ULTRA SOM

Introdução

O ultra-som é utilizado pela natureza, que dotou certos animais com a capacidade de emitir ondas ultra-sônicas. Os morcegos, golfinhos, mariposas se locomovem, encontram alimentos e fogem do perigo através de ondas ultra-sônicas que eles próprios emitem.Com a observação do procedimento desses animais desenvolveu-se a idéia do sonar, durante a Segunda Guerra Mundial. O sonar serve para detectar objetos sob a água, como submarinos, e também para avaliar a profundidade dos mares. Após a Segunda Guerra houve um aumento muito grande de aplicações do ultra-som nos mais diversos campos.
Como o ultra-som está fora da faixa de freqüência audível ao homem, ele pode ser empregado com intensidade bastante alta.
As aplicações do ultra-som de baixa intensidade têm, como propósito, transmitir a energia através de um meio e com isso obter informações do mesmo. Como exemplo dessas aplicações podemos citar: ensaio não destrutivo de materiais, medida das propriedades elásticas dos materiais e diagnose médica.
As aplicações de alta intensidade têm como objetivo produzir alteração do meio através do qual a onda se propaga. Como exemplo citaremos a terapia médica, atomização de líquidos, limpeza por cavitação, ruptura de células biológicas, solda e homogeneização de materiais.
O uso do ultra-som de baixa intensidade em medicina, para diagnóstico, se baseia na reflexão das ondas ultra-sônicas. O diagnóstico com ultra-som é mais seguro do que a radiação ionizante, como os raios-x e por isso é preferível em exames pré-natais.
As vantagens do diagnóstico com o ultra-som são sua segurança, sua conveniencia por ser não-invasivo e atraumático, além de sua capacidade em detectar fenômenos não perceptíveis pelos raios-x.

Geração de ultra-som

As ondas ultra-sônicas são geradas por transdutores ultra-sônicos, também chamados simplesmente de transdutores.De um modo geral, um transdutor é um dispositivo que converte um tipo de energia em outro. Os transdutores ultra-sônicos convertem energia elétrica em energia mecânica e vice-versa. Esses transdutores são feitos de materiais piezoelétricos que apresentam um fenômeno chamado efeito piezoelétrico.
O efeito piezoelétrico foi descoberto por Pierre e Jacques Curie em 1880 e consiste na variação das dimensões físicas de certos materiais sujeitos a campos elétricos. O contrário também ocorre, ou seja, a aplicação de pressões. Por exemplo, pressões acústicas que causam variações nas dimensões de materiais piezoelétricos provocam o aparecimento de campos elétricos neles. Um outro método de gerar movimentos ultra-sônicos é pela passagem de eletricidade sobre metais especiais, criando vibrações e prioduzindo calor intenso durante o uso. Este efeito é chamado de magnetoestritivo.
Ao se colocar um material piezoelétrico num campo elétrico, as cargas elétricas da rede cristalina interagem com o mesmo e produzem tensões mecânicas.
O quartzo e a turmalina, cristais naturais, são piezoelétricos.
O cristal, para ser usado como transdutor, deve ser cortado de forma que um campo elétrico alternado, quando nele aplicado, produza variações em sua espessura. Dessa variação resulta um movimento nas faces do cristal, originando as ondas sonoras. Cada transdutor possui uma freqüência de ressonância natural, tal que quanto menor a espessura do cristal, maior será a sua freqüência de vibração.
O mesmo transdutor que emite o sinal ultra-sônico pode funcionar como detector, pois os ecos que voltam a ele produzem vibração no cristal, fazendo variar suas dimensões físicas que, por sua vez, acarretam o aparecimento de um campo elétrico. Esse campo gera sinais que podem ser amplificados e mostrados em um osciloscópio ou registrador.

Efeitos biológicos do ultra-som

O ultra-som quando atravessa um tecido é absorvido e pode elevar a temperatura local. As mudanças biológicas devidas a isso seriam as mesmas se a elevação fosse provocada por outro agente. A taxa de absorção do ultra-som aumenta com sua freqüência.Outro efeito possível numa aplicação ultra-sônica está associada à cavitação, termo usado para descrever a formação de cavidades ou bolhas no meio líquido, contendo quantidades variáveis de gás ou vapor. No caso de células biológicas ou macromoléculas em suspensão aquosa, o ultra-som pode alterá-las estruturalmente e/ou funcionalmente através da cavitação.
A pressão negativa no tecido durante a rarefação pode fazer com que os gases dissolvidos ou capturados se juntem para formar bolhas. O colapso dessas bolhas libera energia que pode romper as ligações moleculares, provocando o aparecimento de radicais livres H⁺ e OH^-, altamente reativos e como conseqüência, causar mudanças químicas.
Outro efeito biológico que pode ocorrer é devido às denominadas "forças de radiações" que podem deslocar, distorcer e/ou reorientar partículas intercelulares, ou mesmo células com relação às suas configurações normais.
Atualmente, grande número de pesquisas vêm sendo realizadas para verificar os efeitos biológicos do ultra-som. Os resultados obtidos até agora conduzem à suposição de que nenhum bioefeito substancial tem sido verificado com feixe ultra-sônico de intensidade inferiore a 100 mW/cm².
Para resumir, podemos enumerar os seguintes efeitos de interesse biológico:
1) Efeito térmico: a energia intrínseca das ondas sonoras gera calor ao atravessar o tecido.
2) Efeito mecânico-vibratório: Empregado no preparo dos canais radiculares através da instrumentação, coadjuvado pela irrigação simultânea.
3) Efeito químico: pela liberação de substâncias ionizantes.
4) Efeito reflexivo: característica de atingir o objeto e retornar (como no ecograma).
5) Fenômeno da cavitação.