Ultrasonido medico

La ecografía médica incluye técnicas de diagnóstico (principalmente técnicas de imagen) mediante ultrasonidos, así como aplicaciones terapéuticas de los ultrasonidos. En el diagnóstico, se utiliza para crear una imagen de las estructuras internas del cuerpo, como tendones, músculos, articulaciones, vasos sanguíneos y órganos internos, para medir algunas características (por ejemplo, distancias y velocidades) o para generar un sonido audible informativo. El uso de ultrasonido para producir imágenes visuales para medicina se llama ultrasonografía médica o simplemente sonografía. La práctica de examinar a las mujeres embarazadas mediante ultrasonido se llama ultrasonografía obstétrica y fue un desarrollo temprano de la ultrasonografía clínica.

Ultrasonido de la arteria carótida

El ultrasonido se compone de ondas sonoras con frecuencias superiores a 20 000 Hz, que es aproximadamente el umbral superior de la audición humana. Las imágenes ultrasónicas, también conocidas como sonogramas, se crean enviando pulsos de ultrasonido al tejido mediante una sonda. Los pulsos de ultrasonido se hacen eco de los tejidos con diferentes propiedades de reflexión y se devuelven a la sonda que los registra y los muestra como una imagen.

Un resultado de ultrasonido en biometría fetal impreso en un pedazo de papel.

Se puede usar un transductor de ultrasonido de uso general para la mayoría de los fines de imágenes, pero algunas situaciones pueden requerir el uso de un transductor especializado. La mayoría de los exámenes de ultrasonido se realizan utilizando un transductor en la superficie del cuerpo, pero a menudo es posible mejorar la visualización si se puede colocar un transductor dentro del cuerpo. Para este propósito, se emplean comúnmente transductores de uso especial, que incluyen transductores transvaginales, endorrectales y transesofágicos. En el extremo, se pueden montar transductores muy pequeños en catéteres de pequeño diámetro y colocarlos dentro de los vasos sanguíneos para obtener imágenes de las paredes y la enfermedad de esos vasos.

Tipos

El modo de imagen se refiere a la configuración de la sonda y la máquina que dan como resultado dimensiones específicas de la imagen de ultrasonido. Se utilizan varios modos de ultrasonido en imágenes médicas:

• A-mode: El modo Amplitud se refiere al modo en el que se registra la amplitud del voltaje transductor como función del tiempo de viaje bidireccional de un pulso ultrasonido. Un solo pulso se transmite a través del cuerpo y se dispersa hacia el mismo elemento transductor. Las amplitudes de tensión registraron correlacionar linealmente a las amplitudes de presión acústica. Un movimiento es unidimensional.
• B-mode: En modo de brillo, un conjunto de elementos transductores escanea un plano a través del cuerpo dando lugar a una imagen bidimensional. Cada valor pixel de la imagen correlaciona con amplitud de voltaje registrada desde señal backscattered. Las dimensiones de las imágenes de movimiento B son el voltaje como función del ángulo y el tiempo de dos vías.
• M-mode: En modo de movimiento, los pulsos A-mode se emiten en sucesión. La señal de backscattered se convierte en líneas de píxeles brillantes, cuyo brillo correlaciona linealmente a las amplitudes de voltaje backscattered. Cada línea siguiente se trama adyacente a la anterior, dando lugar a una imagen que parece una imagen de movimiento B. Las dimensiones de imagen M-mode son sin embargo voltaje como una función de tiempo de dos vías y tiempo de grabación. Este modo es una analogía de ultrasonido para la grabación de vídeo en la fotografía de alta velocidad. A medida que las transiciones de tejido en movimiento producen backscattering, esto se puede utilizar para determinar el desplazamiento de estructuras de órganos específicas, más comúnmente el corazón.

La mayoría de las máquinas convierten el tiempo bidireccional en profundidad de imagen usando una velocidad de sonido supuesta de 1540 m/s. Como la velocidad real del sonido varía mucho en diferentes tipos de tejido, una imagen de ultrasonido no es una representación tomográfica real del cuerpo.

Las imágenes tridimensionales se obtienen mediante la combinación de imágenes en modo B, utilizando sondas estacionarias o giratorias dedicadas. Esto también se conoce como modo C.

Una técnica de imagen se refiere a un método de generación y procesamiento de señales que da como resultado una aplicación específica. La mayoría de las técnicas de imagen funcionan en modo B.

• Doppler sonography: Esta técnica de imagen hace uso del efecto Doppler en la detección y medición de objetivos móviles, típicamente sangre.
• Imaginación armónica: la señal de backscattered del tejido se filtra para comprender sólo el contenido de frecuencia de al menos el doble de la frecuencia central del ultrasonido transmitido. Imaginación armónica utilizada para la detección de perfusión al usar agentes de contraste de ultrasonido y para la detección de armónicos de tejido. Los esquemas de pulso comunes para la creación de respuesta armónica sin necesidad de análisis en tiempo real de Fourier son la inversión de pulso y la modulación de energía.

Imagen de flujo B del reflujo venoso.

El vídeo está disponible

• B-flow es una técnica de imagen que destaca digitalmente reflectores móviles (principalmente glóbulos rojos) al suprimir las señales del tejido estacionario circundante. Su objetivo es visualizar la circulación de sangre y los tejidos estacionarios circundantes simultáneamente. Por lo tanto, es una alternativa o complemento a la ultrasonografía Doppler para visualizar el flujo sanguíneo.

El ultrasonido terapéutico dirigido a un tumor o cálculo específico no es un modo de imagen. Sin embargo, para posicionar una sonda de tratamiento para enfocarla en una región específica de interés, normalmente se usan el modo A y el modo B, a menudo durante el tratamiento.

Ventajas y desventajas

En comparación con otras modalidades de imágenes médicas, la ecografía tiene varias ventajas. Proporciona imágenes en tiempo real, es portátil y, por lo tanto, se puede llevar junto a la cama. Tiene un costo sustancialmente más bajo que otras estrategias de diagnóstico por imágenes. Los inconvenientes incluyen varios límites en su campo de visión, la necesidad de cooperación del paciente, la dependencia del físico del paciente, la dificultad para obtener imágenes de estructuras oscurecidas por el hueso, el aire o los gases, y la necesidad de un operador calificado, generalmente con capacitación profesional.

Usos

La ecografía (ultrasonografía) se usa ampliamente en medicina. Es posible realizar tanto procedimientos diagnósticos como terapéuticos, utilizando la ecografía para guiar procedimientos intervencionistas como biopsias o para drenar colecciones de líquido, que pueden ser tanto diagnósticos como terapéuticos. Los ecografistas son profesionales médicos que realizan exploraciones que tradicionalmente son interpretadas por radiólogos, médicos que se especializan en la aplicación e interpretación de modalidades de imágenes médicas, o por cardiólogos en el caso de la ultrasonografía cardíaca (ecocardiografía). La ecografía es eficaz para obtener imágenes de los tejidos blandos del cuerpo. Las estructuras superficiales, como los músculos, los tendones, los testículos, las mamas, las glándulas tiroides y paratiroides, y el cerebro neonatal se obtienen imágenes a frecuencias más altas (7-18 MHz), lo que proporciona una mejor resolución lineal (axial) y horizontal (lateral). Las estructuras más profundas, como el hígado y el riñón, se visualizan a frecuencias más bajas (1–6 MHz) con una resolución axial y lateral más baja como precio de una penetración más profunda en el tejido.

Anestesiología

En anestesiología, el ultrasonido se usa comúnmente para guiar la colocación de agujas al inyectar soluciones anestésicas locales en la proximidad de los nervios identificados dentro de la imagen de ultrasonido (bloqueo de nervios). También se utiliza para el acceso vascular, como la canulación de grandes venas centrales y para la canulación arterial difícil. Los neuroanestesiólogos utilizan con frecuencia el Doppler transcraneal para obtener información sobre la velocidad del flujo en los vasos cerebrales basales.

