Ecograf¨ªas con m¨¢s detalle

Cient¨ªficos en Espa?a y Estados Unidos han encontrado una forma de superar una de las mayores limitaciones de la imagen por ultrasonidos (la ecograf¨ªa), que es su poca resoluci¨®n.

Todo el que ha pasado por una ecograf¨ªa, incluidas las mujeres embarazadas, est¨¢ familiarizado con la fuerza visual que tienen las im¨¢genes, que, sin embargo, podr¨ªan ser m¨¢s detalladas. Una de las limitaciones en la resoluci¨®n de la imagen viene dictada por una ley fundamental de la f¨ªsica: el objeto m¨¢s peque?o que se puede ver es del orden de la longitud de onda de la onda ac¨²stica que se utiliza en la t¨¦cnica. En el r¨¦gimen de ultrasonidos, por ejemplo, la frecuencia est¨¢ t¨ªpicamente entre uno y cinco megahercios, una frecuencia mucho m¨¢s alta que la que el o¨ªdo humano puede detectar, y que impone una resoluci¨®n de alrededor de un mil¨ªmetro.

El dispositivo podr¨ªa ser utilizado tambi¨¦n para mejorar la resoluci¨®n de los s¨®nares y para evaluaciones no destructivas en la industria aeron¨¢utica

En un art¨ªculo publicado en la revista Nature Physics, f¨ªsicos de la Universidad de California en Berkeley y de dos instituciones espa?olas (Universidad Aut¨®noma de Madrid e Instituto de Ciencias de Materiales de Arag¨®n) han demostrado c¨®mo capturar las ondas evanescentes que emergen de un objeto para poder reconstruir los detalles m¨¢s peque?os del mismo. Las ondas evanescentes son vibraciones cerca del objeto que decaen en distancias muy cortas, a diferencia de las ondas propagantes que pueden viajar a largas distancias sin decaer.

"Con nuestro dispositivo podemos recoger y transmitir estas ondas evanescentes, que contienen una fracci¨®n sustancial de la informaci¨®n espacial sobre el objeto, y que normalmente se pierden cuando se forma la imagen. De esta forma tenemos una manera de aumentar enormemente la resoluci¨®n de la imagen obtenida mediante ultrasonidos", ha comentado Jie Zhu, el investigador del grupo de Xiang Zhang en Berkeley, donde se desarrollaron los experimentos, que es el primer autor del trabajo.

El dispositivo capaz de capturar ondas evanescentes es un metamaterial agujereado, formado por 1.600 tubos huecos de cobre, insertados dentro de un cilindro de 6 cent¨ªmetros de secci¨®n cuadrada y 16 cent¨ªmetros de largo. Cuando este metamaterial se coloca cerca del objeto, es capaz de capturar las ondas evanescentes y hacerlas pasar por los agujeros de los tubos, transport¨¢ndolas hasta la superficie de salida.

"Para la detecci¨®n con ultrasonidos, la resoluci¨®n es del orden de mil¨ªmetros", comenta Francisco J. Garc¨ªa Vidal, catedr¨¢tico de la Universidad Aut¨®noma y director del grupo te¨®rico espa?ol del que surgi¨® la idea de utilizar un metamaterial agujereado para mejorar la calidad de la imagen por ultrasonidos. "Con este dispositivo, la resoluci¨®n est¨¢ solo limitada por el tama?o de los agujeros y no por la longitud de onda".

Para su aplicaci¨®n pr¨¢ctica, el metamaterial se podr¨ªa montar al final de la sonda de ultrasonidos para aumentar la resoluci¨®n de la imagen. Este dispositivo podr¨ªa ser utilizado tambi¨¦n para mejorar la resoluci¨®n de los s¨®nares as¨ª como para evaluaciones no destructivas en la industria aeron¨¢utica.