ULTRASONIDO ECOGRAFIA

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ECOGRAFÍA JOSÉ VICENTE GONZÁLEZ CRUZ ELENA MARÍA HEREDIA GALLEGO

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ECOGRAFÍA

JOSÉ VICENTE GONZÁLEZ CRUZ ELENA MARÍA HEREDIA GALLEGO

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INDICE

1.Introducción2.Historia de la ecografía3.Interacción del sonido con materia y tejidos4.Instrumentación– Modalidades

5.Ultrasonido Doppler– Modalidades

6.Ecografías 3D y 4D

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INDICE

7. Efectos biológicos y consideraciones de seguridad8. Artefactos en los ultrasonidos9. Equipo de Ecografía

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1. INTRODUCCIÓN

Sonido: vibración mecánica que se trasmite a través de la materia en forma de ondas y produce variaciones en la presión, densidad, posición, temperatura y velocidad de las partículas que la componen.Eco: fenómeno acústico producido por la reflexión de las ondas sonoras contra un obstáculoLa ecografía puede definirse como un medio diagnóstico médico basado en las imágenes obtenidas mediante el procesamiento de los ecos reflejados por las estructuras corporales, gracias a la acción de pulsos de ondas ultrasónicas. Basa su funcionamiento teórico en el efecto Doppler

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2. HISTORIA DE LA ECOGRAFÍA

En 1883 apareció el llamado silbato de Galton, usado para controlar perrosEn 1912, L. F. Richardson, sugirió la utilización de ecos ultrasónicos para detectar objetos sumergidos.En 1917, Paul Langevin y Chilowsky produjeron el primer generador piezoeléctrico de Ultrasonido Entre 1939 y 1945, aparece el sonarEn 1951, nace el Ultrasonido Compuesto, con imágenes unidimensionalesEn 1957, aparece el Scanner de contacto bidimensional

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2. HISTORIA DE LA ECOGRAFÍA

En 1960, primer Scanner automáticoEn 1968, primer aparato en reproducir imágenes en tiempo realEn 1982, desarrollo del Doppler a color en imagen bidimensionalEn 1983, comercialización del Doppler a color y se digitalizan los equiposEn 1994, post-proceso en color para imágenes diagnósticas ecográficasEn la actualidad, se obtienen imágenes en 3D y 4D

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3. INTERACCIÓN DEL SONIDO CON LA MATERIA Y LOS TEJIDOS

Transmisión del sonidoTejido/Materia Velocidad (m/seg)

Aire 331Grasa 1450

Tejidos blandos 1540Cerebro 1549Hígado 1549Riñón 1561

Músculo 1585Hueso craneal 4080

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3. INTERACCIÓN DEL SONIDO CON LA MATERIA Y LOS TEJIDOS

La impedancia acústica: viene determinada por el producto de la densidad, del medio que propaga el sonido por la velocidad de propagación del sonido en dicho medio

– El grado de reflexión está determinado por la diferencia en las impedancias acústicas de los materiales

El fenómeno de la refracción:cambio en la dirección de propagaciónLa atenuación: medido en dB

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4. INSTRUMENTACIÓN

Generación del ultrasonido– El efecto piezoeléctrico inverso: se basa en la

propiedad que poseen ciertos cristales (cuarzo, la turmalina y el topacio) al someterse a una cierta tensión eléctrica se inducirá una tensión mecánica o vibración

– El haz ultrasónico: el cristal puede generar 2 formas de ondas:

Emisión continua (método Doppler)Emisión discontinua o eco pulsado (modalidades A, B, M y Doppler pulsado)

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4. INSTRUMENTACIÓN

– Transductores: aparato que produce ondas de sonido que rebotan en los tejidos del cuerpo y forman ecos

Existen 2 técnicas básicas para generar el ultrasonido:– Transductores mecánicos: el haz procedente de un

cristal único se mueve por rotación propia, o bien emite el haz hacia un espejo móvil

– Transductores electrónicos: constan de un gran número de pequeños elementos transductores que son pulsados electrónicamente en disposición lineal o anular.

