París se decide
constituir el Comité Internacional de Protección contra Rayos X y Radio. Así surge la actual
Comisión Internacional de Protección Radiológica (ICRP, en inglés). Las primeras
recomendaciones se referían a espesores de blindajes.
En 1934 se recomienda un valor de “dosis tolerable” de 0,2 rad por día.
En 1950 se recomienda un valor de “dosis permisible” de 0,05 rad por día.
En 1958 se recomienda reducir la “dosis permisible” a 0,1 rem por semana lo que equivale a
5 rem por año.
En 1977 se mantiene el valor de 5 rem o 50 mSv por año con la denominación “límite de dosis”.
En 1990 se recomienda reducir el límite de dosis es reducido a 20 mSv por año.
Esta evolución refleja el progreso del conocimiento de los efectos de las radiaciones en los seres
humanos. Los valores tan poco restrictivos de las primeras limitaciones, tenían el propósito de
prevenir los efectos determinísticos que, por aquel entonces eran los únicos que podían
correlacionarse de algún modo con valores de dosis. En el caso de los efectos estocásticos sólo
puede establecerse una correspondencia con valores de dosis mediante estudios
epidemiológicos que involucren muchas personas y de muy largo plazo. Pero aún así, no es
factible obtener una correlación satisfactoria en el rango de dosis bajas de radiación. En la
actualidad, a partir de valores obtenidos a dosis altas de radiación, la aplicación de modelos ha
permitido suponer correlaciones a dosis bajas.
OBJETIVO DE LA PROTECCIÓN RADIOLÓGICA
El desarrollo de la evolución de la Protección Radiológica ha estado determinado fundamentalmente
por las dos hipótesis principales del modelo de respuesta biológica a bajas dosis para los efectos
estocásticos: ausencia de umbral y linealidad.
La primera de tales hipótesis (ausencia de umbral) implica que no es posible aspirar a reducir el
detrimento radiológico asociado con fuentes de radiación a cero si la sociedad pretende utilizar
tales fuentes. En efecto, el empleo de fuentes provoca inevitablemente dosis en algunas
personas debido a la imposibilidad de blindar completamente la radiación electromagnética y la
neutrónica y a la imposibilidad de evitar totalmente la incorporación de sustancias radiactivas al
organismo de las personas cuando se opera con fuentes no selladas.
La segunda de las hipótesis (linealidad) ha permitido aplicar un sistema muy sencillo de
contabilidad de dosis para cada individuo y para conjuntos de individuos (dosis colectiva) que
resulta representativo del detrimento individual o colectivo respectivamente. En efecto, la
relación rectilínea entre dosis y probabilidad de efectos permite la simple adición de dosis que uno
o varios individuos reciben en distintos momentos de sus vidas, debido a que iguales valores de
dosis contribuirán igualmente a aumentar la probabilidad de efectos, con independencia de las
historias dosimétricas previas.
La imposibilidad de aspirar al detrimento nulo es sustituida por la definición de un detrimento
aceptable. La decisión sobre lo que puede considerarse detrimento aceptable no se sustenta
exclusivamente en información científica. Las investigaciones epidemiológicas han aportado
importante información sobre las correlaciones entre dosis y efectos, pero en la adopción de
niveles de detrimento aceptable deben intervenir consideraciones sociales y económicas. Esto
significa analizar cuál es la posición relativa de los riesgos asociados con las radiaciones
ionizantes en relación con otros riesgos a que la sociedad está expuesta y cuál es la magnitud de
los recursos que se está dispuesto a invertir para disminuir los detrimentos de las radiaciones.
Tal vez buena parte de los riesgos a los que están expuestos los individuos de la sociedad
carezcan de umbral (riesgos de accidentes de tránsito, riesgos de contraer enfermedades
infecciosas). Sin embargo la noción de umbral, inherentemente asociada con la noción de la
existencia de niveles de seguridad absoluta, ha estado erróneamente arraigada en las
disciplinas de protección del medio ambiente y del medio laboral.
La ICRP, en su Publicación 60 afirma que “el objetivo de la Protección Radiológica consiste en
proporcionar un adecuado nivel de protección a las personas sin limitar indebidamente las
prácticas beneficiosas que da lugar la exposición a radiaciones ionizantes”.
Con respecto al medio ambiente, los criterios adoptados por la ICRP permiten asegurar la
protección de las especies vegetales y animales aunque no necesariamente a los individuos de
dichas especies.
ASPECTOS SIGNIFICATIVOS EN PROTECCIÓN RA
VOS EN PROTECCIÓN RADIOLÓGICA
PERSONAS A PROTEGER
Es interés de la Protección Radiológica la protección de toda persona que resulte o pueda
resultar expuesta radiaciones. Según la naturaleza del vínculo entre las personas y las fuentes
las exposiciones se clasifican en ocupacionales, públicas y médicas.
Las personas que por la naturaleza de su actividad laboral deben interactuar con fuentes de
radiación, en mayor o menor grado están inevitablemente expuestas a radiaciones. En este
caso se da el nombre de Exposición Ocupacional a tales exposiciones.
Algunos miembros de la población pueden resultar también inevitablemente expuestos a
radiaciones debido a la cercanía circunstancial o permanente de fuentes de radiación o por
estar involucrados en procesos de transferencia ambiental de radionucleidos. Este tipo de
exposición recibe el nombre de Exposición Pública.
Los pacientes son deliberadamente expuestos a radiaciones en procedimientos médicos de
diagnóstico o terapia. Este tipo de exposición recibe el nombre de Exposición Médica.
Esta clasificación permite aplicar los conceptos básicos de Protección Radiológica a cada grupo
de personas teniendo en cuenta las consideraciones particulares apropiadas para cada caso.
MODALIDADES DE ABSORCIÓN DE DOSIS DE RADIACIÓN
Los tejidos y órganos de las personas pueden estar expuestos a radiaciones producidas por
fuentes externas al organismo (irradiación externa) o a las radiaciones emitidas por radionu-
cleidos que se incorporan a su organismo (irradiación interna). En el primer caso la exposición
es concomitante con la situación de proximidad a las fuentes en situación de irradiación. En
cambio, cuando se incorpora material radiactivo al organismo la exposición de los tejidos se
inicia en el momento de la incorporación y puede prolongarse en el tiempo mucho más allá de
esa circunstancia.
Esta distinción es de gran utilidad desde el punto de vista dosimétrico y tiene importancia
práctica en la implementación de los controles de la exposición radiológica.
PREVISIBILIDAD DE LAS EXPOSICIONES
Las prácticas que utilizan fuentes de radiación dan lugar a exposiciones previsibles porque
responden a una planificación de las diversas tareas que la configuran (Exposiciones Planificadas).
Pero también pueden dar lugar a exposiciones no previsibles, ni en valor ni oportunidad, en caso de
que se produzcan eventos disruptivos que no obedecen a las restricciones previstas en la
planificación, como es el caso de un accidente. En estas situaciones las exposiciones no responden a
los controles. Son situaciones indeseables, cuya ocurrencia no puede ser descartada, pero sí
prevenida mediante sistemas de seguridad (Exposiciones Potenciales).
Esta clasificación es útil para advertir qué es lo que se puede y debe limitar en cada
circunstancia: las dosis en las exposiciones planificadas y la probabilidad de ocurrencia de
eventos disruptivos en las potenciales.
PRÁCTICAS E INTERVENCIONES
La ICRP ha desarrollado criterios aplicables a dos tipos de circunstancias totalmente diferentes
desde el punto de vista de la posibilidad de controlar las causas que originan las exposiciones de
las personas:
Prácticas
Se denominan así aquellas actividades en las que se utilizan nuevas fuentes de radiación o se
habilitan nuevas vías de transferencia ambiental de radionucleidos y cuya introducción
deliberada y autorizada en la sociedad dan lugar a aumentos de las dosis de radiación que
reciben algunas personas.
Intervenciones
Esta expresión se aplica al conjunto de acciones que corresponde adoptar cuando las personas
reciben o pueden recibir dosis de radiación que se originan en causas no controlables y
preexistentes al momento de decidir la intervención, como es el caso de los accidentes ya
desencadenados y ciertas situaciones de exposición natural. Estas acciones pueden contribuir a
disminuir las dosis de radiación que habrán de recibir las personas a partir del momento en que
se decide la intervención.
Esta distinción es muy importante porque los criterios a aplicar a las prácticas y a las intervenciones
son distintos.
DETRIMENTO
La Publicación 60 la ICRP utiliza la expresión “detrimento” para configurar el daño que las
radiaciones ionizantes pueden provocar sobre la salud de las personas. En el concepto de
detrimento intervienen las probabilidades de que ocurran efectos, ponderadas por la respectiva
gravedad de cada uno de ellos.
CONSIDERACIONES COLECTIVAS
Uno de los aspectos destacables de la filosofía de la Protección Radiológica, ya introducido en
