Principio físico del diagnóstico ultrasonográfico

MV Lina Aurora Panta Falcon, C.M.V.P. 3553. Universidad Alas Peruanas, Perú.

E-Mail: aurora_pf@hotmail.com

Mi nombre es aurora Panta Falcon, soy medico veterianrio y realizo ultrasografia en animales menores en mi pais (Peru); ademas enseño el curso de diagnostico por imagen en universidad Alas Peruanas, espero que les sea util la informacion que les envio.

 

Los ultrasonidos consisten en ondas mecánicas de presión, que se propagan a través de un medio como oscilaciones de partículas con una frecuencia superior al límite de la capacidad de audición humana.

El sonido audible tiene una frecuencia entre 20 Hz y 20KHz. En el diagnostico médico se usan ultrasonidos con frecuencias del orden de 1 a 15 MHz. La generación de los sonidos a esta frecuencia requiere transductores especiales (aparatos que convierten una forma de energía en otra).

La propagación de este tipo de ondas esta ligada a la existencia de moléculas y por lo tanto de materia.

Las ondas de ultrasonido de alta frecuencia son emitidas en forma de impulsos repetidos (duración de un impulso : 0,3 0,02 us). Frecuencia de transmisión de un impulso:1000 - 3000 1 seg.

A su paso a través de los tejidos y según las leyes ópticas , este haz de ultrasonido puede ser : reflejado, refractado, difractado, dispersado y absorbido. La absorción produce una pérdida de intensidad en los tejidos blandos, esto causa que los ultrasonidos de frecuencia alta tenga menor poder de penetración . En los huesos la absorción aumenta al cuadrado. Los fenómenos de reflexión y dispersión son imprescindibles en ecografia diagnóstica. 5in embargo la difracción y refracción puede influir en forma negativa (artefactos). Los ultrasonidos reflejados y parte de los dispersados se denominan "ECO5".

Propagación de la onda:

La penetración de la energía del sonido se explica como un movimiento simple armónico en un material homogeneo. Cuando se pone en contacto con un medio, las ondas de presión mecánica producidas por el transductor activado harán que las partículas más cercanas del medio se desplacen desde sus posiciones de reposo. Así se crearán zonas de compresión y rarefacción . Las áreas de compresión fuerzan a las moléculas a acercarse unas a otras y las áreas de rarefacción hacen que se alejen.

Debido a las fuerzas internas entre las partículas , una partícula desplazada experimenta una fuerza de retroceso proporcional a su desplazamiento. Esto causará una oscilación de corta duración , con las partículas desplazándose de atrás hacia delante a partir de sus posiciones medias. Las partículas no se mueven a través del medio, pero mediante su desplazamiento empujan a las que se hallan situadas por delante y así se propagan zonas de compresión y rarefacción a través del medio.

Transductores:

Los transductores usados en el diagnostico por ultrasonido están basados en el principio del efecto piezoelectrico . Este principio indica que ciertos materiales tienen la capacidad de cambiar sus dimensiones cuando están colocados en un campo eléctrico e inversamente generan un campo eléctrico cuando están sujetos a una deformación mecánica.

Los iones positivos y negativos en la estructura cristalizada del material piezoelectrico están unidos en forma tal , que existe una correlación inmediata entre la forma del cristal y la diferencia de potencial entre la superficie del mismo.

5i bien la piezoelectricidad puede ser demostrada en varios cristales , por ejemplo el cuarzo, los materiales piezoelectricos más comúnmente usados actualmente en los transductores son ceramicas sintéticas de aleaciones de metal pesado como el titanato de bario y el titanato circonato de plomo. También se utilizan cristales de sales de 5eignette(tartrato de potasio).

La lámina presenta una red cristalina asimétrica que se deforma al ser sometida a una corriente eléctrica alterna (efecto piezoelectrico recíproco).

Esta deformación conduce a la emisión de ondas de presión que se propagan hacia las zonas vecinas. Para la recepción de ultrasonidos se usa efecto piezoelectrico directo. Los ultrasonidos reflejados producen también deformaciones mecánicas de los cristales que contiene el transductor lo que produce un cambio medible de la carga eléctrica Por lo tanto los cristales piezoelectricos del transductor pueden actuar como emisores o receptores electromecánicos de ultrasonidos.

Registro de los ecos:

En el uso diagnostico de la técnica de eco pulsado , se registra la demora existente entre la emisión del impulso ultrasónico y la recepción de sus ecos , es decir esta en base al principio tiempo recorrido. Esta demora es simplemente , el tiempo de viaje de un impulso desde el transductor a la zona.

Los sistemas de ultrasonidos se clasifican según el procedimiento de representación que utilizan. La forma más simple de representación ultrasónica es el registro osciloscópico de la amplitud o Modo A , este fue el primer tipo de formato empleado. Con el Modo A los ecos de retorno se visualizan como una serie de picos en un gráfico de diferentes alturas en función al tiempo , cuanto más elevado sea la intensidad del sonido de retorno más alto es el pico a esa profundidad de tejido . Mientras el impulso ultrasónico viaja a través del objeto que se estudia , mínimas partes de energía son reflejadas y dispersadas por sus zonas limítrofes. La mayor parte de la onda continua viajando a través del medio . La energía del impulso eléctrico que regresa al transductor se convierte en una señal eléctrica y después de su amplificación y procesado se traduce en la deflexiones verticales (picos) del osciloscopio. be esta forma , los ecos de las zonas más profundas a parecen como deflexiones verticales cada vez más pequeñas a lo largo de la línea del osciloscopio. Por lo tanto los ecos reflejados de estructuras profundas son considerablemente más débiles que las estructuras más cercanas debido al amortiguamiento.