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4. INSTRUMENTACIÓN

Modalidades de aplicación clínica– Modo A: la sonda se mantiene por lo general fija y el

equipo registra la amplitud de los ecos que retornan al paciente, permitiéndonos medir con precisión la distancia entre las estructuras corporales

– Modo B: cada eco se representa por un punto brillante cuyo tamaño es proporcional a la amplitud de la señal

– Scan-B: el transductor es desplazado manualmente por el operador, que efectúa un rastreo sobre la piel

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4. INSTRUMENTACIÓN

– Modalidad M (TM): nos permite analizar de forma gráfica las superficies que están en movimiento (corazón). La sonda permanece fija y el haz se dirige hacia la estructura movil

– Modalidad de tiempo real: se realizan un gran número de cortes por unidad de tiempo (>150)

Reduce notablemente el tiempo de exploraciónAporta información adicional como el movimiento del corazón, la pulsatilidad de las arterias o los movimientos intestinales

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4. INSTRUMENTACIÓN

Modo B (Metástasis)

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4. INSTRUMENTACIÓN

Modo B (Vesícula Biliar Colecistitis)

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5. ULTRASONIDO DOPPLER

El efecto Doppler– Cuando un haz ultrasónico incide en una superficie

inmóvil, la onda reflejada (eco) tiene la misma frecuencia que la onda que fue transmitida. En cambio, si la superficie está en movimiento, la onda reflejada tendrá una frecuencia diferente de la transmitida. Esta diferencia recibe el nombre de cambio de frecuencia Doppler

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5. ULTRASONIDO DOPPLER

Modalidades Doppler– Modalidad de onda continua

Utiliza una sonda con dos cristalesSe comparan las frecuencias recibidas y se sustrae la frecuencia Doppler mediante demodulación electrónicaAplicación:

– Explorar vasos pequeños y/o superficiales de las extremidades (cristales 5-10 MHz)

– Monitorización audible del corazón fetal y los vasos uteroplacentarios (cristales de 2-3 MHz)

Limitaciones: – Falta de resolución espacial (regiones muchos vasos)

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5. ULTRASONIDO DOPPLER

– Modalidad de onda pulsadaUtiliza un único cristalPermite registrar y analizar los cambios de frecuencia Doppler que ocurren en una profundidad predeterminada, sin sobreponerse a las señales Doppler de otras regionesUn reloj digital gobierna la emisión de pulsos y el tiempo de regreso de las ondas (ecos) Limitaciones: Aliasing (2*frec. Doppler)Análisis cuantitativo mediante espectro Doppler

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5. ULTRASONIDO DOPPLER

Análisis cuantitativo Doppler espectral– Pulsativilidad– Resistencias– Velocidades:

MáximaMínimaMedia

– Tiempo:Aceleración

– Flujos (litros/seg)

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5. ULTRASONIDO DOPPLER

Instrumentación en Doppler– Doppler-Dúplex

Combina en forma simultánea, o sucesiva, la imagen en tiempo real con el análisis espectral Doppler

– Doppler en colorEmplea un transductor electrónico de tipo Dúplex El color azul o el rojo se asignan de acuerdo con la dirección del flujo respecto al transductorVentajas:

– Identifica frec. del flujo y sus alteraciones en una región– Sistema codificado en color es más fácil y acorta en gran

medida el tiempo de examen del paciente

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5. ULTRASONIDO DOPPLER

Doppler en color (Hígado)Azul Vena portaRojo Arteria hepática

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5. ULTRASONIDO DOPPLER

Técnica modo Triplex– Modo B + Doppler Color + Espectro Doppler

ONDA DOPPLERONDA DOPPLERINSONACIINSONACIÓÓNN

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5. ULTRASONIDO DOPPLER

Angio-Doppler (Power Doppler)– Analiza el cambio de amplitud– Permite detectar la densidad de la masa de

glóbulos rojos o hematies– Desventajas:

No detecta la dirección ni la velocidad del flujoProporciona información sobre la velocidadMás susceptible a los movimientosMenor resolución temporal

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5. ULTRASONIDO DOPPLER

Power Doppler– evolución de la imagen obtenida con

potenciadores de la señal a lo largo del tiempo

20 seg. 30 seg. 45 seg.

