ECOGRAFÍA

El sonido se propaga a lo largo del tejido. Los ecos se generan por refleixiones del pulso a partir de las estructuras del tejido. Y los ecos viajan de vuelta hacia el transductor

ECOGRAFÍA: ¿ QUÉ ES UN ECO ? La repetición de un sonido reflejado por un cuerpo

Onda sonora •  Mecánica, de presión •  Longitudinal

ULTRASONOGRAFÍA : ¿ QUÉ ES UN SONIDO ?

¿…Y UN ULTRASONIDO?

Es un sonido no audible por el ser humano por tener una frecuencia mayor que el rango audible (Mayor de 20.000Hz)

BASES FÍSICAS

Las ondas sonoras durante su propagación se encuentran con materiales con los que interaccionan y a través de ellos se propagan

BASE DE LA ECOGRAFÍA:

-Recepción de los ecos

-que resultan de la interacción de ultrasonidos

-que emite la sonda con el cuerpo

Hay numerosas variables que podemos manejar con el fin de optimizar la imagen

ONDA SONORA:

-Amplitud A: Máxima altura de la onda. Se mide en decibelios (dB)

-Longitud de onda: Distancia que recorre la onda en un ciclo completo. Se mide en cm. ó mm.

- Frecuencia: Número de ciclos por segundo. Se mide en hercios. 2Hz = 2 ciclo/seg.

-Velocidad de propagación: Distancia que recorre una onda en la unidad de tiempo. Se mide en m/seg.

Las ondas tienen una serie de parámetros:

presión

tiempo 1seg. 0,5 seg.

A

1 s

VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN:

Las velocidades de propagación para los distintos tejidos del organismo son muy parecidas

Aire 331 m/seg. Bazo 1552 m/seg. Grasa 1450 m/seg. Riñón 1561 m/seg. Agua 1540 m/seg. Sangre 1570 m/seg.

Cerebro 1541 m/seg. Músculo 1585 m/seg.

Hígado 1549 m/seg. Hueso 4080 m/seg.

Velocidad promedio: 1540 m/seg.

FRECUENCIA:

• Número de ciclos por segundo.

•  Se mide en hercios. 1Hz = 1 ciclo/seg. presión

tiempo

Frecuencia

1seg. 0,5 seg.

2Hz.

Frecuencias usadas en ecografía diagnóstica: 2 y 18 MHz.

Longitud de onda, frecuencia y velocidad, se relacionan según la siguiente formula

Velocidad = Longitud de onda x Frecuencia

A velocidad constante, si aumentamos la F, disminuye la longitud de onda A mayor F, mayor resolución y menor penetración

Interacción del ultrasonido con el tejido

CONCEPTO DE INTERFASE: Limite o zona de contacto entre dos medios que tienen diferente

impedancia acústica

En las interfases es donde se producen los ecos que forman la imagen ecográfica

REFLEXIÓN: Se producen ecos que transformamos en imagen

CONCEPTO DE IMPEDANCIA ACÚSTICA: Resistencia que ofrece un medio a ser atravesado por un sonido

Impedancia (Z) = densidad x velocidad

TIPOS DE INTERFASES:

Interfases Especulares: Son interfases grandes y lisas entre dos tejidos con diferente impedancia acústica. El resultado es que parte del eco atraviesa la estructura y parte se refleja (como si fueran espejos)

REFLEXIÓN ESPECULAR

Ejemplos: la paredes de las vísceras huecas o vasos, el diafragma.

TIPOS DE INTERFASES: Interfases dispersas: Cuando los reflectores son muy pequeños, menores que la longitud de la onda incidente, el sonido se refleja de forma difusa y se produce interferencia entre esos ecos dispersos Es la base de la mayor parte de la imagen ecográfica y explica la textura granular (speckle o moteado) Ejemplos: Los tejidos parenquimatosos. El registro de estas interfases forma la ecoestructura de los órganos sólidos

ATENUACIÓN:

Cuando el ultrasonido viaja a través de un medio su intensidad se reduce o atenua.

