1. INTRODUCCIÓN
En física el término «ultrasonido» se aplica a toda la energía acústica con una frecuencia superior a la del oído humano (20.000 hertzios o 20 kilohertzios). Los escáneres ecográficos de diagnóstico típicos operan en el rango de frecuencias de 2 a 18 megahercios, cientos de veces mayor que el límite de la audición humana. Las frecuencias más altas tienen una longitud de onda correspondientemente menor, y pueden utilizarse para realizar sonogramas con detalles más pequeños. La sonografía de diagnóstico (ultrasonografía) es una técnica de diagnóstico por imagen basada en los ultrasonidos que se utiliza para visualizar estructuras corporales subcutáneas, como tendones, músculos, articulaciones, vasos y órganos internos, en busca de posibles patologías o lesiones. La ecografía es eficaz para obtener imágenes de los tejidos blandos del cuerpo. Los ecografistas suelen utilizar una sonda manual (llamada transductor) que se coloca directamente sobre el paciente y se mueve sobre él. Se utiliza un gel a base de agua para acoplar el ultrasonido entre el transductor y el paciente (1, 2).
Aunque se descubrió 12 años antes que los rayos X (1883.), el ultrasonido es una aplicación encontrada mucho más tarde en la medicina. La primera aplicación práctica de los ultrasonidos se registra durante la Primera Guerra Mundial en la detección de submarinos. La aplicación de los ultrasonidos en medicina comenzó en los años cincuenta del siglo pasado. Primero se introdujo en la obstetricia, y después en todos los campos de la medicina (el diagnóstico abdominal general, el diagnóstico en el campo de la pelvis, la cardiología, la oftalmología y la ortopedia, etc.) (3). Desde el punto de vista clínico, la ecografía tiene una importancia incalculable por su carácter no invasivo, su buena visualización y su manejo relativamente fácil (4,5). Desde la introducción del procesamiento de las señales de escala de grises en 1974 el modo B de la ecografía se convirtió en el método ampliamente aceptado. El progreso en la formación de los transductores ha llevado a una mejor resolución espacial y a la obtención de imágenes de estructuras muy pequeñas en el abdomen (0,5-1 cm). El desarrollo del sistema en tiempo real condujo, incluso, a la posibilidad de la visualización continuada o la fluoroscopia ecográfica (1). En el diagnóstico por ultrasonidos se pueden diferenciar dos técnicas (2): transmisión y reflexión
La tecnología de transmisión se basa en distinguir los tejidos con diferente absorción de los ultrasonidos. Debido a la absorción desigual de las imágenes de ultrasonido proporciona la estructura interna que consiste en un mosaico de lugares más claros y más oscuros. Esta tecnología es ahora abandonado (6,1).
Tecnología de reflexión (eco) registra el pulso se refleja desde el límite de dos tejidos con diferente resistencia acústica. La técnica se basa en el principio de funcionamiento del sonar («Sonar Navigation and Ranging»). Una onda sonora es producida normalmente por un transductor piezoeléctrico encajado en una sonda. Unos impulsos eléctricos fuertes y cortos procedentes del ecógrafo hacen que el transductor suene a la frecuencia deseada. Las frecuencias pueden oscilar entre los 2 y los 18 MHz. El sonido se enfoca bien por la forma del transductor, por una lente situada delante del transductor o por un complejo conjunto de pulsos de control procedentes del ecógrafo. Este enfoque produce una onda sonora en forma de arco desde la cara del transductor. La onda se adentra en el cuerpo y se enfoca a la profundidad deseada. Los transductores de tecnología más reciente utilizan técnicas phased array para permitir que la máquina ecográfica cambie la dirección y la profundidad del enfoque. Casi todos los transductores piezoeléctricos son de cerámica (1).
Para generar una imagen 2 D, se barre el haz ultrasónico. Un transductor puede ser barrido mecánicamente girando u oscilando. También se puede utilizar un transductor phased array 1D para barrer el haz electrónicamente. Los datos recibidos se procesan y se utilizan para construir la imagen. La imagen es entonces una representación 2D del corte en el cuerpo. Las imágenes 3D pueden generarse adquiriendo una serie de imágenes 2D adyacentes. Normalmente se utiliza una sonda especializada que escanea mecánicamente un transductor de imágenes 2D convencional. Sin embargo, como el escaneo mecánico es lento, resulta difícil obtener imágenes 3D de tejidos en movimiento. Recientemente se han desarrollado transductores 2D phased array que pueden barrer el haz en 3D. Éstos pueden obtener imágenes más rápidamente e incluso pueden utilizarse para obtener imágenes 3D en vivo de un corazón que late.
En la obtención de imágenes médicas se utilizan cuatro modos diferentes de ultrasonido (1, 3).
Estos son:
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Modo A: El modo A es el tipo más simple de ultrasonido. Un solo transductor escanea una línea a través del cuerpo con los ecos trazados en la pantalla en función de la profundidad. El ultrasonido terapéutico dirigido a un tumor o cálculo específico también es el modo A, para permitir un enfoque preciso de la energía de la onda destructiva.
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Modo B: En la ecografía en modo B, un conjunto lineal de transductores escanea simultáneamente un plano a través del cuerpo que puede verse como una imagen bidimensional en la pantalla.
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Modo M: M significa movimiento. En el modo m, una secuencia rápida de exploraciones en modo B cuyas imágenes se suceden en la pantalla permite a los médicos ver y medir la amplitud del movimiento, ya que los límites de los órganos que producen los reflejos se mueven en relación con la sonda.
Modo Doppler: Este modo hace uso del efecto Doppler en la medición y visualización del flujo sanguíneo. La ecografía Doppler juega un papel importante en la medicina. La ecografía puede mejorarse con las mediciones Doppler, que emplean el efecto Doppler para evaluar si las estructuras (normalmente la sangre) se están moviendo hacia la sonda o se alejan de ella, y su velocidad relativa. Calculando el desplazamiento de frecuencia de un volumen de muestra concreto, por ejemplo un chorro de sangre que fluye sobre una válvula cardíaca, se puede determinar y visualizar su velocidad y dirección. Esto resulta especialmente útil en los estudios cardiovasculares (ecografía del sistema vascular y del corazón) y es esencial en muchos ámbitos, como la determinación del flujo sanguíneo inverso en la vasculatura hepática en la hipertensión portal (6,7). La información Doppler se visualiza gráficamente utilizando el Doppler espectral, o como una imagen utilizando el Doppler en color (Doppler direccional) o el Doppler de potencia (Doppler no direccional). Este desplazamiento Doppler cae en el rango audible y a menudo se presenta de forma audible utilizando altavoces estéreo: esto produce un sonido pulsante muy distintivo, aunque sintético (8).
La ecocardiografía transoesofágica (ETE) abrió la ventana en el diagnóstico por imagen en el campo de la cardiografía, la cirugía cardíaca y la anestesia. Utilizando la ETE en modo 2-D, el anestesista puede monitorizar los movimientos del corazón, y el cirujano cardíaco obtendrá una valiosa información sobre el estado del corazón tras el procedimiento quirúrgico crítico.