Angiología (vascular)

Imagen ultrasonido intravascular de una arteria coronaria (izquierda), con codificación de color a la derecha, delineando el lumen (amarillo), membrana elástica externa (azul) y la carga de placa aterosclerótica (verde)

En angiología o medicina vascular, la ecografía dúplex (imágenes en modo B combinada con medición de flujo Doppler) se utiliza para diagnosticar enfermedades arteriales y venosas. Esto es particularmente importante en posibles problemas neurológicos, donde la ecografía carotídea se usa comúnmente para evaluar el flujo sanguíneo y la estenosis potencial o sospechada en las arterias carótidas, mientras que el Doppler transcraneal se usa para obtener imágenes del flujo en las arterias intracerebrales.

El ultrasonido intravascular (IVUS) utiliza un catéter especialmente diseñado con una sonda de ultrasonido en miniatura adherida a su extremo distal, que luego se introduce dentro de un vaso sanguíneo. El extremo proximal del catéter se conecta a un equipo de ultrasonido computarizado y permite la aplicación de tecnología de ultrasonido, como un transductor piezoeléctrico o un transductor ultrasónico micromecanizado capacitivo, para visualizar el endotelio de los vasos sanguíneos en individuos vivos.

En el caso del problema común y potencialmente grave de los coágulos de sangre en las venas profundas de la pierna, la ecografía juega un papel clave en el diagnóstico, mientras que la ultrasonografía de la insuficiencia venosa crónica de las piernas se enfoca en las venas más superficiales para ayudar con la planificación. de intervenciones adecuadas para aliviar los síntomas o mejorar la estética.

Cardiología (corazón)

Ultrasonido del corazón humano mostrando las cuatro cámaras y válvulas mitrales y tricúspides.

La ecocardiografía es una herramienta esencial en cardiología, ya que ayuda en la evaluación de la función de las válvulas cardíacas, como estenosis o insuficiencia, fuerza de contracción del músculo cardíaco e hipertrofia o dilatación de las cavidades principales. (ventrículo y aurícula)

Medicina de emergencia

El ultrasonido en el punto de atención tiene muchas aplicaciones en medicina de emergencia. Estos incluyen diferenciar las causas cardíacas de las pulmonares de disnea aguda, y el examen Focused Assessment with Sonography for Trauma (FAST), ampliado para incluir la evaluación de hemoperitoneo significativo o taponamiento pericárdico después de un trauma (EFAST). Otros usos incluyen ayudar a diferenciar las causas del dolor abdominal, como cálculos biliares y renales. Los Programas de Residencia en Medicina de Emergencia tienen un historial sustancial de promover el uso de ultrasonido al lado de la cama durante la capacitación de los médicos.

Gastroenterología/Cirugía colorrectal

Tanto la ecografía abdominal como la endoanal se utilizan con frecuencia en gastroenterología y cirugía colorrectal. En la ecografía abdominal, se pueden obtener imágenes de los órganos principales del abdomen, como el páncreas, la aorta, la vena cava inferior, el hígado, la vesícula biliar, los conductos biliares, los riñones y el bazo. Sin embargo, las ondas de sonido pueden bloquearse por el gas en el intestino y atenuarse en diferentes grados por la grasa, lo que a veces limita las capacidades de diagnóstico. El apéndice a veces se puede ver cuando está inflamado (p. ej., apendicitis) y la ecografía es la opción de imagen inicial, evitando la radiación si es posible, aunque con frecuencia es necesario seguir con otros métodos de imagen como la TC. La ecografía endoanal se usa particularmente en la investigación de síntomas anorrectales como la incontinencia fecal o la defecación obstruida. Toma imágenes de la anatomía perianal inmediata y es capaz de detectar defectos ocultos como el desgarro del esfínter anal. La ecografía de los tumores hepáticos permite tanto la detección como la caracterización.

Ginecología y obstetricia

Planos ortogonales de un volumen sonográfico tridimensional con mediciones transversales y coronales para estimar el volumen craneal fetal.

La ecografía ginecológica examina los órganos pélvicos femeninos (específicamente el útero, los ovarios y las trompas de Falopio), así como la vejiga, los anexos y la bolsa de Douglas. Utiliza transductores diseñados para abordajes a través de la pared abdominal inferior, curvilíneos y sectoriales, y transductores especiales como el ultrasonido Transvaginal.

La ecografía obstétrica fue desarrollada originalmente a fines de la década de 1950 y 1960 por Sir Ian Donald y se usa comúnmente durante el embarazo para verificar el desarrollo y la presentación del feto. Se puede usar para identificar muchas condiciones que podrían ser potencialmente dañinas para la madre y/o el bebé y que posiblemente permanezcan sin diagnosticar o con un diagnóstico tardío en ausencia de una ecografía. Actualmente se cree que el riesgo de retraso en el diagnóstico es mayor que el pequeño riesgo, si lo hay, asociado con someterse a una ecografía. Sin embargo, su uso para fines no médicos, como "recuerdo" videos y fotos se desaconseja.

La ecografía obstétrica se utiliza principalmente para:

• Date the pregnancy (gestational age)
• Confirme la viabilidad fetal
• Determinar la ubicación del feto, intrauterino vs ectopic
• Compruebe la ubicación de la placenta en relación con el cuello uterino
• Compruebe el número de fetos (embarazo múltiple)
• Revise las anomalías físicas importantes.
• Evaluar el crecimiento fetal (para evidencia de restricción del crecimiento intrauterino (IUGR))
• Comprueba el movimiento fetal y el latido cardíaco.
• Determinar el sexo del bebé

Según el Comité Europeo de Seguridad de Ultrasonidos Médicos (ECMUS)

Los exámenes ultrasónicos sólo deben ser realizados por personal competente que esté capacitado y actualizado en materia de seguridad. El ultrasonido produce calefacción, cambios de presión y perturbaciones mecánicas en el tejido. Los niveles de diagnóstico de ultrasonido pueden producir aumentos de temperatura que son peligrosos para órganos sensibles y el embrión/feto. Los efectos biológicos de origen no térmico han sido reportados en animales pero, hasta la fecha, no se han demostrado tales efectos en humanos, excepto cuando un agente de contraste de micro-bubble está presente.

No obstante, se debe tener cuidado de usar ajustes de baja potencia y evitar la exploración de ondas pulsadas del cerebro fetal a menos que esté específicamente indicado en embarazos de alto riesgo.

Las cifras publicadas para el período 2005–2006 por el Gobierno del Reino Unido (Departamento de Salud) muestran que los exámenes de ultrasonido no obstétricos constituyeron más del 65 % del número total de exámenes de ultrasonido realizados.

Hemodinámica (circulación sanguínea)

La velocidad de la sangre se puede medir en varios vasos sanguíneos, como la arteria cerebral media o la aorta descendente, mediante sondas Doppler de ultrasonido relativamente económicas y de bajo riesgo conectadas a monitores portátiles. Estos proporcionan una evaluación mínimamente invasiva del flujo sanguíneo no invasiva o transcutánea (sin perforación). Los ejemplos comunes son Doppler transcraneal, Doppler esofágico y Doppler supraesternal.

Otorrinolaringología (cabeza y cuello)

Ultrasonido de cuello.

La mayoría de las estructuras del cuello, incluidas las glándulas tiroides y paratiroides, los ganglios linfáticos y las glándulas salivales, se visualizan bien mediante ecografías de alta frecuencia con detalles anatómicos excepcionales. La ecografía es la modalidad de imagen preferida para los tumores y las lesiones tiroideas, y su uso es importante en la evaluación, la planificación preoperatoria y la vigilancia posoperatoria de los pacientes con cáncer de tiroides. Muchas otras condiciones benignas y malignas en la cabeza y el cuello pueden diferenciarse, evaluarse y tratarse con la ayuda de ultrasonido de diagnóstico y procedimientos guiados por ultrasonido.

