1. INTRODUCERE
În fizică, termenul „ultrasunete” se aplică tuturor energiilor acustice cu o frecvență superioară auzului uman (20.000 hertzi sau 20 kilohertzi). Scanerele ecografice tipice de diagnosticare funcționează în gama de frecvențe cuprinsă între 2 și 18 megahertzi, de sute de ori mai mare decât limita auzului uman. Frecvențele mai înalte au o lungime de undă corespunzător mai mică și pot fi folosite pentru a realiza ecograme cu detalii mai mici. Ecografia de diagnostic (ultrasonografia) este o tehnică de imagistică de diagnosticare bazată pe ultrasunete, utilizată pentru a vizualiza structurile subcutanate ale corpului, inclusiv tendoanele, mușchii, articulațiile, vasele și organele interne, pentru a depista eventuale patologii sau leziuni. Sonografia este eficientă pentru vizualizarea țesuturilor moi ale corpului. Sonografii folosesc de obicei o sondă ținută în mână (numită transductor) care este plasată direct pe pacient și deplasată deasupra acestuia. Un gel pe bază de apă este folosit pentru a cupla ultrasunetele între transductor și pacient (1, 2).
Deși a fost descoperită cu 12 ani înaintea razelor X (1883.), ecografia este o aplicație găsită mult mai târziu în medicină. Prima aplicație practică a ultrasunetelor este înregistrată în timpul Primului Război Mondial în detectarea submarinelor. Aplicarea ultrasunetelor în medicină a început în anii ’50 ai secolului trecut. Mai întâi a fost introdus în obstetrică, iar apoi în toate domeniile medicinei (diagnosticul abdominal general, diagnosticul în domeniul pelvisului, cardiologie, oftalmologie și ortopedie și așa mai departe) (3). Din punct de vedere clinic, ecografia posedă o importanță neprețuită datorită caracteristicilor sale neinvazive, de bună vizualizare și de gestionare relativ ușoară (4,5). De la introducerea procesării semnalelor de scală de gri în 1974, modul B al ecografiei a devenit metoda larg acceptată. Progresul în formarea transductoarelor a dus la o mai bună rezoluție spațială și la obținerea de imagini ale structurilor foarte mici din abdomen (0,5-1 cm). Dezvoltarea sistemului în timp real a dus, chiar, la posibilitatea vizualizării continue sau a fluoroscopiei ecografice (1). În diagnosticul ecografic pot fi diferențiate două tehnici (2): transmisie și reflexie
Tehnologia de transmisie se bazează pe distingerea țesuturilor cu absorbție diferită a ultrasunetelor. Datorită absorbției inegale a imaginilor cu ultrasunete oferă o structură internă care constă într-un mozaic de locuri mai deschise și mai întunecate. Această tehnologie este acum abandonată (6,1).
Tehnologia de reflexie (ecou) înregistrează impulsul este reflectat de la limita a două țesuturi cu rezistență acustică diferită. Tehnica se bazează pe principiul funcționării sonarului („Sonar Navigation and Ranging”). O undă sonoră este produsă, de obicei, de un traductor piezoelectric înglobat într-o sondă. Impulsuri electrice puternice și scurte de la aparatul cu ultrasunete fac ca transductorul să sune la frecvența dorită. Frecvențele pot fi cuprinse între 2 și 18 MHz’s Sunetul este focalizat fie de forma transductorului, fie de o lentilă aflată în fața transductorului, fie de un set complex de impulsuri de control de la aparatul cu ultrasunete. Această focalizare produce o undă sonoră în formă de arc de cerc din fața transductorului. Unda se deplasează în corp și se focalizează la o adâncime dorită. Transductoarele de tehnologie mai nouă utilizează tehnici de tip phased array pentru a permite aparatului ecografic să schimbe direcția și adâncimea de focalizare. Aproape toate transductoarele piezoelectrice sunt fabricate din ceramică (1).
Pentru a genera o imagine 2 D, fasciculul ultrasonic este măturat. Un traductor poate fi măturat mecanic prin rotație sau balansare. Sau se poate utiliza un transductor 1D phased array pentru a baleia electronic fasciculul. Datele primite sunt procesate și utilizate pentru a construi imaginea. Imaginea este apoi o reprezentare 2D a secțiunii din corp. Imaginile 3D pot fi generate prin achiziția unei serii de imagini 2D adiacente. În mod obișnuit, se utilizează o sondă specializată care scanează mecanic un transductor de imagine 2D convențional. Cu toate acestea, deoarece scanarea mecanică este lentă, este dificil să se realizeze imagini 3D ale țesuturilor în mișcare. Recent, au fost dezvoltate transductoare 2D phased array care pot baleia fasciculul în 3D. Acestea pot obține imagini mai rapid și pot fi folosite chiar pentru a realiza imagini 3D în direct ale unei inimi care bate.
Cele patru moduri diferite de ultrasunete sunt folosite în imagistica medicală (1, 3).
Acestea sunt:
-
Modul A: Modul A este cel mai simplu tip de ultrasunete. Un singur transductor scanează o linie prin corp, ecourile fiind reprezentate pe ecran în funcție de adâncime. Ecografia terapeutică care vizează o tumoare sau un calcul specific este, de asemenea, în modul A, pentru a permite o focalizare precisă a energiei undei distructive.
-
Modul B: În ecografia în modul B, o matrice liniară de transductoare scanează simultan un plan prin corp care poate fi vizualizat ca o imagine bidimensională pe ecran.
-
Modul M: M înseamnă mișcare. În modul m, o secvență rapidă de scanări în modul B ale căror imagini se succed pe ecran permite medicilor să vadă și să măsoare amplitudinea mișcării, pe măsură ce limitele organelor care produc reflexii se deplasează în raport cu sonda.
Modul Doppler: Acest mod utilizează efectul Doppler în măsurarea și vizualizarea fluxului sanguin. Ecografia Doppler joacă un rol important în medicină. Sonografia poate fi îmbunătățită cu măsurători Doppler, care utilizează efectul Doppler pentru a evalua dacă structurile (de obicei sângele) se apropie sau se îndepărtează de sondă, precum și viteza relativă a acestora. Prin calcularea deplasării de frecvență a unui anumit volum de probă, de exemplu un jet de sânge care curge peste o valvă cardiacă, viteza și direcția acestuia pot fi determinate și vizualizate. Acest lucru este deosebit de util în studiile cardiovasculare (ecografia sistemului vascular și a inimii) și esențial în multe domenii, cum ar fi determinarea fluxului sanguin invers în vasculatura hepatică în hipertensiunea portală (6,7). Informațiile Doppler sunt afișate grafic folosind Doppler spectral sau sub formă de imagine folosind Doppler color (Doppler direcțional) sau Doppler de putere (Doppler nondirecțional). Această deplasare Doppler se încadrează în intervalul audibil și este adesea prezentată auditiv cu ajutorul difuzoarelor stereo: aceasta produce un sunet pulsatoriu foarte distinctiv, deși sintetic (8).
Eco-cardiografia transoesofagiană (TEE) a deschis o fereastră în diagnosticul imagistic în domeniul cardiografiei, al chirurgiei cardiace și al anesteziei. Folosind TEE în modul 2-D, anestezistul poate monitoriza mișcările inimii, iar chirurgul cardiac va deveni informația valoroasă despre starea inimii după procedura chirurgicală critică.
.