El uso de gel tiene más que ver con la eliminación de la pérdida de potencia en la interfaz aire-tejido, que con el acoplamiento del material sensor (no metal / plástico, sino el cristal piezoeléctrico en sí) al tejido blando.
Para “acoplar”, se coloca una “capa de adaptación” delante del cristal, que tiene un grosor de 1/4 de la longitud de onda de sonido deseada. El cristal piezoeléctrico tiene un grosor igual a la mitad de la longitud de onda de sonido deseada. Esto maximiza la transmisión de energía acústica al tejido.
(Fuente de la imagen: conceptos básicos de la construcción del transductor)
El gel se usa por la siguiente razón:
La impedancia acústica del aire es extremadamente baja (0,0004 g cm ^ -2 s ^ -1) Cuando un haz de ultrasonido que viaja perpendicularmente choca con la interfaz aire-tejido, se refleja casi todo el haz (99.9%, como lo menciona Aaron Jackman, se aplicarán las ecuaciones de la línea de transmisión), sin dejar nada atrás para obtener imágenes del tejido blando. El punto acerca de SNR es válido, pero la cantidad de energía que queda después de la reflexión sería insuficiente para incluso generar una señal decente en primer lugar.
Usar un gel (que tiene una impedancia acústica cercana a la del agua) reduciría drásticamente la reflexión que crearía el tejido de aire, permitiendo que casi 500 veces la cantidad de energía llegue a los tejidos para generar la imagen. Por lo tanto, es imperativo usar un gel en ultrasonido.
Referencia
Thomas S. Curry, James E. Dowdey, Robert C. Murry. Física de Radiología Diagnóstica de Christensen .