Neonatología

En neonatología, el Doppler transcraneal se puede utilizar para la evaluación básica de anomalías estructurales intracerebrales, sospecha de hemorragia, ventriculomegalia o hidrocefalia e insultos anóxicos (leucomalacia periventricular). Se puede realizar a través de los puntos blandos del cráneo de un recién nacido (Fontanelle) hasta que estos se cierran por completo aproximadamente al año de edad, momento en el cual han formado una barrera acústica prácticamente impenetrable para el ultrasonido. El sitio más común para la ecografía craneal es la fontanela anterior. Cuanto más pequeña es la fontanela, más se compromete la imagen.

Oftalmología (ojos)

En oftalmología y optometría, existen dos formas principales de examen de la vista mediante ultrasonido:

• Biometría de ultrasonido A-scan, se conoce comúnmente como una A-scan ()Escaneo de amplificación). A-mode proporciona datos sobre la longitud del ojo, que es un determinante importante en los trastornos de visión comunes, especialmente para determinar el poder de una lente intraocular después de la extracción de cataratas.
• Ultrasonografía B-scan, o B-scan, es un análisis de movimiento B que produce una vista transversal del ojo y de la órbita. Su uso en el departamento de emergencia para el diagnóstico oportuno de condiciones tales como desprendimiento retinal o vitreo, hemorragias retinales y vítreas, y cuerpos extranjeros intraoculares es común e importante.

Neumología (pulmones)

El ultrasonido se usa para evaluar los pulmones en una variedad de entornos, incluidos cuidados intensivos, medicina de emergencia, cirugía de trauma, así como medicina general. Esta modalidad de imágenes se utiliza al lado de la cama o en la mesa de examen para evaluar una serie de anomalías pulmonares diferentes, así como para guiar procedimientos como la toracocentesis (drenaje de líquido pleural (derrame)), biopsia por aspiración con aguja y colocación de catéter. Aunque el aire presente en los pulmones no permite una buena penetración de las ondas de ultrasonido, se puede utilizar la interpretación de artefactos específicos creados en la superficie pulmonar para detectar anomalías.

Conceptos básicos de ecografía pulmonar

• La superficie normal de pulmón: La superficie pulmonar se compone de pleura visceral y parietal. Estas dos superficies suelen ser empujadas juntas y conforman la línea pleural, que es la base del ultrasonido pulmonar (o pleural). Esta línea es visible menos de un centímetro debajo de la línea de costilla en la mayoría de los adultos. En ultrasonido, se visualiza como una línea horizontal hiperecoica (bright white) si la sonda de ultrasonido se aplica perpendicularmente a la piel.
• Artifacts: El ultrasonido pulmonar depende de artefactos, que de otro modo serían considerados como un obstáculo en la imagen. El aire bloquea el haz de ultrasonido y por lo tanto visualizar el tejido pulmonar sano en sí mismo con este modo de imagen no es práctico. En consecuencia, los médicos y los sonógrafos han aprendido a reconocer patrones que los rayos ultrasonidos crean cuando se imaginan tejido pulmonar sano versus enfermo. Tres artefactos comúnmente vistos y utilizados en ultrasonido pulmonar incluyen deslizamiento pulmonar, líneas A y líneas B.
  • § Lung Sliding: La presencia de deslizamiento pulmonar, que indica el shimmering de la línea pleural que ocurre con el movimiento de la pleura visceral y parietal uno contra el otro con la respiración (a veces descrita como 'ganantes marchando'), es el hallazgo más importante en el pulmón normal aerado. El deslizamiento pulmonar indica tanto que el pulmón está presente en la pared torácica como que el pulmón está funcionando.
  • § A-lines: Cuando el rayo ultrasonido hace contacto con la línea pleural, se refleja de nuevo creando una línea horizontal blanca brillante. Los artefactos de reverberación posteriores que aparecen como líneas horizontales igualmente espaciadas profundas a la pleura son líneas A. En última instancia, las líneas A son un reflejo del rayo ultrasonido desde el pleura con el espacio entre líneas A correspondientes a la distancia entre el pleura parietal y la superficie de la piel. Las líneas A indican la presencia de aire, lo que significa que estos artefactos pueden estar presentes en un pulmón sano normal (y también en pacientes con neumotórax).
  • § B-lines: Las líneas B también son artefactos de reverberación. Se visualizan como líneas verticales hiperecoicas que se extienden desde el pleura hasta el borde de la pantalla de ultrasonido. Estas líneas están marcadamente definidas y similares al láser y normalmente no se desvanecen a medida que avanzan por la pantalla. Algunas líneas B que se mueven junto con el pleura deslizante se pueden ver en el pulmón normal debido a diferencias de impedancia acústica entre el agua y el aire. Sin embargo, las líneas B excesivas (tres o más) son anormales y son típicamente indicativas de la patología pulmonar subyacente.

Patología pulmonar valorada con ecografía

• Edema pulmonar: Se ha demostrado que la ecografía pulmonar es muy sensible para la detección del edema pulmonar. Permite mejorar el diagnóstico y la gestión de pacientes con enfermedad crítica, especialmente cuando se utiliza en combinación con ecocardiografía. La característica sonográfica presente en edema pulmonar es múltiples líneas B. Las líneas B pueden ocurrir en un pulmón saludable; sin embargo, la presencia de 3 o más en las regiones pulmonares anteriores o laterales siempre es anormal. En el edema pulmonar, las líneas B indican un aumento de la cantidad de agua contenida en los pulmones fuera de la vasculatura pulmonar. Las líneas B también pueden estar presentes en varias otras condiciones, como neumonía, contusión pulmonar e infarto pulmonar. Además, es importante señalar que hay múltiples tipos de interacciones entre la superficie pleural y la onda ultrasonido que pueden generar artefactos con cierta similitud con las líneas B pero que no tienen significado patológico.
• Neumotórax: En entornos clínicos cuando se sospecha que el neumotórax es el ultrasonido pulmonar puede ayudar en el diagnóstico. En neumotórax, el aire está presente entre las dos capas de la pleura y el pulmón que se desliza sobre el ultrasonido está ausente. El valor predictivo negativo para el deslizamiento pulmonar en ultrasonido se reporta como 99.2-100% - brevemente, si el deslizamiento pulmonar está presente, un neumotórax se descarta efectivamente. Sin embargo, la ausencia de deslizamiento pulmonar no es necesariamente específica para el neumotórax, ya que existen otras afecciones que también causan este hallazgo, incluyendo el síndrome de dificultad respiratoria aguda, las consolidaciones pulmonares, las adhesiones pleurales y la fibrosis pulmonar.
• Derrame pleural: El ultrasonido pulmonar es un método de imagen rentable, seguro y no invasivo que puede ayudar a la rápida visualización y diagnóstico de derrames pleurales. Las defusiones se pueden diagnosticar mediante una combinación de examen físico, percusión y auscultación del pecho. Sin embargo, estas técnicas de examen pueden ser complicadas por una variedad de factores incluyendo la presencia de ventilación mecánica, obesidad o posicionamiento de pacientes, todos los cuales reducen la sensibilidad del examen físico. En consecuencia, el ultrasonido pulmonar puede ser una herramienta adicional para aumentar la radiografía torácica y la tomografía torácica. Las derrames pleurales en ultrasonido aparecen como imágenes estructurales dentro del tórax en lugar de un artefacto. Normalmente tendrán cuatro fronteras distintas, incluyendo la línea pleural, dos sombras de costilla y una frontera profunda. En pacientes críticos con derrame pleural, el ultrasonido puede guiar procedimientos que incluyen la inserción de agujas, la toracentesis y la inserción del tubo torácico.
• Estadificación del cáncer de pulmón: En pulmonología, las sondas de ultrasonido endobronchial (EBUS) se aplican a sondas endoscópicas flexibles estándar y se utilizan por pulmonólogos para permitir la visualización directa de lesiones endobronchiales y ganglios linfáticos antes de la aspiración de aguja transbronchial. Entre sus muchos usos, EBUS ayuda a estadificar el cáncer de pulmón permitiendo el muestreo de ganglios linfáticos sin necesidad de cirugía mayor.
• COVID-19: La ecografía pulmonar ha resultado útil en el diagnóstico de COVID-19, especialmente en casos en que no se dispone de otras investigaciones.

