Ecografía
Qué es Ecografía - Historia
de la Ecografía- Bases Físicas - Imágenes
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Ecografía - Introducción
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Historia de la Ecografía
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Bases físicas de la Ecografía
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Principio de la Ecografía
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Diferencias entre Ecografía y Rayos X
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Términos empleados en Ecografía
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Velocidades del Sonido en materiales Biológicos
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Relación entre Frecuencia y resolución
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Algunos términos relacionados con Doppler
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Ecografía en C.A.D. en Color
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Imágenes ecográficas
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Causas de Error
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Etica
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Cómo solicitar la ecografía
El ultrasonido diagnóstico o
sonografía, conocido popularmente como Ecografía, ha tenido una
evolución muy rápida gracias a su inocuidad, facilitando la posibilidad
de practicar numerosos estudios en un mismo paciente, sin riegos, sin
preparaciones dispendiosas y a un costo relativamente bajo.
Su nombre sonografía, proviene del
inglés sonography, y a los médicos que la ejercen se les denomina
sonólogos, del inglés sonologist. En los países de habla hispana se
adoptó erróneamente el nombre "Ecografía", palabra que significa un tipo
de afasia en que el paciente pude copiar escritos, mas no expresar sus
propias ideas.
Los primeros aparatos utilizados para
practicar la ecografía (scaners ultrasónicos o ecógrafos) eran
estáticos, es decir que producían una imagen fija, similar a la obtenida
en radiología convencional. Esto llevó a clasificar el Ultrasonido como
una rama de la radiología, lo cual ha producido muchos errores y
deficiencias, ya que las dos especialidades son totalmente distintas.
La principal diferencia, y a partir de
la cual se abre una gran brecha, radica en que la ecografía utiliza
ondas mecánicas y la radiología usa ondas electromagnéticas.
Un avance científico que ha impulsado
radicalmente el desarrollo de la medicina ha sido la informática.
Gracias a los nuevos computadores ha sido posible obtener significativas
mejoras en los equipos, como es la ecografía en Color, la
tridimensional, la telesonografía, etc.
También los equipos son cada vez más
pequeños y livianos y permiten sondas que pueden penetrar incluso vasos
de pequeño calibre. Además, ya son totalmente digitales con imágenes
mucho más nítidas.
Todos éstos progresos han convertido a
la ecografía en una rama de la medicina con carácter multidiciplinario,
que requiere en muchos casos una especialización en ciertas áreas..
Técnicas como la exploración
transvaginal han cambiado totalmente la concepción de la ecografía y se
les dedica un merecido espacio en éste sitio. Nuevos estudios como la
urosonografía hacen innecesaria la práctica de exámenes peligrosos y
complicados como la Urografía excretora. Así mismo la sonomamografía
hace innecesaria la mamografía, la ecografía de tiroides desplaza a la
gamagrafía y así veremos otros muchos otros ejemplos.
El concepto actual de ecografía
obstétrica es totalmente diferente al establecido hasta hace pocos años.
Ahora es la forma mas confiable y segura de examinar al embrión y feto y
de controlar la gestación. La ecografía obstétrica debe practicarse tan
pronto se sospeche el embarazo y no esperar a que pasen meses para poder
obtener un diagnóstico. Antes la ecografía obstétrica era un examen
electivo; ahora es un examen indispensable y el no solicitarlo
constituye negligencia profesional. Ilustraré un caso muy común:
Paciente de 25 años con metrorragias, que ha recibido tratamiento con
estrógenos por varios meses y sin resultado. Finalmente se le ordena la
ecografía pélvica que revela embarazo de 18.5 semanas, feto vivo y
placenta previa total, como causa de la hemorragia.
Actualmente la ecografía transvaginal
es el medio de controlar los dispositivos intrauterinos ya que la sola
visualización o palpación del hilo es insuficiente e insegura, como
pueden corroborarlo el gran numero de pacientes que han quedado
embarazadas con DIU, supuestamente "bien colocados".
Es innegable que actualmente el
ultrasonido es el medio diagnóstico más útil. Sus áreas de desarrollo
apenas comienzan y sus posibilidades son inimaginables.
Estas páginas facilitarán al médico de
cabecera y al especialista obtener el máximo beneficio de la Ecografía,
y ayudará a los médicos sonólogos, radiólogos y de otras especialidades,
así como a ingenieros, vendedores de equipos, etc, a aprender más de sus
equipos y a desarrollar nuevas técnicas que harán evolucionar ésta
ciencia. Así mismo, desarrollará en el estudiante de medicina una nueva
perspectiva que lo librará de ataduras a antiguos y obsoletos sistemas
de diagnóstico y estimularán un diagnóstico más ágil, certero y seguro.