las recomendaciones de 1977, consiste en las consideraciones de tipo colectivo, además de las
individuales. Estas consideraciones se fundamentan en las características de los efectos
estocásticos.
Los efectos determinísticos no se producen si los umbrales de dosis no son superados. Por lo
tanto, se puede asegurar que, cuando una práctica se desarrolla en condiciones normales,
ningún trabajador o miembro de público que pueda estar involucrado habrá de recibir dosis que
superen esos umbrales y, en consecuencia, es factible, en tales condiciones, garantizar una
protección absoluta contra los efectos determinísticos. Desde este punto de vista, el número de
personas que conforman el grupo involucrado en una práctica es irrelevante, dado que
cualquiera sea ese número no se manifestarán efectos determinísticos en el grupo considerado.
Por el contrario, de acuerdo con el modelo de respuesta lineal a bajas dosis y sin umbral, la
probabilidad de ocurrencia de efectos estocásticos en un individuo es distinta de cero para
cualquier dosis por pequeña que sea y dicha probabilidad es proporcional a la dosis. Cuando se
considera un conjunto de personas expuestas, el número de efectos estocásticos que puede
manifestarse en cualquiera de las personas que componen el conjunto es función no sólo de la
dosis que reciben las personas, sino también de la cantidad de personas involucradas.
Cuando muchas personas están expuestas a un riesgo que, considerado individualmente es
pequeño, el número de manifestaciones indeseables sobre el conjunto puede no ser
desdeñable. ¿Por qué la frecuencia de accidentes de tránsito es tan alta? Porque cada persona
se expone muchas veces por unidad de tiempo a dicho riesgo y por que son muchas las
personas expuestas a él (prácticamente toda la población). La consecuencia es una elevada
frecuencia de accidentes de tránsito en la población.
La visión colectiva permite tomar decisiones sobre la asignación de recursos para ciertas
actividades tales como educación, campañas preventivas contra ciertas enfermedades, seguridad
en las rutas, imposición de normas de higiene del medio laboral, protección del medio ambiente,
etc.
Esta manera de pensar ha dado lugar, en Protección Radiológica, al concepto de Detrimento
Colectivo, que puede evaluarse a través del número de efectos indeseables que cabe esperar
que se produzcan sobre la salud de las personas que componen un grupo de población, cuando
esas personas reciben dosis de radiación proveniente de una o más fuentes. Fácilmente puede
verse que el detrimento colectivo es proporcional a lo que se denomina Dosis Colectiva, que no
es más que la suma de las dosis que reciben todos los individuos del grupo de población
considerado.
CRITERIOS BÁSICOS DE PROTECCIÓN RADIOLÓGICA
La Comisión Internacional de Protección Radiológica, en su Publicación 60 del año 1991 ha
emitido las últimas recomendaciones básicas en la materia. En lo que sigue se sintetizan los
principales criterios adoptados.
Los objetivos de radioprotección pueden ser alcanzados mediante la aplicación de tres principios
básicos de la Protección Radiológica:
JUSTIFICACIÓN
Ninguna práctica con radiaciones ionizantes debe ser autorizada si no existen evidencias de que
la misma producirá, para los individuos o la sociedad, beneficios que compensen el posible
detrimento que puedan generar.
Se trata de un principio que evalúa el beneficio y el detrimento colectivos asociados con la práctica
y su aplicación conduce a impedir la utilización de fuentes de radiación con fines superfluos.
En la consideración del detrimento posible debe tenerse en cuenta no solamente el detrimento
asociado con la operación normal de las instalaciones sino también el que pueda derivarse de
posibles accidentes.
El principio de justificación debe aplicarse no sólo a prácticas nuevas sino también a la revisión
de prácticas en curso toda vez que se tengan elementos de juicio que puedan aconsejar la
revisión de la justificación de la práctica.
OPTIMIZACIÓN
Habitualmente toda persona, familia, empresa o país debe satisfacer un conjunto de
necesidades o ambiciones y los recursos disponibles suelen no ser suficientes para atender
todas ellas plenamente. De manera intuitiva o mediante procedimientos estructurados, se deben
definir los recursos que habrán de destinarse al logro de cada uno de los objetivos propuestos
de modo que la relación entre el beneficio total resultante de esa conjunción y los recursos
involucrados sea máxima. En esto consiste la Optimización en un sentido amplio.
En la aplicación de este criterio se tiene en cuenta:
La ley económica de los rendimientos decrecientes, según la cual las unidades iniciales del
recurso económico que se destina a la consecución de un objetivo producen un grado de
satisfacción mayor que las unidades siguientes, las que gradualmente dan lugar a incrementos
de satisfacción proporcionalmente menores.
La limitación del total de recursos disponibles para atender diferentes propósitos hace que los
objetivos que se persiguen deban competir entre sí para la obtención de los recursos
necesarios.
A la luz de estas dos ideas puede inferirse que, si al logro de un objetivo se dedican muy pocos
recursos ese objetivo se satisfará muy por debajo de la medida necesaria, con lo cual puede
resultar un perjuicio para la sociedad. Por el contrario, si los recursos que se dedican a atender
dicho objetivo se incrementan excesivamente, el aumento del beneficio obtenido puede ser
proporcionalmente menor que el incremento de recursos y, por otra parte, ello impedirá que otros
objetivos dispongan de los recursos indispensables para alcanzar una satisfacción mínima
razonable, con lo cual puede haber otros motivos de perjuicio para la sociedad. La optimización
consiste en tener estos elementos de juicio en cuenta y encontrar la asignación de recursos óptima
para cada necesidad de modo que el perjuicio colectivo sea mínimo y el beneficio máximo.
En protección radiológica estos conceptos son plenamente válidos. Como se ha visto, el
detrimento nulo es un objetivo imposible, cualquiera sea la magnitud de los recursos que se
destinen a radioprotección. Las funciones detrimento radiológico-costo, son funciones continuas
o discretas en las cuales el detrimento disminuye a medida que el costo aumenta (teóricamente
el detrimento sería nulo sólo a un costo infinito).
Se denomina optimización al proceso en el que se analiza y decide la magnitud de los recursos
que, teniendo en cuenta factores económicos y sociales, se considera razonable destinar a
Protección Radiológica para reducir el detrimento colectivo asociado a una determinada práctica,
mediante la reducción de las dosis de radiación, el número de personas expuestas y la
probabilidad de exposiciones potenciales.
La optimización puede lograrse mediante procedimientos de diverso grado de complejidad o
también mediante razonamientos intuitivos. En general los primeros se utilizan en el diseño de
las instalaciones en tanto que los segundos se aplican a la operación de las mismas.
Las técnicas de optimización que se emplean son las de análisis de costos y beneficios, análisis
de utilidad multiatributo y otras técnicas que se utilizan en teoría de la decisión.
Todo proceso de optimización está restringido por límites de dosis o por restricciones de dosis
aún más severas impuestas por las autoridades regulatorias de los países para cada tipo de
práctica en particular.
LIMITACIÓN DE DOSIS
Los principios de justificación y optimización se basan en consideraciones colectivas sobre
beneficios y detrimentos asociados con las fuentes de radiación. Tales consideraciones no
siempre podrían, por sí mismas, evitar que la distribución de beneficios y detrimentos entre los
individuos de la sociedad no fuese excesivamente inequitativa. Se requiere entonces una tercera
condición que impida que tal distribución se aleje demasiado de la equidad: en esto consiste la
limitación de dosis individual.
Los valores de los límites de dosis se adoptan con el criterio de impedir la ocurrencia de efectos
determinísticos y limitar la probabilidad de los estocásticos. El primer aspecto se logra teniendo
en cuenta los valores de umbrales de dosis para efectos determinísticos y el segundo implica
aceptar un cierto orden de magnitud del detrimento asociado con los efectos cancerígenos y
hereditarios.
Los límites de dosis no constituyen umbrales de seguridad sino que definen un nivel fronterizo
entre el detrimento que se considera inaceptable y un rango de detrimentos tolerables. Dentro de
ese rango, las restricciones particulares que se impongan para cada práctica y la optimización
de su radioprotección definirán lo que pueda considerarse un nivel aceptable. En la mayor parte
de las aplicaciones de las fuentes de radiación es factible adoptar medidas para que las dosis de
radiación que habrán de recibir las personas sean apreciablemente inferiores a los limites de
dosis.
El límite de dosis demarca la frontera entre el detrimento tolerable y el inaceptable. Asignar un
valor numérico a dicha frontera implica analizar los detrimentos asociados con los distintos
