BASES FÌSICAS DE ULTRASONIDO

Dr Juan Manuel Hernàndez Herrera

Residente Radiologìa e Imàgenes Mèdicas

Hospital Mèxico

ULTRASONIDO MEDICO

• 2-15 MHz

• Uso de altas frecuencias de sonido para la obtención y anàlisis de imàgenes.

• Técnica de diagnóstico médico basada en la acción de ondas de ultrasonido. Las imágenes

• se obtienen mediante el procesamiento de los haces ultrasónicos (ecos) reflejados por las estructuras corporales

Hz, unidad de frecuencia que corresponde a un ciclo por segundo

SONIDO

Onda de sonido

• Areas de partìculas agrupadas mas densamente dentro del medio o àreas de compresión

• Que alternan con regiones de partìculasagrupadas menos densamente o àreas de rarefacciòn

EFECTO PIZOELECTRICO

• Fenòmeno presentado por diferentes cristales que al ser sometidos a tensiones mecànicasadquieren una polarizaciòn elèctrica en su masa apareciendo una diferencia de potencial y cargas elèctricas en su superficie

Impedancia acùstica

• Resistencia que opone el medio al paso del sonido

• A > impedancia acùstica > refleccion

A > frecuencia mayor disipaciòn del calor, por lo tanto menor penetraciòn.

• Mayor MHz

• < Penetraciòn

• > Resoluciòn

• Transductores de alta frecuencia para uso superficial

• Menor MHz

• > Penetraciòn

• < Resoluciòn

• Transductores de baja frecuencia para uso abdomino-pèlvico

Frecuencia de transductor

• 2. 5 MHz Abdomen profundo, pelvis• 3.5 MHz Abdomen general, obstètrico,

ginecològico• 5. 0 MHz Vascular, mama, ginecològico• 7.5 MHz Mama, tiroides• 10.0 MHz Mama, tiroides, venas superficiales,

masas superficiales

• 2.5-3.5 MHz Abdomen• 5.0-7.5 MHz Imágenes superficiales

TransductorMatriz

• Cristales paralelos o aros concentricos

• Fase curva

• Imágenes sectoriales o al pie

Lineal

• Cristales paralelos

• Fase delgada

• Imagen rectangular

Modo B Modo M

• Doppler Color • Doppler Power

VISUALIZACIÓN ARMÓNICA

Es un filtro para eliminar los ecos fundamentalesy para procesar la imagen solo utiliza lasseñales armónicas de alta frecuencia.

Las señales armónicas se producen cuando elrayo entra en los tejidos minimizando elefecto de degradación por la grasa.

VISUALIZACIÓN ARMÓNICA

OPTIMIZACIÓN DE LA IMAGEN EN LA ESCALA DE GRISES

Estimulaciòn eco-pulsado

POTENCIA DE SALIDA

Determina la intensidad del pulso de transmitido, en decibelios dB.

Si el pulso es intenso, los ecos también y la imagen será más brillante.

Se aumentará cuando la atenuación del sonido no permite la obtención de una imagen adecuada después de ajustar las ganancias y la frecuencia del transductor.

GANANCIA

Debido a la atenuación del sonido, una interferencia en los tejidos profundos produce una reflexión mas débil.

Compensatoriamente las señales de los tejidos profundos se amplifican electrónicamente después de su regreso al transductor.

Compensación de ganancia de tiempo.

GANANCIA

Debido a las diferencias de atenuación de los tejidos la CGT requiere de ajustes frecuentes.

También se puede ajustar la ganancia global, que afecta el brillo de toda la imagen.

Mejor ajustar las ganancias antes de aumentar la potencia de salida.

ZONA FOCAL

Con los transductores de matriz electrónica es posible enfocar el sonido transmitido a

diferentes profundidades.

La zona focal se debe colocar a nivel del punto de interés.

CAMPO DE VISIÓN

Campo de visión de una imagen se puede dividir en profundidad y anchura; sin

embargo al aumentar estos se reduce la

velocidad de transmisión de las imágenes.

La profundidad se expresa en centímetros al lado de la imagen.

DENSIDAD LINEAL

El aumento de la densidad lineal reduce el tamaño de los puntos y mejora la resolución, sin embargo reduce la velocidad de las mismas.

CURVAS EN ESCALA DE GRISES

La modificación de escala de grises puede poner de manifiesto diferentes aspectos de la

imagen ecográfica.

Se puede asignar un valor de negro a todos los ecos de baja amplitud y el resto de valores de la escala entre los valores de alta ecoamplitud.

RANGO DINÁMICO

Es el intervalo de intensidad de señales que se puede manejar efectivamente con el

rastreador.

Un rango alto permite distinguir diferencias sutiles en la ecoamplitud produciendo una

imagen mas suave.

Un rango menor da lugar a imágenes que tienen un mayor contraste aparente.

PERSISTENCIA

Se puede reducir el ruido de fondo y mejorar la imagen promediando varias imágenes de un

rastreo en tiempo real que son temporalmente contiguas.

La desventaja es que los objetos en movimiento se ven borrosos.