Finalmente deseo invitar a las
facultades de medicina a establecer la especialización en Ecografía, que
es una necesidad apremiante para el común beneficio del cuerpo médico,
pacientes y empresas productoras de equipos.
El llamado ultrasonido abarca el
espectro de frecuencias sonoras que superan los 20.000 ciclos, el cual
es el límite máximo de frecuencia percibida por el oído humano.
En la naturaleza encontramos desde
tiempos inmemoriales animales que utilizan el ultrasonido como medio de
orientación, comunicación, localización de alimentos, defensa, etc.
Ejemplos de animales que utilizan el ultrasonido son: Polillas,
marsopas, pájaros, perros, murciélagos y delfines.
A continuación haremos una breve
reseña histórica de los principales acontecimientos que han marcado el
progreso del ultrasonido en el campo médico.
En 1881, Jacques y Pierre Curie
publicaron los resultados obtenidos al experimentar la aplicación de un
campo eléctrico alternante sobre cristales de cuarzo y turmalina, los
cuales produjeron ondas sonoras de muy altas frecuencias.
En 1883 apareció el llamado silbato de
Galton, usado para controlar perros por medio de sonido inaudible a los
humanos.
En 1912, abril, poco después del
hundimiento del Titanic, L. F. Richardson, sugirió la utilización de
ecos ultrasónicos para detectar objetos sumergidos.
Entre 1914 y 1918, durante la Primera
Guerra Mundial, se trabajó intensamente en ésta idea, intentando
detectar submarinos enemigos.
En 1917, Paul Langevin y Chilowsky
produjeron el primer generador piezoeléctrico de ultrasonido, cuyo
cristal servía también como receptor, y generaba cambios eléctricos al
recibir vibraciones mecánicas. El aparato fue utilizado para estudiar el
fondo marino, como una sonda ultrasónica para medir profundidad.
En 1929, Sergei Sokolov, científico
ruso, propuso el uso del ultrasonido para detectar grietas en metal, y
también para microscopía.
Entre 1939 y 1945, durante la Segunda
Guerra Mundial, el sistema inicial desarrollado por Langevin, se
convirtió en el equipo de norma para detectar submarinos, conocido como
ASDIC (Allied Detection Investigation Committes). Además se colocaron
sondas ultrasónicas en los torpedos, las cuales los guiaban hacia sus
blancos. Mas adelante, el sistema se convertiría en el SONAR (Sound
Navegation and Ranging), cuya técnica muy mejorada es norma en la
navegación.
En 1940, Firestone desarrolló un
refrectoscopio que producía pulsos cortos de energía que se detectaba al
ser reflejada en grietas y fracturas.
En 1942, Karl Dussik, psiquiatra
trabajando en Austria, intentó detectar tumores cerebrales registrando
el paso del haz sónico a través del cráneo. Trató de identificar los
ventrículos midiendo la atenuación del ultrasonido a través del cráneo,
lo que denominó "Hiperfonografía del cerebro".
En 1947, Dr Douglas Howry, detectó
estructuras de tejidos suaves al examinar los reflejos producidos por el
ultrasonidos en diferentes interfases.
En 1949 se publicó una técnica de eco
pulsado para detectar cálculos y cuerpo extraños intracorporeos.
En 1951 hizo su aparición el
Ultrasonido Compuesto, en el cual un transductor móvil producía varios
disparos de haces ultrasónicos desde diferentes posiciones, y hacia un
área fija. Los ecos emitidos se registraban e integraban en una sola
imagen. Se usaron técnicas de inmersión en agua con toda clase de
recipientes: una tina de lavandería, un abrevadero para ganado y una
torreta de ametralladora de un avión B-29.
En 1952, Howry y Bliss publicaron
imágenes bidimensionales del antebrazo, en vivo.
En 1952, Wild y Reid publicaron
imágenes bidimensionales de Carcinoma de seno, de un tumor muscular y
del riñón normal. Posteriormente estudiaron las paredes del sigmoide
mediante un transductor colocado a través de un rectosigmoideoscopio y
también sugirieron la evaluación del carcinoma gástrico por medio de un
transductor colocado en la cavidad gástrica.