valores posibles. La decisión final requiere buen juicio, pero no está exenta de cierto grado de
arbitrariedad.
En la vigilancia del cumplimiento de los límites se deben considerar las dosis originadas por
fuentes externas y las comprometidas por la incorporación de radionucleidos en el organismo.
No deben tenerse en cuenta las dosis provocadas por la radiación natural ni las recibidas por las
personas en carácter de pacientes durante procedimientos médicos con fuentes de radiación.
Exposición ocupacional
Para fijar los valores recomendados como límites de dosis, la ICRP ha considerado los
siguientes componentes de los detrimentos: probabilidad de muerte atribuible a un cáncer
radioinducido en el medio laboral, contribución ponderada del cáncer no fatal, contribución
ponderada de efectos hereditarios, detrimento agregado definido por la sumatoria de los
anteriores componentes, tiempo medio de vida perdido suponiendo que ocurre la muerte y la
disminución media de la expectativa de vida.
Basándose en estas consideraciones la ICRP ha decidido recomendar como límite de dosis
ocupacional el valor de 20 mSv por año, que puede ser promediado en 5 años consecutivos no
debiendo exceder el valor anual de 50 mSv. La protección contra efectos determinísticos queda
asegurada con el límite de dosis efectiva con excepción del cristalino para el que se establece
un límite de dosis equivalente anual de 150 mSv y la piel para la que se establece un límite de
dosis equivalente anual de 500 mGy promediados en 1 cm
2
.
Exposición ocupacional de mujeres
Un aspecto particular de especial importancia es la protección durante los períodos embrionarios
y fetal. Se considera que debe brindarse al ser en gestación una protección equivalente a la que
se recomienda para los miembros del público. En el caso de mujeres trabajadoras embarazadas,
se recomienda que, a partir del momento en que el embarazo ha sido declarado y por el resto de
su evolución, la dosis equivalente en la superficie del abdomen no debe ser superior a 2 mSv y
la incorporación de material radiactivo no debe superar 1/20 del ALI correspondiente.
Exposición de miembros del público
Para miembros de público el límite de dosis efectiva anual se ha establecido en 1 mSv no
debiendo exceder la dosis equivalente en órganos los 50 mGy en piel y los 15 mGy en cristalino.
RESTRICCIONES DE DOSIS
Si bien los límites de dosis constituyen una referencia indispensable para la práctica de la
Protección Radiológica, en la actualidad se considera que no radica en ellos el aspecto esencial
de la Protección Radiológica, sino que la optimización y las restricciones de dosis son las que
deben jugar una función relevante.
Las restricciones de dosis son valores inferiores a los límites de dosis y definen la cota superior
para la optimización. Tales restricciones pueden deberse a dos motivos:
En los casos en que algunos grupos de población puedan recibir dosis provocadas por más
de una instalación, existente o futura, debe restringirse el aporte particular de cada una de
las instalaciones. A tal efecto se imponen restricciones a cada una de ellas de modo que,
como resultado de la contribución de todas las fuentes previstas, las dosis que reciban las
personas no superen los límites de dosis para el público.
También pueden imponerse restricciones de dosis colectivas para limitar el detrimento
asociado con una dada práctica. En este caso se expresa la restricción como una dosis
colectiva por unidad de práctica. Por ejemplo un cierto valor máximo de Svh por MW-año
generado por una central nuclear. Este es un importante concepto que impide que el
cumplimiento de límites y restricciones de dosis individuales pueda lograrse a expensas de
un número demasiado elevado de personas expuestas (y por consiguiente a expensas de
una alta dosis colectiva).
Para un conjunto importante de prácticas se dispone de abundante experiencia y se conoce
el valor medio de las dosis que habitualmente provocan, en los trabajadores o miembros del
público, en condiciones satisfactorias de Protección Radiológica. En consecuencia se
pueden imponer a tales prácticas restricciones de dosis individuales inferiores a los límites
de dosis.
En todos los casos las restricciones de dosis, que son consideraciones genéricas aplicables a
una instalación o práctica, no relevan de la obligación de optimizar la radioprotección sino que
definen una cota superior para el proceso de optimización.
EXPOSICIONES POTENCIALES
Se denominan potenciales aquellas exposiciones que pueden resultar de eventos accidentales.
No es posible descartar la ocurrencia de accidentes. En una situación accidental se pierde el
control previsto sobre las fuentes o las personas y, en consecuencia, las dosis de radiación
pueden alcanzar valores muy diferentes a los aceptados para la operación normal de las
instalaciones.
La experiencia acumulada sobre accidentes ocurridos en el pasado y el conocimiento de las
características de las instalaciones permite imaginar distintos escenarios accidentales posibles. Es
entonces factible diseñar sistemas de seguridad para prevenir la ocurrencia o el encadenamiento
de eventos que conduzcan a los accidentes imaginables.
El tratamiento del tema debe ser probabilístico y cada tipo de exposición potencial puede tener
una probabilidad asociada. La prevención consiste en disminuir esta probabilidad tanto como
sea posible y mantenerla por debajo de límites considerados aceptables.
El criterio al respecto es que la probabilidad de un accidente deberá ser tanto menor cuanto más
graves puedan ser las consecuencias posibles del mismo, es decir cuanto mayores sean las
dosis que pueda provocar.
INTERVENCIÓN EN EMERGENCIAS
Son situaciones que requieren intervención aquellas en las que no es factible actuar sobre las
causas que generan la exposición de personas pero es posible tomar acciones para reducir las
dosis de radiación que tales personas pueden recibir. Situaciones típicas en las que es aplicable
el concepto de intervención son:
Ciertos casos de exposición natural.
Exposiciones provocadas por accidentes.
Son aplicables a las acciones de intervención los criterios de justificación y optimización de
dosis.
Justificación en este caso significa que la intervención debe encararse sólo si su beneficio (dosis
de radiación que logra evitarse) es mayor que el perjuicio que pueden ocasionar las acciones
que deban tomarse para ello.
La optimización se refiere al análisis que debe realizarse para conducir la intervención del modo
más apropiado (con el mayor beneficio neto).
Los límites de dosis previstos para las prácticas planificadas no son aplicables en situaciones de
intervención. En cambio la adopción de niveles de intervención constituye una guía útil para
tomar rápidamente decisiones sobre la conducta a seguir. Estos niveles se correlacionan con el
tipo de acciones que corresponde adoptar en situaciones accidentales según la gravedad de la
misma considerando el grado de perturbación asociado con las posibles medidas de intervención.
EXPOSICIONES MÉDICAS
Los conceptos anteriores son aplicables tanto a la exposición ocupacional como a la del público.
En el caso de la exposición médica corresponde efectuar comentarios especiales sobre los tres
principios citados.
No es posible establecer limites de dosis para la exposición de los pacientes, pues en cada
circunstancia el balance entre el riesgo y el beneficio es diferente. Dado que el beneficio y el
riesgo están referidos a la misma persona no deberían presentarse situaciones de inequidad. Es
una responsabilidad médica determinar si los procedimientos radiológicos están justificados en
cada caso individual y de los respectivos especialistas decidir las condiciones en que deberá
efectuarse. Es posible que una proporción importante de los exámenes radiológicos que se
efectúan no estén plenamente justificados, lo que implicaría que la población está recibiendo una
dosis colectiva de radiación sin un correspondiente beneficio.
Los procedimientos de Diagnóstico con fuentes de radiaciones ionizantes deben ser realizados
empleando todos los medios posibles para reducir la exposición innecesaria al paciente sin
afectar la calidad de la imagen; en esto consiste la optimización. En las Normas Básicas
Internacionales para la Protección contra las Radiaciones Ionizantes y la Seguridad de las Fuentes
de Radiación se recomienda adoptar niveles de referencia para las diferentes prácticas como
radiografía, fluoroscopía, tomografía computada, mamografía y medicina nuclear. Si los
procedimientos se efectuaran de modo que los pacientes recibieran dosis mayores que tales
niveles deberían investigarse y corregirse las causas.
En Radioterapia se debe irradiar a los pacientes con un alto grado de precisión tanto en el valor
de la dosis como en su localización, procurando que los tejidos sanos reciban la menor dosis
posible; en esto consiste la optimización y ello implica mantener procedimientos de control de
calidad sobre el funcionamiento de los equipos y su calibración, la planificación de los
tratamientos, el correcto posicionamiento de los pacientes, los tiempos de irradiación, etc.

