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CAPÍTULO

5Principios del doppler de poder

Dr. Juan Carlos Acebes

Principios físicos: el efecto doppler

El principio básico de la ecografía doppler radica en el fenómeno por el cual se produce una diferencia entre la frecuencia emitida y recibida por el trans-ductor o sonda de un ecógrafo, cuando existe un movimiento relativo entre el emisor de ultrasonidos y la estructura receptora (en este caso los hema-tíes del flujo sanguíneo). Este hecho es lo que se denomina frecuencia doppler1. Esta frecuencia au-menta si el objeto se mueve hacia la fuente emisora, o disminuye si se aleja de ella, y es proporcional a la velocidad del objeto. Además va a depender de la frecuencia emitida y de la velocidad de propagación de los ultrasonidos por el tejido.

La frecuencia doppler que se genera al realizar la exploración ecográfica de un tejido con algún elemento en movimiento se calcula con la siguiente fórmula:

donde c es la velocidad del sonido al atravesar el tejido, v la velocidad del elemento y f la frecuencia del transductor.

➤ Se debe tener en cuenta que la frecuencia de la onda se mantiene constante, ya que es una fun-ción del medio explorado. El cambio de la frecuencia observado es debido al movimiento existente entre emisor y receptor. La ecuación doppler determina que un aumento de la velocidad del reflector produ-cirá un mayor cambio de la frecuencia doppler, por lo tanto si se puede medir ese cambio podrá cono-cerse la velocidad del reflector.

Instrumentación doppler

En ecografía musculoesquelética (USME) se emplean tres modalidades en modo Doppler:

Doppler pulsado

Los transductores de doppler pulsado habi-tualmente utilizados en la USME son estimulados eléctricamente para producir la emisión de un grupo de ultrasonidos denominado “pulso”, de tal forma que una vez emitidos éstos, el mismo trans-ductor quedará silente a la espera de los ecos de retorno antes de realizar una nueva emisión. De

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Manual de Ecografía Musculoesquelética ©2010. Editorial Médica Panamericana

http://www.medicapanamericana.com/Libros/Libro/4080/Manual-de-Ecografia-Musculoesqueletica.html

Manual de ecografía musculoesquelética

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esta forma, conociendo el tiempo que transcurre entre la emisión de un sonido y la recepción del eco, y la velocidad de propagación del sonido en el medio, es posible conocer la distancia o profun-didad a la que se hallará el reflector. Teniendo en cuenta estas premisas se denomina “frecuencia de repetición de pulsos” PRF al número de veces que un cristal es estimulado o “pulsado” electró-nicamente en una unidad de segundo. Dado que un cristal no puede emitir y recibir a la vez, existe un límite en cuanto a la frecuencia con que puede ser pulsado. De esta forma la PRF máxima está limitada por la profundidad máxima a la que quie-re explorarse y por la velocidad del ultrasonido en el medio. Así, una PRF máxima es inversamente proporcional a la profundidad a la que se quiere explorar, o lo que es lo mismo cuanto mayor sea la PRF menor será la profundidad explorada.

Doppler color

El doppler color o imagen de flujo de color es un sistema de exploración por el cual, sobre la imagen en escala de grises, se superpone una imagen en co-lor de aquellas zonas donde se detecta un cambio de la frecuencia doppler. Esto permite una representa-ción del flujo de los vasos sanguíneos y de cualquier estructura donde la sangre esté en movimiento. La zona de la imagen en escala de grises donde se ex-plora la posible existencia de flujo se denomina “caja de color” y está compuesta por una serie de píxeles coloreados, cuya saturación de color es proporcional a la frecuencia doppler media de los ecos proceden-tes del volumen que equivale a esos píxeles. El do-ppler color posibilita la investigación hemodinámica, ya que ofrece información sobre la presencia de flujo, su dirección y características. La calidad de la imagen doppler color viene condicionada por la capacidad del aparato en la discriminación del movimiento, la reso-lución espacial y la capacidad de mostrar de igual ma-nera dos estructuras iguales aunque estén en zonas diferentes de la caja de color. Todos estos parámetros pueden optimizarse ajustando una serie de paráme-tros como ganancia de color, persistencia, mapas de color y PRF entre otros.

