Este documento presenta los fundamentos físicos de la ecografía. Explica que la ecografía es un método de diagnóstico por imagen basado en la emisión y recepción de ultrasonidos convertidos en imágenes mediante procesamiento electrónico. Además, resume brevemente la historia del ultrasonido y de la ecografía, y describe conceptos clave como el efecto piezoeléctrico, el funcionamiento del ecógrafo, y los diferentes modos de representación de imágenes ecográficas.
2. ECOGRAFIA
• Método de diagnóstico por imagen basado en
la emisión y recepción de ultrasonidos,
convertidos en imágenes por interpretación y
procesamiento electrónico.
• Se debe su origen y funcionamiento a la
aplicación del efecto piezoeléctrico.
3. HISTORIA DEL ULTRASONIDO
• 1793 Lassaro Spallanzani: Vuelo de
murciélagos.
• 1880 Hnos Curie: Efecto Piezoeléctrico.
• 1912 Maxium y Richardson: Detección de
Icebergs luego del hundimiento del
Titanic.
• 1916 Langevin: Generador de
ultrasonidos para localizar Submarinos.
• 1938 D. Grifinn: Demostró la emisión de
ultrasonidos del murciélago
4. HISTORIA DE LA ECOGRAFIA
• 1942 Firestone: Reflectoscópio
• 1942 Dussik: Hipersonografía cerebral
• 1949 L. Ludwing y F. Stuthers: primer
uso del método eco-impulso para
finalidad biológica.
• 1950 Wild: detectar tumores
digestivos
• 1952: Detectar tumores mamarios,
primer uso de modo B
5. HISTORIA DE LA ECOGRAFIA
• 1971 Introducción escala de grises.
• 1972 McDonald y G. Leopold:
Primera imagen en modo B de
articulación humana.
• 1981 B.M. Gomales: Primer uso de
Eco como guía de aspiración
articular
• 1982 Aloka: Desarrollo Doppler
color en imagen Bidimensional
6. SONIDO
• Forma de energía que viaja a través
de un medio de propagación, en
forma de compresión y rarefacción
alternas, y que luego son percibidos
por el oido.
7. SONIDOS
• Dependiendo su frecuencia y la
capacidad de ser percibidos por el oido
humano, pueden ser clasificados como:
17. Atenuación Vs Penetración
• Atenuación
– Disminución de la potencia e intensidad de las
ondas con su desplazamiento.
– Se origina por: absorción, dispersión y reflexión.
– Directamente proporcional a la Frecuencia
• Penetración
– Es la capacidad de una onda para atravesar una
distancia determinada del medio difusor.
– Inversamente proporcional a la Frecuencia
18. Propiedades del ultrasonido
↓ f
Más
penetración
Mayor
distancia
Menor
resolución
↑ f
Más absorción
Menor
distancia
Mayor
resolución
19.
20. EFECTO PIEZOELECTRICO
• Fenómeno que ocurre en determinados
cristales que, al ser sometidos a tensiones
mecánicas, adquieren una polarización
eléctrica en su superficie.
• Cristales Naturales
– Cuarzo, Turmalina
• Cerámicas Ferroeléctricas
– Titanato de bario, Titanato zirconato de plomo
26. Como funciona el ecógrafo?
• Conceptos Técnicos:
– Direccionamiento del Haz
– Alcance del ultrasonido
– Longitud del pulso + Resolución Axial
– Resolución lateral
– Compensación de la ganancia de tiempo (CGT)
30. Longitud del pulso
• Depende de la frecuencia del transductor y el
número de ciclos generados por pulso
eléctrico.
• Cada estímulo eléctrico del material
piezoeléctrico puede generar muchos ciclos
repetidos de sonido.
• Mientras menos ciclos de sonido producidos
por estimulación, mejor resolución axial.
43. Lenguaje Ecográfico
• Dependiendo de la intensidad del eco recibido
por el transductor, la estructura puede ser:
– Anecoica o ecogénica
– Hipoecogénica
– Isoecogénica
– Hiperecogénica
44. Ecogénico e Hiperecogénico
• Estructura ecogénica : Es aquella que genera ecos
debido a la existencia de interfases acústicas en su
interior.
• Hiperecogénica o hiperecoica : Genera ecos en gran
cantidad y/o intensidad. Color blanco intenso. Pej :
Hueso, calcificaciones, cicatrices.
45. Hipoecogénico
• Genera pocos ecos y/o de baja intensidad.