APLICACIÓN DEL ULTRASONIDO EN ODONTOLOGÍA

APLICACIÓN DEL ULTRASONIDO EN ODONTOLOGÍA (tema de examen)


Prof. Dr. Luis Lazo M.
Profesor titular de Farmacologia –UNFV
Profesor titular de Biofisica –Universidad Alas Peruanas
INTRODUCCIÓN
El ultrasonido es utilizado en la naturaleza, que dotó a ciertos animales con la capacidad de emitir ondas ultrasónicas. Los murciélagos, delfines, mariposas se movilizan, encuentran alimentos, y huyen del peligro a través de ondas ultrasónicas que ellos mismos emiten.
Con la observación del procedimiento de esos animales se desarrolló la idea del sonar, durante la Segunda Guerra Mundial. El sonar sirve para detectar objetos sobre el agua, como submarinos, y también para evaluar la profundidad de los mares. Después de la segunda Guerra hubo un aumento grande en las aplicaciones del ultrasonido en diversos campos.
Como el ultrasonido está fuera de la banda de frecuencia audible para el hombre, puede ser empleado con intensidad bastante alta.
Las aplicaciones del ultrasonido de baja intensidad tiene, como propósito, transmitir la energía a través de un medio y con esto obtener informaciones del mismo. Como ejemplo de esas aplicaciones podemos citar: Ensayo no destructivo de materiales, Medidas de propiedades elásticas de los materiales y Diagnóstico médico.
Las aplicaciones de alta intensidad tienen como objetivo producir alteración del medio a través del cual la onda se propaga. Como ejemplo citaremos la Terapia médica, Atomización de líquidos, Limpieza por cavitación, Ruptura de células biológicas, soldado y homogeneización de materiales.
El ultrasonido de baja intensidad en medicina para diagnóstico, se basa en la Reflexión de ondas ultrasónicas. El diagnóstico con ultrasonido es más seguro de que la radiación ionizante, como los Rayos X, por eso es preferible en exámenes prenatales.

Las ventajas del diagnóstico con ultrasonido son su seguridad, conveniencia por no ser invasivo y atraumático, además de su capacidad en detectar fenómenos no perceptibles por los Rayos X.
GENERACIÓN DE ULTRASONIDO.
Las ondas ultrasónicas son generadas por transductores ultrasónicos, simplemente llamados también de transductores.
De modo general, un transductor es un dispositivo que convierte un tipo de energía en otro. Los transductores ultrasónicos convierten la energía eléctrica en energía mecánica y viceversa. Esos transductores son hechos de materiales piezoeléctricos que presentan un fenómeno llamado efecto piezoeléctrico.
El efecto piezoeléctrico fue descubierto por Pierre y Jacques Curie, en 1880, y consiste en la variación de las dimensiones físicas de ciertos materiales sujetos a campos eléctricos. Lo contrario también ocurre, o sea, la aplicación de presiones. Por ejemplo, presiones acústicas que causan variaciones en las dimensiones de materiales piezoeléctricos provocan el aparecimiento de campos eléctricos en ellos. Otro método de generar movimientos ultrasónicos es por el paso de electricidad sobre metales especiales, creando vibraciones y produciendo calor intenso durantes su uso. Este efecto es llamado Magnetoestritivo.
Al colocar un material piezoeléctrico en un campo eléctrico, las cargas eléctricas de la red cristalina interactúan con el mismo y producen tensiones mecánicas.
El cuarzo y la turmalina, cristales naturales, son piezoeléctricos.
El cristal, para ser usado como transductor, debe ser cortado de forma que un campo eléctrico alternado, cuando esté aplicado en el, produzca variaciones en su espesor. De esa variación resulta un movimiento en los lados del cristal, originando las ondas sonoras. Cada transductor posee una frecuencia de resonancia natural, tal que, cuanto menor el espesor del cristal, mayor será la frecuencia de vibración.
El mismo transductor que emite la señal ultrasónica, puede funcionar como detector, pues los ecos que vuelven a él producen la vibración en el cristal, haciendo variar sus dimensiones físicas que, a su vez, causan el aparecimiento de un campo eléctrico. Ese campo genera señales que pueden ser amplificadas y mostradas en un osciloscopio o registrador.
EFECTOS BIOLÓGICOS DEL ULTRASONIDO.
El ultrasonido cuando atraviesa un tejido es absorbido y puede elevar la temperatura local. Los cambios biológicos debidos a esto, serían los mismos se la elevación fuera provocada por otro agente. La tasa de absorción del ultrasonido aumenta con su frecuencia.

Otro efecto posible en la aplicación ultrasónica está asociado a la cavitación, término usado para describir la formación de cavidades o burbujas en un medio líquido, conteniendo cantidades variables de gas o vapor. En el caso de células biológicas o macromoléculas en suspensión acuosa, el ultrasonido puede alterarlas estructuralmente y/o funcionalmente a través de la cavitación.
La presión negativa en el tejido durante la rarefacción puede hacer con que los gases disueltos o capturados se junten para formar burbujas. El colapso de esas burbujas libera energía que puede romper las uniones moleculares, provocando el aparecimiento de radicales libres H + y OH +, altamente reactivos y como consecuencia, causar cambios químicos.
Otro efecto biológico que puede ocurrir es debido a las denominadas “fuerzas de radiaciones”, que pueden desarticular, distorsionar y/o reorientar partículas intercelulares, o igual, a las células con relación a sus configuraciones normales.
Actualmente, un gran número de investigaciones vienen siendo realizadas para verificar los efectos biológicos del ultrasonido. Los resultados obtenidos hasta ahora conducen a la suposición de que ningún bioefecto sustancial ha sido verificado con un haz ultrasónico de intensidad inferior a 100 mW/cm 2.
Para resumir, podemos enumerar los siguientes efectos de interés biológico:
Efecto térmico: la energía intrínseca de las ondas sonoras genera calos al atravesar el tejido.
Efecto mecánico – vibratorio: empleado en la preparación de los canales radiculares a través de la instrumentación, ayudado por la irrigación simultánea.
Efecto químico: por la liberación de sustancias ionizantes.
Efecto reflexivo: característica de alcanzar el objeto y retornar (como en el ecograma)
Fenómeno de cavitación.
ONDAS.
Onda es una perturbación o disturbio transmitido a través del vacío o de un medio gaseoso, líquido o sólido.
Conocemos que existe una gran variedad de ondas; por ejemplo: las ondas del mar, las ondas en una cuerda, en un resorte, las ondas sonoras y las ondas electromagnéticas, etc. Esas ondas pueden diferir en muchos aspectos, pero todas pueden transmitir energía de un punto a otro.
Los ojos son receptores especiales que detectan las ondas electromagnéticas con longitudes entre 4,000 y 7,000 Å, son las llamadas ondas luminosas visibles o simplemente ondas luminosas.
Las ondas sonoras tienen frecuencias audibles de 20 a 20,000 Hz.
TIPOS DE ONDAS.

