Principios de la adquisición de imágenes ecocardiográficas y el análisis de Doppler

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1 1 Principios de la adquisición de imágenes ecocardiográficas y el análisis de Doppler PRINCIPIOS BÁSICOS Ondas de ultrasonido Transductores Ecografía Principios Artefactos en las imágenes Doppler Doppler pulsado Doppler color Doppler continuo o de onda continua (OC) Artefactos en el Doppler Efectos biológicos y seguridad EXAMEN ECOCARDIOGRÁFICO PREGUNTAS DE AUTOEVALUACIÓN PRINCIPIOS BÁSICOS El conocimiento de los principios básicos de los ultrasonidos es necesario para interpretar los datos de las imágenes ecográficas y el Doppler. Para obtener información diagnóstica es necesario ajustar correctamente los parámetros de los instrumentos. Se escoge la modalidad ecográfica adecuada (imagen bidimensional [2D], Doppler pulsado, Doppler color, etc.) según el tipo de información clínica que se necesite. El instrumental actual permite modificar numerosos parámetros durante la adquisición de datos, como profundidad, ganancia, imagen armónica, filtros de pared, etcétera. Es necesario distinguir los artefactos de los hallazgos anatómicos en las imágenes ecográficas. La realización de mediciones precisas con Doppler depende de detalles tanto de la interrogación del flujo de sangre como de los parámetros de adquisición de imágenes. Ondas de ultrasonido Las ondas de ultrasonido ( tabla 1-1 ) son vibraciones mecánicas con descriptores básicos que incluyen: Frecuencia (ciclos por segundo = Hz, ciclos/ segundo = MHz) Velocidad de propagación (en torno a m/s en la sangre) Longitud de onda (igual a la velocidad de propagación dividida por la frecuencia) Amplitud (decibelios o db) Elsevier España, S.L. Reservados todos los derechos Las ondas de ultrasonido interactúan con los tejidos ( tabla 1-2 ) de cuatro maneras diferentes: Refl ejo (utilizado para crear imágenes de ultrasonido) Dispersión (la base de la ecografía Doppler) Refracción (utilizada para enfocar el haz de ultrasonido) Atenuación (pérdida de fuerza de la señal en el tejido) La penetración tisular es mayor con un transductor de frecuencia más baja (por ejemplo, 2-3 MHz). La resolución de la imagen es mayor (en torno a 1 mm) con un transductor de frecuencia más alta (por ejemplo, 5-7,5 MHz) (fig. 1-1 ). La amplitud («volumen») se describe mediante la escala logarítmica de decibelios (db); un cambio de 6 db representa una amplitud de señal dos veces más grande o dos veces más pequeña. La impedancia acústica depende de la densidad del tejido y la velocidad de propagación del ultrasonido en ese tejido. El reflejo del ultrasonido se produce en la interfase de los tejidos lisos con diferentes impedancias acústicas (como entre la sangre y el miocardio). El reflejo es mayor cuando el haz de ultrasonido es perpendicular a la superficie del tejido. La dispersión de los ultrasonidos que tiene lugar con estructuras pequeñas (como los eritrocitos) se utiliza para generar señales de Doppler. Los registros de velocidad del Doppler son especialmente exactos cuando el haz de ultrasonido es paralelo a la dirección del flujo de sangre. La refracción del ultrasonido puede dar lugar a artefactos de imagen debidos a la desviación del haz de ultrasonido respecto a la trayectoria en línea recta. 1

2 2 Capítulo 1 Principios de la adquisición de imágenes ecocardiográficas y el análisis de Doppler TABLA 1-1 Ondas de ultrasonido Definición Ejemplos Implicaciones clínicas Frecuencia (f) Número de ciclos por segundo en una onda de ultrasonido f = ciclos/s = Hz. Las frecuencias de transductor se miden en MHz ( ciclos/s). Las frecuencias de las señales de Doppler se miden en KHz (1.000 ciclos/s). Para aplicaciones clínicas se utilizan diferentes frecuencias de transductor, porque la frecuencia transmitida afecta a la penetración tisular del ultrasonido, la resolución de la imagen y la señal del Doppler. Velocidad de propagación (c) Velocidad a la que el ultrasonido atraviesa el tejido. La velocidad media del ultrasonido en el tejido blando es de unos m/s. La velocidad de propagación en los diferentes tejidos blandos (sangre, miocardio, hígado, grasa, etc.) es parecida, pero es mucho menor en el pulmón y mucho mayor en el hueso. Longitud de onda ( ) Distancia entre las ondas de ultrasonido: = c/ f = 1,54/ f ( MHz) La longitud de onda es menor con un transductor de alta frecuencia y mayor con un transductor de baja frecuencia. La resolución de la imagen es mayor (1 mm aproximadamente) con una longitud de onda más corta (frecuencia más alta). La profundidad de la penetración tisular es mayor con una longitud de onda más larga (frecuencia más baja). Amplitud (db) Altura de la onda de ultrasonido o «volumen», medida en decibelios (db). Para los db se utiliza una escala logarítmica. Es posible mostrar un amplio intervalo de amplitudes usando una visualización en escala de grises tanto para la ecografía como para el Doppler espectral. En la escala de db, 80 db representan una amplitud veces mayor y 40 db indican una amplitud 100 veces mayor. TABLA 1-2 Interacción del ultrasonido y el tejido Definición Ejemplos Implicaciones clínicas Impedancia acústica (Z) Característica de cada tejido definida por la densidad tisular ( ρ ) y la propagación de la velocidad (c): Z = ρ c El pulmón tiene una densidad baja y una velocidad de propagación lenta, mientras que el hueso tiene una densidad alta y una velocidad de propagación rápida. Los tejidos blandos presentan diferencias más pequeñas en la densidad tisular y la impedancia acústica. El ultrasonido se refleja desde los bordes entre los tejidos con diferencias en la impedancia acústica (por ejemplo, sangre y miocardio). Reflejo Regreso de la señal de ultrasonido al transductor desde el límite de un tejido liso. El reflejo se utiliza para generar imágenes cardíacas en 2D. El reflejo es mayor cuando el haz de ultrasonido es perpendicular a la interfaz del tejido. Dispersión Radiación del ultrasonido en múltiples direcciones desde una estructura pequeña, como los glóbulos sanguíneos. La alteración de la frecuencia de las señales que se dispersan desde los glóbulos sanguíneos en movimiento constituye la base de la ecografía Doppler. La amplitud de las señales dispersadas es entre 100 y veces inferior a la de las señales reflejadas. Refracción Desviación de las ondas de ultrasonido de una trayectoria recta debido a diferencias en la impedancia acústica. La refracción se utiliza en el diseño del transductor para enfocar el haz de ultrasonido. La refracción en los tejidos da lugar a artefactos de imagen doble. Atenuación Pérdida de fuerza de la señal causada por la absorción de la energía del ultrasonido por los tejidos. La atenuación depende de la frecuencia, con una mayor atenuación (menos penetración) a frecuencias más elevadas. Es posible que sea necesario un transductor de frecuencia más baja para las proyecciones apicales o en pacientes más grandes en la imagen transtorácica.

