Ecografía: Adquisición y optimización de imágenes

Fundamentos de ecografía

• La ecografía es una técnica que se basa en los fundamentos del sonido para generar imágenes médicas.

¿Qué es el sonido?

• El sonido es la sensación percibida en el oído debido a una onda mecánica.
• Esta onda mecánica se origina por la vibración de un cuerpo elástico.
• Esta onda se propaga a través de un medio material.
• El sonido no puede transmitirse en el vacío.

Parámetros de una onda

• Amplitud se refiere a la altura de la onda
• Ciclo es la distancia recorrida por la onda
• λ = distancia (m)
• T = tiempo (s)
• F = n° de ciclos / s (Hz)
• V= F x λ
• Frecuencia y longitud de onda son inversamente proporcionales.
• λ = V(1.540 m/s)/F

¿Qué son los ultrasonidos?

• Los ultrasonidos se encuentran por encima de los 20 000 Hz (20 kHz).
• Este rango está fuera de los sonidos audibles por los humanos.
• La ecografía se encuentra en un rango de frecuencia de 3-12 MHz.

Ultrasonidos en la naturaleza

• Los murciélagos y los delfines tienen un "radar" interno que funciona mandando ultrasonidos.
• El radar recoge las señales inmediatamente y establece un mapa de lo que tienen alrededor, permitiéndoles dirigirse.

Sonar

• El sonar funciona con el mismo principio que el radar de los murciélagos pero en el agua.
• Envia ondas que rebotan en los objetos, esto le ayuda a ver con sonido.

¿Cómo se producen los US?

• Los ultrasonidos se producen mediante el efecto piezoeléctrico.
• Al aplicar una corriente eléctrica a cristales piezoeléctricos, estos vibran generando ondas ultrasónicas.

¿Qué es la ecografía?

• La ecografía es una técnica de imagen estructural.
• Esta técnica utiliza ondas de ultrasonido mecánicas de alta frecuencia.
• Su objetivo es crear imágenes tomográficas en tiempo real.
• Se aplica manualmente un transductor a una parte del cuerpo para transmitir ondas ultrasónicas.
• Las ondas ultrasónicas reflejadas (ecos) son detectadas por el transductor.
• Un ordenador procesa las señales para generar imágenes digitales.
• Estas imágenes pueden ser visualizadas o grabadas.
• La ecografía se basa en el uso de ondas de ultrasonido (US) emitidas por una sonda (emisor)
• Las ondas de US interactúan con los órganos y tejidos
• Estas regresan a la sonda (receptor) en forma de ecos
• Un software transforma estos ecos en imágenes

Ecografía en modo B

• Es el modo utilizado con mayor frecuencia en el diagnóstico por la imagen.
• Las señales se muestran como una imagen anatómica bidimensional.
• Es suficientemente rápida para mostrar el movimiento en tiempo real.
• Por ejemplo, se ven los latidos cardíacos o los vasos sanguíneos pulsátiles.
• Las imágenes en tiempo real proporcionan información anatómica y funcional.

¿Qué es el transductor o sonda?

• Un transductor o sonda es un dispositivo que convierte la energía eléctrica en mecánica y viceversa.
• Los cristales piezoeléctricos permiten la conversión de las energías.
• El haz de ultrasonido que emite la sonda es muy fino, su grosor es de 1mm.
• Las sondas o transductores se diferencian fundamentalmente en la frecuencia a la que trabajan.
• La frecuencia se mide en Hercios (Hz).
• En ecografía se maneja un rango entre 2 y 20 megahercios (MHz).
• Frecuencia: Número de ciclos en la unidad de tiempo (seg.)
• 1 Hz = 1 ciclo / segundo
• 1 Khz = 1.000 Hz
• 1 Mhz = 1.000.000 Hz
• 1 Ghz = 1.000.000.000 Hz

