ECOGRAFÍA JOSÉ VICENTE GONZÁLEZ CRUZ ELENA MARÍA HEREDIA GALLEGO

Transcripción

1 ECOGRAFÍA JOSÉ VICENTE GONZÁLEZ CRUZ ELENA MARÍA HEREDIA GALLEGO

2 INDICE 1.Introducción 2.Historia de la ecografía 3.Interacción del sonido con materia y tejidos 4.Instrumentación Modalidades 5.Ultrasonido Doppler Modalidades 6.Ecografías 3D y 4D

3 INDICE 7. Efectos biológicos y consideraciones de seguridad 8. Artefactos en los ultrasonidos 9. Equipo de Ecografía

4 1. INTRODUCCIÓN Sonido: vibración mecánica que se trasmite a través de la materia en forma de ondas y produce variaciones en la presión, densidad, posición, temperatura y velocidad de las partículas que la componen. Eco: fenómeno acústico producido por la reflexión de las ondas sonoras contra un obstáculo La ecografía puede definirse como un medio 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. Basa su funcionamiento teórico en el efecto Doppler

5 2. HISTORIA DE LA ECOGRAFÍA En 1883 apareció el llamado silbato de Galton, usado para controlar perros En 1912, L. F. Richardson, sugirió la utilización de ecos ultrasónicos para detectar objetos sumergidos. En 1917, Paul Langevin y Chilowsky produjeron el primer generador piezoeléctrico de Ultrasonido Entre 1939 y 1945, aparece el sonar En 1951, nace el Ultrasonido Compuesto, con imágenes unidimensionales En 1957, aparece el Scanner de contacto bidimensional

6 2. HISTORIA DE LA ECOGRAFÍA En 1960, primer Scanner automático En 1968, primer aparato en reproducir imágenes en tiempo real En 1982, desarrollo del Doppler a color en imagen bidimensional En 1983, comercialización del Doppler a color y se digitalizan los equipos En 1994, post-proceso en color para imágenes diagnósticas ecográficas En la actualidad, se obtienen imágenes en 3D y 4D

7 3. INTERACCIÓN DEL SONIDO CON LA MATERIA Y LOS TEJIDOS Transmisión del sonido Tejido/Materia Velocidad (m/seg) Aire 331 Grasa 1450 Tejidos blandos 1540 Cerebro 1549 Hígado 1549 Riñón 1561 Músculo 1585 Hueso craneal 4080

8 3. INTERACCIÓN DEL SONIDO CON LA MATERIA Y LOS TEJIDOS La impedancia acústica: viene determinada por el producto de la densidad, del medio que propaga el sonido por la velocidad de propagación del sonido en dicho medio El grado de reflexión está determinado por la diferencia en las impedancias acústicas de los materiales El fenómeno de la refracción: cambio en la dirección de propagación La atenuación: medido en db

9 4. INSTRUMENTACIÓN Generación del ultrasonido El efecto piezoeléctrico inverso: se basa en la propiedad que poseen ciertos cristales (cuarzo, la turmalina y el topacio) al someterse a una cierta tensión eléctrica se inducirá una tensión mecánica o vibración El haz ultrasónico: el cristal puede generar 2 formas de ondas: Emisión continua (método Doppler) Emisión discontinua o eco pulsado (modalidades A, B, M y Doppler pulsado)

10 4. INSTRUMENTACIÓN Transductores: aparato que produce ondas de sonido que rebotan en los tejidos del cuerpo y forman ecos Existen 2 técnicas básicas para generar el ultrasonido: Transductores mecánicos: el haz procedente de un cristal único se mueve por rotación propia, o bien emite el haz hacia un espejo móvil Transductores electrónicos: constan de un gran número de pequeños elementos transductores que son pulsados electrónicamente en disposición lineal o anular.

