Fecha: 20 de Octubre de 2010 Nombre: Dra. Neus Garrido Mollá R3 Tipo de Sesión: Seminario ECOGRAFIA

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1 Fecha: 20 de Octubre de 2010 Nombre: Dra. Neus Garrido Mollá R3 Tipo de Sesión: Seminario ECOGRAFIA Método diagnóstico médico basado en las imágenes obtenidas mediante el procesamiento de los ecos reflejados por las estructuras corporales, gracias a la acción de pulsos de ondas ultrasónicas. Entre las ventajas que ofrece la ecografía con respecto a otras técnicas de diagnóstico por la imagen destacan: Ausencia de radiaciones ionizantes. Información en tiempo real y evaluación de estructuras en movimiento. Visualización en múltiples planos. Naturaleza portátil del equipo. Excelente resolución de estructuras (sobretodo superficiales y endocavitarias) Análisis cualitativo y cuantitativo del flujo sanguíneo. ECO: fenómeno acústico que se produce cuando un sonido choca contra una superficie que lo refleja, este sonido reflejado es lo que denominamos eco. SONIDO: Es el resultado del recorrido de la energía mecánica a través de la materia en forma de una onda que sufre los fenómenos de compresión y rarefacción.

2 Al igual que existe un espectro de ondas electromagnéticas, dentro del cual la luz visible ocupa una mínima porción, existe un espectro de vibraciones acústicas, en el cual la gama de frecuencias audibles ocupa también un mínimo porcentaje.

3 Las vibraciones de un cuerpo elástico cuya frecuencia es mayor a 500 MHz se denominan Microsonidos. Las comprendidas entre 500 MHz y 20 KHz se llaman Ultrasonido. La ecografía diagnóstica habitualmente utiliza frecuencias de 1 a 20 MHz. El sonido audible se encuentra entre los 20 KHz y los 15 Hz. El Infrasonido se encuentra por debajo de los 15 Hz. El Ultrasonido se define como un tren de ondas mecánicas, generalmente longitudinales, originadas por la vibración de un cuerpo elástico y propagadas por un medio material y cuya frecuencia supera la del sonido audible por el genero humano: ciclos/s (20 KHz) aproximadamente. PRINCIPIOS DEL ULTRASONIDO. SISTEMAS PIEZOELÉCTRICOS.

4 Utiliza la técnica del eco pulsado que consiste en pulsar un cristal y enviar paquetes de energía dentro del paciente. Un pequeño porcentaje es reflejado en las diferentes interfases y llega al transductor el cual la traduce a un pequeño voltaje. El mayor porcentaje de energía atraviesa las diversas interfases y penetra a regiones mas profundas. Las interfases son los límites entre medios de diferentes impedancias. La impedancia acústica ( Z=VxD) es igual al producto de la velocidad del sonido por la densidad del tejido. La ecografía utiliza ondas de pulso cortas que se transmiten hacia en interior del organismo. Los cristales cerámicos contenidos en el interior de la sonda se deforman y vibran cuando se estimulan eléctricamente generando pulsos sónicos cada uno de los cuales esta formado por una banda de frecuencias denominada ancho de banda. La frecuencia central que produce un transductor es la frecuencia resonante del elemento del cristal y depende del grosor del cristal. La velocidad de propagación es constante para un tejido dado y no se afecta por la frecuencia o longitud de onda del pulso. Cuanto mas próximas estén agrupadas las moléculas, mayor es la velocidad del sonido. Por esto, en los tejidos biológicos la velocidad del sonido es mínima en los gases, mas rápida en los líquidos, le siguen en los tejidos blandos y más rápida todavía en el hueso. En los tejidos blandos se considera que la velocidad promedio de propagación es de 1540 m/s. Los ecos que regresan hacia el transductor distorsionan los elementos del cristal y generan un pulso eléctrico que se procesa para obtener una imagen. Los ecos de elevada amplitud producen una mayor deformación del cristal y generan un mayor voltaje electrónico que se representa en la imagen como puntos mas brillantes. Debido a esto, las imágenes bidimensionales estándar en escala de grises constituyen la ecografía en modo B o brillo. El tamaño y la configuración del pulso sónico transmitido determinan la resolución de la imagen, la cual se debe considerar en tres dimensiones.