Penetración y resolución

• A mayor frecuencia, menor penetración, pero mayor resolución.
• A menor frecuencia, mayor penetración, pero menor resolución.
• Alta frecuencia (>5 MHz) tiene una penetración baja (<5 cm) y utilidad para estructuras superficiales.
• Baja frecuencia (1-5 MHz) tiene una penetración alta (>5 cm) y utilidad para órganos profundos.
• Frecuencias altas (10 y 18 MHz) se usa sonda lineal, para estudiar estructuras superficiales.
• Estas estructuras pueden ser músculos, tendones, ligamentos, partes blandas, tiroides, cuello, estructuras vasculares superficiales, testículos, mama u ojos.
• En ecografía pediátrica de caderas, transfontanelar y abdomen a bebés se usan frecuencias altas.
• En ecografía del tobillo y pie se usan frecuencias de 10-15 MHz.
• No se debe usar de rutina menos de 10 MHz, excepto para aponeurosis plantar.
• Resolución: capacidad de discernir entre dos puntos muy próximos.
• La resolución axial es la capacidad de distinguir dos puntos como distintos cuando están alineados al transductor.
• A mayor frecuencia del transductor, mayor resolución axial.
• La resolución lateral permite distinguir dos puntos separados, uno al lado del otro.
• Depende del diseño del transductor y se puede modificar ajustando el ancho de la zona focal (foco).
• Siempre se debe usar la mayor frecuencia posible para obtener la imagen con máxima resolución.

Tipos de sondas

• Lineales
• Sectoriales
• Convexos
• Intracavitarias

Atenuación del sonido

• La atenuación es la disminución de la intensidad de la onda sonora en función de la distancia recorrida.
• La intensidad de la onda disminuye exponencialmente con la distancia recorrida.

¿Qué es la impedancia acústica?

• Es la resistencia que ofrece un órgano o estructura al paso de los US a su través.
• Es una propiedad ligada a la densidad del medio en cuestión.
• Es el producto de la densidad (D) del medio por la velocidad (V) a la que el US lo atraviesa: Z = D x V
• El hueso es la estructura con mayor impedancia acústica.
• El gas es el medio con menor impedancia.
• Cuando el haz de ultrasonido viaja por el tejido va a encontrar diferentes medios.
• En la unión de estos medios se produce parte del reflejo del haz.
• A estas uniones se les conoce como interfases.
• Interfase: Es el plano de contacto entre medios con diferentes impedancias acústicas.
• Los ultrasonidos necesitan un medio elástico y deformable para su propagación.
• Un medio acuoso es ideal, mientras que un medio aéreo será bastante peor.
• El ultrasonido necesita un medio acuoso y flexible.
• El gas, con su impedancia baja, muy baja, es un transmisor nefasto.
• El transductor debe ser siempre empleado con algún tipo de barrera física como una funda específica.
• La intensidad de la refracción y reflexión que experimentan los US es proporcional a la impedancia de los tejidos (interfase).

Tabla de porcentaje de reflexión de intensidades

• En esta tabla se presentan los porcentajes de reflexión de intensidades según los tejidos:
• Grasa/Músculo: 1,1%
• Grasa/Órganos: 0,6%
• Grasa/Hueso: 50%
• Partes blandas/Aire: 99%
• Partes blandas /Agua (Gel): 0,2%

Ganancia

• Es la capacidad que tenemos de modificar la amplitud del eco (magnitud de onda ultrasónica).
• Resulta en una imagen más o menos brillante.
• Los cambios de la ganancia general afectan a toda la imagen por igual.
• Los cambios deben adaptarse a las características de cada paciente
• Las ganancias pueden modificarse manualmente en el ecógrafo.

Rango dinámico

• Puede aparecer con varios nombres alternativos a Rango Dinámico, como «Intervalo Dinámico» o «Dinamic Range».
• Es un valor dependiente del operador que puede manipular la señal de retorno interviniendo en el brillo y contraste de la imagen.
• Un rango dinámico alto tendrá una imagen suave con muchos grises.
• Un rango bajo predominará los blancos y los negros teniendo una imagen más contrastada.