Tracto urinario

Vejiga urinaria (forma de mariposa negra) y próstata hiperplásica (BPH) visualizada por técnica sonográfica médica

La ecografía se utiliza habitualmente en urología para determinar la cantidad de líquido retenido en la vejiga de un paciente. En una ecografía pélvica, las imágenes incluyen el útero y los ovarios o la vejiga urinaria en las mujeres. En los hombres, una ecografía proporcionará información sobre la vejiga, la próstata o los testículos (por ejemplo, para distinguir con urgencia la epididimitis de la torsión testicular). En hombres jóvenes, se utiliza para distinguir las masas testiculares más benignas (varicocele o hidrocele) del cáncer testicular, que es curable pero debe tratarse para preservar la salud y la fertilidad. Hay dos métodos para realizar una ecografía pélvica: externa o internamente. La ecografía pélvica interna se realiza por vía transvaginal (en una mujer) o por vía transrectal (en un hombre). Las imágenes ecográficas del piso pélvico pueden producir información diagnóstica importante con respecto a la relación precisa de las estructuras anormales con otros órganos pélvicos y representa una pista útil para tratar a los pacientes con síntomas relacionados con el prolapso pélvico, la incontinencia doble y la defecación obstruida. También se utiliza para diagnosticar y, con mayor frecuencia, para tratar (descomponer) cálculos renales o cristales renales (nefrolitiasis).

Pene y escroto

La ecografía escrotal se usa en la evaluación del dolor testicular y puede ayudar a identificar masas sólidas.

La ecografía es un excelente método para el estudio del pene, como indicado en traumatismos, priapismo, disfunción eréctil o sospecha de enfermedad de Peyronie.

Musculoesquelético

La ecografía musculoesquelética se utiliza para examinar tendones, músculos, nervios, ligamentos, masas de tejido blando y superficies óseas. Es útil para diagnosticar esguinces de ligamentos, distensiones musculares y patología articular. Es una alternativa o complemento a las imágenes de rayos X en la detección de fracturas de muñeca, codo y hombro para pacientes de hasta 12 años (sonografía de fractura).

La ecografía cuantitativa es una prueba musculoesquelética complementaria para la enfermedad miopática en niños; estimaciones de la masa corporal magra en adultos; medidas indirectas de la calidad muscular (es decir, la composición del tejido) en adultos mayores con sarcopenia

El ultrasonido también se puede usar para guiar la aguja en inyecciones en músculos o articulaciones, como en la inyección en la articulación de la cadera guiada por ultrasonido.

Riñones

En nefrología, la ecografía de los riñones es fundamental en el diagnóstico y tratamiento de las enfermedades relacionadas con los riñones. Los riñones se examinan fácilmente y la mayoría de los cambios patológicos se distinguen con ecografía. Es una ayuda accesible, versátil, relativamente económica y rápida para la toma de decisiones en pacientes con síntomas renales y para la orientación en la intervención renal. Mediante el uso de imágenes en modo B, la evaluación de la anatomía renal se realiza fácilmente y la ecografía se utiliza a menudo como guía de imágenes para las intervenciones renales. Además, se han introducido aplicaciones novedosas en ecografía renal con ultrasonido mejorado con contraste (CEUS), elastografía e imágenes de fusión. Sin embargo, la ecografía renal tiene ciertas limitaciones, y se deben considerar otras modalidades, como la TC (CECT) y la RM, para obtener imágenes complementarias en la evaluación de la enfermedad renal.

Acceso venoso

El acceso intravenoso, para la recolección de muestras de sangre para ayudar en el diagnóstico o la investigación de laboratorio, incluido el cultivo de sangre, o para la administración de líquidos intravenosos para el mantenimiento de fluidos de reemplazo o transfusión de sangre en pacientes más enfermos, es un procedimiento médico común. La necesidad de acceso intravenoso ocurre en el laboratorio de pacientes ambulatorios, en las unidades hospitalarias de pacientes hospitalizados y, de manera más crítica, en la sala de emergencias y la unidad de cuidados intensivos. En muchas situaciones, el acceso intravenoso puede requerirse repetidamente o durante un período de tiempo significativo. En estas últimas circunstancias, se introduce en la vena una aguja con un catéter suprayacente y luego se inserta el catéter de forma segura en la vena mientras se retira la aguja. Las venas elegidas se seleccionan con mayor frecuencia del brazo, pero en situaciones difíciles, puede ser necesario utilizar una vena más profunda del cuello (vena yugular externa) o de la parte superior del brazo (vena subclavia). Hay muchas razones por las que la selección de una veta adecuada puede ser problemática. Estos incluyen, entre otros, obesidad, lesiones previas en las venas por una reacción inflamatoria a "extracción de sangre" previa, lesiones previas en las venas por el uso recreativo de drogas.

En estas situaciones desafiantes, la inserción de un catéter en una vena ha sido de gran ayuda mediante el uso de ultrasonido. La unidad de ultrasonido puede estar 'basada en carro' o 'de mano' utilizando un transductor lineal con una frecuencia de 10 a 15 megahercios. En la mayoría de las circunstancias, la elección de la vena estará limitada por el requisito de que la vena esté dentro de los 1,5 cm. de la superficie de la piel. El transductor puede colocarse longitudinal o transversalmente sobre la vena elegida. La mayoría de los programas de capacitación en ultrasonido ofrecen capacitación en ultrasonido para la canulación intravenosa.

Mecanismo

La creación de una imagen a partir del sonido tiene tres pasos: transmitir una onda de sonido, recibir ecos e interpretar esos ecos.

Produciendo una onda de sonido

Escáner de ultrasonido médico

Por lo general, una onda de sonido es producida por un transductor piezoeléctrico encerrado en una carcasa de plástico. Los pulsos eléctricos fuertes y cortos de la máquina de ultrasonido impulsan el transductor a la frecuencia deseada. Las frecuencias pueden variar entre 1 y 18 MHz, aunque se han utilizado experimentalmente frecuencias de hasta 50-100 megahercios en una técnica conocida como biomicroscopía en regiones especiales, como la cámara anterior del ojo.

Los transductores de tecnología más antigua enfocaban su haz con lentes físicos. Los transductores de tecnología contemporánea utilizan técnicas de conjuntos de antenas digitales (elementos piezoeléctricos en el transductor producen ecos en diferentes momentos) para permitir que la máquina de ultrasonido cambie la dirección y la profundidad de enfoque. Cerca del transductor, el ancho del haz de ultrasonido casi es igual al ancho del transductor, después de alcanzar una distancia desde el transductor (longitud de la zona cercana o zona de Fresnel), el ancho del haz se reduce a la mitad del ancho del transductor, y luego el aumenta el ancho (longitud de la zona lejana o zona de Fraunhofer), donde la resolución lateral disminuye. Por lo tanto, cuanto mayor sea el ancho del transductor y mayor sea la frecuencia del ultrasonido, más larga será la zona de Fresnel y la resolución lateral se puede mantener a una mayor profundidad del transductor. Las ondas de ultrasonido viajan en pulsos. Por lo tanto, una longitud de pulso más corta requiere un mayor ancho de banda (mayor número de frecuencias) para constituir el pulso de ultrasonido.

Como se indicó, el sonido se enfoca ya sea por la forma del transductor, una lente frente al transductor o un conjunto complejo de pulsos de control del escáner de ultrasonido, en la técnica de formación de haces o filtrado espacial. Este enfoque produce una onda de sonido en forma de arco desde la cara del transductor. La onda viaja dentro del cuerpo y se enfoca a la profundidad deseada.