3 Principios de la adquisición de imágenes ecocardiográficas y el análisis de Doppler Capítulo 1 3 TABLA 1-2 Interacción del ultrasonido y el tejido (cont.) Definición Ejemplos Implicaciones clínicas Resolución La menor distancia resoluble entre dos reflectores especulares en una imagen ecográfica. La resolución tiene tres dimensiones: a lo largo de la longitud del haz (axial), lateral a través de la imagen (azimutal) y en el plano elevacional. La resolución axial es la más precisa (de apenas 1 mm), por lo que las mejores mediciones se realizan a lo largo del haz de ultrasonido. 3,5 MHz 6 MHz AI VD VI A B Figura 1-1. El efecto de la frecuencia del transductor en la penetración y la resolución se muestra en esta proyección transesofágica de las cuatro cavidades obtenida a una frecuencia transmitida de (A) 3,5 MHz y (B) 6 MHz. El transductor de frecuencia más alta ofrece una mejor resolución; por ejemplo, las valvas mitrales (fl echa) parecen delgadas, pero la profundidad de la penetración de la señal es muy poca, por lo que la mitad apical del VI no se ve. Con el transductor de frecuencia más baja, la penetración tisular mejorada ofrece una mejor imagen de la punta del VI, pero la resolución de la imagen es peor y las valvas mitrales se ven más gruesas y menos defi nidas. Elsevier. Es una publicación MASSON. Fotocopiar sin autorización es un delito. Transductores Los transductores de ultrasonidos utilizan un cristal piezoeléctrico para transmitir y recibir señales de ultrasonidos alternativamente ( fig. 1-2 ). Los transductores están configurados para modalidades de obtención de imagen específicas: transesofágica, intracardíaca e intravascular (tabla 1-3 ). Las características básicas de un transductor son: La frecuencia de transmisión (de 2,5 MHz para ecografía transtorácica hasta 20 MHz para ecografía intravascular) El ancho de banda (gama de frecuencias en el pulso de ultrasonido transmitido) La frecuencia de repetición de pulso (número de ciclos de transmisión-recepción por segundo) La profundidad focal (depende de la forma del haz y el enfoque) La abertura (tamaño de la cara o «huella» del transductor) La potencia de salida El retraso entre la transmisión de un haz de ultrasonido y la detección de la onda reflejada indica la profundidad del reflector tisular. Transductores ecocardiográficos Transductor de Doppler OC Figura 1-2. El transductor específi co escogido para la imagen transtorácica dependerá de la frecuencia transmitida, el tamaño del transductor y la aplicación específica. Aquí se muestra un pequeño transductor de múltiples canales utilizado en niños y para ver la punta en adultos; un transductor más grande de frecuencia más baja para una mejor penetración del ultrasonido; y un transductor Doppler de onda continua especial de cristal dual sin imágenes. Normalmente, durante la exploración se utilizan múltiples transductores.

4 4 Capítulo 1 Principios de la adquisición de imágenes ecocardiográficas y el análisis de Doppler TABLA 1-3 Transductores de ultrasonido Definición Ejemplos Implicaciones clínicas Tipo Características y configuración de los transductores. La mayoría de los transductores cardíacos utilizan múltiples canales de cristales piezoeléctricos. Transtorácico (adulto y pediátrico) Doppler OC sin imágenes Ecocardiografía 3D ETE Intracardíaco Cada tipo de transductor está optimizado para una aplicación clínica concreta. Para realizar una exploración completa es posible que sea necesario más de un transductor. Frecuencia de transmisión Frecuencia central emitida por el transductor. Las frecuencias del transductor varían entre 2,5 MHz para la ecografía transtorácica y 20 MHz para la imagen intravascular. Un transductor de frecuencia más alta ofrece una resolución mejorada, pero menos penetración. Las señales de Doppler son óptimas a una frecuencia del transductor más baja que la que se utiliza para la ecografía. Potencia de salida Cantidad de energía de ultrasonido emitida por el transductor. Un aumento de la potencia transmitida incrementa la amplitud de las señales de ultrasonido reflejadas. Una potencia de salida excesiva puede provocar efectos biológicos, que se miden mediante los índices mecánicos y térmicos. Ancho de banda Gama de frecuencias del pulso de ultrasonido. El ancho de banda está determinado por el diseño del transductor. Un ancho de banda más amplio ofrece una resolución axial mejorada para las estructuras alejadas del transductor. Longitud de pulso (o ráfaga) Longitud de la señal de ultrasonido transmitida. Es posible transmitir una señal de frecuencia más alta en una longitud de pulso más corta en comparación con una señal de frecuencia más baja. Una longitud de pulso más breve mejora la resolución axial. Frecuencia de repetición de pulso (FRP) Número de ciclos de transmisión-recepción por segundo. La FRP desciende a medida que aumenta la profundidad de la imagen (o Doppler) debido al tiempo necesario para que la señal llegue al transductor y regrese. La frecuencia de repetición de pulso afecta a la resolución y la frecuencia de imagen (sobre todo con el Doppler color). Profundidad focal La forma y el enfoque del haz se utilizan para optimizar la resolución del ultrasonido a una distancia concreta del transductor. Las estructuras cercanas al transductor se visualizan mejor con una profundidad focal corta y las estructuras lejanas con una profundidad focal larga. La longitud y situación de la zona focal de un transductor están determinadas sobre todo por el diseño de este, aunque es posible realizar ajustes durante la exploración. Abertura Superficie de la cara del transductor donde se transmite y recibe el ultrasonido. Un pequeño Doppler OC sin imagen permite un posicionamiento y una angulación óptimos del haz de ultrasonido. Una abertura más amplia ofrece un haz más enfocado. Una abertura más pequeña permite una resolución mejorada del transductor en la ETT. La frecuencia de repetición de pulso es un factor importante en la resolución y la frecuencia de la imagen. Una longitud de pulso transmitido más corta da lugar a una mejor resolución de la profundidad (o axial). Un ancho de onda más amplio ofrece una mejor resolución de las estructuras lejanas al transductor. La forma del haz de ultrasonido depende de varios factores complejos. Cada tipo de transductor enfoca el haz a una profundidad adecuada para la aplicación clínica. Algunos transductores permiten ajustar la profundidad focal. Una abertura menor está asociada a una mayor amplitud del haz; sin embargo, una menor «huella» puede mejorar la angulación del haz en los espacios intercostales. Esto es especialmente evidente desde el punto de vista clínico con un transductor Doppler de onda continua (OC) especial sin imágenes.

5 Principios de la adquisición de imágenes ecocardiográficas y el análisis de Doppler Capítulo 1 5 Elsevier. Es una publicación MASSON. Fotocopiar sin autorización es un delito. Ecografía Principios Las modalidades ecográficas básicas son: Modo M: gráfico de profundidad y tiempo Bidimensional: barrido de sector en un plano de imagen tomográfica con movimiento en tiempo real Tridimensional (3D): imagen en tiempo real corta seleccionada en un formato de visualización en 3D (véase el capítulo 4) Normalmente, los controles del sistema para la obtención de imágenes en 2D son: Potencia de salida (energía de ultrasonido transmitida) Ganancia (amplitud de la señal recibida) Compensación de ganancia temporal (ganancia diferencial a lo largo del haz de ultrasonido) Profundidad de la imagen (afecta a la frecuencia de repetición de pulso y a la frecuencia de imagen) Escala de grises/rango dinámico (grado de contraste en las imágenes) Los registros en modo M permiten la identificación de movimiento intracardíaco muy rápido porque la velocidad de muestreo se sitúa en unas veces por segundo, en comparación con una frecuencia de imagen 2D de 30 fotogramas por segundo ( fig. 1-3 ). La resolución de la imagen ecográfica es más precisa a lo largo del haz de ultrasonido (resolución axial) en comparación con la resolución lateral (de lado a lado) o elevacional («grosor» de la imagen plana). La resolución lateral disminuye cuanto mayor es la distancia respecto al transductor ( fig. 1-4 ). La imagen armónica mejora la definición endocárdica y reduce los artefactos del campo cercano y lateral ( fig. 1-5 ). Artefactos en las imágenes Los artefactos habituales en las imágenes tienen su origen en: 2D VI Ao Línea M Modo M profundidad tiempo Un cociente bajo de señal y ruido Sombras acústicas Reverberaciones Amplitud del haz Resolución lateral Refracción Ambigüedad de distancia Procesamiento electrónico Se ve una sombra distal a un reflector fuerte de ultrasonidos porque la onda de ultrasonido no atraviesa el reflector ( fig. 1-6 ). Las señales que tienen su origen en los bordes del haz de ultrasonido o en los márgenes laterales pueden dar lugar a artefactos ecográficos o de Doppler. La desviación del haz de ultrasonido de la trayectoria en línea recta debida a la refracción en el tejido hace que la estructura aparezca en una ubicación incorrecta en el barrido de sector ( fig. 1-7 ). Los refl ejos sucesivos del ultrasonido entre dos fuertes refl ectores crean un artefacto por reverberación. Se supone que las señales de ultrasonido reflejadas recibidas en el transductor tienen su origen en el pulso anterior transmitido. Las señales procedentes de estructuras muy profundas o las señales que se han vuelto a reflejar se mostrarán a ½ o dos veces la profundidad del origen real. Doppler La ecografía Doppler se basa en el principio de que el ultrasonido retrodifundido ( F s ) desde los eritrocitos en movimiento aparecerá en una frecuencia más alta o más baja que la frecuencia transmitida ( F T ) en función de la velocidad y la dirección de un flujo de sangre (v) ( tabla 1-4 ). La ecuación del Doppler es: VAVM v = c ( Fs F T ) / [2F T ( cos ) ] Figura 1-3. Ecocardiografía en modo M. La situación del haz en modo M está orientada por la imagen 2D para garantizar que la línea en mo do M es perpendicular al eje largo del ventrículo y está centrada en la cavidad. Este trazado en modo M (M de movimiento) del tiempo (e n el eje horizontal) y la velocidad (en el eje vertical) revela el rápido movimiento diastólico de la valva anterior de la válvula mitral (V AVM) en un paciente con fl úter auricular.

