Trabajo Acústica - Universidad de Santiago

Universidad de Santiago de Chile
Facultad de Ciencias Médicas
Escuela de Obstetricia y Puericultura
Física médica
Desarrollo tarea de Acústica
Integrantes: Palacios D., Maximiliano
Vera P., Christopher
Docente: Cecilia Toledo
Fecha: 31 de julio de 2008
1- Explique brevemente el mecanismo mediante el cual el ser humano puede oír.
Realice un buen esquema para identificar elementos del oído.
A grandes rasgos el oído capta el sonido, como energía en forma de vibraciones, pues
estas ondas que tocan el tímpano desde nuestro oído externo, son conducidas
mecánicamente al oído medio, en donde son amplificadas, y finalmente convertidas en
impulsos nerviosos en el oído interno, de esta manera se permite que el sonido pueda
ser captado en el cerebro, el cual es el responsable de darles significados a estos
sonidos, e interpretarlos, para generar posteriormente una respuesta.
Más detalladamente, el oído es el receptor de energía de sonido. Al centro de este
órgano se encuentra un tubo cartilaginoso, el conducto auditivo externo, cerrado por una
membrana flexible.
las ondas de sonido son conducidas a esta membrana llamada tímpano, la cual por estar
suspendida solo con sus extremos fijados al conducto auditivo, se mueve libremente
dependiendo de la presión del aire; hacia dentro cuando la presión aumenta, hacia fuera
cuando disminuye.
Cuando vibra, el tímpano trasmite energía mecánica hacia dentro del cráneo.
Atrás del tímpano, y dentro del cráneo, se encuentra una cámara llena de aire llamada el
oído medio y está constituido por una serie de huesecillos que conducen y amplifican
las ondas de sonido. En la base del oído medio está la trompa de Eustaquio, que es un
conducto conectado a través de la garganta y sirve para igualar la presión de aire al
interior y exterior del tímpano.
El tímpano en vibración desencadena una serie de respuestas a nivel del oído medio, el
huesecillo mas externo es el martillo y está adherido al tímpano, luego está el yunque y
finalmente el estribo.
La ventana oval, como es más pequeña que el tímpano, las ondas de sonido son
amplificadas unas 30 veces aprox. al ser conducidas al oído interno. mas adentro de la
ventana oval y alojada dentro de los huesos mas duros del cráneo se encuentra el oído
interno, el cual está compuesto de estructuras llenas de líquido El aparato vestibular, y
la cóclea la cual es parte del sentido de la audición.
En la cóclea la energía mecánica producida por las ondas de sonido en la cadena de
huesecillos, es convertida en energía electroquímica por medio de impulsos nerviosos.
Conociendo la estructura de la cóclea, es posible entender la forma en que el sonido
llega a nuestro cerebro para poder ser interpretado: pues su interior esta lleno de líquido
el cual es fundamental, pues la ventana oval siente las presiones desplazadas por ondas
a través de estos.
En la cóclea, la membrana basilar recibe distintas frecuencias de sonido que afectan en
mayor o menor intensidad a distintas partes de ésta y dentro de esta membrana,
específicamente células ciliadas serán responsables de que el sonido el cual produce
movimientos de flagelos, provoquen la estimulación de las fibras nerviosas del nervio
auditivo y trasformen la onda de sonido en impulsos electroquímicos, por medio de
neurotransmisores específicos, los cuales finalmente llegarán a la corteza cerebral para
ser interpretados, y poder comprenderlos.
Esquema del oído:
2- Averigüe acerca del
dolorosa”
“umbral de audición” y del “umbral de sensación
- Umbral de audición: Se define el umbral de audición como la intensidad mínima de
sonido capaz de impresionar el oído humano. Aunque no siempre este umbral sea el
mismo para todas las frecuencias que es capaz de percibir el oído humano, es el nivel
mínimo de un sonido para que logre ser percibido.
El valor normal se sitúa entre 0 dB audiométrico, equivalentes a 20 micropascales y 25
dB audiométricos, sin embargo, en frecuencias muy bajas, como aproximados a los 20
Hz hasta los casi 80 Hz. este Umbral tiende a subir debido a que estas frecuencias
poseen un sonido mucho más bajo. Caso contrario sucede en las frecuencias superiores
a las 10.000 Hz. pues debido a la agudez de estas ondas el umbral de 0 siempre es este.
Los 0 dB se expresan en Intensidad como: 10^-12 [Watts/m^2] y en variación de la
presión como: 2*10^-5 [N/m^2].