Depende de: -  Naturaleza del medio: Constante para cada tejido -  Frecuencia: A mayor frecuencia, mayor atenuación

Limita la profundidad a la que podemos llegar e influye en la elección del transductor

Reflexión Absorción Dispersión

Curva de Compensación de Ganancia con la Profundidad o CCG:

Para que la imagen que obtengamos sea independiente de la atenuación y la energía recibida dependa únicamente de los

coeficientes de reflexión en las interfases

Es un mecanismo electrónico capaz de ampliar en recepción la atenuación producida por la propia propagación, en función de la profundidad de donde provenga la señal y de la frecuencia de

exploración

ATENUACIÓN: ¿CÓMO SE SOLUCIONA?

GANANCIA

CURVA DE COMPENSACIÓN GANANCIA

  Se registra el tiempo comprendido entre la emisión del sonido y la recepción del eco

  Si se asume que la velocidad es constante, conociendo el tiempo se puede averiguar la distancia

Para conocer situación, profundidad y tamaño de una lesión:

EQUIPOS PARA ECOGRAFÍA 1. La sonda o transductor:

Convierte la energía eléctrica en pulsos de energía acústica Recibe los ecos reflejados y los convierte en señales eléctricas

2. El equipo electrónico:

- TRANMISOR :Energía

PRF Pulse Repetition Frequency,

Determina el intervalo de tiempo entre pulsos y por tanto, la profundidad de la que se puede obtener información

- RECEPTOR : Detecta, amplifica, compensa

CCG Ganancia Rango dinámico

3 El sistema de representación

4 Almacenamiento

Rango dinámico

Normal: 70 Cuanto menor (más estrecho), mayor el contraste

LA SONDA O TRANSDUCTOR:

Efecto Piezoeléctrico (Pierre Curie)

Cada sonda está constituida por múltiples cristales

Es un convertidor de energía eléctrica en energía mecánica. Es el emisor del haz de ultrasonidos

Propiedad de unos cristales que cuando son colocados en un campo eléctrico, se deforman (cambian de grosor), convirtiendo la energía eléctrica en energía mecánica en forma de ultrasonidos, y al contrario, cuando reciben energía mecánica (ultrasonidos), se deforman transformándola en energía eléctrica

•  Sondas lineales

•  Sondas sectoriales

•  Sondas convexas

Según el orden (array) de los elementos piezoeléctricos:

TIPOS DE SONDAS

Frecuencia de Resonancia o Banda de Emisión:

La frecuencia natural o resonancia de un cristal está en función de sus características físicas y en especial de su espesor

Un cristal no resuena nunca en una sola frecuencia. A cada lado de la frecuencia central de resonancia aparecen bandas de frecuencia más altas y más bajas, de amplitud decreciente

A

F

f1 f2 fc

Las sondas actuales emplean bandas de emisión amplias, lo que permite, gracias a la utilización de filtros adecuados, obtener una exploración con buena calidad de resolución espacial desde la superficie hasta la profundidad.

Conjunto de las frecuencias comprendidas entre f1 y f2 a cada lado de la frecuencia central fc

Banda de Emisión:

Haz Ultrasónico Emitido:

Se caracteriza por:

1.  Su dirección: el haz se desplaza de manera perpendicular al frente de la onda ultrasónica y perpendicular a la cara anterior del transductor para cada cristal

2.  Su frecuencia: en eco diagnóstica oscila entre 2 y 18 Mhz

3.  Su forma: el haz de US diverge tras un determinado recorrido:

FOCALIZAR

Es la energía acústica direccional emitida por los transductores

CALIDAD DE LA IMAGEN: RESOLUCIÓN

RESOLUCIÓN ESPACIAL:

• Axial: En el eje del haz de ultrasonidos. A mayor frecuencia, mayor resolución

• Lateral: En el plano perpendicular al haz. Se relaciona con el grosor del haz Se controla cambiando el foco a la profundidad que nos interese

_ +=MODO B: Imagen en escala de grises

Ecogenicidad de una lesión Ecogenicidad detrás de una lesión

Cuando una onda es reflejada desde una partícula en movimiento, la frecuencia de la onda recibida es diferente de la que se emitió

La diferencia de frecuencias es lo que se conoce como EFECTO DOPPLER

Sirve para :