Ajustes del ecógrafo

• La profundidad.
• Permite controlar la distancia a la que queremos trabajar o la distancia en centímetros para estudiar una estructura deseada.
• En estudios superficiales, se usan profundidades pequeñas de máximo 4 cm.
• Para el abdomen de un adulto, se necesitan profundidades de unos 15 cm.
• El congelador de imagen o "freezer" sirve para detener la imagen en la pantalla.
• "Cine" sirve revisar una serie de imágenes almacenadas previamente para encontrar la imagen deseada.
• Los pictogramas apoyan la documentación fotográfica.
• Muestran un pequeño esquema anatómico de la zona a estudiar.
• Incorporan una barrita o flecha que indica el lugar de corte de la sonda.
• Cortes longitudinales (sagitales), transversales (axiales) y oblicuos

Tipos de cortes

• Longitudinales (sagitales).
• Transversales (axiales).
• Oblicuos.
• Todas las sondas tienen por convención una marca en uno de sus extremos, relacionada con una señal en la pantalla.
• En los equipos nuevos, el operador puede ajustar esta marca, aunque generalmente representa el margen superior izquierdo del monitor.

Cortes longitudinales o sagitales

• Se realizan colocando la sonda en el eje longitudinal o sagital del cuerpo.
• El testigo del transductor se orienta hacia craneal.
• La parte craneal de las estructuras aparecerá a la izquierda en la pantalla y la parte caudal a la derecha.

Cortes transversales o axiales

• Se realizan colocando la sonda en el eje transverso u horizontal del cuerpo.
• El testigo del transductor se orienta hacia la derecha del paciente.
• La parte derecha aparecerá a la izquierda y la parte izquierda a la derecha, similar a imágenes de TC.

Ángulo de incidencia o isonación

• La intensidad de la reflexión del ultrasonido depende del ángulo de incidencia.
• La reflexión es máxima cuando la onda incide perpendicular a la interfase entre dos tejidos.
• Si el haz se aleja de la perpendicular, el sonido reflejado no regresa al centro de la fuente emisora.

Consejos para la realización de la ecografía

• Paciente y ecografista deben estar cómodos y evitar movimientos.
• Ajustar movimientos activos y pasivos según sea necesario.
• El transductor debe aplicarse con una funda específica.

Equipamiento para la ecografía

• El equipamiento se compone de la consola, el equipo, las sondas y opcionalmente una impresora de papel térmico.
• Las funciones de la consola son:
  • Modos de trabajo: 2D, Doppler, 3D, etc.
  • Ganancia total: botón giratorio coincidente con el modo de trabajo (ganancias independientes).
  • Ganancia parcial: potenciometros en vertical.
  • Congelado o Freezer.
  • Medidas o Caliper.
  • Trackball para medidas, textos y opciones de menú,
  • Botón de impresión.
  • Botón de almacenamiento.

Semiología ecográfica

• El líquido es anecoico.
• La grasa es hipoecoico.
• Músculo, aire y hueso son hiperecoico.

Artefactos

• Artefactos son imágenes no reales en la imagen ecográfica.
• Son consecuencia de alteraciones del haz de ultrasonido.
• Son importantes para evitar errores en la interpretación de imágenes.
• Sombra acústica posterior es una zona sin ecos (“negra”) detrás de estructuras que reflejan todos los US (hueso, calcio, metal).
• Refuerzo acústico posterior es una zona hiperecogénica detrás de una estructura anecoica (líquidos)
• Anisotropía es cuando una estructura muestra propiedades diferentes dependiendo de la dirección del haz de US.

Tipos de lesiones ecográficas

• Sólidas, que pueden ser homogéneas o heterogéneas
• Quísticas, que pueden ser uniloculares o tabicadas
• Mixtas, con características sólidas y quísticas

Ecogenicidad

• La ecogenicidad depende de la velocidad de propagación del sonido y las interfases de los tejidos.
• Anecogénico: Ej. Líquido (biliar, amniótico, orina, sangre fresca etc)
  • Agua: anecoico + reforzamiento sónico posterior, el líquido optimiza la ventana
• Hipoecogénico: Ej. Grasa, órganos parenquimatosos
• Tejidos blandos: Rangos hipoecoícos.
• Hiperecogénico: Ej. Calcio, grasa, aire en cavidad
• Aire: No propaga el sonido. Hiperecoico + sombra acústica
• Tejidos blandos con S (tendones, ligamentos): Hiperecoicos.
• Calcio: Ecogénico + sombra sónica posterior
• Grasa: Rango ecogénico a hipoecóico.