6 6 Capítulo 1 Principios de la adquisición de imágenes ecocardiográficas y el análisis de Doppler AI AD VD VI VI VD AD AI A B Figura 1-4. La resolución lateral con el ultrasonido disminuye con la distancia del refl ector respecto al transductor. En esta imagen de ETE orientada con el origen de la señal de ultrasonido en la parte superior de la imagen (A), las estructuras delgadas próximas al transductor, como el tabique auricular (fl echa pequeña), aparecen en forma de punto porque la resolución lateral es óptima a esta profundidad. Los refl ejos procedentes de estructuras más alejadas, como la pared ventricular (fl echa grande), se ven como una línea ancha debido a la mala resolución lateral. Cuando la imagen está orientada con el transductor en la parte inferior de la imagen (B), los efectos de la profundidad en la resolución lateral son más evidentes visualmente. La orientación estándar en la ecocardiografía con el transductor en la parte superior de la imagen está basada en consideracion es de la física del ultrasonido, no en la anatomía cardíaca. VI VD Prótesis VM A Figura 1-5. La imagen armónica mejora la identificación del borde endocárdico del VI, tal como se ve en esta proyección apical de las cuatro cavidades cardíacas obtenida con un transductor de 4 MHz utilizando (A) imagen de frecuencia fundamental y (B) imagen armónica. B AD Para lograr mediciones de flujo de sangre exactas debe haber un ángulo de intersección ( ) paralelo entre el haz de ultrasonido y la dirección del flujo de sangre. Existen tres modalidades de Doppler básicas: el Doppler pulsado, Doppler color y Doppler continuo. Figura 1-6. Esta proyección apical de las cuatro cavidades cardíacas de un paciente con prótesis valvular mitral mecánica ilustra el ensombrecimiento (zona oscura, fl echa pequeña ) y las reverberaciones (banda blanca de ecos, fl echa grande ) que oscurecen las estructuras (en este caso la aurícula izquierda) distales a la válvula.

7 Principios de la adquisición de imágenes ecocardiográficas y el análisis de Doppler Capítulo 1 7 TABLA 1-4 Física del Doppler Definición Ejemplos Implicaciones clínicas Efecto Doppler Cambio en la frecuencia del ultrasonido que se dispersa desde un objetivo en movimiento. v = c F / [ 2 F T ( cos ) ] Una velocidad más alta corresponde a un cambio de frecuencia Doppler mayor, que varía entre 1 y 20 khz para velocidades de flujo intracardíaco. Los sistemas ecográficos muestran la velocidad, que se calcula mediante la ecuación de Doppler, en función de la frecuencia del transductor y desplazamiento de Doppler, suponiendo que cos es igual a 1. Ángulo de intersección Ángulo ( ) entre la dirección del flujo sanguíneo y el haz de ultrasonido. Cuando el haz de ultrasonido es paralelo a la dirección del flujo sanguíneo (0 o 180 ), el cos es 1 y puede ignorarse en la ecuación del Doppler. Cuando el ángulo de intersección no es paralelo, la velocidad se subestima. Esto puede provocar errores en las mediciones hemodinámicas. Doppler OC Transmisión continua de ultrasonido con recepción de señales Doppler desde toda la longitud del haz de ultrasonido. El Doppler OC permite medir señales de velocidad elevada, pero no localiza la profundidad del origen de la señal. El Doppler OC se utiliza para medir las altas velocidades de la estenosis y la insuficiencia valvular. Doppler pulsado Transmisión de ultrasonido pulsado en que el momento de la recepción determina la profundidad de la señal retrodifundida. El Doppler pulsado toma muestras de velocidades de un punto específico, pero solo puede medir la velocidad dentro de un intervalo limitado. El Doppler pulsado se utiliza para registrar las señales de velocidad baja en un punto determinado, como la velocidad del flujo eferente del VI o la del flujo de llenado del VI. Frecuencia de repetición de pulso (FRP) Número de pulsos transmitidos por segundo. La FRP está limitada por el tiempo necesario para que el ultrasonido llegue a la profundidad de interés y regrese. La FRP determina la velocidad máxima que puede medirse sin ambigüedades. La velocidad máxima medible con Doppler pulsado es de aproximadamente 1 m/s a 6 cm de profundidad. Elsevier. Es una publicación MASSON. Fotocopiar sin autorización es un delito. Límite de Nyquist Aliasing Volumen de muestra Análisis espectral Cambio de frecuencia (o velocidad) máximo medible con Doppler pulsado, igual a 1/2 FRP. Fenómeno según el cual no es posible determinar la dirección del flujo para cambios de frecuencias superiores al límite de Nyquist. Punto intracardíaco en el que se originó la señal de Doppler pulsado. Método empleado para mostrar los datos de la velocidad Doppler frente al tiempo, con una escala de grises que indica la amplitud. El límite de Nyquist se visualiza como la parte superior e inferior del intervalo de velocidades, con la línea de base en el centro. Con el aliasing del flujo eferente del VI, el máximo de la curva de la velocidad «se corta» y aparece en forma de flujo en dirección contraria. La profundidad del volumen de muestra está determinada por el intervalo de tiempo entre la transmisión y la recepción. La longitud del volumen de muestra está determinada por la duración del ciclo de recepción. El análisis espectral se utiliza tanto para el Doppler pulsado como para el DOC. Cuanto mayor es la profundidad, menor es la velocidad máxima medible con Doppler pulsado. Si se pasa por alto, el aliasing puede provocar inexactitudes en las mediciones de la velocidad. La profundidad y longitud del volumen de muestra se ajustan para registrar el flujo de interés. La escala de la velocidad, la posición de la línea de base y la escala temporal de la visualización espectral se ajustan para cada señal de velocidad de Doppler.