Dependiendo del medio de propagación de las ondas, ellas pueden ser clasificadas en mecánicas y no mecánicas.
Las ondas mecánicas son las que se propagan en medios deformables o elásticos. Como ejemplo, podemos citar las ondas sonoras, ondas en una cuerda, en un resorte, ondas en el agua. Son originadas de una perturbación o disturbio en una región de un medio elástico. Teniendo el medio propiedades elásticas, el disturbio es transmitido sucesivamente de un punto a otro. Las partículas del medio vibran solamente alrededor de sus posiciones de equilibrio, si no se desarticulan juntamente como un todo, como la cuerda.
Las ondas no mecánicas, como las electromagnéticas, no necesitan de un medio material para su propagación. Un ejemplo es la luz, que atraviesa el espacio interestelar prácticamente vacío.
En cuando a la relación entre la dirección de perturbación y de la propagación, las ondas pueden ser clasificadas en transversales y longitudinales.
Ondas transversales.
Una onda es transversal cuando la perturbación es perpendicular a la dirección de la propagación. Ejemplo: vibrar una cuerda.
Las ondas luminosas son también consideradas transversales, pues las oscilaciones de los vectores del campo eléctrico o campo magnético ocurren en direcciones perpendiculares a la dirección de la propagación.
Ondas longitudinales.
Se la perturbación fuera paralela a la dirección de propagación, se tiene una onda longitudinal. Ejemplo: las ondas sonoras.
Dependiendo de la duración de la perturbación provocada en el medio, se puede producir un pulso u onda única, un tren de ondas y una sucesión continua de ondas.
Una característica del pulso y del tren de ondas es que tienen un principio y un fin, siendo por tanto, una perturbación con extensión limitada. Una única agitada a una cuerda tensionada produce un pulso. Un flash de luz produce un pulso luminoso. En caso que se apliquen algunas agitaciones en una cuerda tensionada, será producido un tren de ondas que se mueve a lo largo de ella. Se, por otro lado, las agitaciones fueran periódicas, se produce un movimiento periódico en cada partícula de la cuerda, ocurriendo la producción de una sucesión continua de ondas.
Las ondas pueden ser progresivas o estacionarias.
En una onda progresiva, cada partícula del medio vibra con la misma amplitud, en cuanto que en una onda estacionaria la amplitud es función de la posición del punto, siendo máxima en los vientres.
Principio de la superposición.
Lo que ocurre cuando dos o más ondas se cruzan en una misma región de espacio es llamado Superposición, según la cual cuando dos o más ondas pasan por un punto dado, en determinado instante, la perturbación resultantes es la suma algebraica de las perturbaciones de cada onda. Este principio es aplicado tanto para las ondas electromagnéticas como para las ondas mecánicas.
El efecto combinado de dos o más ondas en un punto es llamado, de forma general, interferencia. Ese es un fenómeno característico y exclusivo del movimiento ondulatorio.
Cuando el pulso resultante de la superposición es mayor que cualquiera de sus componentes, se obtiene lo que se llama interferencia constructiva; por otro lado, se uno de los pulsos es invertido en relación al otro, durante la superposición, se tiende a anular. Esta interferencia es llamada destructiva.
Velocidad de propagación de la onda en medio elástico.
Un medio elástico es constituido de cualquier material que tienen a preservar su longitud, forma y volumen contra las fuerzas externas. Tales materiales poseen fuerzas restauradores que tiene a retornar el material a su condición original después de la remoción de fuerzas externas. La fuerza restauradora es característica del material y tiene origen en las fuerzas de adhesión entre sus átomos o moléculas individuales.
La velocidad de propagación de ondas en medio elástico depende, en general, de la elasticidad y densidad del medio.
Se sabe que la densidad y las características de elasticidad del medio varían con la temperatura y la presión de ese medio, luego que la velocidad de propagación dependerá de la temperatura y de la presión.
Se refiere como medio no dispersivo aquel en que la forma de la onda no se altera a medida que la onda se propaga y su velocidad es constante, desde que sean fijadas las características de elasticidad y la densidad del medio. Ejemplo de onda que no sufre dispersión es la onda sonora del aire.
La velocidad del sonido en el aire a 20 ºC es de 344 m/seg. La velocidad es la misma para el sonido audible, infrasonido y ultrasonido.
Las ondas electromagnéticas que se propagan en el vacío, o en un medio rarefacto como el aire, no presentan dispersión, pero en medio densos como el agua y el vidrio presentan este fenómeno.
EL ULTRASONIDO EN LA ENDODONCIA.

Las investigaciones iniciales sobre la aplicación del ultrasonido en Odontología se iniciaron cerca de 1950. El Cavitrón, aparato utilizado para la profilaxis periodontal, fue introducido en el mercado en 1957, por Dentsply, en los Estados Unidos.
Richman (1957), publicó el primer trabajo sobre el ultrasonido como auxiliar en la instrumentación y limpieza del canal radicular
El uso del Cavitrón con punta PR30 como elemento auxiliar en la instrumentación del canal radicular ya es conocido hace varios años.
Con en transcurrir del tiempo, muchas investigaciones fueron realizadas, intentando desarrollar una técnica de instrumentación con el ultrasonido examinando su capacidad de limpieza en relación a la instrumentación manual convencional. Como el aparato adaptado (Cavitrón) no proporcionaba irrigación continua, ella era proporcionada manualmente, no satisfaciendo las necesidades de limpieza del canal radicular.
De ese modo, el uso del ultrasonido en endodoncia, con aparato adaptado, pasó a ser un aparato accesorio, usado con mucha restricción.
Los investigadores, incentivados por la eficiencia del ultrasonido, consiguieron crear un aparato específico para endodoncia, que realizaba irrigación simultánea a la instrumentación.
Martin (1976) marcó una nueva etapa en el tratamiento endodóntico con el ultrasonido, realizando innumerables investigaciones sobre el asunto.
La asociación de investigadores junto con Dentsply posibilitó el desarrollo de equipos propios para la endodoncia, iniciando a la era del Sistema Ultrasónico de preparación de los canales radiculares.
El avance en la aplicación del ultrasonido posibilitó el surgimiento de métodos de tratamiento de los canales radiculares que posibilitaron al Cirujano Dentista a realizar más fácil y rápidamente la instrumentación e irrigación simultánea del canal radicular.
Con el avance en las investigaciones, nuevos aparatos fueron surgiendo en el mercado. Hoy, existen varios modelos, como el Cavi – Endo (Dentsply), Ultra - Endo (Osada - Enac), Sprasson (Francés) y el Profi – Endo (Dabi – Atlante)


Ventajas del uso del ultrasonido en endodoncia.

Relacionaremos aquí las siguientes ventajas del empleo del sistema ultrasónico como auxiliar en la preparación de los canales radiculares:
Instrumenta e irriga el canal de forma rápida, suave y eficiente.

Produce menor fatiga para el paciente y el profesional.
Aumenta las propiedades de limpieza y desinfección en la instrumentación, cuando sustancias irritantes antisépticas son constituyentes integrantes del sistema, con acción simultánea.
Remueve obstrucciones causadas por cuerpos extraños, conos de plata, pines proteicos. Para mayor información sobre la remoción de cuerpos extraños en el interior del canal radicular,
Remueve obturaciones antiguas del canal radicular.
Atención:
El ultrasonido no debe ser utilizado en pacientes portadores de marcapasos cardíacos, pues puede haber interferencia en este aparato.

CUESTIONARIO DE BIOACUSTICA

CUESTIONARIO DE BIOACUSTICA

1.-QUE ES UNA ONDA MECANICA?
2.-DIFERENCIA ENTRE ONDA LONGITUDINAL Y UNA TRANSVERSAL.? EJEMPLOS
3.-QUE ES UNA ONDA LINEAL
4.-CUALES SON LAS PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DE LAS ONDAS
5.-QUE ES LA REFRACCION ,DIFRACCIÓN DE ONDAS
6.-QUE ES EL SONIDO
7.-ENUMERE LAS CUALIDADES DEL SONIDO Y DEFÍNALAS
8.-QUESON LAS ONDAS SÍSMICAS
9.-QUE ES EL ULTRASONIDO
10.-QUE ES EL SONAR
11.- CUALES SON LOS LIMITES DE AUDICIÓN EN EL HOMBRE
12.-SEÑALE LAS ALTERACIONES FISIOLÓGICAS QUE PRODUCE EL RUIDO13.-SEÑALE LAS ALTERACIONES DE TIPO PSICOLÓGICO QUE PRODUCE EL RUIDO

" Ultrasonido en Endodoncia "

" Ultrasonido en Endodoncia "
Tema de Examen Final
Resumen
El ultrasonido es una forma de energía sónica que se transmite en forma de un patrón de ondas elásticas que tiene la propiedad de propagarse a través de distintos medios, sólidos, líquidos y gaseosos. El ultrasonido se aplica en distintas áreas, como lo son la investigación, la industria y la medicina. El uso del ultrasonido en Odontología comienza a mediados del siglo pasado, y en la actualidad su uso tiene gran importancia especialmente en el área de Periodoncia y Endodoncia. El uso del ultrasonido en Endodoncia, se basa en los distintos fenómenos que se producen durante la aplicación de éste dentro del conducto radicular. Estos fenómenos: oscilación, cavitación, microcorriente acústica y generación de calor, van a producir efectos sobre la estructuras dentarias, especialmente sobre la dentina y la capa de barrillo dentinario, así como la potenciación de efectos antimicrobianos al utilizarse en combinación con soluciones irrigantes. El uso del ultrasonido en la terapéutica endodóncica abarca desde la eliminación de restauraciones para acceder al sistema de conductos, eliminación de obstrucciones como instrumentos fracturados y calcificaciones, la preparación biomecánica, irrigación ultrasónica y obturación del sistema de conductos, así como en la cirugía endodóntica.