Efecto Doppler

• El efecto Doppler es el cambio de frecuencia cuando el haz de US es reflejado por una estructura en movimiento.
• Estos cambios se relacionan con la velocidad de la partícula y permite calcular esta velocidad.

Eco doppler y tipos

• Permite evaluar el movimiento cualitativamente.
• Las indicaciones generales son:
  • Patología vascular cerebral, como el estudio de carótidas.
  • Patología abdominal.
  • Patología arterial de las extremidades.
  • Patología venosa de las extremidades, como la trombosis venosa profunda.
• Power color Doppler (Doppler potencia o Doppler energía).
• No permite evaluar la dirección ni la velocidad del flujo.
• Sin embargo, es capaz de detectar flujos de menor velocidad.

Elastografía (sonoelastografía)

• La elastografía se basa en el estudio de la deformabilidad de un tejido.
• Un tejido duro se deformará menos que uno blando al aplicar presión.
• Se obtiene información antes y después de la compresión para calcular la resistencia del tejido a la deformación.

Indicaciones comunes

• Valoración de la rigidez.
• Elastografía hepática/renal.
• Elastografía musculoesquelética.
• Valoración de la atenuación.
• Análisis de la cantidad de grasa hepática.
• Valoración de la inflamación.

Aspectos clave

• Para ecografía del sistema locomotor es vital doppler color y el doppler potencia.
• Ayuda en evolución de una lesión tendinosa o ligamentosa.
• Tambien ayuda en estadificación de las sinovitis (articulación y vainas tendinosas) y lesiones inflamatorias.

Intervencionismo guiado

• La ecografía sirve para guiar intervenciones por vía percutánea, tanto diagnósticas como terapéuticas.

Ventajas e inconvenientes de la ecografía músculoesquelética

• Ventajas: No invasivo, sin contraindicaciones, comparación inmediata, estudio dinámico.
• Permite interacción con el paciente, fácil transporte y guía de intervenciones.
• Inconvenientes: Operador dependiente, curva de aprendizaje lenta, dependencia del equipamiento disponible.
• Campo visual limitado e imposibilidad de visualizar estructuras profundas en pacientes con gran contextura.
• Es útil para valorar tejidos blandos y fracturas superficiales y Doppler para vascularización.

Consejos sobre el equipamiento

• Al comprar un ecógrafo probarlo en pacientes reales (no maniquíes) con enfermedades complejas.
• Analizar imagenes aumentándolas al máximo, no enfocándose en la pantalla pequeña
• Es importante realizar mantenimiento regular del equipo por varias razones:
  • Asegurar la calidad de imagen del transductor.
  • El cabezal del transductor es una de las partes más delicadas, que puede ser afectada por rayaduras.
  • Para un funcionamiento prolongado se recomienda un mantenimiento periódico.
  • Con el mantenimiento se disminuyen los riesgos de interrupción del funcionamiento del equipo.
  • Utilizar paño suave sin pelusas y lavar con amonio cuaternario o peroxido de hidrogeno.

Limpieza del equipo

• Desconectar la energía eléctrica previamente.
• No usar alcohol isopropílico, seguir leer instrucciones de limpiadores permitidos en manual.
• Limpieza después de paciente, evitar usar cepillos o toallas abrasivas.
• Evitar tocar o golpear la ventana del transductor al colocar el gel para ultrasonido.
• No frotar, aplicaciones ligeras al limpiar el gel del transductor.
• Usar limpiador de monitores especifico, evitar alcohol.
• Protección usando guantes y lentes.

Este cuestionario trata sobre la adquisición de imágenes ecográficas transversales, el ángulo de incidencia del haz de ultrasonido y la optimización de la técnica ecográfica. También aborda la importancia de la ergonomía y el posicionamiento correctos durante un examen de ultrasonido prolongado. Evalúa la comprensión de los principios básicos de la ecografía y su aplicación en la práctica clínica.