• Color gris oscuro
• Típica, también, del músculo normal, hipoecoico
respecto del tendón
46. Isoecogénico
• Cuando una estructura presenta la misma
ecogenicidad que otra. Corresponde a
condiciones normales del parénquima de un
órgano, y se presenta como estructura de
similar ecogenicidad en todo el corte
ecográfico
• Imagen gris blanca
• Tipica de tendones
47. Anecogénico
• No genera ecos debido a que no hay interfaces en
su interior. Típica de los líquidos.
• Color negro intenso
• Derrames, hematomas, acumulación de líquido,
roturas, cartilaginosas, vasos sanguíneos.
48. ARTEFACTOS
• Pueden ayudar o entorpecer el diagnóstico
– Refuerzo acústico
– Reverberación
– Imagen en espejo
– Sombra acústica
– Anisotropía
– Cola de cometa
49. Refuerzo acústico
• El US atraviesa un medio sin interfases en su
interior y pasa a un medio sólido ecogénico.
Ej: Vesícula biliar, quiste, derrame
51. Sombra acústica
• Zonas sin ecos que aparecen detrás de
estructuras que reflejan todos los
ultrasonidos. Pej : hueso, calcificaciones o
cálculos
52. Anisotropía
• Propiedad que tienen algunos tejidos de variar
su ecogenicididad dependiendo del ángulo de
incidencia del haz ultrasónico sobre ellos.
Los ultrasonidos han estado presentes evolutivamente en la naturaleza, y desde su descubrimiento ampliamente utilizados en la navegación marítima
Reflexión: Propiedad del sonido de ser reflejado cuando intenta penetrar de un ambiente con baja impedancia a un ambiente con alta impedancia.
La impedancia es la resistencia que ofrece un medio a la transmisión de una onda mecánica, en virtud de su densidad molecular. Mientras mayor diferencia de densidad exista entre ambos medios, más energía será reflejada en forma de eco. Ejemplo: el paso del ultrasonido de grasa a músculo generará menos eco que de grasa a hueso.
Refracción: Propiedad compartida entre las ondas mecánicas y electromagnéticas. Consiste en el cambio de dirección de la onda cuando atraviesa ambientes con diferencias de densidad, disminuyendo o aumentando el ángulo de desviación, relacionado con el ángulo de incidencia inicial. Si la onda ingresa perpendicular al medio en que va a ser transferido, es decir, a 90° de inclinación, no habrá refracción.
La utilización del gel ecográfico, por sus propiedades explícitamente creadas de densidad y adhesión, permiten disminuir al mínimo la impedancia que ofrece la piel al transductor ecográfico.
Tomado de Rumack. Diagnóstico por ecografía. Tomo I
La imagen muestra como se realiza la adquisición de imágenes en ecografía. Cada material piezoeléctrico finamente pulido se estimula de manera secuencial, generando una onda sonora y esperando el eco resultante antes de emitir la siguiente. El total de la información es procesado mediante algoritmos matemáticos y convertido luego a escala de grises para ser pasado a la memoria del equipo. De ahí, la información resultante puede ser guardada, impresa o incluso enviada por internet (dependiendo del modelo del ecógrafo)
Imagen tomada de Rumack. Diagnóstico por ecografía. Tomo I
Imagen tomada de Rumack. Diagnóstico por ecografía. Tomo I
Es el aparente cambio de frecuencia de una onda producida por el movimiento relativo de la fuente respecto a su observador. Cuando se va acercando se percibe una onda de mayor frecuencia y cuando se aleja, de menor frecuencia. Acústicamente esto se percibe como un sonido agudo cuando se acerca, y al pasar y alejarse cambia abruptamente de agudo a grave.
El registro doppler en venas/arterias se realiza gracias al material forme que esta contiene (células hemáticas) Al acercarse, indica color rojo, al alejarse, Azul. Se puede verificar si el líquido móvil es pulsatil (arterial) o contínuo, y según el brillo del color, si se desplaza de manera rápida (muy brillante) o lenta (más opaco)
La emision continua requiere 2 transductores piezoeléctricos por sección axial, uno que emite el pulso de manera continua y otro que la recibe.
La emisión pulsada la realiza 1 solo transductor piezoeléctrico, que emite un pulso y espera a recibir el eco reflejado antes de emitir el siguiente, con un intervalo preestablecido. Esta modalidad de emisión de ondas es la más usada en los equipos ecográficos hoy día.