El modo A no se emplea para mostrar la anatomía de un tejido.

Modo M : (movimiento ) También llamado modo T o modo TM ( tiempo -movimiento) . Se utiliza un solo haz de ultrasonido. Los ecos producidos son representados en el monitor de forma continua a lo largo del tiempo, se utiliza fundamental mente en ecocardiografía. Por ejemplo paredes cardiacas que son presentadas en forma de curvas cuyos intervalos permiten medir la velocidad y la dimensión d los movimientos.

Modo B (brillo): Si el punto en la pantalla del osciloscopio es modulado por el brillo de los ecos en lugar de serlo por la amplitud ( deflexión vertical) se trata de modo ~ . Un punto brillante aparece solo cuando hay un eco y la posición del punto en la linea de la pantalla se corresponderá con la posición de la zona que produce el eco. Entonces se produce un mapa bidimensional de la estructura tisular en donde los ultrasonidos reflejados son representados en el monitor como puntos de diferente brillo.

La imagen bidimensional esta formada por el conjunto de múltiples haces de ultrasonido en un plano.

Una buena calidad de imagen depende no solo de la capacidad de resolución, sino también de una escala de grises amplia y bien diferenciada.

El modo B es el procedimiento actualmente más utilizado en el diagnóstico ecográfico.

Exploración:

En la exploración se obtiene una sección tomográfica bidimensional del interior del cuerpo mediante la integración de la información , recogida por el conjunto de ecos de un plano seleccionado.

Existen aparatos que proporcionan imágenes tanto estáticas como dinámicas. Las imágenes estáticas se obtienen por medio del almacenamiento de la información de ecos, los que se realizan mediante la técnica de conversión de pantalla . El convertidor de pantalla permite registrar las imágenes en video, pero su finalidad principal es poder almacenar una imagen en escala de grises , mientras se visualiza continuamente la construcción de la imagen durante el proceso de exploración.

Las imágenes dinámicas o de tiempo real pueden obtenerse cuando las imágenes de exploración se produce a una frecuencia de aproximadamente 16 veces por segundo o más. Esto se obtiene , ya sea con equipo que posee transductores rápidamente móviles dirigidos mecánicamente o por activación electrónica.

Se trata de un sistema dinámico de fácil manejo que necesita de un tiempo de exploración corto y que permite observar directamente los movimientos de las diferentes estructuras. Debido a ello es el sistema actualmente más utilizado, tanto en medicina humana como en veterinaria.

Según el modo de obtención de la imagen así como de su formato final, se distinguen transductores paralelos (planos), convexos y sectoriales, y según el tipo de procesado del campo de ultrasonido se diferencian los transductores mecánicos y electrónicos.

Transductor lineal : emite haces paralelos de ultrasonido. A partir de los ecos se forma una imagen, cuya anchura corresponde con la superficie del transductor y que representa límites lineales y paralelos . Son sondas que contienen múltiples elementos emisores ( 40 - 256 cristales ) ordenados linealmente y que son estimulados en grupos. Ventaja Ofrecen imagen amplia con buena resolución lateral y del campo cercano , facilitando orientación.

Desventaja : El gran tamaño de la superficie del transductor dificulta su acoplamiento sobre el paciente.

Transductor convexo: Se trata de un transductor lineal pero con la superficie convexa, por lo que emite ultrasonidos en forma divergente Tiene la ventaja frente al lineal de presentar una menor superficie de acoplamiento , manteniendo una imagen amplia de las zonas profundas . Resulta el transductor ideal para la exploración abdominal de pequeños animales.

Transductor sectorial : emite haces divergentes de ultrasonido a partir de un cabezal relativamente pequeño. El método de barrido de los ultrasonidos puede ser mecánico o electrónico.En el transductor sectorial mecánico el barrido se produce mediante un solo cristal piezoelectrico oscilante o de grupo de cristales ordenados en forma de rueda.

El transductor sectorial electrónico contiene múltiples elementos emisores. Ventaja :

Radica en su pequeño tamaño y manejabilidad por lo que requiere una mínima superficie de acoplamiento, esto permite explorar a través de pequeñas ventanas acústicas ejemplo espacios intercostales.

Desventaja: ofrece imagen muy pequeña del campo cercano , mala resolución a nivel de zonas profundas y a nivel de los bordes dificulta en la orientación.

 

---

Nota: enviar los comentarios y preguntas sobre este trabajo a AEVEDI-Lista citando la clave 00040

Ver preguntas y respuestas sobre este trabajo en Coloquio

 

Volver a listado trabajos

 

Convocatoria – Presentación del Congreso – Objetivos - ¿Cuál es el programa previsto? - ¿Quien puede participar? - ¿Como se puede participar? - ¿Cuanto cuesta la inscripción? – ¿Cómo hay que inscribirse? - ¿Cúal es el idioma oficial? - ¿Cómo han de remitirse los trabajos? - ¿Cúanto tiempo permanecerá expuesto los trabajos? - ¿Se entregará justificante de participación? - ¿Se editará un libro de resúmenes? – Fechas de celebración – Organización - Comité Cientifico - Listado de participantes - Asociaciones y entidades que respaldan el proyecto -  Países participantes - Listado de Trabajos - Cartas recibidas referente al Congreso Virtual - Cartas de presentación de los Congresistas - Empresas colaboradoras - Más información