- Umbral de sensación dolorosa: En el oído humano puede acomodarse a intervalos de
presiones e intensidades sonoras bastante grandes: entre 2x10-5 y 20 N/m2 para la
amplitud de la presión y desde 10-12 hasta 1 w/m2 para la intensidad. El valor de
audición más alto, es el que produce sensación dolorosa en la mayoría de las personas,
es el umbral de dolor. Debido a este gran intervalo al que resulta sensible el oído se
utilizan escalas logarítmicas para describir los niveles de presión y de intensidad de una
onda sonora. El umbral de dolor representa el nivel al que la sensación auditiva cambia
convirtiéndose en una sensación dolorosa. Antes de que se alcance este nivel, el oído
medio pone en marcha un mecanismo de defensa (stapedius reflex) que protege al oído
interno, reduciendo la transferencia de sonido. Por debajo de este umbral, existe una
región que tampoco resulta agradable, el umbral de molestia, que indica qué niveles
sonoros no deberían sobrepasarse.
NIVELES DE PRESIÓN SONORA
DECIBELIOS
PERCEPCIÓN
SUBJETIVA
RUIDO AMBIENTAL
SILENCIOSO
Estudios de televisión
0 (Umbral de audición)
20
40
80
80
100 (Umbral tóxico)
POCO
RUIDOSO
MUY RUIDOSO
(Molesto)
120 (Umbral del dolor)
Área residencial (por la noche)
Conversación a 1 m de distancia
Calle con tráfico intenso
Interior de un avión DC-6
Claxon de automóvil a 1 m
INTOLERABLE
140
Despegue de avión militar a 1 m
3- Explique la función de las cuerdas vocales en la voz humana.
La función primordial de las cuerdas vocales es la emisión de la voz. Esto se produce
por su vibración durante el pasaje de la corriente de aire generada en la espiración.
El aire, al salir de la tráquea entra en la laringe que está cubierta por una membrana
interna denominada “conus elasticus”. En el borde de esta membrana se encuentra el
ligamento vocal, que es la verdadera cuerda vocal. Esto es lo que abre y cierra con los
movimientos de los músculos cricoaritenoideos. Encima del ligamento vocal hay un
espacio aumentado que deja lugar a la vibración de las cuerdas vocales. Esta cavidad se
llama el “ventrículo de Morgagni”. Un poco más arriba se encuentra la falsa cuerda
vocal que consiste en una membrana saliente en el conducto. La falsa cuerda vocal no
vibra, como las verdaderas cuerdas vocales y es, en general, una estructura pasiva en el
acto fonatorio.
Las cuerdas vocales vibran centenas de veces cada segundo. Estas vibraciones son más
rápidas que los movimientos de los músculos. Por esta razón, tendremos que explicar
las vibraciones del habla en términos aerodinámicos y no simplemente por los
movimientos de los músculos. Para entender la causa de estas vibraciones, es necesario
evaluar el ciclo glotal. Durante la respiración vital las cuerdas vocales están abiertas,
dejando lugar al paso de aire. Al cerrar las cuerdas vocales, el paso del aire se
interrumpe, y como consecuencia la presión subglotal aumenta. Se llega al momento
cuando la presión subglotal supera la resistencia de las cuerdas vocales lo suficiente
para abrirles un espacio entre ellas. El aire escapa de esta abertura (de la glotis) hasta el
momento en que la resistencia de las cuerdas vocales supera la presión subglotal. A esta
altura las cuerdas vocales se aproximan otra vez. Al cerrarse, la presión subglotal
aumenta otra vez y el proceso se repite.
El abrir y cerrar de las cuerdas vocales se debe a una fuerza aerodinámica que se llama
el efecto de Bernoulli. El efecto de Bernoulli dice que al aumentar la velocidad de un
líquido o gas (como en este caso, del aire), una presión disminuirá, y también viceversa,
al disminuir la velocidad de aire, una presión aumentará. De este modo, cuando las
partículas de aire llegan a las cuerdas vocales aducidas, ya que el conducto es más
estrecho, éstas tendrán que pasar más rápido. Y al aumentar la velocidad del paso de
aire, la presión baja. Luego la presión negativa cierra las cuerdas otra vez. Después de
cerrarse, la presión aumenta y el ciclo se repite.
4- Averigüe acerca del efecto Doppler y la aplicación a la ecografía Eco-Doppler.
Efecto Doppler, llamado así por el austriaco Christian Doppler consiste en la variación
de la longitud de onda de cualquier tipo de onda emitida o recibida por un objeto en
movimiento. Doppler propuso este efecto en 1842 en una monografía titulada "Sobre el
color de la luz en estrellas binarias y otros astros". Su hipótesis fue investigada en 1845
para el caso de ondas sonoras por el científico holandés Christoph Hendrik Diederik
Buys Ballot, confirmando que el tono de un sonido emitido por una fuente que se
aproxima al observador es más agudo que si la fuente se aleja. Hippolyte Fizeau
descubrió independientemente el mismo fenómeno en el caso de ondas
electromagnéticas en 1848. En Francia este efecto se conoce como "Efecto DopplerFizeau".