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5. ULTRASONIDO DOPPLER

ECO DOPPLER COLOR

ECO DOPPLER COLOR PULSADO

ECO POWER DOPPLER

ECO CONTRASTE

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6. ECOGRAFÍAS 3D Y 4D

Utiliza de transductores de doble dimensiónuso de cristales de alta frecuencia (20 MHz)Aplicaciones:– Obstetricia:

8 semanas: aprecia la cabeza, tronco y extremidades10 semanas: cara, ojos, nariz, boca y orejas (360º)20 semanas: Estudio detallado del cerebro, corazón, cara, pabellón auricular, columna vertebral, extremidades, manos y pies.

– Ginecología:malformaciones de úteropatologías de ovario y mama

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6. ECOGRAFÍAS 3D Y 4D

12 semanas

28 semanas

16 semanas

3º trimestre

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7. EFECTOS BIOLÓGICOS Y CONSIDERACIONES DE SEGURIDAD

Gran aceptación en aplicaciones médicas Pero no existe reglamentación que garantice operación adecuada. Existe metodología de medida

– Caracteriza transductores– Evalúa salida acústica equipos– Garantiza niveles de potencia acústica admisibles– Garantiza uso seguro de equipos

Equipos evaluados por fabricantes

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7.1. EFECTOS BIOLÓGICOS

No confirmados hasta el momento, puede que en un futuro Uso prudente de equiposExposiciones a niveles de intensidad y rangos diferentes a los comunes producen:– Reducción del peso en el feto– Daños en los tejidos– Alteración de los rangos mitóticos – Problemas de retraso en la comunicación

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7.1. Efectos biológicos

Mecanismos que pueden alterar los sistemas biológicos:

– 1) Mec. Térmico: Aumento temperatura de tejidos

– 2) Mec. No Térmico: Fenómenos mecánicos. - Cavitación

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7.2. BIOEFECTOS TÉRMICOS

Aumento de Tª tejidos. FACTORES:

– Absorción de energía– Intensidad– Duración– Punto focal

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7.2. Bioefectos Térmicos

Absorción energía1) Composición molecular tejidos

• Baja: fluidos• Moderada: tejidos blandos• Alta: tejido óseo

2) Frecuencia transductor: • más absorción y más Tª superficial piel y punto focal • menor penetración de onda compensada aumentando

ganancia más energía

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7.3. BIOEFECTOS MECÁNICOS

CavitaciónColapsoImplosión violenta de burbujas

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7.3. Bioefectos mecánicos

Cavitación en exposición acústica: – oscilación de pequeñas burbujas de gas – aumentan en tamaño y después explotan– produciendo daños en los tejidos u órganos – generación, crecimiento, vibración y posible

colapso de microburbujas en los tejidos

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7.3. Bioefectos mecánicos

Factores Cavitación: – presión negativa de las ondas, opresión de

rarefacción. – existencia de pequeños núcleos gaseosos

estabilizados en los tejidos. Gases vibran y oscilanLíquidos que los rodean = microcorriente capaz de romper las membranas celulares.

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7.3. Bioefectos mecánicos

Colapso e implosión violenta de burbujas:– eleva considerablemente temperatura y presión – daña células cercanas.

No existe certeza de que existan dichas burbujas en abundanciaSistemas de imagen de pulsos cortos y gran amplitud más cavitación vs a sistemas Doppler

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7.4. SEGURIDAD

Medidas para reducir la exposición a los ultrasonidos: – Principio de ALARA (As Low As Reasonably

Achievable) – Instituto Americano de Ultrasonido (AIUM)

Usar el procedimiento de la forma más limitada posible para buen resultado clínicoMedidas = uso prudente del procedimiento

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7.4. Seguridad - ALARA

1) Controlar la energía empleada en el estudio: Factores de nivel d exposición (intensidad,potencia)

2) Controlar tiempo exposición: operador (experiencia) 3) Utilizar en los niveles mínimos posibles la capacidad con

que cuenta el sistema y los modos de operación4) Emplear la sonda de menor frecuencia compatible con el

estudio y la resolución que se requiere: sonda no fija / detener emisión si se congela imagen

5) Practicar una técnica de exploración adecuada: no demostraciones innecesarias.

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8. Artefactos en ultrasonidos

Errores comunes que deben ser reconocidos y excluidos del valor realSe reconocen mejor en imágenes vivas. Clasificación simple de artificios:

1. objetos que se ven en la imagen, pero que no existen

2. pérdidas de ecos por objetos existentes.

