BASES FÍSICAS DE LA ECOGRAFIA DOPPLER.-

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1 ECOGRAFIA DOPPLER BASES FÍSICAS DE LA ECOGRAFIA DOPPLER.- Cuando una onda es emitida desde un emisor móvil, la frecuencia de la onda recibida difiere de la que ha sido transmitida. Esta diferencia en frecuencia es conocida como "efecto Doppler" y depende de, entre otras cosas, la velocidad a la que se mueve el emisor y de si el movimiento es hacia el receptor o se aleja de él. Cuando la fuente se aleja del receptor, se reduce la longitud de onda y detecta una frecuencia menor. Al contrario ocurre cuando la fuente se acerca. Por otra parte, cuanto mayor sea la velocidad del movimiento relativo entre la fuente y el receptor, mayor será el cambio de frecuencia doppler. Esto se puede observar en la diferente frecuencia de sonido que recibimos en un tren en movimiento (más grave o más agudo) según se aleje o se acerque a nosotros, aunque la frecuencia del sonido que emite la máquina evidentemente es siempre la misma. Este fenómeno físico fue descrito en 1845 por el matemático austríaco Johan Christian Doppler (Salzburgo ) para las ondas sonoras o lumínicas. El efecto Doppler consiste en el cambio de frecuencia que experimenta un sonido cuando se desplaza el emisor con respecto a un receptor inmóvil. La expresión matemática de este efecto permite calcular la velocidad de la sangre en las distintas arterias y por lo tanto podremos cuantificar las estenosis en relación con las elevaciones de velocidad tanto sistólica como diastólica.

2 La composición de la sangre es la responsable de algunos aspectos importantes de la seńal doppler. La sangre es una suspensión de eritrocitos, leucocitos y plaquetas en un plasma líquido. Debido al número relativamente bajo de los leucocitos y al pequeńo tamańo de las plaquetas, se asume generalmente que los eritrocitos son los responsables de la dispersión de los ultrasonidos en la sangre. El diámetro medio del eritrocito es de 7 um, mucho menor que la longitud de onda del ultrasonido, que es alrededor de mm por lo tanto, los eritrocitos actúan como dispersores puntuales, cuyo efecto combinado se denomina "dispersión de Rayleigh-Tyndall. Una consecuencia de proceso Rayleigh-Tyndall es que la intensidad de la onda dispersada aumenta con la cuarta potencia de la frecuencia. De esta forma doblando la frecuencia del ultrasonido obtendremos un eco de la sangre 16 veces mayor. El nivel de frecuencia adecuado para los estudios periféricos y vasculares se encuentra alrededor de los 10 MHz. Doppler continuo Es la modalidad de examen más sencilla. Se utilizan sondas tipo "lápiz", el haz de ultrasonido empleado es continuo y de una frecuencia de 5 Mhz. Su limitación fundamental cuando lo comparamos con la angiografía es su baja sensibilidad (36%) en la evaluación de las estenosis carotídeas que provocan una estenosis < 50%, aunque sí presenta una sensibilidad excelente (95%) cuando la estenosis es 70%, hallazgo que en un paciente sintomático debería completarse con estudio duplex previo paso a la indicación quirúrgica3. Doppler pulsado Con este método se consigue explorar la velocidad de flujo en el centro o en la periferia del vaso. En el doppler continuo, la trasmisión del sonido y recepción de la información ocurren simultáneamente en el transductor. Esto permite una mayor sensibilidad del método, pero no la ubicación espacial de la señal. Se utiliza en monitoreos fetales y estudios vasculares. En la técnica pulsada, se envían pulsos de ondas de ultrasonido que interrogan el vaso, esperando que la información regrese antes de enviar el próximo pulso. Esto permite la discriminación espacial, interrogándose en forma exacta el vaso a estudiar.

3 Análisis espectral de frecuencias Tanto con el Doppler pulsado como con el Doppler continuo se obtiene una representación gráfica en tiempo real del espectro de frecuencias generado por la reflexión del ultrasonido en el torrente sanguíneo. Cada punto del espectro aparece en negro gris o blanco dependiendo del número mayor o menor de hematíes que se han movido en ese instante a la misma velocidad. Los puntos correspondientes a velocidades más altas se sitúan más altos con respecto a la línea de 0. Con el Doppler pulsado se pueden analizar la frecuencia de muestras parciales de flujo a lo largo del vaso. Eco-Doppler (Dúplex) Ultrasonografía duplex Constituye la combinación de la ecografía modo B a tiempo real con el análisis espectral obtenido mediante efecto Doppler. Esta técnica fue inicialmente descrita por Barber, del grupo de Strandness en Los primeros estudios clínicos detallados fueron aportados por Phillips en Desde entonces la mejoría técnica en la calidad de los instrumentos ha sido constante, por lo que dicha técnica se ha convertido en la exploración princeps en el estudio no invasivo de los troncos supra-aórticos. Se debe fundamentalmente a Strandness el establecimiento de los criterios ultrasonográficos basados en el análisis espectral que definen los distintos grados de la estenosis carotídea El Duplex logra la visualización del vaso explorado, aportando detalles acerca de la morfología del mismo; por otra parte permite la colocación precisa del volumen de muestra a analizar del Doppler pulsado en el sitio que se desea estudiar, pudiéndose conocer el ángulo de incidencia; ello posibilita el cálculo de la velocidad de flujo, dato que se correlaciona con la situación hemodinámica objeto del estudio. En los últimos años se han producido considerables avances en el sistema. La introducción del Doppler Color ha permitido obtener una imagen de relleno del vaso que logra discernir la interfase de la pared, mejorando la visualización del contorno y

4 morfología de la placa, aportando asimismo información acerca de la direccionalidad de flujo. La imagen en color simplemente muestra donde se detecta sangre en movimiento, y por tanto la cantidad de color refleja el volumen de sangre en movimiento en las estructuras examinadas, más que su tasa de flujo. Con la introducción en el duplex del doppler color codificado, el vaso aparece en color, con diferentes intensidades que representan diferentes velocidades de flujo; el color ayuda a localizar el vaso y también permite identificar trombos frescos los cuales son anecoicos y por tantos invisibles en modo B. Lo más frecuente es que los ecógrafos dúplex combinen ultrasonidos en tiempo real con sistemas de doppler pulsado. Utilizando un sistema dúplex, se puede sobreimponer la información doppler a la imagen en tiempo real, codificando las diferentes velocidades mediante una escala de color. Este es el principio de la imagen de flujo en color. La superposición de la información de flujo como color sobre una escala de grises en tiempo real, presenta la información doppler de un modo novedoso y atractivo.

5 Todo este conjunto de mejoras técnicas han permitido una mayor fiabilidad de la exploración. Recientes estudios indican que el color ha mejorado hasta un 90% la sensibilidad en detectar las oclusiones de la carótida interna, lo cual mejora las sensibilidades obtenidas con el Duplex convencional, comprendidas entre 80% al 85%.. Queda por determinar la utilidad del Power Doppler y el contraste en la mejoría de estos resultados. Las mejoras técnicas en relación al Eco-Doppler, tales como el Power Doppler, el Ecocontraste ev o la Ecografía tridimensional se hallan en la actualidad en fase de validación.

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