5 La resolución axial se refiere a la capacidad de discriminar objetos en el plano de la imagen que están localizados a diferentes profundidades a lo largo de la dirección del pulso sónico, lo cual depende de la longitud del pulso sónico generado que a su vez depende de la longitud de onda. Puesto que la longitud de onda es inversamente proporcional a la frecuencia, las ondas de mayor frecuencia producen pulsos más cortos y una mejor resolución axial. Lamentablemente el sonido de alta frecuencia no penetra tan profundamente en los tejidos de modo que las sondas de alta frecuencia son útiles solamente para estructuras superficiales. La resolución lateral se refiere a la capacidad de discriminar objetos en el plano de visualización que están localizados uno junto a otro a la misma profundidad desde el transductor. Esto depende del diámetro en el plano del pulso y se puede modificar dentro de ciertos límites ajustando la zona focal. La resolución de elevación (resolución de azimuth) se refiere a la capacidad de discriminar objetos que están a la misma distancia del transductor pero que están localizados perpendicularmente al plano de visualización. Esto depende del diámetro fuera del plano del pulso, que es equivalente al grosor del corte tomografico. El grosor del corte se determina generalmente por la forma de los elementos de cristal o por las características de las lentes acústica fijas y no se puede modificar por el usuario.

6 Los pulsos sónicos que se transmiten hacia el interior del cuerpo se pueden reflejar, dispersar, refractar o absorber. La reflexión tiene lugar siempre que el pulso encuentra una interfase entre tejidos que tienen impedancias acústicas diferentes. La intensidad de la reflexión depende de la diferencia entre la impedancia entre los tejidos, el tamaño de la interfase, sus características de superficie y su orientación con respecto al pulso sónico transmitido. La dispersión se refiere al cambio de dirección del sonido en múltiples direcciones. La dispersión produce una señal débil y tiene lugar cuando el pulso se encuentra con una interfase acústica pequeña o con una gran interfase rugosa. La refracción se refiere al cambio de la dirección del sonido que tiene lugar cuando éste se encuentra con la interfase entre dos tejidos que transmiten a diferentes velocidades. Es un fenómeno importante porque es uno de los motivos de errores de localización de una estructura en una imagen ecográfica. La absorción se refiere a la pérdida de energía sónica secundaria a su conversión en energía térmica y es la causa de la formación de sombras acústicas. La absorción es menor en los líquidos, mayor en los tejidos blandos y mucho mayor en el hueso. Los efectos combinados de reflexión, dispersión y absorción producen atenuación de la intensidad del pulso sónico a medida que viaja por la materia. COMPOSICIÓN DE UN ECÓGRAFO. SONDA EXPLORATORIA O TRANSDUCTOR

7 El transductor actúa como emisor y receptor y es la pieza fundamental del ecógrafo. Su función es: transformar la energía eléctrica que les llega en energía sonora (ultrasonido) y el eco que dicho ultrasonido produce al atravesar los diferentes tejidos en energía eléctrica. Debe usarse la frecuencia de ultrasonidos más alta que permita penetrar hasta el nivel de profundidad que nos interesa. Existen diferentes tipos de sondas, entre las que destacan: Lineales: Proporcionan un formato de imagen rectangular. Se usan para el estudio de estructuras superficiales (músculos, tendones, mama, tiroides, escroto, vasos superficiales, etc.) puesto que ofrecen una alta resolución en el campo cercano y utilizan frecuencias de trabajo que suelen oscilar entre 7.5 y 13 MHz, aunque existen hasta 20 MHz. Sectoriales o en fase: Proporcionan un formato de imagen triangular o en abanico con una base de inicio de la emisión de los ecos mínima con lo cual tienen un pequeño campo superficial de visión y unas malas capacidades de enfoque en el campo cercano pero sin embargo ofrecen un gran campo de visión profunda. Se usan en la exploración abdominal y en la cardiaca (puesto que la sonda es pequeña y permite tener un abordaje intercostal) Al usarse para la exploración de estructuras más profundas su frecuencia de trabajo suele ser entre 3.5 y 5 MHz Convex: Tienen una forma curva y proporcionan un formato de imagen en trapecio o de sector con el vértice convexo. Se usan en la exploración abdominal general y obstétrica. Las frecuencias de trabajo son similares a las sondas sectoriales. Se caracterizan por tener buena resolución y un gran campo de visión tanto superficial como profundo. Intracavitarias o intraluminales: Son sondas de pequeño tamaño que se usan para exploraciones intrarrectales e intravaginales.

