1.1 Principios Físicos y Técnicos
HISTORIA DE LA ECOGRAFIA
En 1881, Jacques y Pierre Curie publicaron los resultados obtenidos al experimentar la aplicación de un campo eléctrico alternante sobre cristales de cuarzo y turmalina, los cuales produjeron ondas sonoras de muy altas frecuencias.
En 1912, poco después del hundimiento del Titanic, L.F.Richardson, sugirió usar la utilización de ecos ultrasónicos para detectar objetos sumergidos para detectar icebergs, y en la I. Guerra Mundial, para detectar submarinos enemigos.
En 1957, Tom Brown, ingeniero, y el Dr. Donald, construyeron un escanner bidimensional, evitando técnica de inmersión, y en su lugar la vejiga distendida por la orina se usaba como ventana sónica, permitiendo el estudio de los órganos pélvicos. Anteriormente los intestinos no permitían explorar esta zona, pero con la vejiga distendida, empuja los intestinos para evitar pérdidas de información en los órganos cercanos.
Con este procedimiento también comenzaron a hacerse ecocardiogramas, pero gracias a la cercanía del corazón a la parte externa del peco, no se requería de ventanas sónicas adicionales.
En 1959, Satomura reportó el uso, por primera vez, del Doppler ultrasónico en la evaluación del flujo de las arterias periféricas.
En 1969 se desarrollaron los primeros transductores transvaginales bidimensionales, que rotaba 360º y fueron usados por Kratochwill para evaluar la desproporción cefalopélvica.
En 1970, Kratochwill comenzó la utilización del ultrasonido transrectal para valorar la próstata.
En la década de los ochenta, con la incorporación de la computadora en los aparatos de ultrasonido, se revoluciono intensamente el procedimiento, ya que permitió procesar las ondas directamente y obtener imágenes en movimiento en tiempo real. También se permitió la posibilidad de imprimir las imágenes que el especialista considerara importantes y conocer, con un 100% de precisión, las medidas de los órganos.
En 1982, ALoka anuncio el desarrollo del Doppler a Color en imagen bidimensional e introdujo al mercado el primer Equipo de Doppler a color que permitió visualizar en tiempo real y a color el flujo sanguíneo.
Las computadoras en el proceso de ecografía permiten obtener imágenes digitalizadas, las cuales pueden ser almacenadas, impresas o enviadas a otros lugares por medio de redes de computo convencionales.
En la actualidad se adquieren imágenes tridimensionales y otras en cuatro dimensiones que dan un acercamiento real de la imagen sobre todo en fetos.
INTRODUCCION
La ecografía se ha convertido en una técnica diagnostica con múltiples especialidades medicas distintas de la radiología, (cardiología, ginecología, anestesiología, reumatología, cirugía vascular, digestivo…etc.)
La ecografía es un instrumento perfecto para mejorar nuestro rendimiento de la exploración ya que permite observar y medir con precisión múltiples órganos difíciles de explorar con los métodos tradicionales (palpación, auscultación). Es una exploración en tiempo real.
Permite el diagnostico eficaz de algunas enfermedades (trombosis venosa profunda, patología de vía biliar y renal) facilita la realización de algunos procedimientos invasivos (canalización de vía central, toracocentesis, etc.) y sirve para monitorizar y seguir el tratamiento de algunas enfermedades (medición índice cava para valoración indirecta de la presión venosa central y volumen intravascular).
Existe una gran disponibilidad de diferentes ecógrafos. En los últimos años se han desarrollado ecógrafos de gran calidad portátiles para poder realizar las exploraciones a pie de cama. Su gran ventaja es la ausencia de radiaciones ionizantes.
BASES FISICAS DE LA ECOGRAFIA
La ecografía es una técnica que emplea el ultrasonido para definir los órganos del cuerpo humano. Cada tejido del cuerpo humano proporciona unas determinadas propiedades acústicas en virtud de lo cual la ecografía genera unas imágenes que representan el órgano.
El sonido es una forma de energía mecánica que se propaga a través de la materia en forma de ondas. Estas ondas presentan algunas características básicas:
- CICLO: es el fragmento de onda comprendido entre dos puntos iguales de su trazado.
- LONGITUD DE ONDA (L): distancia en que la onda realiza un ciclo completo
- FRECUENCIA(f): Es el numero de ciclos por unidad de tiempo (seg). Se expresa en hertzios (Hz) o sus múltiplos (1Hz= 1 ciclo por segundo; 1 MHz: 1.000.000Hz)
- Amplitud (A): Es la altura máxima que alcanza una onda. Está relacionada con la intensidad del sonido y se mide en decibelios (dB).