Introducción
El estudio y la aplicación del ultrasonido comienza en el año 1883, cuando Galton crea el primer resonador de alta frecuencia para medir el límite superior de la capacidad auditiva del ser humano, a partir de éste momento se comienzan a idear distintos tipos de dispositivos de generación ultrasónica, así como el estudio y aplicación del ultrasonido en distintas áreas.
El empleo de dispositivos y técnicas ultrasónicas, tienen un uso muy variado en la industria, permite el estudio de materiales, la emulsificación o unión de dos líquidos de densidades distintas, su utilización en dispositivos como el sonar o el radar, así como su empleo en el área médica y sanitaria, donde se usa en procesos como homogeneización de la leche, y en dispositivos médicos como el eco Doppler.
El empleo de dispositivos ultrasónicos en la especialidad de Endodoncia, surge en el año 1957 cuando Richman desarrolla un dispositivo ultrasónico para la preparación de conductos radiculares, siendo el primero en utilizarlo en endodoncia. Posteriormente Martin en el año 1976 demuestra la efectividad de la aplicación del ultrasonido en la limpieza y desinfección del sistema de conductos, surgiendo la endosónica o la terapéutica endodóntica con la utilización de dispositivos sónicos o ultrasónicos. El objetivo de este trabajo será el de describir los efectos producidos por el ultrasonidos en el conducto radicular y su aplicación en la terapéutica endodóntica.

Definición
El sonido se define como ondas elásticas que se propagan a través de un medio (sólido, liquido, gas), las cuales al propagarse por el aire y ser recibidas por el oído, producen la sensación auditiva 7,27.
El ultrasonido se define como un sonido cuya frecuencia de vibraciones es superior al límite perceptible por el oído humano. Tiene muchas aplicaciones industriales así como también en medicina 77.

Ultrasonido. Generalidades
Al aplicar una fuerza sobre cierto objeto, por ejemplo un resorte o una cuerda, se va a producir una deformación elástica de dicho objeto. Ésta se va a producir en forma de una compresión o de elongación. La deformación se transmitirá a través del cuerpo de dicho objeto en forma de un movimiento ondulatorio u onda elástica 7.
La vibración del cuerpo producida por el movimiento ondulatorio, hace que éste impulse el aire alrededor de él, de manera que el aire copia el movimiento ondulatorio del objeto, produciendo la transmisión de la onda a través de éste. La onda al propagarse por el aire, al ser recibida por el oído, se produce la sensación auditiva que se conoce como sonido 27.
El sonido se propaga en formas de ondas longitudinales que se irradian de la fuente de origen en forma radial. Para su propagación es necesario que exista un medio cuya densidad y temperatura determine la velocidad del sonido emitido. La transmisión de ondas implica transferencia de energía a través del espacio 27.
La onda elástica va a tener un modelo sinusoidal, que se modifica por distintas magnitudes variables, tales como la intensidad, la longitud, amplitud y la frecuencia. La intensidad de un sonido, se define como la energía media que atraviesa la superficie unitaria en dirección perpendicular a la propagación de la unidad de onda en una unidad de tiempo. La longitud de onda corresponde a la distancia que existe entre cada repetición de la curva descrita por la onda y la frecuencia, se define como la variable que considera al número de oscilaciones o ciclos que se generan en un segundo, y que van a determinar la magnitud sonora que puede captar el oído humano 7, 27.
La unidad que mide la frecuencia de las ondas se denomina Hercio (Hz), y se define como la frecuencia de un movimiento vibratorio que ejecuta una vibración cada segundo 7,77. El sistema auditivo humano tiene una capacidad de percibir aquellas ondas en un amplio rango de frecuencia, el cual va a oscilar entre 16Hz a 20 KHz.7
La aplicación, estudio y uso de las ondas con frecuencia mayor de 16 KHz corresponde al campo de la ultrasónica, rama de la acústica, la cual tiene una amplia gama de aplicaciones como en ingeniería mecánica, eléctrica y química, en biología, e ingeniería sanitaria, y en la medicina 13,41.

Las ondas sonoras se generan por medio de un dispositivo denominado transductor. Un transductor es un dispositivo que tiene la capacidad de transformar una forma de energía en otra. Los transductores acústicos pueden transformar energía eléctrica en energía acústica, o viceversa. Existen distintos dispositivos transductores que generan energía acústica por distintos efectos, dichos dispositivos son conocidos como osciladores cristalinos, osciladores magnetoestrictivos, generadores mecánicos, transductores electromagnéticos, electrostáticos y de alta frecuencia. En el campo de la odontología se utilizan mas comúnmente los dispositivos que funcionan por medio de osciladores piezoeléctricos y magnetostrictivos 13,84.
El efecto piezoeléctrico ocurre cuando una sustancia posee ciertas características eléctricas y mecánicas. Ésta sustancia al ser sometida a un campo eléctrico tenderá a comprimirse, pero a su vez, el material tenderá a comportarse como un resorte mecánico con una rigidez interna que se opondrá a la fuerza aplicada. Simultáneamente ocurre una polarización de la superficie cristalina formándose dos polos iguales y opuestos sobre las superficies opuestas del cristal. Generalmente se utilizan cristales de cuarzo, la sal de Rochelle y la Turmalina para la generación sónica y ultrasónica. Su principal ventaja es su amplio intervalo de frecuencia, siendo su límite superior más de 10.000 megahercios 13,41.
El fenómeno magnetoestrictivo ocurre con ciertos materiales dieléctricos (mal conductor o aislante) denominados ferroeléctricos, los cuales tienen la capacidad de deformarse ante la presencia de un campo magnético aplicado en una dirección determinada. La intensidad de la deformación será proporcional al cuadrado de la magnitud del campo aplicado 13.

Ultrasonido en Odontología
Desde la década de los años 50, se han diseñado distintos dispositivos sónicos y ultrasónicos para distintas aplicaciones odontológicas. Oman y Appleabaum74, en el año 1955, describen el dispositivo utilizado en su estudio como un oscilador de frecuencia variable, el cual alimentaba con corriente alterna de alta frecuencia a una pieza de mano magnetoestrictiva, por medio de un amplificador de poder. Este dispositivo fue diseñado para la preparación de cavidades y eliminación de caries, obteniendo resultados favorables. Nielsen et al, citados por Banerjee, Watson y Kidd 11, diseñaron un dispositivo ultrasónico magnetoestrictivo que funcionaba a una frecuencia de 25KHz. para el tallado de cavidades y eliminación de caries. Los autores observaron que el dispositivo era efectivo solo sobre tejidos duros, pero en tejidos dentarios reblandecidos la capacidad de corte disminuía.
Zinner 97 en el año 1955, presentó unos estudios preliminares donde la aplicación de dispositivos ultrasónicos, en distintos usos clínicos incluyendo terapias de periodoncia, no producían daños a los tejidos pulpares y periodontales. Partiendo de estos estudios Johnson y Wilson 48 demostraron la efectividad de la aplicación del ultrasonido en la remoción del cálculo gingival y el potencial del ultrasonido dentro del tratamiento periodontal, ya que la aplicación del ultrasonido no producía daño al cemento radicular, causaba menor daño a los tejidos gingivales, y menos trauma a los pacientes, al ser comparado con el tratamiento periodontal realizado de una forma manual.
Schenk et al 79 demostraron en un estudio in Vitro que la aplicación de dispositivos sónicos y ultrasónicos no producían efectos antibacterianos sobre colonias de microorganismos asociados comúnmente a la placa dental y a los procesos periodontales (A. actinomycetencomitans, P. Gingivalis, C. rectus y P. Micros) por lo que asociaron la efectividad del uso del ultrasonido en periodoncia a la remoción mecánica del cálculo supragingival y subgingival.
Chapple et al 21. realizaron un estudio para establecer una relación entre el incremento de la potencia y la eficacia de la instrumentación, realizada por dispositivos ultrasónicos en el tratamiento periodontal. Observaron que el incremento de la potencia en la unidad generadora del ultrasonido, produce un incremento en la amplitud de oscilación longitudinal del instrumento, aumentando el efecto de desgaste sobre el cálculo, por lo que incrementa la eficiencia del instrumento.