8 8 Capítulo 1 Principios de la adquisición de imágenes ecocardiográficas y el análisis de Doppler 40 db 2 /+ 1/0/ 1 Profundidad OP = 96 mm Muestra OP = 2,0 mm Ganancia OP = 7 db OP: 2 MHz Longitud Profundidad del volumen de muestra TSVD m/s Ao AI 1,5 Doppler pulsado Figura 1-7. En esta imagen paraesternal de eje corto de la válvula aórtica (Ao), un artefacto por refracción da lugar a la aparición de una «segunda» válvula aórtica (fl echas) que se superpone parcialmente a la posición real de la válvula aórtica. AI, aurícula izquierda; TSVD, tracto de salida del ventrículo derecho. La velocidad (c) del ultrasonido en la sangre es de unos m/s. La velocidad del flujo sanguíneo se subestimará con un ángulo de intersección no paralelo; a un ángulo de 20 el error es de solo el 6%, pero aumenta hasta el 50% a un ángulo de 60. Cuando el haz de ultrasonido es perpendicular al flujo, no hay desplazamiento de frecuencia o efecto Doppler y el flujo sanguíneo no se detecta, aun cuando esté presente. La visualización estándar de la velocidad Doppler (o registro espectral) muestra el tiempo en el eje horizontal y la velocidad en el eje vertical, indicando la amplitud de la señal mediante una escala de grises en decibelios ( fig. 1-8 ). Los controles estándar del instrumento de Doppler son: Potencia de salida Ganancia del receptor ( fig. 1-9 ) Filtros de paso alto («filtros de pared») ( fig ) Escala de velocidad y desplazamiento de la línea de base Opciones posprocesamiento Doppler pulsado El Doppler pulsado permite la medición de la velocidad del flujo sanguíneo en un lugar concreto dentro del corazón o los grandes vasos. La profundidad de la interrogación (o volumen muestral) está determinada por el intervalo de tiempo entre la transmisión y el muestreo de la señal reflejada. El solapamiento de señal limita la velocidad máxima medible con el Doppler pulsado. Figura 1-8. Trazado espectral Doppler del fl ujo de salida o eyectivo del VI obtenido con una ecografía Doppler pulsado desde la punta. La profundidad del volumen de muestra (tiempo para la transmisión y recepción de la señal) se muestra en una pequeña imagen 2D con la longitud (duración del muestreo) indicada por el tamaño de la onda pulsada (OP). El trazado espectral señala el tiempo (eje horizontal), la velocidad (eje vertical) y la intensidad de la señal (escala de grises). La línea de base se ha desplazado hacia arriba para revelar la totalidad de la curva de la velocidad que se aleja del transductor. Se observa por encima de la línea de base algo de flujo de llenado diastólico del VI en dirección al transductor ,40 m/s 0,10 A ,40 m/s 0,20 B 50 db 1 /+ 1/0/ 1 Profundidad OP = 16 mm Muestra OP = 2,0 mm Ganancia OP = 13 db OP: 3,5 MHz 50 db 1 /+ 1/0/ 1 Profundidad OP = 18 mm Muestra OP = 1,5 mm Ganancia OP = 7 db OP: 3,5 MHz 8:20:04 am 0 TE-V5M 7,0 MHz 90mm UWMC ETE UWMC ETE /V Temp. cristal = 37,2 C Grabación en proceso 0:08:04 FC = 66 lpm Barrido = 100 mm/s Update 8:20:38 am 0 TE-V5M 7 s 7,0 MHz UWMC ETE 90mm UWMC ETE /V Grabación en proceso Esperando FC = 60 lpm Barrido = 100 mm/s Run/Stop Figura 1-9. Se muestra el efecto de las especifi caciones de la ganancia Doppler del registro mediante ETE del fl ujo de la vena pulmonar. El exceso de ruido se elimina; la ganancia desciende desde 13dB (A) hasta 7dB (B).

9 Principios de la adquisición de imágenes ecocardiográficas y el análisis de Doppler Capítulo 1 9 Elsevier. Es una publicación MASSON. Fotocopiar sin autorización es un delito. Se transmite un pulso de ultrasonido y posteriormente la señal reflejada es analizada en el intervalo temporal correspondiente al tiempo de tránsito desde la profundidad de interés. La línea de interrogación del Doppler pulsado y el volumen muestral se visualizan en la imagen 2D y el transductor solo está en Doppler durante la grabación de los datos. La frecuencia de repetición de pulso es el número de ciclos de transmisión/recepción por segundo, que está determinado por la profundidad del volumen muestral. La frecuencia máxima detectable con el muestreo intermitente es la mitad de la frecuencia de repetición de pulso (o límite de Nyquist). La dirección del flujo de sangre para frecuencias que superan el límite de Nyquist es ambigua; este fenómeno se denomina aliasing de señal ( fig ). La escala de velocidad efectiva del Doppler pulsado puede doblarse desplazando la línea de base hasta el límite de la visualización espectral. El tamaño del volumen de muestra puede ajustarse para localizar la señal (tamaño pequeño) o mejorar la fuerza de la señal (tamaño grande). El Doppler pulsado se utiliza para medir las velocidades del fl ujo transvalvular intracardíaco normal. Para generar imágenes del flujo con Doppler color y registros de Doppler tisular se utilizan variaciones del principio del Doppler pulsado. Doppler color El Doppler color emplea el principio del Doppler pulsado para generar una imagen 2D o «mapa» de la velocidad del flujo sanguíneo sobreimpuesta a la imagen 2D en tiempo real ( tabla 1-5 ). Las señales del Doppler color, como todos los datos de velocidad del Doppler pulsado, son angulodependientes y están sujetas a aliasing de señal. La frecuencia de imagen del Doppler color depende de: La frecuencia de repetición de pulso (profundidad del sector de color) El número de líneas de barrido (amplitud del sector de color y densidad de las líneas de barrido) El número de pulsos por línea de barrido (afecta a la exactitud del cálculo de la velocidad media) El Doppler color se registra en tiempo real junto con la imagen 2D simultánea. Normalmente, el flujo hacia el transductor aparece en rojo, mientras que el flujo que se aleja del transductor se muestra en azul ( fig ). Cuando la velocidad supera el límite de Nyquist, se produce aliasing, de manera que los flujos más rápidos que se acercan al transductor pasan de rojo a azul y viceversa para los que se alejan del transductor. La cantidad de variación en la señal de velocidad de cada lugar puede codificarse en la escala de color como varianza. 1,0 m/s 2,0 OC: 2 MHz Filtro alto 1,0 m/s 2,0 OC: 2 MHz Filtro bajo Figura Registro de Doppler de onda continua de una señal de flujo eyectivo aórtico con el filtro de paso alto («pared») especificado a un nivel alto y bajo. Con el fi ltro más alto, la señal de velocidad baja se elimina reflejada en el espacio vacío adyacente a la línea de base. Este trazado permite la identifi cación de la velocidad máxima y el reconocimiento del chasquido de cierre de la válvula. Con el fi ltro más alto especifi cado, las señales de velocidad se extienden hasta la línea de base, lo que aumenta la exactitud de la medición de los intervalos de tiempo, pero también hay más ruido en la señal de velocidad debido al movimiento de las estructuras cardíacas. 40 db 2 /+ 1/0/ 1 Profundidad OP = 89 mm Muestra OP = 2,5 mm Ganancia OP = 8 db Volumen de muestra 0,60 OP: 2 MHz m/s Línea de base 0,60 Límite de Nyquist Figura Velocidad del flujo eyectivo o de salida del VI registrada desde la ventana apical con el volumen de muestra en el lado VI de la válvula aórtica. El trazado espectral se muestra en formato estándar, con la línea de base en el centro de la escala y el límite de Nyquist en la parte superior e inferior de la escala. En la parte superior de la señal de fl ujo eyectivo del VI que se ve en el canal inverso hay aliasing (fl echas). Este grado de aliasing se resuelve fácilmente desplazando la línea de base, tal como se observa en la fi gura 1-7. La mejor manera de resolver el aliasing con un fl ujo de velocidad más alta es utilizar la ecografía Doppler de onda continua. La varianza es reflejo del aliasing de la señal (flujo de velocidad alta) o de la presencia de múltiples velocidades o direcciones de flujo (flujo turbulento). El Doppler color es especialmente útil para visualizar los patrones espaciales de flujo; con este fin, la preferencia del ecografista determina la escala de color más adecuada.