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Doppler de poder

A diferencia del Doppler color, el Doppler de poder (PD) ofrece información de la amplitud de la señal Doppler, más que de la frecuencia, por lo que tiene una serie de ventajas. En general, es mucho más sensible a los flujos lentos, siendo indepen-diente de la velocidad y la dirección del flujo. Ade-más es prácticamente independiente del ángulo de incidencia. Todos estos detalles hacen de este modo de representación de imagen una técnica muy útil para la exploración de las patologías infla-matorias del aparato locomotor.

Parámetros

A continuación se exponen los diferentes pará-metros que habrá que ajustar durante la exploración en modo Doppler y PD:

Ventana de colorAl activar el modo doppler el procesador del

ecógrafo tiene que manejar tanto la información del modo B como del modo color. Con objeto de que no se retrase el procesamiento de la imagen debe tratar

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Figura 5.1 La ventana de color ha de ajustarse en altura

llegando hasta la superficie de la región anatómica que se

está explorando (casi siempre la piel) para evitar artefactos

de reververación.



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Capítulo 5 • Principios del doppler de poder

Figura 5.2 Ecografía en modo power Doppler (PD) de la articulación metacarpofalángica inflamada de un paciente

con artritis reumatoide. a: La frecuencia de Doppler está ajustada de forma correcta a 7,5 MHz para explorar estructuras

superficiales. Se observa como la definición de las estructuras anatómicas es mejor en escala de grises y la señal de PD es

mejor debido a que hay una mayor sensibilidad de la exploración. b: La frecuencia de Doppler está ajustada demasiado

baja para la exploración de articulaciones superficiales como las MCFs (frecuencia 5.0 MHz).

Figura 5.3 Ecografía en modo power Doppler (PD) de

la articulación metacarpofalángica inflamada de un pa-

ciente con artritis reumatoide: a: Ganancia excesívamente

baja por lo que la sensibilidad del PD está muy disminui-

da y apenas se detecta señal (39 dB). b: Ganancia correc-

ta. Buena sensibilidad para detectar señal de PD (44 dB).

c: Ganancia excesiva. Comienzan a aparecer artefactos

como las señales subcorticales (→) (47dB).

a b

c

a b




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de ajustarse la ventana de color al área de nuestro interés en la exploración, por lo que dicha ventana debe de ser lo mas pequeña posible en anchura, siendo independiente de la altura, pero siempre tra-tando de que alcance a la superficie de la imagen, que en la mayoría de los casos corresponderá a la piel. De esta forma se evitan los artefactos de rever-beración2 (Figura 5.1).

Frecuencia de dopplerComo sucede en el modo B, en el modo Do-

ppler, las frecuencias más bajas permitirán mayor penetración de los ecos en los tejidos, pero a ex-pensas de una pérdida de detalles de los vasos. Sin embargo, frecuencias más altas producen imágenes más detalladas pero con menor penetración de los ecos en los tejidos. Por tanto, en función de la pro-fundidad en que se localizan los tejidos objeto de exploración, habrá que ajustar la frecuencia; más altas para estructuras superficiales, más bajas para estructuras profundas (Figuras 5.2 a-c).

GananciaLa ganancia en el modo Doppler sirve para am-

plificar o disminuir la intensidad total de los ecos pro-

cesados en la ventana de color, por lo tanto determi-na la sensibilidad del sistema al flujo. Su medida se expresa en decibelios (dB) y el valor de trabajo suele estar reflejado en el monitor del ecógrafo.

Modificando la ganancia podemos mejorar la calidad de la imagen de trabajo en modo Do-ppler. Su aumento, mejora la sensibilidad para detectar flujo, pero también los artefactos, por lo que debe aumentarse hasta que aparezcan señales subcorticales en el hueso, lo que indica-ría que se ha sobrepasado la ganancia idónea. (Figuras 5.3 a y b).

La ganancia del modo Doppler es aplicable igualmente al modo PD.

Frecuencia de repetición de pulsos (PRF)Es el número de veces que un cristal de la son-

da es estimulado por unidad de tiempo y, por tanto, el número de ecos pulsados (emitidos) por dicha sonda en un segundo. La PRF está condicionada por la profundidad máxima a la que quIere explorar-se y por la velocidad de los ultrasonidos en el medio que se está explorando.

