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