10 10 Capítulo 1 Principios de la adquisición de imágenes ecocardiográficas y el análisis de Doppler TABLA 1-5 Imágenes de flujos en Doppler color Definición Ejemplos Implicaciones clínicas Línea de muestreo Los datos del Doppler se visualizan desde múltiples líneas de muestreo en toda la imagen 2D. En lugar de tomar muestras de señales reflejadas de una profundidad (como en el Doppler pulsado), se analizan señales de múltiples profundidades a lo largo del haz. Un mayor número de líneas de muestreo da lugar a datos Doppler más densos, pero a una frecuencia de imagen menor. Longitud del haz Número de haces de ultrasonido a lo largo de cada línea de muestreo. La velocidad media se calcula a partir del promedio de las señales reflejadas de cada haz. Un mayor número de haces da lugar a estimaciones de la velocidad media más exactas, pero a una frecuencia de imagen menor. Amplitud del barrido de sector Amplitud de la imagen 2D y a color visualizada. Una amplitud de sector mayor requiere más líneas de muestreo o datos de velocidad menos densos. Un barrido de sector más estrecho permite una densidad mayor de la línea de muestreo y una frecuencia de imagen superior. Profundidad del barrido de sector Profundidad de la imagen del Doppler color visualizada. La profundidad máxima del barrido de sector determina la FRP (como en el Doppler pulsado) y el límite de Nyquist. La profundidad mínima necesaria para visualizar el flujo de interés proporciona la visualización óptima del color. Escala de color Visualización a color de la velocidad Doppler y la dirección del flujo. La mayoría de los sistemas utilizan tonos rojos para el flujo que va en dirección al transductor y azules para el flujo que se aleja del transductor. La escala de color puede ajustarse desplazando la línea basal y ajustando la velocidad máxima visualizada (dentro del límite de Nyquist). Varianza Grado de variabilidad en la estimación de la velocidad media a cada profundidad a lo largo de la línea de muestreo. Normalmente, la varianza se visualiza en forma de escala verde sobreimpuesta a la escala roja y azul de la velocidad. La varianza puede conectarse y desconectarse. La visualización de la ganancia pone de relieve las alteraciones del flujo y los flujos de alta velocidad, pero incluso los flujos normales aparecerán con varianza si la velocidad supera el límite de Nyquist..69 hacia Línea de base cero desde.69 Límite de Nyquist AI Para las mediciones del Doppler color, como las mediciones del grosor de la vena contracta o del área de superficie de isovelocidad proximal (PISA), es óptima una escala de color sin varianza. La velocidad máxima medible con el Doppler color está determinada por el límite de Nyquist, pero es posible desplazar la línea de base o reducir la escala de la velocidad. AD Figura El mapeo del fl ujo con Doppler color se ilustra en la ETE de una comunicación interauricular. La señal Doppler está sobreimpuesta en la imagen 2D mediante una escala de color para el fl ujo que va hacia el transductor en rojo y el fl ujo que se aleja del transductor en azul. La densidad del color señala la velocidad, tal como se indica en la escala. Esta escala incluye la varianza como la adición de verde en la escala de color. El fl ujo (fl echa) que va de la aurícula izquierda (AI) a la aurícula derecha (AD) a través de la comunicación debería ser azul (se aleja del transductor), pero se ve de color rojo por aliasing porque la velocidad supera el límite de Nyquist de 60 cm/s. Doppler continuo o de onda continua (OC) El Doppler OC utiliza dos cristales de ultrasonidos para transmitir y recibir señales de ultrasonido de manera ininterrumpida y simultánea. El Doppler OC permite la medición exacta de velocidades de flujo altas sin aliasing de la señal. En el registro del Doppler OC espectral se incluyen las señales de toda la longitud del haz de ultrasonido. El Doppler OC se emplea para medir flujos de velocidad elevada, como por ejemplo los de las válvulas estenóticas y regurgitantes ( fig ). La señal del Doppler OC se registra como trazado espectral con la escala y la línea de base ajustadas según sea necesario para visualizar la señal de interés.

11 Principios de la adquisición de imágenes ecocardiográficas y el análisis de Doppler Capítulo 1 11 El Doppler OC puede registrarse con un transductor estándar mostrando la línea de interrogación de OC en la imagen 2D; sin embargo, el aparato óptimo es un transductor de OC especial sin imágenes, porque el cociente de señal y ruido es más alto y la angulación es mejor con un transductor más pequeño. La ausencia de resolución de escala implica que el origen de la señal de OC debe deducirse a partir de: Las características de la propia señal (tiempo, forma y señales de flujo asociadas) Las imágenes 2D asociadas y hallazgos del Doppler pulsado o color La subestimación de la velocidad del flujo se produce cuando el haz del Doppler OC no es paralelo al flujo de interés. Artefactos en el Doppler Los artefactos en los registros espectrales del Doppler pulsado o continuo son: Subestimación de la velocidad debido a un ángulo de intersección no paralelo Aliasing o solapamiento de señal (con Doppler pulsado) Ambigüedad de distancia Artefactos del ancho de haz con sobreimposición de múltiples señales de flujo Artefacto de imagen en espejo ( fig ) Efecto del tiempo de tránsito Interferencia electrónica Los artefactos de las imágenes de flujo del Doppler color (tabla 1-6 ) son: Sombra acústica que impide detectar anomalías del flujo Efecto fantasma de los reflectores fuertes que da lugar a destellos de color en todo el plano de imagen Ganancia demasiado baja (pérdida de señal verdadera) o demasiado alta (patrón de motas en toda la imagen) Ángulo de intersección con ausencia de flujo detectable en el ángulo de 90 Aliasing de la señal ( fig ) Interferencia electrónica El potencial de subestimación de la velocidad representa el límite clínico más importante de la ecografía Doppler. El aliasing de la señal limita la medición de las velocidades altas con el Doppler pulsado y puede confundir la interpretación de las imágenes del Doppler color. La ambigüedad de distancia es obvia con el Doppler continuo. Con el Doppler pulsado, la ambigüedad de distancia se produce cuando las señales de 2x, 3x, o más de la profundidad del volumen de muestra regresan al transductor durante un ciclo de recepción. Es habitual que se dé un artefacto de imagen en espejo en los trazados espectrales, que puede reducirse bajando la potencia de salida y la ganancia. 8,0 OP: 2 MHz 1 s APX AV 2,0 OC: 2 MHz ÁPEX VT Elsevier. Es una publicación MASSON. Fotocopiar sin autorización es un delito. v e l o c i d a d m/s 4,0 EAo IAo Figura Registro de Doppler de onda continua (OC) del flujo anterógrado (estenosis aórtica, EAo) y retrógrado (insufi ciencia aórtica, IAo) a través de la válvula aórtica. El registro espectral muestra el tiempo (eje horizontal en segundos), la velocidad (eje vertical en m/s) y la intensidad de la señal (escala de grises). El fl ujo de alta velocidad puede medirse sin aliasing utilizando Doppler de onda continua tal como se indica en la velocidad del refl ujo aórtico superior a 4m/s en este ejemplo. m/s 4,0 Figura El uso apropiado de la instrumentación permite minimizar muchos artefactos del ultrasonido. Este registro de la velocidad del fl ujo de regurgitación tricúspide muestra una notable diafonía entre canales (señal por debajo de la línea basal que no está correlacionada con un flujo intracardíaco real) de la señal diastólica a través de la válvula tricúspide. Este registro mejoraría especifi cando un fi ltro de pared más alto y una ganancia más baja.