Figura 5.4 Ecografía en modo power Doppler (PD) de la articulación metacarpofalángica inflamada de un paciente con

artritis reumatoide a: La frecuencia de repetición de pulsos (PRF) es correcta ajustada a 1,0 Hz con lo que se obtiene una

alta sensibilidad en la exploración. b: La misma exploración con una PRF demasiado alta (1,9 Hz) por lo que disminuye la

sensibilidad de la exploración para detectar señal de PD.

a b



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En la práctica, puede decirse que para nues-tras exploraciones con PD la disminución progresi-va de la PRF aumenta la sensibilidad para detectar flujo, pero también aumenta los artefactos (Figuras 5.4 a y b). La medida de la PRF se expresa en Herzios (ó hHz) y su valor de trabajo se refleja en el monitor del ecógrafo. En la práctica, en USME se trabaja con valores comprendidos entre 0,3-1,5 hHz en modo PD.

Filtro de paredEs un controlador que permite filtrar y eliminar

señales de baja frecuencia que se producen con los movimientos durante la exploración y que pueden dis-torsionar la información de la imagen en la pantalla2.

Su ajuste se realiza desde la consola del ecógrafo y su valor se muestra gráficamente en el monitor, expresado en cm/s. En USME y en modo PD, para aumentar la sensibilidad de la ex-ploración se trabaja con valores de filtro de pared bajo.

Mapa de colorEste ajuste permite seleccionar un mapa de co-

lor específico. Esta función se activa presionando un controlador situado en la consola del ecógrafo que ofrece las distintas posibilidades de mapas que pue-den ser seleccionados.

La utilidad de seleccionar un determinado mapa es que permite mostrar la dirección del flujo (en el modo color) y resaltar aquellos flujos de ve-locidades más altas. Puede emplearse esta función tanto en el modo Doppler color como PD. La infor-mación sobre el mapa de color de trabajo aparece reflejada en el monitor.

Inversión de colorSu elección depende de las preferencias del

explorador. En la práctica permite ver el flujo san-guíneo en un color u otro dependiendo de que su dirección se acerque a la sonda o se aleje. Se pue-de invertir en tiempo real o con imagen congelada. Esta función se emplea en el modo Doppler color.

La posición del paciente y del ecografista y la técnica de exploración en modo PD

Como norma general, es muy importante que el paciente se encuentre en una posición cómoda durante la exploración, con la región anatómica a explorar muy relajada, evitando posiciones extre-mas en flexión o en extensión3,4 y debiendo evitar incluso hablar, con el objeto de evitar artefactos du-rante la exploración. Asimismo, el ecografista debe adoptar una postura cómoda y relajada durante toda la exploración para evitar posibles artefactos de mo-vimiento. Además, la técnica de exploración debe ser sistemática y minuciosa y, como norma general, se evitará una presión excesiva con la sonda sobre los tejidos, que colapsaría los vasos evitando la apa-rición de señal local, y se empleará abundante gel durante la exploración2.

¿Cómo cuantificar la señal de doppler de poder?

La ecografía en modo Doppler de poder (USPD) permite identificar y cuantificar la actividad inflamato-ria local en los tejidos blandos del aparato locomotor como expresión del aumento de la vascularización local que se produce en dicha estructura.

Teniendo en cuenta la premisa anterior se de-bería determinar la forma óptima de medir o cuantifi-car esa imagen, también llamada “señal” de USPD. Los métodos más difundidos de valoración consis-ten en evaluaciones semicuantitativas de la señal de PD. En el caso de las artritis periféricas, y de for-ma particular en las articulaciones metacarpofalán-gicas afectadas por una artritis reumatoide, se ha llegado a un consenso de expertos (resultados que serán publicados en breve) por el que el grado de inflamación articular evaluado por medio de USPD abarcaría desde el grado 0 que indicaría, ausencia de señal de PD (normal o no patológica), pasando por grado I, aquellas situaciones en las cuales se objetivarían tres o menos señales aisladas de PD; grado II, mas de tres señales aisladas, o vasos con-fluentes pero menos de 50% del área sinovial en la

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que potencialmente podría aparecer señal de PD; mientras que el grado III sería aquella situación en que la señal de PD abarcaría más de 50% del área en la que potencialmente podría aparecer señal de PD (Figuras 5.5 a-d).