La longitud de onda (λ) y la frecuencia (f) se relacionan con la velocidad (v) del sonido por la siguiente formula: (λ)= v/f.
Por tanto, para una misma velocidad del sonido, la longitud de onda es inversamente proporcional a la frecuencia.
PROPAGACION DE LOS ULTRASONIDOS
El oído humano tiene una capacidad para escuchar sonidos con una frecuencia máx. de 20.000Hz
Los sonidos con una frecuencia superior a 20MHz: ULTRASONIDOS (no son detectados por los humanos pero si por los animales).
Los Ultrasonidos que emiten las sondas de los ecógrafos, tienen una frecuencia comprendida entre 2 y 10 MHz.
La velocidad de propagación del sonido en un medio varía según la mayor o menor proximidad entre sus moléculas (densidad). La resistencia que ofrece un medio al paso de los ultrasonidos se define como IMPEDANCIA y se calcula multiplicando la velocidad del sonido en ese medio por su densidad.
El limite o zona de contacto entre dos medios que transmiten el sonido a distinta velocidad se denomina INTERFASE. En la tabla se ve como hay una gran diferencia de densidad y velocidad de propagación del sonido entre el aire o el hueso y el resto de los tejidos del organismo.
Las ecos atraviesan distintas IMPEDANCIAS (piel, grasa, hígado, vasos sanguíneos..etc) y en cada cambio de medio se crea la INTERFASE en la que rebotan los ultrasonidos, estas ecos NO TIENEN las mismas características que la onda original ya que al reflejarse cambian amplitud, frecuencia y velocidad.
- LA VELOCIDAD DE LA ONDA DE PRESIÓN:
Al atravesar los tejidos la velocidad de la onda de presión varía dependiendo de las características físicas de los mismos. La Velocidad es determinada por la resistencia del medio a la compresión que depende de la densidad, rigidez y elasticidad del medio.
La velocidad aumenta al hacerlo la rigidez y disminuye al aumentar la densidad.
Sin embargo, se considera que la velocidad de propagación del sonido en el organismo es de 1540m/s, siendo este la media de los distintos tejidos.
La onda de ultrasonidos, a medida que avanza a través de los tejidos experimenta una serie de cambios físicos:
- ATENUACIÓN:
El sonido al propagarse por los distintos tejidos transforma parte de su energía cinética en calor. Esto hace que la onda sonora pierda amplitud. El parámetro físico que mas influye en la absorción de una onda sonoras la propia frecuencia de la onda.
- A mayor frecuencia, mayor absorción y menor capacidad de penetración
- A menor frecuencia, menor absorción y mayor capacidad de penetración.
- REFRACCION:
EL sonido cambia de dirección en la interfase de dos materiales distintos.
- REFLEXIÓN:
Cuando un sonido llega a una interfase y choca con ella, una parte de la onda es reflejada y otra continúa avanzando. Esta reflexión es distinta dependiendo de las dimensiones del objeto reflectante y de su superficie.
Para evitar artefactos por REFLACCIÓN o REFLEXIÓN es conveniente mantener la sonda con el haz lo más perpendicular posible del objeto a explorar.
FORMACION DE LA IMAGEN ECOGRÁFICA
La utilización de los ultrasonidos en medicina basa en el descubrimiento del “efecto piezoeléctrico” por los hermanos Curie a mediados del siglo XIX. Mediante este fenómeno, al someter un cristal a una corriente eléctrica, la diferencia de potencial obtenida hace vibrar el interior del cristal y se genera un haz de ultrasonidos.
Un ecógrafo esta formado por un transductor o sonda ecográfica, una unidad de procesamiento y un monitor. Los transductores son los que contienen los cristales que al ser sometidos a la electricidad generan haces de ultrasonidos. Las sondas también son capaces de captar ultrasonidos reflejados por los tejidos y remitirlos a una unidad de procesamiento que genera una imagen y que se visualiza en un monitor.
La calidad de la resolución de la imagen en los monitores dependerá de la resolución de contraste (capacidad de distinguir la morfología normal o alterada de los tejidos) y de la resolución axial y lateral (capacidad de diferenciar objetos que están al lado).
La RESOLUCIÓN AXIAL permite distinguir dos objetos como separados cuando están situados uno encima del otro y depende de la frecuencia del transductor
- A mayor frecuencia, mayor resolución axial y viceversa
La RESOLUCIÓN LATERAL permite distinguir dos objetos separados, cuando están localizados uno al lado del otro. Esta resolución depende del diseño de la sonda y se puede modificar ajustando la anchura del pulso del focal. Mejora ajustando esta última.