12 12 Capítulo 1 Principios de la adquisición de imágenes ecocardiográficas y el análisis de Doppler TABLA 1-6 Terminología ecográfica: seguridad ecográfica Definición Ejemplos Implicaciones clínicas Intensidad de la exposición (I) La exposición al ultrasonido depende de la potencia y la superficie: I = potencia/superficie = vatio/cm 2 Las medidas habituales de la intensidad son la media temporal del máximo espacial (MTME) y la media del pulso máximo espacial (MPME). La salida del transductor y la exposición tisular afectan a la exposición total del paciente al ultrasonido. Efectos biológicos térmicos Calentamiento tisular producido por la absorción de la energía del ultrasonido, descrito por el índice térmico (IT). El grado de calentamiento tisular depende de la densidad del tejido y del flujo sanguíneo. El IT es el cociente de la potencia acústica transmitida y la potencia necesaria para aumentar la temperatura en 1 C. El IT es especialmente importante en la ecografía Doppler y la ecografía con flujo en color. La exposición total al ultrasonido depende de la frecuencia del transductor, la potencia de salida, el enfoque, la profundidad y la duración de la exploración. Cavitación Creación o vibración de pequeños cuerpos llenos de gas por la onda de ultrasonido. El índice mecánico (IM) es el cociente de la presión rarefraccional máxima y la raíz cuadrada de la frecuencia del transductor. El IM es especialmente importante en la ecografía 2D. La cavitación o vibración de microburbujas se produce con las exposiciones de alta intensidad..74cw:2mhz 3V2c S #182 H 4,0 MHz UWMC UWMC /V R3mm T1/ 1 0/VV:3 1/2 DC: 2,0 MHz Ganancia DC = 45 VI.74 Grabación en proceso FR = 66 lpm Ao Figura En esta proyección apical angulada anteriormente para visualizar la aorta, el fl ujo anterógrado del tracto de salida del VI ha pasado de azul a naranja por aliasing porque la velocidad supera el límite de Nyquist de 74 cm/s. La varianza se observa debido al aliasing o solapamiento de la señal. Dado que el ultrasonido se propaga a través de la sangre en movimiento, hay un ligero cambio en la frecuencia del ultrasonido, denominado efecto del tiempo de tránsito. El efecto del tiempo de tránsito provoca un leve emborronamiento del borde de la señal del Doppler de onda continua, especialmente en flujos de velocidad elevada. El ensombrecimiento acústico puede evitarse utilizando una posición del transductor alternativa; por ejemplo, ecografía transesofágica de una prótesis valvular mitral. El color fantasma se observa en solo uno o dos fotogramas del ciclo cardíaco, mientras que las señales del flujo sanguíneo muestran sincronización fisiológica. Efectos biológicos y seguridad Hay dos tipos de efectos biológicos del ultrasonido que son importantes en la ecografía diagnóstica: Térmicos (calentamiento del tejido debido a la interacción de la energía del ultrasonido con el tejido) Cavitación (la creación o vibración de pequeños corpúsculos llenos de gas) La exposición a ultrasonidos se mide mediante el: Índice térmico (el cociente de la potencia acústica transmitida y la potencia necesaria para aumentar la temperatura en 1 C) Índice mecánico (el cociente de la presión rarefaccional máxima y la raíz cuadrada de la frecuencia del transductor).

13 Principios de la adquisición de imágenes ecocardiográficas y el análisis de Doppler Capítulo 1 13 El grado de calentamiento del tejido depende de la energía de ultrasonido administrada al tejido y de las características del mismo, incluyendo la densidad tisular y el flujo sanguíneo. La exposición total a ultrasonido depende de la frecuencia del transductor, el enfoque, la potencia de salida y la profundidad, así como la duración de la exploración. La cavitación o vibración de microburbujas se produce con una exposición a ultrasonido de mayor intensidad. Cuando el índice térmico o el índice mecánico es mayor que 1, es necesario sopesar el benefi cio de la exploración ecográfi ca con los posibles efectos biológicos. La potencia de salida y el tiempo de exposición deben controlarse durante la exploración ecográfica. Elsevier. Es una publicación MASSON. Fotocopiar sin autorización es un delito.

14 14 Capítulo 1 Principios de la adquisición de imágenes ecocardiográficas y el análisis de Doppler EXAMEN ECOCARDIOGRÁFICO Principios básicos Optimización de las imágenes ecocardiográficas Control instrumental Optimización de datos Problemas clínicos Transductor Potencia de salida Modo de imagen Posición del transductor Profundidad Amplitud de sector Ganancia CGT Escala de grises/ rango dinámico Son necesarios diferentes tipos de transductores y frecuencias de transmisión para aplicaciones clínicas concretas. La frecuencia de transmisión se ajusta en función de la penetración tisular en cada paciente y de la modalidad ecográfica (Doppler o imagen). La potencia de salida es reflejo de la cantidad de energía de ultrasonido transmitida al tejido. Una potencia de salida más elevada da lugar a una mayor penetración tisular. La imagen 2D es la norma clínica para la mayoría de las indicaciones. El modo M ofrece una resolución temporal alta a lo largo de una única línea de barrido. La imagen 3D permite apreciar las relaciones temporales. Las ventanas acústicas permiten la penetración tisular del ultrasonido sin atravesar el tejido pulmonar u óseo. Las ventanas acústicas transtorácicas son la paraesternal, la apical, la subcostal y la supraesternal. Las ventanas acústicas de la ETE son la esofágica baja y la transgástrica. La profundidad se ajusta para mostrar la estructura de interés. La frecuencia de repetición de pulso (FRP) depende de la profundidad máxima de la imagen. La amplitud de sector estándar es de 60, pero un sector más estrecho permite una mayor densidad de la línea de barrido y una mayor frecuencia de imagen. La ganancia global afecta a la visualización de las señales de ultrasonido reflejadas. La compensación de ganancia temporal ajusta la ganancia diferencialmente a lo largo de todo el haz de ultrasonido para compensar los efectos de la atenuación. La amplitud del ultrasonido se visualiza mediante una escala de decibelios en tonos de gris. Una frecuencia elevada del transductor ofrece una resolución mejor, pero menos penetración. Una abertura más amplia ofrece un haz más enfocado. Deben tenerse en cuenta los posibles efectos biológicos. Es necesario controlar el tiempo de exploración y los índices mecánico y térmico. Las mediciones óptimas de las cavidades y los vasos del corazón pueden requerir la combinación de varios modos de imagen. Para acceder al corazón es fundamental una colocación óptima del paciente. La resolución de la imagen es óptima cuando el haz de ultrasonido se refleja perpendicularmente a la superficie del tejido. Las señales de Doppler son óptimas cuando el haz de ultrasonido está alineado paralelamente al flujo. La FRP es mayor cuando hay poca profundidad, lo que contribuye a una resolución de imagen mejor. La resolución axial es la misma en toda la longitud del haz de ultrasonido. La resolución lateral y elevacional depende de la forma 3D del haz de ultrasonido en cada profundidad. La amplitud de sector debe ajustarse según sea necesario para optimizar la imagen. Un sector demasiado estrecho puede pasar por alto hallazgos anatómicos o Doppler importantes. Una ganancia excesiva oscurece la identificación de los bordes. Una ganancia insuficiente impide visualizar los reflejos de las superficies tisulares. Una curva de CGT adecuada da lugar a una imagen con un brillo similar proximal y distalmente en la imagen de sector. La gama de amplitudes visualizadas se ajusta para optimizar la imagen utilizando el rango dinámico o los controles de compresión.