Los materiales en la parte frontal del transductor permiten que el sonido se transmita de manera eficiente al cuerpo (a menudo una capa de goma, una forma de igualación de impedancia). Además, se coloca un gel a base de agua entre la piel del paciente y la sonda para facilitar la transmisión de ultrasonidos al cuerpo. Esto se debe a que el aire provoca la reflexión total del ultrasonido; impidiendo la transmisión de ultrasonido al cuerpo.

La onda de sonido se refleja parcialmente desde las capas entre diferentes tejidos o se dispersa desde estructuras más pequeñas. Específicamente, el sonido se refleja en cualquier lugar donde haya cambios de impedancia acústica en el cuerpo: p. células sanguíneas en plasma sanguíneo, pequeñas estructuras en órganos, etc. Algunos de los reflejos regresan al transductor.

Recibiendo los ecos

El retorno de la onda de sonido al transductor resulta en el mismo proceso que el envío de la onda de sonido, pero a la inversa. La onda de sonido devuelta hace vibrar el transductor y el transductor convierte las vibraciones en pulsos eléctricos que viajan al escáner ultrasónico donde se procesan y transforman en una imagen digital.

Formando la imagen

Para generar una imagen, el ecógrafo debe determinar dos características de cada eco recibido:

1. Cuánto tiempo llevó el eco ser recibido de cuando el sonido fue transmitido. (El tiempo y la distancia son equivalentes.)
2. Qué fuerte era el eco.

Una vez que el escáner ultrasónico determina estos dos, puede ubicar qué píxel de la imagen iluminar y con qué intensidad.

La transformación de la señal recibida en una imagen digital puede explicarse usando una hoja de cálculo en blanco como analogía. Primero imagine un transductor largo y plano en la parte superior de la hoja. Envíe pulsos por las 'columnas' de la hoja de cálculo (A, B, C, etc.). Escuche en cada columna por cualquier eco de retorno. Cuando se escucha un eco, observe cuánto tiempo tardó en regresar. Cuanto más larga sea la espera, más profunda será la fila (1,2,3, etc.). La fuerza del eco determina la configuración de brillo para esa celda (blanco para un eco fuerte, negro para un eco débil y distintos tonos de gris para todo lo que hay en el medio). Cuando todos los ecos se registran en la hoja, se tiene una imagen en escala de grises. se ha logrado

Mostrando la imagen

Las imágenes del escáner de ultrasonido se transfieren y muestran usando el estándar DICOM. Normalmente, se aplica muy poco procesamiento posterior.

Sonido en el cuerpo

Transductor de matriz lineal

La ultrasonografía (sonografía) utiliza una sonda que contiene múltiples transductores acústicos para enviar pulsos de sonido a un material. Cada vez que una onda de sonido encuentra un material con una densidad diferente (impedancia acústica), parte de la onda de sonido se dispersa, pero otra parte se refleja de regreso a la sonda y se detecta como un eco. Se mide el tiempo que tarda el eco en volver a la sonda y se utiliza para calcular la profundidad de la interfaz del tejido que provoca el eco. Cuanto mayor sea la diferencia entre las impedancias acústicas, mayor será el eco. Si el pulso golpea gases o sólidos, la diferencia de densidad es tan grande que la mayor parte de la energía acústica se refleja y se vuelve imposible avanzar más.

Las frecuencias utilizadas para imágenes médicas generalmente están en el rango de 1 a 18 MHz. Las frecuencias más altas tienen una longitud de onda correspondientemente más pequeña y se pueden usar para hacer sonogramas más detallados. Sin embargo, la atenuación de la onda de sonido aumenta a frecuencias más altas, por lo que la penetración de tejidos más profundos requiere una frecuencia más baja (3-5 MHz).

La penetración profunda en el cuerpo con sonografía es difícil. Alguna energía acústica se pierde cada vez que se forma un eco, pero la mayoría de ella (aproximadamente 0.5dBProfundidad cm⋅ ⋅ MHz{displaystyle textstyle 0.5{mbox{dB}{mbox{cm deep}cdot {mbox{MHz}}}}}}) se pierde de la absorción acústica. (Ver atenuación acústica para más detalles sobre modelado de atenuación acústica y absorción.)

La velocidad del sonido varía a medida que viaja a través de diferentes materiales y depende de la impedancia acústica del material. Sin embargo, el instrumento sonográfico asume que la velocidad acústica es constante a 1540 m/s. Un efecto de esta suposición es que en un cuerpo real con tejidos no uniformes, el haz se desenfoca un poco y se reduce la resolución de la imagen.

Para generar una imagen 2D, se barre el haz ultrasónico. Un transductor se puede barrer mecánicamente al girarlo o balancearlo, o se puede usar un transductor de matriz en fase 1-D para barrer el haz electrónicamente. Los datos recibidos se procesan y se utilizan para construir la imagen. La imagen es entonces una representación en 2D del corte en el cuerpo.

Las imágenes en 3D se pueden generar mediante la adquisición de una serie de imágenes en 2D adyacentes. Por lo general, se utiliza una sonda especializada que escanea mecánicamente un transductor de imagen 2D convencional. Sin embargo, dado que el escaneo mecánico es lento, es difícil generar imágenes en 3D de tejidos en movimiento. Recientemente, se han desarrollado transductores de matriz en fase 2-D que pueden barrer el haz en 3-D. Estos pueden generar imágenes más rápido e incluso se pueden usar para crear imágenes tridimensionales en vivo de un corazón que late.

La ecografía Doppler se utiliza para estudiar el flujo sanguíneo y el movimiento muscular. Las diferentes velocidades detectadas se representan en color para facilitar la interpretación, por ejemplo, válvulas cardíacas con fugas: la fuga se muestra como un destello de color único. Como alternativa, se pueden utilizar colores para representar las amplitudes de los ecos recibidos.

Expansiones

Una expansión adicional del ultrasonido es el ultrasonido biplanar, en el que la sonda tiene dos planos 2D perpendiculares entre sí, lo que proporciona una localización y detección más eficientes. Además, una sonda omniplan puede girar 180° para obtener múltiples imágenes. En la ecografía 3D, muchos planos 2D se suman digitalmente para crear una imagen tridimensional del objeto.

Ultrasonografía Doppler

Escaneo dúplex de la arteria carótida común

La ultrasonografía Doppler emplea el efecto Doppler para evaluar si las estructuras (generalmente sangre) se acercan o se alejan de la sonda y su velocidad relativa. Al calcular el cambio de frecuencia de un volumen de muestra en particular, el flujo en una arteria o un chorro de sangre sobre una válvula cardíaca, se puede determinar y visualizar su velocidad y dirección, por ejemplo. Color Doppler es la medida de la velocidad por escala de color. Las imágenes Doppler color generalmente se combinan con imágenes en escala de grises (modo B) para mostrar imágenes de ultrasonografía dúplex. Los usos incluyen:

• La ecocardiografía Doppler es el uso de la ultrasonografía Doppler para examinar el corazón. Un ecocardiograma puede, dentro de ciertos límites, producir una evaluación exacta de la dirección del flujo sanguíneo y la velocidad de la sangre y el tejido cardíaco en cualquier punto arbitrario utilizando el efecto Doppler. Las mediciones de la velocidad permiten evaluar las áreas y la función de la válvula cardíaca, comunicaciones anormales entre el lado izquierdo y el lado derecho del corazón, fuga de sangre a través de las válvulas (regurgitación valvular), y cálculo de la salida cardiaca y ratio E/A (medida de disfunción diastólica). Se puede utilizar ultrasonidos mejorados por contraste utilizando medios de contraste de microbubble llenos de gas para mejorar la velocidad u otras mediciones de interés relacionadas con el flujo.
• Doppler transcranial (TCD) y Doppler de color transcranial (TCCD), miden la velocidad del flujo sanguíneo a través de los vasos sanguíneos del cerebro a través del cráneo. Son útiles en el diagnóstico de emboli, estenosis, vasospasmo de una hemorragia subarachnoide (sangrado de un aneurisma roto), y otros problemas.
• Los monitores fetales Doppler utilizan el efecto Doppler para detectar el latido cardíaco fetal durante el cuidado prenatal. Estos son manuales, y algunos modelos también muestran la frecuencia cardíaca en los latidos por minuto (BPM). El uso de este monitor se conoce a veces como Auscultación Doppler. El monitor fetal Doppler se denomina comúnmente simplemente como un Doppler o fetal Doppler y proporciona información similar a la proporcionada por un estetoscopio fetal.