En 1953, Leksell, usando un
reflectoscopio Siemens, detecta el desplazamiento del eco de la línea
media del cráneo en un niño de 16 meses. La cirugía confirmó que este
desplazamiento era causado por un tumor. El trabajo fue publicado sólo
hasta 1956. Desde entonces se inició el uso de ecoencefalografía con
M-MODE.
En 1954, Ian Donald hizo
investigaciones con un detector de grietas, en aplicaciones
ginecológicas.
En 1956, Wild y Reid publicaron 77
casos de anormalidades de seno palpables y estudiadas además por
ultrasonido, y obtuvieron un 90% de certeza en la diferenciación entre
lesiones quísticas y sólidas.
En 1957, Tom Brown, ingeniero, y el
Dr. Donald, construyeron un scanner de contacto bidimensional, evitando
así la técnica de inmersión. Tomaron fotos con película Polaroid y
publicaron el estudio en 1958.
EN 1957, el Dr Donald inició los
estudios obstétricos a partir de los ecos provenientes del cráneo fetal.
En ese entonces se desarrollaron los cálipers (cursores electrónicos)
En 1959, Satomura reportó el uso, por
primera vez, del Doppler ultrasónico en la evaluación del flujo de las
arterias periféricas.
En 1960, Donald desarrolló el primer
scanner automático, que resultó no ser práctico por lo costoso.
En 1960, Howry introdujo el uso del
Transductor Sectorial Mecánico (hand held scanner).
En 1962, Homes produjo un scanner que
oscilaba 5 veces por segundo sobre la piel del paciente, permitiendo una
imagen rudimentaria en tiempo real.
En 1963, un grupo de urólogos
japoneses reportó exámenes ultrasónicos de la próstata, en el A-MODE.
En 1964 apareció la técnica Doppler
para estudiar las carótidas, con gran aplicación en Neurología.
En 1965 La firma austriaca
Kretztechnik en asocio con el oftalmólogo Dr Werner Buschmann, fabricó
un transductor de 10 elementos dispuestos en fase, para examinar el ojo,
sus arterias, etc.
En 1966, Kichuchi introdujo la
"Ultrasonocardiotomografía sincronizada", usada para obtener estudios en
9 diferentes fases del ciclo cardiaco, usando un transductor rotatorio y
una almohada de agua.
En 1967, se inicia el desarrollo de
transductores de A-MODE para detectar el corazón embrionario, factible
en ese entonces a los 32 días de la fertilización.
En 1968, Sommer reportó el desarrollo
de un scanner electrónico con 21 cristales de 1.2 MHz, que producía 30
imágenes por segundo y que fue realmente el primer aparato en reproducir
imágenes de tiempo real, con resolución aceptable.
En 1969 se desarrollaron los primeros
transductores transvaginales bidimensionales, que rotaban 360 grados y
fueron usados por Kratochwil para evaluar la desproporción
cefalopélvica. También se inició el uso de las sondas transrectales.
En 1970 Kratochwill comenzó la
utilización del ultrasonido transrectal para valorar la próstata.
En 1971 la introducción de la escala
de grises marcó el comienzo de la creciente aceptación mundial del
ultrasonido en diagnóstico clínico.
1977 Kratochwil combino el ultrasonido
y laparoscopia, introduciendo un transductor de 4.0 MHz a través del
laparoscopio, con el objeto de medir los folículos mediante el A-MODE.
La técnica se extendió hasta examinar vesícula, hígado y
páncreas.
En 1982 Aloka anunció el desarrollo
del Doppler a Color en imagen bidimensional.
En 1983, Lutz uso la combinación de
gastroscopio y ecografía, para detectar CA gástrico y para el examen de
hígado y
páncreas.
En 1983, Aloka introdujo al mercado el
primer Equipo de Doppler a Color que permitió visualizar en tiempo real
y a Color el flujo sanguíneo.
Desde entonces el progreso del
ultrasonido ha sido muy lento, pese a estar ligado a los computadores, y
lamentablemente aún no se ha generalizado su unión a las
telecomunicaciones (telesonografía). Se han digitalizado los equipos
pero se han desaprovechado los beneficios de la digitalización.
En 1994, febrero, el Dr. Gonzalo E.
Díaz introdujo el postproceso en Color para imágenes diagnósticas
ecográficas y que puede extenderse a cualquier imagen. Además ha venido
creando rutinas para análisis C.A.D. (Computer Aided Diagnosis o
diagnóstico apoyado por computador) obteniendo así notorios beneficios
en la precisión.