- Detectar flujo - Ver la dirección - Ver la velocidad - Ver la amplitud - Ver cómo es ese flujo

Se representa:

• De forma audible • De forma visible

Espectral. Pulsado Color Energía

F: Frecuencia Doppler

f: Frecuencia transmitida

c: Velocidad del sonido

v: Velocidad del flujo

θ: Ángulo de incidencia

2 ·f · v · cos θ c F =

Gel

Sonda

θ v

f

c

Fr – Ft > 0

Fr - Ft < 0

MODO DOPPLER

Amplitud

El espectro se muestra como un sonograma:

Expresa la variación de las frecuencias-(velocidad)(eje vertical y), modulada en brillo (amplitud) con repecto al tiempo (eje horizontal x)

Las tres variables frecuencia/velocidad, amplitud y tiempo se muestran en tiempo real, a la vez que se oye la señal: Duplex, si se ve el color, Triplex

•  Frecuencia •  Ganancia •  PRF- escala

•  Ventana de color : Adaptar al tamaño del área a estudiar. Si no, se pierde resolución y sensibilidad

•  Ángulo: Ideal 0º, menor de 60 •  Volumen de muestra. Estrechar para eliminar señales no deseadas

•  Medidas:

- Velocidades y ratios (Vmax/Vmin) –  Indices: IR –  Tiempo de aceleración –  Aceleración

DOPPLER : AJUSTES Cuando se esta buscando una señal Doppler, lo mejor es tener las aplicaciones en su nivel más sensible

Emitimos con una sonda multifrecuencia (2 MHz y 6 MHz.) con una frecuencia fundamental de 4 Mhz.

Sistema Tradicional

La onda se dispersa y se producen ruidos procedentes de frecuencias armónicas.

Cuanto más penetra, más dispersión, más frecuencias armónicas,

más ruido.

La mejor resolución está en los planos superficiales

Procesamos los ecos procedentes de la frecuencia fundamental (4 MHz.)

Emitimos con una sonda multifrecuencia (2 MHz - 6 MHz.) con una frecuencia fundamental de 2 Mhz.

Sistema Armónico

La onda se dispersa y se producen ruidos procedentes de frecuencias armónicas.

La onda llega a planos más profundos, donde hay más dispersión, más frecuencias armónicas.

La mejor resolución está en los planos profundos

Procesamos los ecos procedentes del 2º armónico (4 MHz.)

- Al tratarse de frecuencias mayores ofrecen una mayor resolución espacial y de contraste

IMAGEN ARMÓNICA

ULTRASONIDOS: CONTRASTES

Los potenciadores de señal crean una impedancia acústica elevada entre la sangre y el potenciador, aumentando el número y la intensidad de las ondas reflejadas recibidas por el transductor

- Burbujas de hexafluoruro de azufre

en una membrana lipídica (SonoVue)

- Puramente intravascular

- Elimina por la respiración

- Dura unos 5 minutos

- No nefrotóxico

- Reacciones adversas escasas

Sensibilidad Detección

Caracterización Especificidad

Las burbujas sometidas a un campo de US pueden ser inducidas a un movimiento no lineal, (movimiento oscilatorio de cambios de tamaño), que comporta la emisión de armónicos, ocasionando un aumento de la intensidad de los ecos en los estudios en Modo B Armónico

Propiedades no lineales de las microburbujas

Las burbujas de la 2ª generación de contrastes tiene una membrana muy fina y elástica que permite una respuesta característica de cambio de tamaño cuando son sometidas a una excitación de baja presión acústica

Técnicas específicas para contrastes

- Forman la imagen con la señal del 2º armónico, que aunque es de menor amplitud que la señal fundamental, consigue una mejor resolución axial y de contraste

- Bajo índice mecánico IM (< 0,12), para no romper las burbujas

- Técnicas de sustracción

- Mapa sepia

  MICROCIRCULACIÓN:

  Tumores: Detección, caracterización (hígado)

  Patología inflamatoria: Flemón vs absceso

  Trauma: Laceraciones, hematomas

  Trasplante hepático, renal: perfusión

  Monitorización de tratamientos locales : RF, embolización

  MACROCIRCULACIÓN:

  Trasplantes

  Aorta