Ultrasonografía de contraste (imágenes de ultrasonido de contraste)

Un medio de contraste para ultrasonografía médica es una formulación de microburbujas gaseosas encapsuladas para aumentar la ecogenicidad de la sangre, descubierta por el Dr. Raymond Gramiak en 1968 y denominada ultrasonido mejorado con contraste. Esta modalidad de imágenes médicas de contraste se usa en todo el mundo, para ecocardiografía en particular en los Estados Unidos y para radiología por ultrasonido en Europa y Asia.

El medio de contraste basado en microburbujas se administra por vía intravenosa en el torrente sanguíneo del paciente durante el examen de ecografía. Debido a su tamaño, las microburbujas quedan confinadas en los vasos sanguíneos sin extravasarse hacia el líquido intersticial. Por lo tanto, un medio de contraste de ultrasonido es puramente intravascular, lo que lo convierte en un agente ideal para obtener imágenes de la microvasculatura de órganos con fines de diagnóstico. Un uso clínico típico de la ultrasonografía de contraste es la detección de un tumor metastásico hipervascular, que presenta una captación de contraste (cinética de la concentración de microburbujas en la circulación sanguínea) más rápida que el tejido biológico sano que rodea el tumor. Existen otras aplicaciones clínicas que utilizan contraste, como en la ecocardiografía para mejorar la delimitación del ventrículo izquierdo para visualizar la contractibilidad del músculo cardíaco después de un infarto de miocardio. Finalmente, han surgido aplicaciones en perfusión cuantitativa (medida relativa del flujo sanguíneo) para identificar la respuesta temprana del paciente al tratamiento farmacológico anticanceroso (metodología y estudio clínico de la Dra. Nathalie Lassau en 2011), permitiendo determinar las mejores opciones terapéuticas oncológicas.

Imagen paramétrica de firmas vasculares (diagrama)

En la práctica oncológica de la ultrasonografía de contraste médica, los médicos utilizan 'imágenes paramétricas de firmas vasculares' inventado por el Dr. Nicolas Rognin en 2010. Este método se concibe como una herramienta de diagnóstico asistido por cáncer, que facilita la caracterización de un tumor sospechoso (maligno versus benigno) en un órgano. Este método se basa en la ciencia computacional médica para analizar una secuencia de tiempo de imágenes de contraste de ultrasonido, un video digital grabado en tiempo real durante el examen del paciente. Se aplican dos pasos de procesamiento de señal consecutivos a cada píxel del tumor:

1. Cálculo de una firma vascular (diferencia de aumento del contraste con respecto al tejido sano que rodea el tumor);
2. clasificación automática de la firma vascular en un parámetro único, este último codificado en uno de los cuatro colores siguientes:
   • verde para el hiper-enhancement continuo (aumento de contraste superior al tejido sano uno),
   • azul para la mejora continua de la hipocresía (la absorción de contraste inferior al tejido sano)
   • rojo para el hiper-enhancement rápido (consumo de contraste antes del tejido sano uno) o
   • amarillo para una rápida hipo-enhancement (toma de contraste después del tejido sano uno).

Una vez que se completa el procesamiento de la señal en cada píxel, se muestra un mapa espacial en color del parámetro en un monitor de computadora, que resume toda la información vascular del tumor en una sola imagen llamada imagen paramétrica (consulte la última figura del artículo de prensa como información clínica). ejemplos). Los médicos interpretan esta imagen paramétrica en función de la coloración predominante del tumor: el rojo indica una sospecha de malignidad (riesgo de cáncer), el verde o el amarillo, una alta probabilidad de benignidad. En el primer caso (sospecha de tumor maligno), el médico suele prescribir una biopsia para confirmar el diagnóstico o una tomografía computarizada como segunda opinión. En el segundo caso (casi seguro de tumor benigno), sólo se necesita un seguimiento con una ecografía de contraste unos meses después. Los principales beneficios clínicos son evitar una biopsia sistémica (con riesgos inherentes a los procedimientos invasivos) de tumores benignos o un examen de tomografía computarizada que exponga al paciente a la radiación de rayos X. El método de imágenes paramétricas de firmas vasculares demostró ser eficaz en humanos para la caracterización de tumores en el hígado. En un contexto de cribado del cáncer, este método podría ser potencialmente aplicable a otros órganos como la mama o la próstata.

Ultrasonografía molecular (imágenes moleculares por ultrasonido)

El futuro actual de la ultrasonografía de contraste está en la imagenología molecular y se esperan aplicaciones clínicas potenciales en la detección del cáncer para detectar tumores malignos en su etapa más temprana de aparición. La ultrasonografía molecular (o imagen molecular por ultrasonido) utiliza microburbujas específicas diseñadas originalmente por el Dr. Alexander Klibanov en 1997; dichas microburbujas dirigidas se unen o se adhieren específicamente a los microvasos tumorales dirigiéndose a la expresión biomolecular del cáncer (sobreexpresión de ciertas biomoléculas que se produce durante la neoangiogénesis o la inflamación en tumores malignos). Como resultado, unos minutos después de su inyección en la circulación sanguínea, las microburbujas seleccionadas se acumulan en el tumor maligno; facilitando su localización en una única imagen ecográfica de contraste. En 2013, el Dr. Hessel Wijkstra completó el primer ensayo clínico exploratorio en humanos para el cáncer de próstata en Ámsterdam, Países Bajos.

En la ultrasonografía molecular, se aplica la técnica de la fuerza de radiación acústica (también utilizada para la elastografía de ondas de corte) para empujar literalmente las microburbujas dirigidas hacia la pared de los microvasos; demostrado por primera vez por el Dr. Paul Dayton en 1999. Esto permite la maximización de la unión al tumor maligno; las microburbujas dirigidas están en contacto más directo con las biomoléculas cancerosas expresadas en la superficie interna de los microvasos tumorales. En la etapa de investigación científica preclínica, la técnica de fuerza de radiación acústica se implementó como prototipo en sistemas de ultrasonido clínico y se validó in vivo en modos de imagen 2D y 3D.

Elastografía (imágenes de elasticidad por ultrasonido)

El ultrasonido también se usa para la elastografía, que es una modalidad de diagnóstico por imágenes relativamente nueva que mapea las propiedades elásticas del tejido blando. Esta modalidad surgió en las últimas dos décadas. La elastografía es útil en los diagnósticos médicos, ya que puede distinguir tejido sano de tejido no sano para órganos/crecimientos específicos. Por ejemplo, los tumores cancerosos suelen ser más duros que el tejido circundante y los hígados enfermos son más rígidos que los sanos.

Existen muchas técnicas de elastografía por ultrasonido.

Ultrasonografía intervencionista

La ecografía intervencionista implica biopsia, vaciamiento de líquidos, transfusión de sangre intrauterina (enfermedad hemolítica del recién nacido).