Aunque ya se obtienen imágenes
tridimensionales, el empleo de tal tecnología ha sido desaprovechado
pues se ha limitado a usos puramente "estéticos" para estimular a las
madres a ver sus hijos en tercera dimensión, pero no ha mejorar el
diagnóstico.
La ecografía puede definirse como un
medio diagnóstico médico basado en las imágenes obtenidas mediante el
procesamiento de los ecos reflejados por las estructuras corporales,
gracias a la acción de pulsos de ondas ultrasónicas.
Para comprender el Ultrasonido debemos
comprender el concepto de sonido: Sonido es la sensación producida a
través del oído por una onda longitudinal originada por la vibración de
un cuerpo elástico y propagada por un medio material.
El Ultrasonido podría entonces
definirse como un tren de ondas mecánicas, generalmente longitudinales,
originadas por la vibración de un cuerpo elástico y propagadas por un
medio material y cuya frecuencia supera la del sonido audible por el
genero humano: 20.000 ciclos/s (20 KHz) aproximadamente.
Esta sondas sonoras corresponden
básicamente a rarefacción y compresión periódica del medio en el cual se
desplazan como vemos en la gráfica siguiente:
Al igual que existe un espectro de
ondas electromagnéticas, dentro del cual la luz visible ocupa una mínima
porción existe un espectro de vibraciones acústicas, en el cual la
gama de frecuencias audibles ocupa un mínimo porcentaje.
Las vibraciones de un cuerpo elástico
cuya frecuencia es mayor a 500 MHz se denominan Microsonidos. Las
comprendidas entre 500 MHz y 20 MHz se llaman Ultrasonidos. El sonido
audible se encuentra entre los 20 KHz y los 15 Hz. El Infrasonido se
encuentra por debajo de los 15 Hz
En contraste, otros medios
diagnósticos por imágenes utilizan ondas que corresponden al espectro
electromagnético como son La gamagrafía y la radiología convencional,
por acción directa de los fotones que impresionan el material sensible y
la Resonancia magnética nuclear que utiliza el efecto producido por
ondas de radio sobre los átomos de hidrógeno alineados por medio de un
campo magnético ).
La gráfica a continuación muestra el
espectro electromagnético, no relacionado ocn ultrasonido.
Utiliza la técnica del eco pulsado:
Pulsar un cristal y enviar paquetes de energía dentro del paciente. Un
pequeño porcentaje es reflejado en las diferentes interfases y llega al
transductor el cual la traduce a un pequeño voltaje. El mayor porcentaje
de energía atraviesa las diversas interfases y penetra a regiones mas
profundas.
Las interfases son los límites entre
medios de diferentes impedancias.
Impedancia ( Z ) es igual al producto
de la densidad de un medio por la velocidad del sonido en dicho medio:
Z = VD
El transductor actúa como emisor y
receptor
Efecto piezoeléctrico, (modo receptor
) tiene efecto cuando una presión comprime la superficie del cristal en
el transductor y lo hace liberar un voltaje en su superficie.
Efecto piezoeléctrico inverso, (modo
emisor) ocurre cuando de aplica un voltaje a la superficie del cristal
del transductor, produciendo una expansión del cristal.
La intensidad del pulso de corriente
eléctrica que actúa sobre el cristal es = 1 a 300 v aprox. y dura <1.0
msg, que es el tiempo necesario para emitir el equivalente a 2 - 3
longitudes de onda, lo que equivale a 5-6 msg aproximadamente, quedando
en silencio el tiempo suficiente para recibir los ecos superficiales así
como lo provenientes de tejidos profundos para seguidamente emitir el
siguiente pulso.
La mayoría de equipos de ultrasonido
emiten entre 500 y 3000 pulsos/s, con un promedio de 1000/s, lo cual se
conoce como frecuencia del pulso de recepción.
Un pulso está formado por tres
componentes o fases: fase emisora, fase de equilibrio y fase receptora.
La fase emisora corresponde a la utilizada para la generación del haz
acústico; la fase receptora corresponde a la usada para la recepción de
los ecos provenientes de las interfases, tanto de las superficiales y
medias, como profundas; y la fase de equilibrio corresponde al tiempo
del pulso durante el cual no hay emisión ni recepción de ondas sonoras (
cristal en equilibrio ).
En un transductor que actúa con una
frecuencia de 1000 pulsos/s, la duración de cada pulso será de 1 ms, en
el cual, como ya vimos, la fase emisora durará 5-6 :s. El tiempo
restante: 994 :s, o sea 99.4% del tiempo queda para las fases de
equilibrio y receptora.