11 4. INSTRUMENTACIÓN Modalidades de aplicación clínica Modo A: la sonda se mantiene por lo general fija y el equipo registra la amplitud de los ecos que retornan al paciente, permitiéndonos medir con precisión la distancia entre las estructuras corporales Modo B: cada eco se representa por un punto brillante cuyo tamaño es proporcional a la amplitud de la señal Scan-B: el transductor es desplazado manualmente por el operador, que efectúa un rastreo sobre la piel

12 4. INSTRUMENTACIÓN Modalidad M (TM): nos permite analizar de forma gráfica las superficies que están en movimiento (corazón). La sonda permanece fija y el haz se dirige hacia la estructura movil Modalidad de tiempo real: se realizan un gran número de cortes por unidad de tiempo (>150) Reduce notablemente el tiempo de exploración Aporta información adicional como el movimiento del corazón, la pulsatilidad de las arterias o los movimientos intestinales

13 4. INSTRUMENTACIÓN Modo B (Metástasis)

14 4. INSTRUMENTACIÓN Modo B (Vesícula Biliar Colecistitis)

15 5. ULTRASONIDO DOPPLER El efecto Doppler Cuando un haz ultrasónico incide en una superficie inmóvil, la onda reflejada (eco) tiene la misma frecuencia que la onda que fue transmitida. En cambio, si la superficie está en movimiento, la onda reflejada tendrá una frecuencia diferente de la transmitida. Esta diferencia recibe el nombre de cambio de frecuencia Doppler

16 5. ULTRASONIDO DOPPLER Modalidades Doppler Modalidad de onda continua Utiliza una sonda con dos cristales Se comparan las frecuencias recibidas y se sustrae la frecuencia Doppler mediante demodulación electrónica Aplicación: Explorar vasos pequeños y/o superficiales de las extremidades (cristales 5-10 MHz) Monitorización audible del corazón fetal y los vasos uteroplacentarios (cristales de 2-3 MHz) Limitaciones: Falta de resolución espacial (regiones muchos vasos)

17 5. ULTRASONIDO DOPPLER Modalidad de onda pulsada Utiliza un único cristal Permite registrar y analizar los cambios de frecuencia Doppler que ocurren en una profundidad predeterminada, sin sobreponerse a las señales Doppler de otras regiones Un reloj digital gobierna la emisión de pulsos y el tiempo de regreso de las ondas (ecos) Limitaciones: Aliasing (2*frec. Doppler) Análisis cuantitativo mediante espectro Doppler

18 5. ULTRASONIDO DOPPLER Análisis cuantitativo Doppler espectral Pulsativilidad Resistencias Velocidades: Máxima Mínima Media Tiempo: Aceleración Flujos (litros/seg)

19 5. ULTRASONIDO DOPPLER Instrumentación en Doppler Doppler-Dúplex Combina en forma simultánea, o sucesiva, la imagen en tiempo real con el análisis espectral Doppler Doppler en color Emplea un transductor electrónico de tipo Dúplex El color azul o el rojo se asignan de acuerdo con la dirección del flujo respecto al transductor Ventajas: Identifica frec. del flujo y sus alteraciones en una región Sistema codificado en color es más fácil y acorta en gran medida el tiempo de examen del paciente

20 5. ULTRASONIDO DOPPLER Doppler en color (Hígado) Azul Vena porta Rojo Arteria hepática

21 5. ULTRASONIDO DOPPLER Técnica modo Triplex Modo B + Doppler Color + Espectro Doppler ONDA DOPPLER INSONACIÓN

22 5. ULTRASONIDO DOPPLER Angio-Doppler (Power Doppler) Analiza el cambio de amplitud Permite detectar la densidad de la masa de glóbulos rojos o hematies Desventajas: No detecta la dirección ni la velocidad del flujo Proporciona información sobre la velocidad Más susceptible a los movimientos Menor resolución temporal

23 5. ULTRASONIDO DOPPLER Power Doppler evolución de la imagen obtenida con potenciadores de la señal a lo largo del tiempo 20 seg. 30 seg. 45 seg.

