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Aplicação do Ultra-som em Medicina | CDhistory

Posted on Fevereiro 1, 2022 by admin

1. INTRODUÇÃO

Em física o termo “ultra-som” aplica-se a toda energia acústica com uma frequência acima da audição humana (20.000 hertz ou 20 kilohertz). Os scanners sonográficos diagnósticos típicos operam na faixa de frequência de 2 a 18 megahertz, centenas de vezes maior do que o limite da audição humana. As frequências mais altas têm um comprimento de onda correspondentemente menor e podem ser usadas para fazer sonogramas com detalhes menores. A sonografia diagnóstica (ultra-sonografia) é uma técnica de imagem diagnóstica baseada em ultra-som utilizada para visualizar estruturas corporais subcutâneas, incluindo tendões, músculos, articulações, vasos e órgãos internos para possíveis patologias ou lesões. A ultrassonografia é eficaz para a imagem de tecidos moles do corpo. Os sonógrafos normalmente usam uma sonda portátil (chamada de transdutor) que é colocada diretamente sobre o paciente e movida sobre ele. Um gel à base de água é usado para acoplar o ultra-som entre o transdutor e o paciente (1, 2).

Embora tenha sido descoberto 12 anos antes do raio X (1883.), o ultra-som é uma aplicação encontrada muito mais tarde na medicina. A primeira aplicação prática do ultra-som é registrada durante a Primeira Guerra Mundial na detecção de submarinos. A aplicação da ultra-sonografia na medicina começou nos anos cinquenta do século passado. Primeiro foi introduzida na obstetrícia, e depois em todos os campos da medicina (o diagnóstico abdominal geral, o diagnóstico no campo da pélvis, cardiologia, oftalmologia e ortopedia e assim por diante) (3). Do ponto de vista clínico, a ultrassonografia possui um significado inestimável devido às suas características não invasivas, de boa visualização e de manejo relativamente fácil (4,5). A partir da introdução do processamento dos sinais da escala de cinza em 1974, o modo B da ultrassonografia tornou-se o método amplamente aceito. O progresso na formação dos transdutores levou a uma melhor resolução de espaço e à imagem de estruturas muito pequenas no abdômen (0,5-1 cm). O desenvolvimento do sistema em tempo real levou, inclusive, à possibilidade da visualização contínua ou da fluoroscopia por ultra-som (1). No diagnóstico ultra-sonográfico podem diferir duas técnicas (2): transmissão e reflexão

A tecnologia de transmissão baseia-se na distinção dos tecidos com diferentes absorvâncias do ultra-som. Devido à absorção desigual das imagens de ultra-som fornece uma estrutura interna que consiste em um mosaico de lugares mais claros e escuros. Esta tecnologia está agora abandonada (6,1).

Tecnologia de reflexão (eco) regista que o pulso é reflectido a partir do limite de dois tecidos com diferentes resistências acústicas. A técnica é baseada no princípio do funcionamento do sonar (“Sonar Navigation and Ranging”). Uma onda sonora é tipicamente produzida por um transdutor piezoelétrico encapsulado em uma sonda. Pulsos elétricos fortes e curtos da máquina de ultra-som fazem o anel do transdutor com a freqüência desejada. As freqüências podem estar entre 2 e 18 MHz O som é focalizado pela forma do transdutor, uma lente na frente do transdutor, ou um conjunto complexo de pulsos de controle da máquina de ultra-som. Este foco produz uma onda sonora em forma de arco a partir da face do transdutor. A onda viaja para dentro do corpo e entra em foco a uma profundidade desejada. Os transdutores de tecnologia mais recente usam técnicas de phased array para permitir que a máquina ultra-sonográfica mude a direção e a profundidade do foco. Quase todos os transdutores piezoelétricos são feitos de cerâmica (1).

Para gerar uma imagem 2 D, o feixe ultra-sônico é varrido. Um transdutor pode ser varrido mecanicamente através de rotação ou oscilação. Ou um transdutor de phased array 1D pode ser usado para varrer o feixe eletronicamente. Os dados recebidos são processados e usados para construir a imagem. A imagem é então uma representação 2D da fatia para dentro do corpo. Imagens 3D podem ser geradas através da aquisição de uma série de imagens 2D adjacentes. Geralmente é utilizada uma sonda especializada que escaneia mecanicamente um transdutor de imagem 2D convencional. No entanto, como a digitalização mecânica é lenta, é difícil fazer imagens 3D de tecidos em movimento. Recentemente, foram desenvolvidos transdutores de phased array 2D que podem varrer o feixe em 3D. Estes podem fazer imagens mais rapidamente e podem até ser usados para fazer imagens 3D ao vivo de um coração a bater.

Quatro modos diferentes de ultra-som são usados em imagens médicas (1, 3).

Estes são:

  • -modo A: O modo A é o tipo mais simples de ultra-som. Um único transdutor escaneia uma linha através do corpo com os ecos traçados na tela em função da profundidade. A ultra-sonografia terapêutica dirigida a um tumor específico ou cálculo é também o modo A, para permitir um foco preciso da energia destrutiva da onda.

  • B-mode: No modo B, uma matriz linear de transdutores varre simultaneamente um plano através do corpo que pode ser visto como uma imagem bidimensional na tela.

  • M-mode: M significa movimento. No modo m-m, uma sequência rápida de varreduras no modo B cujas imagens se sucedem em sequência no ecrã permite aos médicos ver e medir o intervalo de movimento, à medida que os limites do órgão que produzem reflexos se movem em relação à sonda.

Doppler mode: Este modo faz uso do efeito Doppler na medição e visualização do fluxo sanguíneo. A sonografia por Doppler desempenha um papel importante na medicina. A sonografia pode ser melhorada com medições Doppler, que empregam o efeito Doppler para avaliar se as estruturas (geralmente o sangue) estão se movendo para a sonda ou para longe dela, e sua velocidade relativa. Ao calcular o deslocamento de freqüência de um determinado volume de amostra, por exemplo um jato de sangue sobre uma válvula cardíaca, sua velocidade e direção podem ser determinadas e visualizadas. Isto é particularmente útil em estudos cardiovasculares (sonografia do sistema vasculural e do coração) e essencial em muitas áreas como a determinação do fluxo sanguíneo reverso na vasculatura hepática em hipertensão portal (6,7). A informação Doppler é exibida graficamente usando Doppler espectral, ou como uma imagem usando Doppler colorido (Doppler direcional) ou Doppler de potência (Doppler não direcional). Este Doppler shift cai na faixa audível e é frequentemente apresentado audivelmente usando alto-falantes estéreo: isto produz um som muito distinto, embora sintético, pulsante (8).

A cardiografia de eco transoesofágico (ETE) abriu a janela na imagem diagnóstica no campo da cardiografia, cirurgia cardíaca e anestesia. Usando o ETE no modo 2-D, o anestesista pode monitorar os movimentos cardíacos, e o cirurgião cardíaco se tornará a informação valiosa sobre a condição cardíaca após o procedimento cirúrgico crítico.

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