Otros sistemas, aún no suficientemente desa-rrollados debido a su complejidad técnica, consisti-rían en la evaluación de la inflamación articular por medio del recuento informatizado del número de píxeles representados en la imagen de la USPD.

En el caso de las espondiloartropatías, algu-nos estudios publicados proponen una valoración semicuantitativa de la inflamación local en la en-tesis en tres niveles: grado 0: ausencia de señal de PD en la entesis, grado I: señal aislada de PD, grado II: varias señales de PD o vasos confluentes y grado III: señal de PD que ocupa la mayoría de la entesis. Con este sistema de cuantificación la USPD ha demostrado buena sensibilidad y especi-ficidad en la valoración de la actividad inflamatoria de la entesis5.

Figura 5.5 Ejemplo de cuantificación de la señal de Doppler de poder (PD) en una articulación metacarpofalángica de

un paciente con artritis reumatoide: a. Grado 0: normal o no patológica. No se aprecia señal de PD b. Grado I: se aprecian

3 o menos señales aisladas de PD c. Grado II: se aprecian mas de 3 señales aisladas de PD, o bien vasos confluentes con se-

ñal de PD, pero que en ningún caso ocupan mas del 50 % del área de sinovial en la que potencialmente pudiera aparecer

señal de PD. d. Grado III:se aprecia señal de PD que ocupa más del 50 % del área de la sinovial en la que potencialmente

pudiera aparecer señal de PD.

a b

c d



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La utilidad del doppler de poder en reumatología

Como ya se ha expuesto previamente la USPD permite identificar aquellas lesiones in-flamatorias que, produciendo un aumento de la vascularización local por medio de flujos lentos, afectarían tanto a estructuras intraarticulares, como la sinovial, como a estructuras extraarticu-lares como los tendones y sus vainas sinoviales, las bursas, las entesis y el resto de los elementos que componen los tejidos blandos del aparato lo-comotor.

Hay dos procesos reumatológicos, en los que la USPD ha demostrado gran utilidad como herramienta de valoración de la lesión inflama-toria: en las artropatías inflamatorias crónicas y, especialmente en la artritis reumatoide y en las espondiloartropatías, debido a su capacidad de valoración objetiva de la afectación inflamatoria de las entesis.

La USPD en las artropatías inflamatorias

En la artritis reumatoide especialmente, la USPD ha demostrado ser una herramienta muy útil en la valoración de la inflamación sinovial. La vali-dez de la USPD ha sido analizada en varios estudios comparativos con diversas variables. Respecto a la exploración clínica, la USPD ha demostrado buena capacidad para identificar articulaciones inflama-das6. Igualmente, algunos estudios han demostrado que la valoración de la actividad inflamatoria de la si-novial en la artritis reumatoide y otras artropatías por medio de la USPD es comparable a la realizada con resonancia magnética, con las ventajas adicionales de bajo coste, exploración dinámica y repetitividad del procedimiento que presenta la ecografía7. Otros estudios que comparan los datos de inflamación articular obtenidos con la USPD con los datos de la evaluación histopatológica de la sinovial conclu-yen que la USPD representa un método válido para cuantificar los cambios inflamatorios que se produ-cen en el tejido sinovial8,9.

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En cuanto a la fiabilidad y capacidad de iden-tificar los cambios evolutivos en la inflamación ar-ticular, así como el análisis de la respuesta a los cambios después de la aplicación de determinados tratamientos empleando la USPD como medida de desenlace, también ha quedado demostrada en di-versos estudios10,11,12,13.

La USPD en las espondiloartropatías

La USPD ha demostrado capacidad para identificar tanto la inflamación sinovial de las arti-culaciones periféricas y de las vainas tendinosas sinoviales, como de las entesis en las espondiloar-tropatías14,15,16,17. También, estudios preliminares han valorado la capacidad de la USPD para identificar y cuantificar la inflamación en las articulaciones sacro ilíacas18. Estudios recientes proponen una estanda-rización en la exploración y la cuantificación de la lesión en la entesis de la USPD de los pacientes con espondiloartritis19. Igualmente la USPD ha demos-trado ser una herramienta útil para monitorizar la ac-tividad inflamatoria de la entesis antes y después de la administración de un determinado tratamiento17.

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