8 Ofrece la posibilidad de visualizar órganos sin tener que transmitir el haz del sonido a través de la pared abdominal ayudando a minimizar las propiedades de degradación de la imagen por el tejido adiposo. Las frecuencias de trabajo suelen ser entre 5 y 7.5 MHz con lo que se obtienen imágenes de mayor resolución al utilizar frecuencias mas altas pero la desventaja es la escasa profundidad de visualización. UNIDAD DE PROCESAMIENTO

9 Recoge la información que le suministra la sonda, la transforma en impulsos eléctricos y la expresa en una imagen. MONITOR Es la pantalla en la cual se refleja la imagen que nos da la Unidad de procesamiento. La ecografía, como técnica diagnostica, lo que hace es recoger los ultrasonidos que emite la sonda, los cuales atraviesan hasta cierta profundidad (depende de la frecuencia de la sonda) la parte del cuerpo que queremos explorar y aprovechando la diferente velocidad de propagación de los tejidos del cuerpo transformar las señales que llegan en impulsos eléctricos que se visualizarán en una pantalla en diferentes tonos de grises dibujando la zona explorada. IMÁGENES ELEMENTALES IMÁGENES ANECOICAS Se producen cuando el haz de ultrasonido atraviesa un medio sin interfases reflectantes en su interior. Suelen ser de este tipo las Lesiones Ocupantes de Espacio (LOES), totalmente líquidas como los quistes. IMÁGENES HIPOECOICAS Se producen cuando en el interior de la estructura existen interfases de menor ecogenicidad o en menor número que en la estructura normal que la circunda.. IMÁGENES HIPERECOICAS Se producen cuando en el interior de una estructura existen interfases muy ecogénicas o en mucho mayor número que en el parénquima normal que la circunda. VISUALIZACION ARMÓNICA

10 En el barrido convencional, la frecuencia sónica de los ecos que se usan para crear la imagen es la misma frecuencia que la de los pulsos sonoros transmitidos. Los pulsos sonoros convencionales y sus ecos de retorno disminuyen progresivamente de intensidad a medida que viajan a través del cuerpo. Las frecuencias armónicas son múltiplos enteros mayores de la frecuencia transmitida fundamental y se producen cuando la onda sonora viaja a través de los tejidos y aumenta progresivamente de intensidad antes de reducirse finalmente debido a la atenuación. Con la visualización armónica se usa un filtro para eliminar los ecos fundamentales de modo que para producir una imagen solo se procesa la señal armónica de alta frecuencia. Aunque con la propagación del pulso inicial se generan muchas frecuencias armónicas, la tecnología actual usa solo el segundo armónico que es el doble de la frecuencia transmitida. Los haces armónicos son mas estrechos que el haz transmitido con lo cual la reducción de la amplitud del haz mejora la resolución lateral. Además las señales armónicas se producen después de que el rayo entra en los tejidos del cuerpo de modo que se minimiza el efecto de degradación por la grasa de la pared corporal. OPTIMIZACION DE LA IMAGEN EN ESCALA DE GRISES. TRANSDUCTOR: Adecuar el tipo de sonda al estudio que se realice. POTENCIA DE SALIDA: Determina la intensidad del pulso transmitido y cuando éste es mas intenso, los ecos de retorno son también mas intensos y la imagen resultante es mas brillante. La potencia de salida se representa típicamente como porcentaje del valor máximo o como decibelios. La potencia de salida se debe aumentar cuando el atenuación del sonido limita la penetración y no se puede obtener información diagnostica incluso después de un ajuste adecuado de la ganancia y de la frecuencia del transductor. GANANCIA: Debido a la atenuación del sonido, una interfase en los tejidos profundos produce una reflexión mas débil y una menor distorsión de los elementos de cristal de las sondas que una interfase similar en los tejidos cercanos.