La mayoría de ecógrafos tienen un
profundidad de exploración máxima promedio de 20 cm. Como la velocidad
del sonido en los tejidos es de aprox. 1540 m/sg, el tiempo empleado
desde la emisión del haz ultrasónico hasta la recepción de los ecos
provenientes de las interfases mas profundas será:
40 cm/154.000 cm/s= 0.26 ms
Como el pulso (fase emisora + fase
receptora ) dura 1 ms, el 26% de ese tiempo es utilizado en recibir
ecos.
La onda reflejada a nivel de la
primera interfase significativa, la cual podemos considerar establecida
a nivel de la superficie externa del transductor, recorrerá solamente
1.0 cm de ida y vuelta, demorando en ello 6.5 :s. La fase de equilibrio
durará 0.734 ms o sea 73.4 % del tiempo.
Tenemos entonces que:
PULSO ( 1 ms ) = emisión ( 6 ms ) +
recepción ( 0.26 ms ) + equilibrio (0.73 ms)
Las fases de equilibrio separan en el
tiempo las fases activas y permiten el procesamiento de los ecos sin
interferencias de los pulsos precedentes y siguientes.
Como el tiempo empleado en el
recorrido de las ondas depende de la velocidad del sonido, cuando
existen grandes diferencias en las propiedades acústicas de los tejidos,
por ejemplo al pasar de líquido a sólido, la relación tiempo distancia
deja de ser lineal y se producen alteraciones en las medidas.
M-MODE (motion mode)
A-MODE (amplitud mode):
El voltaje recibido se representa
sobre el eje de las y la profundidad (tiempo) sobre el de las X.
DOPPLER
B-MODE (brightness mode)
REAL TIME (Tipo de B-mode)
a- mecánicos
- movimiento del transductor:
rotatorios
oscilantes
- movimiento de un espejo: rotatorios
oscilantes
b-electrónicos
- arreglo lineal por fases (sectorial
electrónico)
- arreglo lineal por secuencia de
multielemento
- arreglo anular multielemento
1- No dedicar el tiempo necesario:
2- Permitir la presencia de personas
ajenas al examen
3- Falta de entrenamiento
4- Falta de conocimientos
5- Falta de datos médicos
6- Primera ecografía obstétrica tardía
7- Equipo obsoleto o insuficiente
8- Carencia de impresiones
ilustrativas
9- Falta de profesionalismo
10- Falta de ayudante
11- Técnica inadecuada
12- estudio mal ordenado:
Eventualmente es posible demostrar
patología en estructuras vecinas a las solicitadas - y aún distantes - ,
lo cual no implica que tales estructuras y su patología deban examinarse
y evaluarse. P. Ej.: En Ecografía obstétrica de gestación avanzada
frecuentemente encontramos colecistolitiasis; en ECOGRAFÍA hepática
encontramos patología gastroduodenal y aneurismas, en urosonografía
detectamos embarazos etc, pero muchas veces, las más, no es posible
detectarla, porque la preparación, la posición, la técnica, los
transductores, etc, son diferentes para cada examen, lo cual es mas
patente a medida que avanza la tecnología y nuestro conocimiento. El
examen de pelvis está centrado a útero y anexos; el
hepatobiliar-pancreático a tales estructuras; la urosonografía a
riñones, uréteres, vejiga y si es el caso próstata y vesículas
seminales; etc.
No debe esperarse al ordenar una
ecografía renal descartar patología en la cola del
páncreas. No debe esperarse una evaluación embrionaria en un estudio
vesical, etc.
Cada vez la nueva tecnología nos
permite estudiar más y más pequeñas estructuras, pero su examen requiere
tiempo. Es necesario ser muy específico en lo que se está buscando,
porque cuanto menor el área a examinar, más probablemente se encontrará
patología.
La aplicación del diagnóstico médico
por ultrasonido es muy amplia y actualmente abarca todas las
especialidades. Se requiere por tanto un conocimiento del campo de
aplicación, lo cual exige ser médico, a menos que se emplee la
telesonografía.
Además de los conocimientos médicos se
requiere entrenamiento y educación en la física del sonido y la
tecnología actual, así como la forma en que esta tecnología cambiante
nos da las imágenes.
Cualquier médico graduado,
sin importar su especialidad, requiere entrenamiento en
acústica, tecnología e imagenología sonográfica, para
practicar ecografías de buena calidad.
Aunque el primer médico en aplicar
ultrasonido para fines diagnósticos fue un Psiquiatra, actualmente
médicos de todas las especialidades practican ecografía.
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