• Cistes tiroideos: El ultrasonido tiroideo de alta frecuencia (HFUS) se puede utilizar para tratar varias condiciones de la glándula. El quiste de tiroides recurrente que generalmente fue tratado en el pasado con cirugía, puede ser tratado eficazmente por un nuevo procedimiento llamado inyección de etanol percutáneo, o PEI. Con la colocación guiada por ultrasonido de una aguja de 25 calibres dentro del quiste, y después de la evacuación del fluido del quiste, alrededor del 50% del volumen del quiste se inyecta de nuevo en la cavidad, bajo la estricta visualización del operador de la punta de la aguja. El procedimiento es 80% exitoso en reducir el tamaño del quiste a minuto.
• ganglios linfáticos de cáncer de tiroides metastásico: El HFUS también puede utilizarse para tratar los ganglios linfáticos de cáncer de tiroides metastásico que se producen en pacientes que se niegan o ya no son candidatos para cirugía. Se inyectan pequeñas cantidades de etanol bajo colocación de agujas guiadas por ultrasonido. Antes de la inyección se realiza un estudio de flujo sanguíneo doppler de energía. El flujo sanguíneo puede ser destruido y el nodo se vuelve inactivo. El doppler de energía visualiza el flujo de sangre puede ser erradicado, y puede haber una gota en la prueba del marcador de sangre del cáncer, la tiroglobulina, TG, ya que el nodo se vuelve no funcional. Otro uso intervencionista para HFUS es marcar un nodo de cáncer antes de la cirugía para ayudar a localizar el grupo de nodos en la cirugía. Se inyecta una cantidad de tinte de metileno bajo una colocación guiada de ultrasonido cuidadosa de la aguja en la superficie anterior, pero no en el nodo. El tinte será evidente para el cirujano tiroideo al abrir el cuello. Un procedimiento de localización similar con azul metileno, se puede hacer para localizar adenomas paratiroideos.

Inyección de articulación de cadera guiada por ultrasonido.

• Las inyecciones conjuntas pueden ser guiadas por ultrasonido médico, como en inyecciones de cadera guiadas por ultrasonido.

Ultrasonografía de compresión

La ecografía de compresión es cuando la sonda se presiona contra la piel. Esto puede acercar la estructura objetivo a la sonda, aumentando la resolución espacial de la misma. La comparación de la forma de la estructura objetivo antes y después de la compresión puede ayudar en el diagnóstico.

Se utiliza en ultrasonografía de trombosis venosa profunda, donde la ausencia de compresibilidad venosa es un fuerte indicador de trombosis. La ecografía de compresión tiene alta sensibilidad y especificidad para detectar trombosis venosa profunda proximal en pacientes sintomáticos. Los resultados no son fiables cuando el paciente está asintomático, por ejemplo en pacientes ortopédicos postoperatorios de alto riesgo.

• 

  Un apéndice normal sin y con compresión. La ausencia de compresión indica apendicitis.

• 

  La compresión se utiliza en este ultrasonógrafo para acercarse a la aorta abdominal, haciendo que la vena mesentérica superior y la vena cava inferior parezcan bastante planas.

Ultrasonografía panorámica

Ultrasonografía panorámica de una ruptura de tendón de biceps proximal. La imagen superior muestra el lado normal contralateral, y la imagen inferior muestra un músculo retraído, con un hematoma llenando el espacio proximal.

La ultrasonografía panorámica es la unión digital de múltiples imágenes de ultrasonido en una más amplia. Puede mostrar una anormalidad completa y mostrar su relación con las estructuras cercanas en una sola imagen.

Ultrasonografía multiparamétrica

La ultrasonografía multiparamétrica (mpUSS) combina múltiples técnicas de ultrasonido para producir un resultado compuesto. Por ejemplo, un estudio combinó el modo B, el Doppler color, la elastografía en tiempo real y la ecografía con contraste, logrando una precisión similar a la de la resonancia magnética multiparamétrica.

Imágenes a la velocidad del sonido

Las imágenes de velocidad del sonido (SoS) tienen como objetivo encontrar la distribución espacial del SoS dentro del tejido. La idea es encontrar mediciones de retardo relativo para diferentes eventos de transmisión y resolver el problema de reconstrucción tomográfica de ángulo limitado utilizando mediciones de retardo y geometría de transmisión. En comparación con la elastografía de ondas de corte, las imágenes SoS tienen una mejor diferenciación de tejido ex vivo para tumores benignos y malignos.

Atributos

Al igual que con todas las modalidades de imágenes, la ecografía tiene atributos positivos y negativos.

Fortalezas

• muscular, tejido blando y superficies óseas son muy bien imaginadas, incluyendo la delineación de interfaces entre espacios sólidos y llenos de líquido.
• Las imágenes "Vive" se pueden seleccionar dinámicamente, permitiendo el diagnóstico y la documentación con frecuencia rápidamente. Las imágenes en vivo también permiten biopsias o inyecciones guiadas por ultrasonido, que pueden ser engorrosas con otras modalidades de imagen.
• La estructura orgánica puede ser demostrada.
• No hay efectos secundarios conocidos a largo plazo cuando se utilizan según las directrices, y la incomodidad es mínima.
• Capacidad de imagen variaciones locales en las propiedades mecánicas del tejido blando.
• El equipo es ampliamente disponible y comparativamente flexible.
• Hay pequeños escáneres fácilmente transportados que permiten exámenes en la cama.
• Los transductores se han vuelto relativamente baratos en comparación con otros modos de investigación, como la tomografía computarizada de rayos X, la DEXA o la imagen de resonancia magnética.
• La resolución espacial es mejor en transductores de ultrasonido de alta frecuencia que la mayoría de otras modalidades de imagen.
• El uso de una interfaz de investigación de ultrasonido puede ofrecer un método relativamente barato, en tiempo real y flexible para capturar datos necesarios para fines específicos de investigación de caracterización de tejidos y desarrollo de nuevas técnicas de procesamiento de imágenes.

Debilidades

Fabricación doble de aorta en sonografía debido a la diferencia de velocidad de ondas sonoras en músculo y grasa.

• Los dispositivos ecográficos tienen problemas para penetrar el hueso. Por ejemplo, la sonografía del cerebro adulto es actualmente muy limitada.
• La sonografía se realiza muy mal cuando hay gas entre el transductor y el órgano de interés, debido a las diferencias extremas en la impedancia acústica. Por ejemplo, el exceso de gas en el tracto gastrointestinal a menudo hace difícil el escaneo ultrasonido del páncreas. Sin embargo, la imagen pulmonar puede ser útil para demarcar derrames pleurales, detectando insuficiencia cardíaca y neumonía.
• Incluso en ausencia de hueso o aire, la penetración de profundidad del ultrasonido puede ser limitada dependiendo de la frecuencia de la imagen. En consecuencia, podría haber dificultades en las estructuras de imagen profundas del cuerpo, especialmente en pacientes obesos.
• La calidad de imagen y la precisión del diagnóstico se limitan con pacientes obesos y la grasa subcutánea excesiva atenua el haz de sonido. Se requiere un transductor de menor frecuencia con menor resolución posterior.
• El método es dependiente del operador. Se necesita habilidad y experiencia para adquirir imágenes de buena calidad y hacer diagnósticos precisos.
• No hay imagen de explorador como hay con TC y RMN. Una vez que se adquirió una imagen no hay manera exacta de saber qué parte del cuerpo fue imagenado.
• 80% de los sonógrafos experimentan lesiones repetitivas del estrado (RSI) o los denominados trastornos muscularesqueléticos relacionados con el trabajo (WMSD) debido a malas posiciones ergonómicas.

Riesgos y efectos secundarios

La ecografía generalmente se considera una imagen segura, y las Organizaciones Mundiales de la Salud afirman:

"La ecografía diagnóstica es reconocida como una modalidad de imagen segura, efectiva y altamente flexible capaz de proporcionar información clínicamente relevante sobre la mayoría de las partes del cuerpo de una manera rápida y rentable".

Los estudios ecográficos de diagnóstico del feto generalmente se consideran seguros durante el embarazo. Sin embargo, este procedimiento de diagnóstico se debe realizar solo cuando existe una indicación médica válida, y se debe usar la configuración de exposición ultrasónica más baja posible para obtener la información de diagnóstico necesaria bajo el "tan bajo como sea razonablemente posible" o principio ALARP.

Aunque no hay evidencia de que el ultrasonido pueda ser dañino para el feto, las autoridades médicas generalmente desaconsejan enfáticamente la promoción, venta o arrendamiento de equipos de ultrasonido para hacer "videos fetales de recuerdo".