Ultrasonido en Endodoncia
Martin y Cunninghan 44,65, en el año 1976, desarrollaron un dispositivo ultrasónico el cual comercializaron con el nombre de Caviendo (Caulk/ Dentsplay, EUA), el cual consistía en un dispositivo magnetoestrictivo, que generaba una potencia de 25-30 KHz, y que incluía un receptáculo integrado donde se colocaba la solución irrigante. Estos autores también proponen el termino Endosónico, el cual lo definen como la síntesis de acciones utrasónicas, biológicas, químicas y físicas, que actúan por separado pero que interactúan entre si en forma sinérgica 65.
Entre los dispositivos piezoeléctricos mas conocidos se encuentran el dispositivo ENAC (Osada, Tokio, Japón), y el dispositivo Suprasson ( Satelec, Francia). Estos dispositivos se componen de un generador piezoeléctrico de potencia graduable, así como de un dispositivo para irrigación por agua 83.
El dispositivo piezoeléctrico tiene ventajas sobre los dispositivos magnéticos, ya que genera poco calor y no se necesita refrigeración para la pieza de mano, además el transductor piezoeléctrico transfiere más energía, haciéndolo más poderoso que los dispositivos magnetoestrictivos 83.
Las piezas de mano sónicas se caracterizan que se pueden conectar a la toma de aire de la unidad y pueden generar una oscilación en un rango de frecuencia graduable entre los 1.5 a 3 KHz. Éstos dispositivos producen la vibración por medio de un mecanismo transductor mecánico y tienen sistemas de limas específicos para estos. Entre los sistemas sónicos más conocidos se encuentran el Sonic Air MicroMega 1500 y 1400 (Micromega/Medidenta, EUA/Suiza)44.
Efectos de la aplicación del ultrasonido en el conducto radicular
-Efectos sobre la dentina
-Efectos sobre la capa de desecho dentinario
-Efectos antimicrobianos

-Retiro de restauraciones definitivas
-Retiro de pernos intraconductos
-Retiro de instrumentos fracturados
-Eliminación de calcificaciones radiculares
-Preparación biomecánica del conducto radicular
-Irrigación y desinfección ultrasónica
-Obturación del sistema de conductos

Ultrasonido en cirugía endodóntica

La historia del uso del Efecto Doppler en medicina.

La historia del uso del Efecto Doppler en medicina.
Dr. Luis Lazo
Docente de la Universidad Alas Peruanas

El propósito del siguiente ensayo es dar una pequeña muestra de lo anterior al dar unos cuantos adarmes sobre la historia y desarrollo de los dispositivos Doppler en medicina, llamados así en consecuencia al principio físico que utilizan y cuya historia y aplicación veremos a continuación.
Christian Andreas Doppler nació en el año de 1803 en Salzburgo, Austria, en el seno de una próspera familia burguesa. Dotado de una excelente capacidad para las matemáticas, que el joven no dedicaría a los negocios familiares, fue enviado a estudiar al Instituto Politécnico de Viena, recién fundado para esa época, entre los años de 1822 a 1825, para posteriormente continuar su formación en la Universidad de Viena, donde seguiría estudios en matemáticas, mecánica y astronomía, graduándose finalmente de dicha institución en 1829.
Salvo por su valioso aporte a la acústica, la vida de Doppler fue más una continua y gris lucha contra los problemas domésticos, laborales y de salud usuales de su época (algunos de los cuales persisten en la nuestra) que un ejemplo de dedicación apostólica a la ciencia. Esperó por más de dos años el resultado final de un concurso de antecedentes para una plaza de profesor en Praga, estuvo a punto de viajar a América para mejorar sus perspectivas económicas, publicó varios textos de matemáticas y murió a los 49 años de tuberculosis en Venecia.
Doppler describió el fenómeno físico al que debe su fama (Efecto Doppler) en el año de 1846, paradójicamente al final de una mala época docente para él en la que incluso estuvo a punto de ser suspendido como profesor del Politécnico de Praga.
El Efecto Doppler consiste en el hecho de que si un observador cualquiera, en una posición fija, recibe las ondas sonoras procedentes desde una fuente en movimiento, el sonido producido será percibido en un tono más alto (esto es, en tono agudo) a medida que la fuente se acerca al observador y en un tono más bajo (grave) a medida que se aleje.
Es curioso que el ejemplo clásico para ilustrar el efecto Doppler es el silbato de una locomotora en movimiento acercándose y luego alejándose de un observador inmóvil. Y resulta curioso porque C.A. Doppler ciertamente utilizó una locomotora para realizar sus observaciones y, sin embargo, no tuvo en cuenta para nada el silbato de ésta porque en realidad utilizó músicos. Colocó un grupo de músicos en un ferrocarril y les indicó que tocaran la misma nota musical mientras que otro grupo de músicos, en la estación del tren, registraba la nota musical que oían mientras el tren se acercaba y alejaba de ellos sucesivamente. Una idea engorrosa, pero brillante.
Las perspicaces observaciones de Doppler encontraron cierta resistencia al principio entre la comunidad científica pero al final fueron aceptadas. De hecho, pronto se descubrió que los principios descritos por el físico austriaco eran aplicables a la luz (1). Así en el año de 1848, el físico francés Armand Fizaeau, aplicando el mismo principio del efecto de las ondas cuando se mueven o se alejan de un observador, determinó que los cuerpos celestes que se acercan hacia la Tierra son vistos de color azul y los que se alejan se ven de color rojo. Esto, en términos generales, significa que las ondas de luz, cuando se aproximan hacia el observador se dirigen o sufren corrimiento hacia el extremo ultravioleta del espectro y cuando se alejan, se aproximan hacia el extremo infrarrojo del espectro, o sea que sus ondas, al igual que las sonoras, se vuelven más altas cuando se aproximan y más bajas cuando se distancian.
A pesar de todos estos conspicuos avances en la física de las ondas, no sería sino hasta el siglo veinte que el fenómeno Doppler se pudiera aplicar en medicina y lo haría de la mano de otro principio de acústica que caló hondo en muchas ramas de la medicina, el ultrasonido.
El examen de ultrasonido (US) es en la actualidad muy conocido por la población general. Su uso durante el embarazo es prácticamente universal dada su inocuidad y confiabilidad.
El principio general del US es el mismo del eco y del radar: Una onda sonora emitida desde una fuente que se mueve a través de un medio sólido, líquido o gaseoso, alcanza un obstáculo a su propagación y produce, al chocar con él, una onda de rebote que se devuelve hacia la fuente primaria del sonido.
El US debe su nombre al uso de frecuencias sonoras arriba de 20000 HZ, lo que las vuelve inaudibles, pero les da potencia suficiente para propagarse a través de los tejidos corporales.
La primera publicación de la utilización del US en medicina la hizo un tal KT Dussite en 1942 y apareció impresa en una revista alemana de neuropsiquiatría. En el año de 1955, el escocés Ian Donald, médico que durante la II Guerra Mundial trabajó para la Royal Air Force (RAF) en asuntos de radar y sonar, asociado con un técnico llamado Toro Brown, de la compañía Kelvin & Hughes de Instrumentos Científicos, empezó a trabajar en el desarrollo del US. En 1958 logró demostrar la utilidad de la nueva técnica al identificar una masa ovárica en una paciente diagnosticada erróneamente de cáncer inoperable, en 1959 inició el estudio del feto durante la gestación con notables resultados.
Alrededor de esta época de los primeros trabajos de Donald, el Dr. Robert F. Rushmer, un pediatra y fisiólogo de la Universidad de Washington, estaba dedicado al desarrollo de instrumentos que le permitieran documentar y evaluar funciones cardiovasculares en animales sin necesidad de realizar operaciones en los especímenes. Estaba especialmente interesado en lograr determinar las dimensiones cardiovasculares, las presiones intra-vasculares y el flujo sanguíneo por medio de técnicas incruentas. Tres miembros de su equipo de técnicos, Dean Franklin, Dick Ellis y Donald Baker (quien durante la guerra ya había utilizado el principio Doppler para la detección de aviones a baja altura) lograron desarrollar un flujómetro multicanal de tránsito-tiempo que permitía detectar el flujo en un vaso sanguíneo por medio del Doppler al hacer incidir una onda sonora sobre los glóbulos rojos en movimiento dentro del vaso y luego recoger la señal de eco devuelta por esas mismas células. En el año de 1965, la primera aplicación comercial de la tecnología Doppler estuvo lista, se llamó Doptone [R], un dispositivo que permitía la auscultación del latido fetal.
En 1967 Eugene Strandness Jr., de la Universidad de Washington, publicó los primeros estudios clínicos sobre patología vascular de acuerdo a los diferentes perfiles de ondas obtenidos por Doppler en diferentes enfermedades arteriales y venosas.
En el año de 1970 el ya citado Baker pudo realizar el primer mapeo de flujo vascular al combinar el registro del Doppler con una imagen bidimensional de US. La versión refinada y en tiempo real de esta tecnología recibe el nombre de Doppler Duplex y desde 1975 es capaz, gracias al trabajo de Fritz Thurstone y David Phillips de la Universidad de Duke, incluso de dar una imagen a color del flujo sanguíneo (color rojo si el flujo se acerca o color azul si el flujo se aleja, al contrario que en astronomía). En el año de 1976 se logró determinar por primera vez el flujo de las arterias renales por esta técnica.
Unos años después de estos progresos, justo a inicios de los años 80, Hatle al fin podría utilizar el Doppler para determinar la velocidad del flujo sanguíneo y, a partir de este momento, la aplicación del Doppler se extendería ampliamente en los campos de la cirugía vascular y la cardiología. En esta última, la aplicación del Doppler al Ecocardiograma, o sea al US de corazón, una técnica aplicada por primera vez por Elder y Hertz en 1954, formaría un binomio diagnóstico de enorme utilidad en el estudio de la enfermedad cardiaca al permitir determinar el grado de disfunción de las válvulas cardiacas y medir el flujo y presiones intracavitarias de forma rápida y segura.
Ya en la década de los noventas, la utilización del Doppler permitió la evaluación clínica no invasiva, aunque incompleta, del flujo cerebral a través del Doppler transcraneano.
El dispositivo de Doppler opera de la siguiente manera: Se genera una señal por un cristal que se encuentra en la punta de un transductor, el cual hace las veces del observador inmóvil, esta señal es reflejada por los eritrocitos o glóbulos rojos de la sangre, que hacen las veces del tren en movimiento; la frecuencia de la señal se modifica por la velocidad de los eritrocitos y esta variación de la frecuencia es recogida de nuevo por el transductor y convertida en una imagen gráfica (como en los mapeos de flujo) o en una señal audible, ya que estos aparatos funcionan dentro de rangos de frecuencia audibles, a diferencia del ultrasonido. En la actualidad se emplean dos tipos de aparatos de Ultrasonido-Doppler como instrumentos diagnósticos: El Doppler continuo, desarrollado por Satomura (para algunos, el padre del Doppler) en 1957 y en el cual se utilizan dos cristales de cerámica, uno para generar la señal y otro para recibirla, y el Doppler pulsado, en el cual un mismo cristal genera y recibe la señal en forma alternativa. Cada uno de estos aparatos tiene su propia aplicación; el Doppler continuo es útil básicamente para detectar el flujo sanguíneo y por ello se utiliza para detectar el latido fetal, el flujo del cordón umbilical y los pulsos en los miembros del cuerpo, mientras que el Doppler pulsado es de amplia aplicación en el estudio de las diferentes características del flujo sanguíneo en diferentes partes del cuerpo que incluyen el corazón, la aorta y otras arterias y venas de gran y mediano calibre