11 Para compensarlo, las señales se de los tejidos profundos se amplifican electrónicamente después de su regreso al transductor. Puesto que la profundidad de la interfase esta determinada por la magnitud del tiempo que tarda el pulso sonoro transmitido en volver al transductor, esta amplificación variable se denomina compensación de ganancia de tiempo (CGT). ZONA FOCAL: Permite enfocar el sonido transmitido a diferentes profundidades y focalizarlo en un determinado punto de interés. Se indica en la imagen como una cabeza de flecha. CAMPO DE VISION: Se puede dividir en profundidad y anchura modificando de este modo el tamaño de la imagen y la frecuencia de los fotogramas. DENSIDAD LINEAL: Cada punto de una imagen ecográfica tiene un ecoamplitud determinada dependiendo de la intensidad de las reflexiones a partir de ese punto. La forma exacta en la que los valores de la escala de grises se relacionan con las ecoamplitudes se puede variar modificando las curvas de escala de grises. RANGO DINAMICO: Se refiere al intervalo de intensidad de las señales. Puesto que el rango es mayor para el amplificador que para el monitor de presentación, las señales recibidas se deben comprimir antes de presentarlas. Una menor compresión (es decir, un mayor rango dinámico) permite distinguir diferencias sutiles en la ecoamplitud y produce una imagen de aspecto mas suave. Mas compresión (es decir, un menor rango dinámico) reduce el rango de ecoamplitudes distinguible y da lugar a imágenes que tienen un mayor contraste aparente. PERSISTENCIA: Se puede reducir el ruido de fondo y mejorar la calidad de la imagen promediando varias imágenes de un rastreo en tiempo real que son temporalmente contiguas.

12 ARTEFACTOS SOMBRA ACÚSTICA PÒSTERIOR Tiene lugar cuando la energía del sonido esta reducida por reflexión (gas) y/o absorción (calcio). De este modo, cuando el ultrasonido choca con una

13 interfase muy ecogénica y no puede atravesarla no se detecta ninguna imagen detrás de esta interfase tan ecogénica. Es muy característico de las litiasis biliares y renales y de las calcificaciones musculares. REFUERZO ACUSTICO POSTERIOR Las estructuras que contienen líquidos atenúan el sonido mucho menos que las estructuras sólidas, de modo que la intensidad del pulso sónico es mayor después de atravesar un liquido que una cantidad equivalente de tejido sólido. Por lo tanto, las interfases profundas a las estructuras quísticas producirán reflexiones mas intensas y aparecerán mas brillantes que interfases similares profundas a tejidos sólidos. Es casi característica exclusiva de imágenes quísticas en el seno de estructuras sólidas COLA DE COMETA O ARTEFACTO EN FORMA DE V Ocurre cuando el haz de ultrasonidos choca contra una interfase estrecha y muy ecogénica apareciendo detrás de esta interfase una serie de ecos lineales. Es muy característico de los adenomiomas de pared vesical, cuerpos extraños muy ecogénicos y también pequeñas burbujas de aire en

14 el seno de un medio sólido. Cuando el pulso sónico alcanza las burbujas d e gas excita el liquido que queda atrapado entre las burbujas, lo que hace que el liquido resuene. Esto produce una onda sónica continua después del eco original de retorno al transductor. IMAGEN EN ESPEJO Los espejos acústicos se pueden comparar con los espejos ópticos. Puesto que el gas refleja casi el 100% del sonido que lo incide, el gas es mejor espejo acústico del organismo. Son frecuentes en ecografías que incluyen la interfase entre el pulmón y los tejidos blandos adyacentes (hígado). REFRACCION El sonido se refracta cuando pasa en dirección oblicua a través de la interfase entre dos sustancias que transmiten el sonido a diferentes velocidades y puede provocar duplicación de las estructuras profundas. Un

15 ejemplo típico tiene lugar en la unión entre el músculo recto del abdomen y la grasa de la pared abdominal. ANISOTROPIA Es la propiedad que tienen algunos tejidos de variar su ecogenicididad dependiendo del ángulo de incidencia del haz ultrasónico sobre ellos. La estructura anisotrópica por excelencia es el tendón. REVERBERACION Cuando el sonido se refleja desde interfases acústicas intensas en el campo cercano el pulso de retorno puede ser lo suficientemente intenso como para reflejarse fuera del propio transductor y de nuevo hacia el cuerpo, de modo que puede interactuar con las mismas interfases de campo cercano una segunda vez o muchas veces mas. Esto produce un conjunto adicional de ecos que se interpreta que se originan mas profundos que el reflector original.

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