Mejorìa en la imagen

• Foco, mejora la resoluciòn lateral se aconseja 1 cm màsabajo. El haz se estrecha, convergiendo en la zona que definimos

• Armònica, la señal se recibe al doble de la de la frecuencia emitida

Crossxbeam

• Permite capturar multiples imàgenes de una misma regiòn anatòmica, desde diferentes àngulosy combinarlos en tiempo real. Muestran menor granulado y mejor definiciòn de bordes con una imagen màs limpia

B-STERR • Las agujas que penetran con àngulos de inclinaciòn excesivos

producen en su porciòn màs distal reflexiones que escapan a la sonda no contribuyendo a la imagen. El B steer lateraliza el haz de ultrsonido 30 grados hacia la aguja, que incrementa la reflexion a la sonda con lo que aumenta la visibilidad de las agujas

ARTEFACTOS

SUPOSICIONES DE GENERACIÓN DE LA IMÁGEN ECOGRAFICA

El sonido viaja en línea recta y a velocidad constante al interior del cuerpo.

Única fuente de sonidos es el transductor, que este se atenúa de manera uniforme y

que todos los receptores producirán un solo eco.

SUPOSICIONES DE GENERACIÓN DE LA IMÁGEN ECOGRAFICA

Que el grosor del corte es delgado.

Las desviaciones de estas producen artefactos que dan lugar a la reproducción inexacta de

las estructuras internas.

SOMBRAS ACÚSTICAS

Su formación es tan frecuente en las imágenes ecográficas que ni siquiera se considera artefacto.

Cuando la energía del sonido transmitido se reduce por reflexión y/o absorción en los tejidos.

Gas produce una sombra sucia debido a la generación de reflexiones secundarias.

SOMBRAS ACÚSTICASSombras detrás de cálculos,

calcificaciones y huesos se produce por la absorción del sonido por estas, generando

menos reflexiones secundarias y una sombra limpia.

Se debe ajustar la zona focal hacia el área que se desea

estudiar (cálculos).

EL hueso no deja pasar nada del haz

de luz, pero la pleura permite

pasar mìnimacantidad del haz

con sombra de aspecto sucio.

SOMBRAS ACÚSTICAS

REFUERZO POSTERIOR

Estructuras que contienen líquido atenúan el sonido menos que las sólidas, por lo tanto la intensidad del

pulso es mayor después de atravesar el liquido.Las interfases profundas a estructuras quísticas producirán

reflexiones mas intensas y aparecerán mas brillantes.

REFUERZO POSTERIOR

RP artefacto útil para diferenciar lesiones quísticas de sólidas.

Sin embargo masas sólidas que atenúan el sonido menos que los tejidos blandos adyacentes pueden producir un aumento de la transmisión directa.

IMÁGENES ESPECULARES

Espejos acústicos son similares a los ópticos, una superficie plana y lisa reflejara el sonido y producirá una duplicación de la imagen.

Superficies planas generan imágenes idénticas al objeto original, mientras las superficies curvas producen imágenes especulares distorsionadas.

IMÁGENES ESPECULARESGas mejor espejo

acústico del cuerpo ya que refleja casi el 100% del sonido que lo incide.

Imágenes especulares son frecuentes en US que incluyan la interfase del pulmón y tejidos blandos adyacentes.

REFRACCIÓN

Sonido se refracta cuando pasa en dirección oblicua a través de la interfase de dos sustancias que lo transmiten a diferentes velocidades.

Mas frecuente en las interfases de tejido blando y grasa, así como interfases de tejidos blandos y agua.

Artefacto mas frecuente se produce en la unión del musculo recto del abdomen y la grasa de la pared abdominal, produciendo la duplicación de estructuras abdominales

profundas y pélvicas.

REFRACCIÓN

REVERBERACIÓNEl sonido se refleja

desde interfases acústicas intensas en el campo cercano, el

pulso de retorno puede ser tan intenso como para reflejarse

fuera del transductor y de nuevo hacia el

cuerpo, interactuando con las mismas

interfases muchas veces.

Cola de cometa

Ocurre cuando el haz de ultrasonidos choca contra una interfaseestrecha y muy ecogénica apareciendo detrás de esta interfase una serie de ecos lineales. Es muy característico de los adenomiomas de pared vesical, cuerpos extraños muy ecogénicos y también pequeñas burbujas de aire en el seno de un medio sólido

REVERBERACIÓN

Genera un conjunto de adicional de ecos.

Estructuras quísticas , el fondo anecoico del liquido permite este artefacto.

Se puede reducir reduciendo la potencia de salida, las ganancias o colocando el transductor de manera que la estructura no este

en el campo cercano.

ARTEFACTO EN FORMA DE VAparece la mayoría de veces

debido al gas, necesarias múltiples burbujas para producirlo.

El pulso sónico excita el liquido dentro de las burbujas produciendo una serie de ecos brillantes profundos al gas.

El metal puede generar este artefacto

LÓBULO LATERAL

Mayor parte de la energía sónica transmitida por el transductor se concentra en el haz central, lóbulos laterales débiles irradian hacia fuera de este.

Si se reflejan en un reflector intenso producen un eco de bajo nivel en la imagen.

Anisotropia

• Es la propiedad que tienen algunos tejidos de variar su ecogenicididaddependiendo del ángulo de incidencia del haz ultrasónico sobre ellos. La estructura anisotrópica por excelencia es el tendón.

Anisotropìa