24 5. ULTRASONIDO DOPPLER ECO DOPPLER COLOR ECO DOPPLER COLOR PULSADO ECO POWER DOPPLER ECO CONTRASTE

25 6. ECOGRAFÍAS 3D Y 4D Utiliza de transductores de doble dimensión uso de cristales de alta frecuencia (20 MHz) Aplicaciones: Obstetricia: 8 semanas: aprecia la cabeza, tronco y extremidades 10 semanas: cara, ojos, nariz, boca y orejas (360º) 20 semanas: Estudio detallado del cerebro, corazón, cara, pabellón auricular, columna vertebral, extremidades, manos y pies. Ginecología: malformaciones de útero patologías de ovario y mama

26 6. ECOGRAFÍAS 3D Y 4D 12 semanas 16 semanas 28 semanas 3º trimestre

27 7. EFECTOS BIOLÓGICOS Y CONSIDERACIONES DE SEGURIDAD Gran aceptación en aplicaciones médicas Pero no existe reglamentación que garantice operación adecuada. Existe metodología de medida Caracteriza transductores Evalúa salida acústica equipos Garantiza niveles de potencia acústica admisibles Garantiza uso seguro de equipos Equipos evaluados por fabricantes

28 7.1. EFECTOS BIOLÓGICOS No confirmados hasta el momento, puede que en un futuro Uso prudente de equipos Exposiciones a niveles de intensidad y rangos diferentes a los comunes producen: Reducción del peso en el feto Daños en los tejidos Alteración de los rangos mitóticos Problemas de retraso en la comunicación

29 7.1. Efectos biológicos Mecanismos que pueden alterar los sistemas biológicos: 1) Mec. Térmico: Aumento temperatura de tejidos 2) Mec. No Térmico: Fenómenos mecánicos. -Cavitación

30 7.2. BIOEFECTOS TÉRMICOS Aumento de Tª tejidos. FACTORES: Absorción de energía Intensidad Duración Punto focal

31 7.2. Bioefectos Térmicos Absorción energía 1) Composición molecular tejidos Baja: fluidos Moderada: tejidos blandos Alta: tejido óseo 2) Frecuencia transductor: más absorción y más Tª superficial piel y punto focal menor penetración de onda compensada aumentando ganancia más energía

32 7.3. BIOEFECTOS MECÁNICOS Cavitación Colapso Implosión violenta de burbujas

33 7.3. Bioefectos mecánicos Cavitación en exposición acústica: oscilación de pequeñas burbujas de gas aumentan en tamaño y después explotan produciendo daños en los tejidos u órganos generación, crecimiento, vibración y posible colapso de microburbujas en los tejidos

34 7.3. Bioefectos mecánicos Factores Cavitación: presión negativa de las ondas, opresión de rarefacción. existencia de pequeños núcleos gaseosos estabilizados en los tejidos. Gases vibran y oscilan Líquidos que los rodean = microcorriente capaz de romper las membranas celulares.

35 7.3. Bioefectos mecánicos Colapso e implosión violenta de burbujas: eleva considerablemente temperatura y presión daña células cercanas. No existe certeza de que existan dichas burbujas en abundancia Sistemas de imagen de pulsos cortos y gran amplitud más cavitación vs a sistemas Doppler

36 7.4. SEGURIDAD Medidas para reducir la exposición a los ultrasonidos: Principio de ALARA (As Low As Reasonably Achievable) Instituto Americano de Ultrasonido (AIUM) Usar el procedimiento de la forma más limitada posible para buen resultado clínico Medidas = uso prudente del procedimiento

37 7.4. Seguridad - ALARA 1) Controlar la energía empleada en el estudio: Factores de nivel d exposición (intensidad,potencia) 2) Controlar tiempo exposición: operador (experiencia) 3) Utilizar en los niveles mínimos posibles la capacidad con que cuenta el sistema y los modos de operación 4) Emplear la sonda de menor frecuencia compatible con el estudio y la resolución que se requiere: sonda no fija / detener emisión si se congela imagen 5) Practicar una técnica de exploración adecuada: no demostraciones innecesarias.

38 8. Artefactos en ultrasonidos Errores comunes que deben ser reconocidos y excluidos del valor real Se reconocen mejor en imágenes vivas. Clasificación simple de artificios: 1. objetos que se ven en la imagen, pero que no existen 2. pérdidas de ecos por objetos existentes.