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8. Artefactos en ultrasonidos

Artefactos acústicos: – errores en la representación de la señal que no están

presentes en la interfase que le dio origen. – Se pueden producir en la apreciación de la localización de

la interfase o en la intensidad del eco que proviene de ella.– Muchos son obvios y no causan problemas clínicos, – Otros pueden producir errores – Algunos ayudan al diagnostico

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8. Artefactos en ultrasonidos

Origen de los artefactos la imagen se basa en supuestos no totalmente ciertos :

1. Velocidad del ultrasonido en el organismo es constante (1540 m/seg)

2. Sonido avanza en línea recta3. Ecos detectados por el transductor están

localizados en el eje principal del haz ultrasónico4. Ecos que tardan más tiempo en llegar al

transductor proceden de zonas más profundas

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8. Artefactos en ultrasonidos

Causas:1. Comportamiento físico del ultrasonido2. Condiciones de manejo del escaneo3. Programación incorrecta del equipo.

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Artefactos en modo B - tiempo realMecanismo - Artefacto

A) Propagación- Reverberación- Imagen en espejo (duplicación)- Lóbulos laterales- Refracción y refocalización- Error de posición

B) Resolución- Limitación en resolución axial - Limitación en resolución lateral- Punteado acústico- Anchura del corte

C) Atenuación- Refuerzo acústico- Sombra acústica- Refuerzo en el borde- Sombra del borde- Bandas focales

D) Diversos - Cola de corneta - Artefacto en forma de V (Ring-down)- Rango ambiguo- Error en la velocidad

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8.1 Acciones contra los artefactos

Selección de la frecuencia (la más alta posible)Uso de gel de acoplamiento (gel o aceite vegetal a Tª y cantidad adecuada)Ajuste del brillo y contraste en cada imagenAjuste de la ganancia total, cercana y lejanaAjuste del foco o programación de el auto-focoCambio de la profundidad de escaneo y del ánguloUso de un rango dinámico para la mejor compresión

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8.2. Otras consideraciones

Seguridad del operador y del pacienteFuente energética buena y segura Escaneo despacioSin mover la sonda muy rápido, recorrer todos los órganos en ordenToma de imágenes en forma ordenada y estandarizadaUso de guantes y ropa de protección para prevenir contaminaciones e infecciones

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8.3. Artefactos en imágenes:Aire en el vientre

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8.3. Artefactos en imágenes:Insuficiente contacto de gel

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8.3. Artefactos en imágenes:Escaneo a través de tejido óseo

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8.3. Artefactos en imágenes:Alta ganancia total

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9. EQUIPO DE ECOGRAFÍA

Sala de ecografía con un ecógrafo desplazable, camilla y el video (que grabará la sesión)Todo preparado para el estudio del paciente. La sala debe estar oscurecida y ser confortable para el médico y el paciente

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9. Equipo de Ecografía

Detalle mesa de control. Sonda curva, para la ecografía abdominalSonda plana, para las partes blandas y tiroides.

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9. Equipo de Ecografía

Detalle sonda convexa de 3.5 MHzEcografía abdominalLa más utilizada en la práctica médica general

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9. Equipo de Ecografía

Detalle mesa de control TrackBall: permite

– mediciones y– desplazamientos del cursor por el

monitor

Teclas de pausa de imagen e impresión en papel (esquina inferior derecha)

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9. Equipo de Ecografía

Control de la ganancia global (control blanco y plano) Deslizadores: ajuste ganancia por planos ! – La ganancia amplifica ecos aumento o disminución del brillo de la imagen

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9. Equipo de Ecografía

Ecogragía

G67: ganancia 67 (brillo)D72: rango dinámico 72 (grises)T60: transmisión focal 60 (enfoque)

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9. Equipo de Ecografía

TOSHIBA SSA-270A (SONOLAYER).Sistema de ultrasonido a color Doppler. Análisis PW/CW Doppler(pulsed and continuouswave), modo M y TissueDoppler.Aplicaciones: Abdominal, Cardiología, Radiología, Urología y VascularPrecio: 5000 - 40000 $.

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Gracias por su atención

Ruegos y preguntas