En el caso del espectro visible de la radiación electromagnética, si el objeto se aleja, su
luz se desplaza a longitudes de onda más largas, desplazándose hacia el rojo. Si el
objeto se acerca, su luz presenta una longitud de onda más corta, desplazándose hacia el
azul. Esta desviación hacia el rojo o el azul es muy leve incluso para velocidades
elevadas, como las velocidades relativas entre estrellas o entre galaxias, y el ojo humano
no puede captarlo, solamente medirlo indirectamente utilizando instrumentos de
precisión como espectrómetros. Si el objeto emisor se moviera a fracciones
significativas de la velocidad de la luz, entonces sí seria apreciable de forma directa la
variación de longitud de onda.
Alguna vez hemos escuchado el sonido de la sirena de un vehículo; recordaremos cómo
va cambiando el sonido a medida que el móvil se nos acerca, y especialmente el cambio
del tono, en el momento que acaba de pasarnos. Si hubiésemos viajado en el coche no
hubiéramos observado este cambio.
Aplicación de la ecografía eco-doppler:
El Eco Doppler evalúa los vasos sanguíneos (arterias y venas) determinando si hay
dilataciones u obstrucciones. Los vasos evaluados, más frecuentemente, son los vasos
del cuello, miembros superiores o inferiores. También se utiliza en la evaluación postoperatoria de by-pass o fístulas artero-venosas para hemodiálisis.
Eco-doppler abdominal:
- Evaluación doppler espleno portal-shunt portocava-transplante hepático.
- Obstrucciones mesentéricas, aorto-ilíacas, de arterias renales o del tronco celíaco
- Enfermedad aórtica ateroesclerótica.
- Enfermedad aneurismática: diagnóstico, evolución, control de tratamiento, by-pass,
endoprótesis aorto-ilíaca, stent aórtico, ilíacos, renales y mesentéricos.
- Trombos y filtros en vena Cava Inferior.
- Valoración de trombosis en venas Ilíacas Internas – vena Renal.
- Trasplante renal.
Eco Doppler Arterial y Venoso de Miembros Inferiores:
- Diagnóstico y tratamiento por compresión ecodirigida de pseudo aneurisma.
- Detección de arteriopatía ateroesclerótica ó de otro origen (valoración anatómica y
funcional con el índice tobillo brazo).
- Seguimiento de arteriopatía periférica anatómica y funcional.
Eco Doppler Arterial y Venoso de Miembros Superiores:
- Valoración y seguimiento de artero y flebopatías, así como de fístulas artero-venosas.
- Valoración del compromiso vascular ante el aumento del miembro (edema linfático vs
flebopatía).
- Prequirúrgico de cirugía de revascularización miocárdica (valoración de la indemnidad
de arcos palmares, arteria Radial y Cubital ante el uso de arteria Radial como puente
aorto
coronario).
- Pre y post-cirugía de rama anterior mamaria (by-pass mamario coronario).
- Diagnóstico de procesos infecciosos (colecciones en bolsillo de marcapasos).
Eco Doppler Transcraneal
- Detección de embolias.
- Detección de obstrucciones severas en el polígono de Willis y en el sifón
- Valoración de circulación colateral intracraneal.
- Diagnóstico y seguimiento del vasoespasmo de arterias Cerebrales.
- Seguimiento post ATP + stent.
carotídeo.
Eco Doppler de Vasos de Cuello
- Evaluación prequirúrgica de cirugía de revascularización miocárdica.
- Detección de fuente embolígena cerebral.
- Valoración del tratamiento y seguimiento post ATP-cirugía (endarterectomía), by-pass
carotídeo carotídeo-subclavio carotídeo.
- Detección precoz de ateroesclerosis.
- Cuantificación del compromiso obstructivo carotídeo, arco aórtico y sus ramas.
- Detección de foco endovascular venoso.
- Diagnóstico de flebotrombosis y tromboflebitis-trombos pericateter.
- Valoración de la vascularización en ganglios e imágenes nodulares.
- Detección de fístulas artero-venosas y pseudoaneurismas, hematomas.
Bibliografía
- Física, J. W. Kane y M.M. Sternheim, De Reverté, 2000.
- www.wikipedia.org
- www.rincondelvago.com
- www.historiadelamedicina.org/doppler
- www.groups.msn.com/elaparatofonatorio