15 Principios de la adquisición de imágenes ecocardiográficas y el análisis de Doppler Capítulo 1 15 Principios básicos (cont.) Control instrumental Optimización de datos Problemas clínicos Imagen armónica Profundidad focal Modo de zoom ECG Las frecuencias armónicas son proporcionales a la fuerza de la frecuencia básica, pero aumentan con la profundidad de la propagación. Los parámetros de diseño del transductor que afectan a la profundidad focal son el patrón de matriz, el tamaño de la abertura y el enfoque acústico. Es posible limitar la imagen ecográfica a una escala de profundidades más pequeña y a una sección estrecha. La profundidad máxima sigue determinando la FRP, pero la densidad de la línea de barrido y la frecuencia de imagen pueden optimizarse en la región de interés. La señal del ECG es esencial para activar la adquisición de secuencias de cine o en movimiento en formatos digitales. La imagen armónica mejora la definición endocárdica y reduce los artefactos del campo cercano y lateral. Las estructuras planas, como las válvulas, se ven más gruesas con la imagen armónica que con la imagen fundamental. La resolución axial está reducida. El haz de ultrasonido está enfocado sobre todo en la unión entre la zona cercana y el campo lejano del patrón del haz. El diseño del transductor permite el enfoque zonal más largo. En algunos casos, el enfoque zonal puede ajustarse durante la exploración. El modo de zoom se utiliza para explorar áreas de interés identificadas en las proyecciones estándar. Una señal ruidosa o un QRS de baja amplitud da lugar a una activación incorrecta o al registro inadvertido de un ciclo cardíaco incompleto. 2D, bidimensional; 3D, tridimensional; ECG, electrocardiograma; FRP, frecuencia de repetición de pulso; ETE, ecocardiografía transesofágica; CGT, compensación de ganancia temporal. Optimización de los registros Doppler Elsevier. Es una publicación MASSON. Fotocopiar sin autorización es un delito. Modalidad Optimización de datos Artefactos frecuentes Pulsado Continuo Color 2D guiado con imagen «congelada» Paralelo al flujo Pequeño volumen muestral Escala de velocidad en el límite de Nyquist Ajustar la línea de base para aliasing Usar filtros de pared bajos Ajustar la ganancia y la gama dinámica Transductor especial sin imágenes Paralelo al flujo Ajustar la escala de velocidad al flujo para que este llene la escala visualizada Usar filtros de pared altos Ajustar la ganancia y el rango dinámico Usar una profundidad y un grosor de sector mínimos para el flujo de interés (mejor frecuencia de imagen) Ajustar ganancia inmediatamente por debajo del ruido aleatorio Escala de color en el límite de Nyquist Reducir la ganancia 2D para optimizar la señal de Doppler Ángulo no paralelo con subestimación de la velocidad Aliasing de la señal; límite de Nyquist = 1/2 FRP Fuerza de la señal/ruido Ángulo no paralelo con subestimación de la velocidad Ambigüedad de distancia Amplitud del haz Efecto del tiempo de tránsito Ensombrecimiento Efecto fantasma Interferencia electrónica

16 16 Capítulo 1 Principios de la adquisición de imágenes ecocardiográficas y el análisis de Doppler PREGUNTAS DE AUTOEVALUACIÓN PREGUNTA 1 En comparación con la imagen fundamental, el uso de imagen armónica tisular es especialmente beneficioso para: A. La resolución temporal B. La resolución lateral C. La resolución axial PREGUNTA 2 La amplitud del barrido de sector 2D tiene un efecto adverso sobre todo en: A. Estrechar el barrido de sector 2D B. Reducir la profundidad de la imagen C. Utilizar imagen armónica D. Aumentar la frecuencia del transductor E. Aumentar la ganancia global PREGUNTA 5 En esta imagen de Doppler color del cayado aórtico (fig ), la región «negra» interpuesta entre el desplazamiento rojo y azul del Doppler color es consecuencia de: A. La resolución temporal B. La resolución lateral C. La resolución axial PREGUNTA 3 La imagen en modo M es especialmente beneficiosa para: A. La resolución temporal B. La resolución lateral C. La resolución axial Ao PREGUNTA 4 Un paciente es derivado para una ecocardiografía transtorácica ( fig ). Se muestra una proyección paraesternal de eje largo. 4V1c-S 4,0 MHz UWMC UWMC 59 Hz 140 mm 71 db T1/ 0/0/ 4 Ganancia = 5 db = 1 FC = 78 lpm Figura A. La sombra acústica B. El ángulo de intersección C. Interferencia electrónica D. Solapamiento o aliasing de la señal E. La interrupción del flujo Figura El mejor paso siguiente para mejorar la calidad de la imagen sería: PREGUNTA 6 En los siguientes artefactos de ultrasonido, rodee con un círculo la posición del artefacto en la imagen bidimensional en relación con la estructura anatómica real. 1. Reverberación misma distancia más alejada 2. Margen lateral misma distancia más alejado 3. Refracción misma distancia más alejada

17 Principios de la adquisición de imágenes ecocardiográficas y el análisis de Doppler Capítulo 1 17 PREGUNTA 7 La mejor explicación de la señal negra que se observa en la proyección paraesternal de eje largo ( fig. 1-18, fl echa ) es: PREGUNTA 8 Para cada una de estas situaciones clínicas, seleccione la modalidad de Doppler que ofrece los mejores datos diagnósticos: VI Ao I. Velocidad del flujo aórtico en un paciente con estenosis aórtica grave II. Amplitud del flujo de regurgitación mitral en un paciente con prolapso de la válvula mitral e insuficiencia excéntrica III. Velocidad del flujo eyectivo del VI en un paciente con estenosis aórtica grave IV. Velocidad de la regurgitación tricúspide en un paciente con hipertensión pulmonar Utilice una de las siguientes opciones: A. Doppler color B. Doppler pulsado C. Doppler de onda continua AI Figura A. La sombra acústica B. El ángulo de intersección C. La interferencia electrónica D. Las reverberaciones E. La refracción del haz de ultrasonido Elsevier. Es una publicación MASSON. Fotocopiar sin autorización es un delito.

