Espectrograma

Qué es un espectrograma

El término combina spectrum (latín, "imagen, aparición") con el sufijo griego -gramma (γράμμα, "lo escrito, registro"). Su significado literal sería, pues, "registro de un espectro". En la práctica, un espectrograma traduce información que el ojo o el oído perciben de forma global a un formato visual bidimensional donde cada componente frecuencial queda individualizado y puede medirse.

La construcción de un espectrograma requiere descomponer la señal original en sus componentes mediante herramientas matemáticas, de las cuales la más habitual es la transformada de Fourier. El resultado se representa de formas distintas según la disciplina. En óptica o espectroscopia, suele ser una curva de intensidad frente a longitud de onda. En acústica, el formato más frecuente es un mapa tiempo-frecuencia en el que la intensidad de cada componente se codifica con un gradiente de color o de grises, lo que permite seguir la evolución del sonido a lo largo del tiempo.

Tipos según la señal analizada

Los espectrogramas más utilizados en el entorno clínico pertenecen a dos grandes familias. Los espectrogramas de radiación electromagnética muestran la distribución de energía emitida o absorbida por una muestra, y son la base de técnicas como la espectrofotometría, la fluorescencia o la espectroscopia por resonancia magnética. En estos casos, el eje horizontal suele representar la longitud de onda o la frecuencia de resonancia, y cada pico corresponde a un compuesto químico o a un metabolito específico.

Los espectrogramas acústicos descomponen una señal sonora y resultan especialmente útiles en foniatría y logopedia, donde reciben a menudo el nombre de espectrograma acústico. Son el principal recurso objetivo para evaluar la calidad de la voz y detectar alteraciones como ruido entre armónicos, subarmónicos o la presencia de diplofonia.

Lectura e interpretación

Interpretar un espectrograma requiere conocer qué debe aparecer en condiciones normales. En un espectrograma de voz sana, por ejemplo, se observan líneas horizontales bien definidas que corresponden a los armónicos de la vibración de las cuerdas vocales; la distancia entre ellas corresponde a la frecuencia de vibración de las cuerdas vocales (F0). Cuando esas líneas se desdibujan o cuando aparece energía dispersa en las bandas altas de frecuencia, el clínico sospecha una alteración del cierre glótico o una lesión en la mucosa vocal.

En un espectrograma de resonancia magnética cerebral, la lectura es diferente: lo que importa es la posición y la altura de picos concretos (N-acetilaspartato, colina, creatina, lactato) sobre un eje de frecuencias de resonancia medido en partes por millón (ppm). La proporción entre picos aporta datos sobre la integridad neuronal o la presencia de procesos proliferativos. No hay dos espectrogramas idénticos.

Preguntas frecuentes

¿De dónde viene la palabra espectrograma?

De la combinación del latín spectrum ("imagen") y el griego gramma ("registro escrito"). Designa, por tanto, el registro visual de la distribución de una señal en sus componentes frecuenciales.

¿Para qué sirve un espectrograma en medicina?

Depende de la señal que se analice. En foniatría permite evaluar objetivamente la calidad de la voz y cuantificar la gravedad de una disfonía. En bioquímica clínica, identifica compuestos en una muestra por sus firmas espectrales. En neuroimagen, la espectroscopia por resonancia magnética genera espectrogramas de metabolitos cerebrales que complementan la información anatómica de la resonancia convencional.

¿Es lo mismo espectrograma y espectro?

No exactamente. El espectro es el fenómeno físico (la distribución de la radiación o el sonido según su frecuencia), mientras que el espectrograma es su representación gráfica registrada. Puede pensarse en la relación que existe entre una magnitud medida y el gráfico que la representa.

Referencias

1. Real Academia Española. Espectro. Diccionario de la lengua española.
2. MedlinePlus en español. Imágenes por resonancia magnética.
3. Núñez-Batalla F et al. Análisis acústico de la voz mediante el programa Praat. Acta Otorrinolaringológica Española. 2014;65(3).
4. MedlinePlus en español. Diagnóstico por imágenes.