39 8. Artefactos en ultrasonidos Artefactos acústicos: errores en la representación de la señal que no están presentes en la interfase que le dio origen. Se pueden producir en la apreciación de la localización de la interfase o en la intensidad del eco que proviene de ella. Muchos son obvios y no causan problemas clínicos, Otros pueden producir errores Algunos ayudan al diagnostico

40 8. Artefactos en ultrasonidos Origen de los artefactos la imagen se basa en supuestos no totalmente ciertos : 1. Velocidad del ultrasonido en el organismo es constante (1540 m/seg) 2. Sonido avanza en línea recta 3. Ecos detectados por el transductor están localizados en el eje principal del haz ultrasónico 4. Ecos que tardan más tiempo en llegar al transductor proceden de zonas más profundas

41 8. Artefactos en ultrasonidos Causas: 1. Comportamiento físico del ultrasonido 2. Condiciones de manejo del escaneo 3. Programación incorrecta del equipo.

42 Artefactos en modo B - tiempo real Mecanismo - Artefacto A) Propagación - Reverberación - Imagen en espejo (duplicación) - Lóbulos laterales - Refracción y refocalización - Error de posición B) Resolución - Limitación en resolución axial - Limitación en resolución lateral - Punteado acústico - Anchura del corte C) Atenuación - Refuerzo acústico - Sombra acústica - Refuerzo en el borde - Sombra del borde - Bandas focales D) Diversos - Cola de corneta - Artefacto en forma de V (Ring-down) - Rango ambiguo - Error en la velocidad

43 8.1 Acciones contra los artefactos Selección de la frecuencia (la más alta posible) Uso de gel de acoplamiento (gel o aceite vegetal a Tª y cantidad adecuada) Ajuste del brillo y contraste en cada imagen Ajuste de la ganancia total, cercana y lejana Ajuste del foco o programación de el auto-foco Cambio de la profundidad de escaneo y del ángulo Uso de un rango dinámico para la mejor compresión

44 8.2. Otras consideraciones Seguridad del operador y del paciente Fuente energética buena y segura Escaneo despacio Sin mover la sonda muy rápido, recorrer todos los órganos en orden Toma de imágenes en forma ordenada y estandarizada Uso de guantes y ropa de protección para prevenir contaminaciones e infecciones

45 8.3. Artefactos en imágenes: Aire en el vientre

46 8.3. Artefactos en imágenes: Insuficiente contacto de gel

47 8.3. Artefactos en imágenes: Escaneo a través de tejido óseo

48 8.3. Artefactos en imágenes: Alta ganancia total

49 9. EQUIPO DE ECOGRAFÍA Sala de ecografía con un ecógrafo desplazable, camilla y el video (que grabará la sesión) Todo preparado para el estudio del paciente. La sala debe estar oscurecida y ser confortable para el médico y el paciente

50 9. Equipo de Ecografía Detalle mesa de control. Sonda curva, para la ecografía abdominal Sonda plana, para las partes blandas y tiroides.

51 9. Equipo de Ecografía Detalle sonda convexa de 3.5 MHz Ecografía abdominal La más utilizada en la práctica médica general

52 9. Equipo de Ecografía Detalle mesa de control TrackBall: permite mediciones y desplazamientos del cursor por el monitor Teclas de pausa de imagen e impresión en papel (esquina inferior derecha)

53 9. Equipo de Ecografía Control de la ganancia global (control blanco y plano) Deslizadores: ajuste ganancia por planos! La ganancia amplifica ecos aumento o disminución del brillo de la imagen

54 9. Equipo de Ecografía Ecogragía G67: ganancia 67 (brillo) D72: rango dinámico 72 (grises) T60: transmisión focal 60 (enfoque)

55 9. Equipo de Ecografía TOSHIBA SSA-270A (SONOLAYER). Sistema de ultrasonido a color Doppler. Análisis PW/CW Doppler (pulsed and continuous wave), modo M y Tissue Doppler. Aplicaciones: Abdominal, Cardiología, Radiología, Urología y Vascular Precio: $.

56 Ruegos y preguntas Gracias por su atención