18 18 Capítulo 1 Principios de la adquisición de imágenes ecocardiográficas y el análisis de Doppler RESPUESTAS RESPUESTA 1: B La imagen armónica tisular mejora la resolución tanto axial como lateral. La resolución axial mejora gracias a la reducción de los ecos del campo cercano y a la mejora de la calidad de la imagen en el campo lejano. Las frecuencias fundamentales producen grandes señales de los reflectores especulares fuertes y pueden dar lugar a artefactos en el campo cercano o «ecos». La imagen armónica tisular utiliza la energía de frecuencias armónicas en lugar de la frecuencia fundamental transmitida, lo que reduce los ecos del campo cercano. Con la imagen fundamental, el refl e- jo del ultrasonido de las estructuras planas perpendiculares al haz de ultrasonido produce la señal más intensa. Las estructuras paralelas al haz de ultrasonido, como las paredes endocárdicas del VI, se ven mal con la imagen fundamental. La imagen armónica ofrece una imagen mejorada de las estructuras más paralelas. Sin embargo, los reflectores planos fuertes, como los velos valvulares, se ven más gruesos de lo que son realmente, lo que afecta adversamente a la resolución axial de estas estructuras. Además, la fuerza de la señal armónica es mayor cuanto mayor es la profundidad de la propagación del ultrasonido. De este modo, la imagen armónica tisular mejora la resolución lateral y es especialmente útil a la hora de delinear el borde endocárdico del VI. La imagen armónica no afecta a la resolución temporal. RESPUESTA 2: A Con la imagen barrida (2D), el sector de imagen está formado por múltiples líneas de barrido adyacentes en que el transductor barre el campo de imagen con el haz de ultrasonido. El procesamiento rápido de la imagen permite obtener una imagen en tiempo real con resolución espacial mejorada en todo el campo de imagen. Sin embargo, dado que barrer el campo de imagen con el haz de ultrasonido requiere tiempo, la resolución temporal no es óptima en comparación con el modo M, que obtiene imágenes de una única línea de barrido. Un sector 2D más estrecho permite una frecuencia de imagen superior. RESPUESTA 3: A Con la imagen en modo M, el transductor envía y recibe una señal de ultrasonido a lo largo de una única línea de barrido y no se necesita tiempo para barrer un sector con el haz de ultrasonido. De este modo, el ciclo de transmisión/ recepción es muy rápido (unas veces por segundo), lo que mejora la resolución temporal de la imagen, permitiendo la evaluación de estructuras que se mueven con rapidez como los velos valvulares, los colgajos de disección y las vegetaciones valvulares. RESPUESTA 4: C La imagen armónica tisular mejora la calidad global de la imagen. Con la imagen armónica se reduce la pérdida paralela de los reflectores especulares, por lo que se mejora la definición del borde endocárdico. Gracias a la mayor profundidad de la propagación del ultrasonido, aumenta la fuerza de la señal armónica, con lo que mejora la calidad de la imagen en el campo lejano. Además, la imagen armónica reduce los ecos del campo cercano y los artefactos del margen lateral ( fig ). Figura Un sector 2D estrecho podría incrementar la densidad de la línea de muestra y la frecuencia de imagen, pero no mejoraría la calidad de la imagen en la misma medida que la imagen armónica. Una menor profundidad podría mejorar ligeramente la calidad de la imagen del campo cercano, pero dejarían de verse las estructuras de interés. Aunque aumentar la frecuencia del transductor mejoraría la calidad de la imagen en el campo cercano, disminuiría la penetración tisular del ultrasonido, lo que daría lugar a una mala calidad de la imagen en el campo lejano. Aumentar la ganancia incrementaría la fuerza de la señal en todo el plano de imagen, pero también el ruido, sin mejora alguna de la resolución de las estructuras anatómicas. Otro método sería cambiar la posición del transductor (por ejemplo, subirlo un espacio intercostal o acercarlo al esternón) con el fi n de obtener un mejor acceso acústico. RESPUESTA 5: B 4V1c-S 64 Hz H4,25 MHz 140 mm UWMC UWMC 71 db T1/ 0/0/ 4 Ganancia = 3 db Δ = 1 FC = 68 lpm El Doppler color analiza la velocidad de la sangre que se desplaza en dirección al transductor (visible en rojo) o en dirección contraria (visible en azul). En esta imagen se muestra el fl ujo que sube hacia la aorta ascendente y atraviesa el cayado aórtico. Las velocidades máximas se obtienen cuando el fl ujo es paralelo al transductor. El fl ujo perpendicular al transductor, en este caso la región «negra» interpuesta, se registra en tanto que hay ausencia de señal. De este modo, la región «negra» se debe a un ángulo de intersección perpendicular en la imagen. El ensombrecimiento acústico se produce cuando un reflector especular fuerte, como las prótesis valvulares o el

19 Principios de la adquisición de imágenes ecocardiográficas y el análisis de Doppler Capítulo 1 19 Elsevier. Es una publicación MASSON. Fotocopiar sin autorización es un delito. calcio, bloquea la penetración del ultrasonido distal al receptor. La interferencia electrónica se visualiza en forma de artefacto superpuesto que no está asociado a la imagen y puede extenderse más allá de los bordes tisulares. El aliasing de la señal hace que el fl ujo se visualice como si tuviera su origen en un fl ujo que va en dirección contraria al fl ujo real. Así, el fl ujo que va hacia el transductor, que convencionalmente se muestra en rojo, se vería de color azul y viceversa. A menudo se observa solapamiento de señal (aliasing) en las imágenes subcostales de la aorta abdominal proximal. Sin embargo, en esta imagen el fl ujo de la aorta ascendente aparece correctamente en rojo, en dirección al transductor, y el fl ujo que baja por la aorta descendente alejándose del transductor se ve de color azul. (Obsérvese la arteria pulmonar derecha que aparece en forma de círculo debajo del cayado.) La interrupción del fl ujo se acompañaría de un fl ujo turbulento y desorganizado con aliasing de la señal del Doppler color en el punto de la interrupción, que no se ve en esta imagen de un cayado aórtico normal. RESPUESTA 6: Los artefactos por reverberación tienen lugar lejos de la estructura anatómica real, mientras que los artefactos del sector lateral y por refracción se dan a la misma distancia. La imagen ecográfica se produce en función del retraso entre la ráfaga de ultrasonido inicial del transductor y el momento en que la señal es reflejada por una estructura anatómica y recibida por el transductor. Dado que las estructuras anatómicas más distales están asociadas a un retraso más largo hasta que la señal vuelve al transductor, en la imagen generada están situadas más lejos del transductor. Con las reverberaciones, una parte de la onda de ultrasonido se refleja una y otra vez entre estructuras cardíacas que son fuertes reflectores especulares, como el pericardio o las valvas de la válvula mitral. Este retraso adicional dará lugar a la visualización de la estructura en forma de artefacto distal a la fuente primaria de la imagen. La refracción se produce cuando una parte del haz de ultrasonido se transmite y desvía a través del tejido, dando lugar a un artefacto que se ve equidistante pero lateral a la estructura anatómica real. Los artefactos del sector lateral también son equidistantes a la estructura anatómica real. En el caso de este artefacto, en la zona lejana del haz de ultrasonido los reflectores fuertes de los bordes del haz están sobreimpuestos en las estructuras centrales en la imagen generada. RESPUESTA 7: A Esta imagen bidimensional de la proyección paraesternal de eje largo revela calcificación moderada en el anillo posterior de la válvula mitral, justo en la base de la valva posterior de la válvula mitral. El calcio es un fuerte reflector especular que bloquea la penetración del ultrasonido distalmente y refleja de vuelta al transductor la mayor parte del haz de ultrasonido transmitido. En la imagen generada esto se ve en forma de ecodensidad brillante en el lugar del calcio, con aliasing en el campo distal. En la imagen 2D, un ángulo de intersección paralelo entre la estructura de interés y el haz de ultrasonido da lugar a «pérdida» de imagen, ya que hay pocas señales que se reflejen en la estructura anatómica. Normalmente, la interferencia electrónica tiene un patrón geométrico y afecta a la totalidad de la imagen 2D. Las reverberaciones aparecen en forma de ecodensidades brillantes distales a la estructura anatómica, mientras que la refracción hace que la estructura de interés se vea lateral a su ubicación real. RESPUESTA 8: I, C; II, A; III, B; IV, C La imagen Doppler de onda continua permite la medición exacta de un flujo de alta velocidad sin aliasing. Clínicamente, el Doppler OC se utiliza siempre que hay una señal de velocidad elevada, como por ejemplo en la estenosis aórtica, la insuficiencia tricúspide, la insuficiencia mitral o en caso de comunicación interventricular. Sin embargo, con el Doppler OC, el muestreo tiene lugar a lo largo de la línea de interrogación, sin localizar el punto de velocidad máxima de esa línea (ausencia de resolución de escala). El origen de la señal de alta velocidad se deduce a partir de los datos de la imagen o se localiza mediante Doppler pulsado o imagen de Doppler color. El Doppler color es útil para evaluar la distribución espacial del flujo, algo que resulta especialmente eficaz a la hora de determinar la gravedad y el mecanismo del flujo de regurgitación. La amplitud del flujo de regurgitación en el Doppler color, la vena contracta, constituye una medida fiable de la gravedad de la insuficiencia. El Doppler de onda pulsada permite la localización espacial de una señal de velocidad, pero se utiliza sobre todo para señales de velocidad baja con una velocidad máxima inferior al nivel de Nyquist. Son ejemplos clínicos del uso de Doppler pulsado el flujo de llenado del VI a través de la válvula mitral, el flujo venoso pulmonar y la velocidad del flujo eyectivo del VI proximal a la válvula aórtica (incluso en presencia de estenosis aórtica). Con velocidades superiores al límite de Nyquist, se produce aliasing de la señal del Doppler de onda pulsada, lo que impide la realización de mediciones exactas de la velocidad.