EXPERIMENTO DE TERMODINAMICA

UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS
ESCUELA DE ESTOMATOLOGIA
EXPERIMENTO Nº1 DE TERMODINAMICA
Construcción de un Termómetro
Objetivo General

Ayudar a comprender cómo y por qué funciona un termómetro de cristal con un líquido en su interior.
Visión General

El termómetro construido a partir de una botella de plástico que se hace en esta actividad es similar al termómetro que se utiliza en la caseta meteorológica GLOBE. Sin embargo, hay diferencias. Ambos utilizan líquidos, pero los líquidos son diferentes. ¿Sabe qué líquido se utiliza en el termómetro estándar GLOBE? Asimismo, el termómetro que construirá no está graduado. Sin embrago, los principios de funcionamiento son similares en ambos tipos de termómetros.
El termómetro que se utiliza para las mediciones y los instrumentos que construirá se basan en el principio de que las sustancias se expanden y se contraen según varía su temperatura.
Este experimento también demuestra el principio de la transferencia de calor. Cuando se coloca un objeto caliente junto a un objeto frío, el calor se transfiere desde el objeto caliente al objeto frío por conducción.
Por ejemplo, en invierno, si pone su mano desnuda sobre el salpicadero de un coche, su mano transfiere calor al metal por conducción.
Por lo general, cuando se trabaja se forma parte de un equipo. En esta actividad también se formará parte de un equipo. Aquí está la descripción de los trabajos a realizar:
Alumno 1 – Recopilador – recopila los materiales y construye el termómetro.
Alumno 2 – Controlador de tiempo/anotador – utiliza un reloj para llevar los intervalos de 2 minutos a partir del comienzo del experimento – hace marcas en el sorbete mostrando la cantidad de agua desplazada – mide el sorbete al final del experimento y le da al anotador las mediciones –comparte con la clase los resultados del experimento.
Alumno 3 – Anotador – anota las mediciones realizadas por el controlador del tiempo – también pasa las mediciones del grupo a la tabla de la clase.

Materiales y Herramientas
(Por Grupo de Estudiantes)
Hielo.
Agua.
alcohol
Una botella de plástico de 1 litro.
Un sorbete transparente o blanco.
Arcilla o Plastelina para modelar (una bola de unos 25mm de diámetro)
Tijeras o cuchillo para cortar la parte superior de la botella de plástico de dos litros.
Dos botellas de plástico de 2 litros – la parte superior de la botella se debe cortar de manera que se pueda utilizar como recipiente para agua caliente y para la botella de plástico de 1 litro.
Colorante alimenticio (el amarillo no es tan bueno como el rojo, azul y verde)
Reloj con segundero.
Metro.
Rotulador o bolígrafo para hacer marcas en el sorbete






Construcción del Termómetro

1. Llenar toda la botella de plástico de un litro con agua fría del grifo.
2. Añadir cuatro gotitas de colorante alimenticio – esto ayuda a ver mejor el nivel del agua.
Preferiblemente de colores azul, verde o rojo.
3. Hacer una pequeña bola con la arcilla de unos 25 mm. de diámetro.
Después, desenrollarla, de manera que forme un cilindro de la altura y
diámetro de un lápiz. Aplanar la arcilla para formar una cinta gruesa.
Enrollar la cinta alrededor del punto medio del sorbete. .
4. Colocar el sorbete en la botella y utilizar la arcilla para sellar la botella. Al hacer esto, tener cuidado de no cerrar el sorbete . También se debe evitar cualquier agujero o
grieta en la arcilla que permita que salga agua. La mitad del sorbete estará dentro de la botella y la otra mitad fuera. Presionar el tapón de arcilla hacia el cuello de la botella
suficientemente como para forzar que cuando el nivel de agua ascienda en
el sorbete, éste se pueda ver.

Experimento
1. Colocar la botella de 1 litro llena (la botella de plástico termómetro) en un recipiente construido a partir de una botella de plástico de 2 litros. Hacer una marca en el sorbete por donde se observa el nivel del agua.
2. Llenar el recipiente de 2 litros con agua caliente del grifo. Esperar dos minutos. Marcar en el sorbete el nivel del agua. Repetir el marcado cada dos minutos, durante diez minutos. Transcurridos los diez minutos, utilizar una regla para medir la distancia de cada marca desde la marca de agua original, en la parte inferior del sorbete. Anotar las mediciones en milímetros bajo “agua caliente” en la siguiente tabla:

Hoja de Datos del Equipo

Tiempo agua caliente agua fria
2 minutos


4 minutos


6 minutos


8 minutos


10 minutos

Explique porque se producen los cambios, explique los detalles del grafico y enumere todas las conclusiones posibles del experimento