principios básicos de ultrasonido
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Principios básicos de ultrasonido
Concepto
Ultrasonido: Sonido cuya frecuencia está por encima del rango de frecuencias audibles para el ser humano. Frecuencia 20.000 Hz (o 20 KHz).
Forma de energía sonora mecánica que viaja a través de medio conductor como una onda longitudinal produciendo compresión alternante (alta presión) o rarefacción (baja presión)
USO DEL ULTRASONIDO EN IMAGENOLOGIA
• Se empezó a utilizar el ultrasonido para imágenes medicas en los años 1940’s.
• Se utiliza para visualizar músculos y órganos internos, su tamaño, estructura y posibles lesiones.
• Se utiliza para diagnostico y tratamiento.• En diagnostico se utilizan frecuencias de 2-18 MHz.• La frecuencia a utilizar se escoge de acuerdo a lo
necesitado. Frecuencias mas bajas dan menor resolución, pero penetran mas en el cuerpo.
VENTAJAS DEL ULTRASONIDO
– El ultrasonido es una forma de radiación no ionizante, considerada segura para el cuerpo humano
– Tiene un costo menor a muchos otros sistemas de imagenología
– Produce imágenes en tiempo real– Tiene resoluciones en el orden de los milímetros– Puede dar información del flujo sanguíneo
(Doppler)– Es portátil, por lo que puede llevarse hasta el
paciente sin incomodarlo
ALGUNAS DESVENTAJAS DEL ULTRASONIDO
• Órganos que contienen gases o estructuras óseas no pueden verse correctamente
• Depende del operador• Es difícil obtener imágenes buenas de
pacientes obesos
ULTRASONIDO PARA DIAGNOSTICO
• Cardiología• Gastroenterología• Endocrinología• Obstetricia• Ginecología• Urología• Vascular• Biopsias dirigidas
COMO OBTENEMOS IMAGENES CON UN ULTRASONIDO?
• Las ondas de sonido emitidas por el transductor viajan por el cuerpo hasta chocar con el límite entre tejidos (fluido y tejido blando, tejido blando y hueso)
• Parte de la onda es reflejada por el tejido de vuelta al transductor, y el resto de la onda sigue penetrando el cuerpo hasta chocar con otro límite y ser reflejada
• El transductor recibe la onda reflejada y la máquina la analiza• La máquina calcula la distancia del transductor al tejido
utilizando la velocidad del sonido en tejido (1540 m/s) y el tiempo que le tomo a la onda regresar
• La máquina expone en un monitor las distancias e intensidades de las ondas usando una escala de grises, formando una imagen en 2D
COMO OBTENEMOS IMAGENES CON UN ULTRASONIDO?
• Cada segundo el transductor envía y recibe millones de ondas.
• El transductor se mueve sobre la superficie del cuerpo y en diferentes ángulos para obtener varias vistas.
FORMACION DE LA IMAGEN
• Para generar una imagen a partir del sonido hay 3 pasos que seguir:
1. Producir una onda de sonido2. Recibir los ecos de vuelta 3. Interpretar estos ecos recibidos
TRANSDUCTORES
• Existen transductores de diferentes formas y tamaños.
• La forma del transductor determina el campo visual.• La frecuencia de la onda emitida determina la
profundidad de penetración de la onda y la resolución de la imagen.
• Los transductores pueden tener mas de un elemento piezoeléctrico. En estos transductores la onda puede ser dirigida alternado el tiempo en el que cada elemento emite una onda ultrasónica.
EJEMPLO
• Consideremos una hoja de Excel en blanco• El transductor es una línea sólida en la parte de arriba de la
hoja• Mandamos impulsos hacia abajo en las columnas• Esperamos para oír algún eco devuelto• Cuando lo oímos, calculamos cuánto tiempo le tomó regresar• Entre mayor sea el tiempo, mayor será el renglón al que llegó• La fuerza del eco nos determina la intensidad con la que
pintaremos esa celda (blanco para un eco fuerte, negro para uno débil, y diferentes grises para el resto)
• Cuando todos los ecos se graban en la hoja, tenemos una imagen en tonos de grises
COMPONENTES DE UNA MAQUINA DE ULTRASONIDO
MODOS PARA VISUALIZAR LA IMAGEN
• MODO A: un único transductor escanea una línea del cuerpo y los ecos recibidos se grafican como función de la distancia de penetración (amplitud)
• MODO B: varios transductores acomodados linealmente escanean un plano del cuerpo, que se observa como una imagen en 2 dimensiones
• MODO M: La M viene de movimiento. Se utiliza para analizar el movimiento de las estructuras anatómicas. Se realiza mediante una secuencia de escaneos modo B.
• MODO DOPPLER: utiliza el efecto Doppler.
• EFECTO DOPPLER: fenómeno en el que el observador percibe un cambio en la frecuencia del sonido emitido por una fuente cuando esta fuente y/o el observador se están moviendo.
EFECTO DOPPLER
• Este principio se utiliza para medir el flujo sanguíneo en los vasos sanguíneos.
• El ángulo Doppler, θ, es el ángulo entre la onda ultrasónica y la dirección de la velocidad de propagación.
• Los glóbulos rojos actúan primero como observadores y luego como fuentes al reflejar la onda de sonido al transductor, que también actúa como fuente primero y observador luego.
MODO DOPPLER
• Utilizando el efecto Doppler se puede determinar con un ultrasonido si las estructuras (generalmente sangre) se están acercando o alejando del transductor y su velocidad relativa.
• Determinando la variación en frecuencia (fd) de un volumen particular, su velocidad y dirección se pueden calcular y observar
DOPPLER A COLOR
• Estos sistemas son escáneres dobles que pueden mostrar información tomada del modo B y del Doppler
• La información del Doppler es mostrada a color• Generalmente el color rojo representa flujo
hacia el transductor y el color azul flujo alejándose del transductor
• La magnitud de la velocidad se denota con los tonos del color. Entre mas claro sea el color, mayor la velocidad.
ULTRASONIDO PARA USOS TERAPEUTICOS
• Se utiliza el ultrasonido para introducir calor o agitación al cuerpo.
• Los niveles de energía que se utilizan son mucho mayores que en usos de diagnostico.
• También las frecuencias son diferentes.
USOS TERAPEUTICOS
• Para limpiezas dentales• En terapia física y rehabilitación para introducir
calor a tejidos• Ultrasonido focalizado se utiliza para generar calor y
destruir piedras en los riñones, quistes localizados• Se utiliza para tratamiento de cataratas• Ultrasonido de baja intensidad coopera para la
regeneración de hueso• Ayuda a la coagulación en frecuencias de 5-12 MHz
RIESGOS Y EFECTOS BIOLOGICOS
• El ultrasonido es considerado un método de imagenología seguro
• Ciertos efectos biológicos pueden ocurrir si se utiliza una intensidad mayor al limite recomendado
• Existen dos tipos de posibles efectos:– Efectos térmicos– Efectos mecánicos