Estudios sobre la seguridad de los ultrasonidos

• Un metaanálisis de varios estudios de ultrasonografía publicados en 2000 no encontró efectos dañinos estadísticamente significativos de la ultrasonografía. Se observó que no había datos sobre los resultados sustantivos a largo plazo, como el neurodesarrollo.
• Un estudio en la Escuela de Medicina de Yale publicado en 2006 encontró una correlación pequeña pero significativa entre el uso prolongado y frecuente de la migración neuronal anormal en ratones.
• Un estudio realizado en Suecia en 2001 ha demostrado que los efectos sutiles del daño neurológico relacionado con el ultrasonido fueron implicados por un aumento de la incidencia de la zuricidad en los niños (un marcador de problemas cerebrales cuando no hereditarios) y retrasos del habla.
  • Sin embargo, las conclusiones anteriores no se confirmaron en un estudio de seguimiento.
  • Un estudio posterior, sin embargo, realizado en una muestra más grande de 8865 niños, ha establecido una asociación estadísticamente significativa, aunque débil de exposición a la ultrasonografía y ser no derecho entregado más adelante en la vida.

Regulación

El equipo de diagnóstico y ultrasonido terapéutico está regulado en los EE. UU. por la Administración de Alimentos y Medicamentos, y en todo el mundo por otras agencias reguladoras nacionales. La FDA limita la salida acústica usando varias métricas; en general, otras agencias aceptan las pautas establecidas por la FDA.

Actualmente, Nuevo México, Oregón y Dakota del Norte son los únicos estados de EE. UU. que regulan a los ecografistas médicos de diagnóstico. Los exámenes de certificación para ecografistas están disponibles en los EE. UU. a través de tres organizaciones: el Registro Estadounidense de Sonografía Médica de Diagnóstico, Cardiovascular Credentialing International y el Registro Estadounidense de Tecnólogos Radiológicos.

Las principales métricas reguladas son el índice mecánico (MI), una métrica asociada con el efecto biológico de cavitación, y el índice térmico (TI), una métrica asociada con el efecto biológico de calentamiento de tejidos. La FDA requiere que la máquina no exceda los límites establecidos, que son razonablemente conservadores en un esfuerzo por mantener el ultrasonido de diagnóstico como una modalidad de imagen segura. Esto requiere una autorregulación por parte del fabricante en cuanto a la calibración de la máquina.

En la década de 1980, se lanzaron en la India tecnologías de detección de sexo y atención prenatal basadas en ultrasonido. Preocupado por su mal uso para el aborto selectivo por sexo, el gobierno de la India aprobó la Ley de Técnicas de Diagnóstico Prenatal (PNDT) en 1994 para distinguir y regular los usos legales e ilegales de los equipos de ultrasonido. La ley fue enmendada nuevamente como la Ley de Técnicas de Diagnóstico Prenatal y Preconcepción (Regulación y Prevención del Uso Indebido) (PCPNDT) en 2004 para disuadir y castigar la detección prenatal del sexo y el aborto selectivo por sexo. Actualmente es ilegal y un delito punible en la India determinar o revelar el sexo de un feto utilizando un equipo de ultrasonido.

Historia

Después del descubrimiento de la piezoelectricidad por parte del físico francés Pierre Curie en 1880, se pudieron generar deliberadamente ondas ultrasónicas para la industria. En 1940, el físico acústico estadounidense Floyd Firestone ideó el primer dispositivo de imágenes por eco ultrasónico, el reflectoscopio supersónico, para detectar fallas internas en piezas fundidas de metal. En 1941, el neurólogo austriaco Karl Theo Dussik, en colaboración con su hermano, Friedrich, un físico, fue probablemente la primera persona en obtener imágenes ultrasónicas del cuerpo humano, delineando los ventrículos de un cerebro humano. La energía ultrasónica fue aplicada por primera vez al cuerpo humano con fines médicos por el Dr. George Ludwig en el Instituto de Investigación Médica Naval, Bethesda, Maryland, a fines de la década de 1940. El físico inglés John Wild (1914–2009) utilizó por primera vez el ultrasonido para evaluar el grosor del tejido intestinal ya en 1949; se le ha descrito como el "padre de la ecografía médica". Los avances posteriores tuvieron lugar simultáneamente en varios países, pero no fue hasta 1961 cuando el trabajo de David Robinson y George Kossoff en el Departamento de Salud de Australia dio como resultado el primer escáner ultrasónico de baño de agua comercialmente práctico. En 1963 Meyerdirk & Wright lanzó la producción del primer escáner de modo B comercial, portátil, de brazo articulado y de contacto compuesto, que hizo que el ultrasonido estuviera generalmente disponible para uso médico.

Francia

Léandre Pourcelot, investigador y profesor del INSA (Institut National des Sciences Appliquées), Lyon, coeditó un informe en 1965 en la Académie des sciences, "Effet Doppler et mesure du débit sanguin" ("Efecto Doppler y medida del flujo sanguíneo"), la base de su diseño de un medidor de flujo Doppler en 1967.

Escocia

Desarrollos paralelos en Glasgow, Escocia, por parte del profesor Ian Donald y sus colegas en el Royal Maternity Hospital de Glasgow (GRMH) llevaron a las primeras aplicaciones diagnósticas de la técnica. Donald era un obstetra con un "interés infantil por las máquinas, electrónicas y de otro tipo" confeso, quien, después de haber tratado a la esposa de uno de los directores de la compañía, fue invitado a visitar el Departamento de Investigación de caldereros Babcock &Amp; Wilcox en Renfrew. Adaptó su equipo de ultrasonido industrial para realizar experimentos en varios especímenes anatómicos mórbidos y evaluar sus características ultrasónicas. Junto al físico médico Tom Brown. y el colega obstetra Dr. John MacVicar, Donald perfeccionó el equipo para permitir la diferenciación de la patología en pacientes voluntarios vivos. Estos hallazgos se informaron en The Lancet el 7 de junio de 1958 como "Investigación de masas abdominales por ultrasonido pulsado" – posiblemente uno de los artículos más importantes publicados en el campo del diagnóstico por imagen médica.

En GRMH, el profesor Donald y el Dr. James Willocks refinaron sus técnicas para aplicaciones obstétricas, incluida la medición de la cabeza fetal para evaluar el tamaño y el crecimiento del feto. Con la apertura del nuevo Queen Mother's Hospital en Yorkhill en 1964, fue posible mejorar aún más estos métodos. El trabajo pionero del Dr. Stuart Campbell sobre cefalometría fetal llevó a que adquiriera estatus a largo plazo como el método definitivo de estudio del crecimiento fetal. A medida que se desarrolló aún más la calidad técnica de las exploraciones, pronto fue posible estudiar el embarazo de principio a fin y diagnosticar sus numerosas complicaciones, como embarazo múltiple, anormalidad fetal y placenta previa. Desde entonces, el ultrasonido de diagnóstico se ha importado a prácticamente todas las demás áreas de la medicina.

Suecia

La ultrasonografía médica fue utilizada en 1953 en la Universidad de Lund por el cardiólogo Inge Edler y el hijo de Gustav Ludwig Hertz, Carl Hellmuth Hertz, que entonces era estudiante de posgrado en el departamento de física nuclear de la universidad.

Edler le había preguntado a Hertz si era posible usar un radar para observar el cuerpo, pero Hertz dijo que era imposible. Sin embargo, dijo, podría ser posible utilizar la ecografía. Hertz estaba familiarizado con el uso de reflectoscopios ultrasónicos del invento del físico acústico estadounidense Floyd Firestone para la prueba de materiales no destructivos, y juntos Edler y Hertz desarrollaron la idea de aplicar esta metodología en medicina.

La primera medición satisfactoria de la actividad cardíaca se realizó el 29 de octubre de 1953 con un dispositivo prestado por la empresa constructora de barcos Kockums en Malmö. El 16 de diciembre del mismo año se aplicó el método para generar un ecoencefalograma (sonda ultrasónica del cerebro). Edler y Hertz publicaron sus hallazgos en 1954.

Estados Unidos

En 1962, después de dos años de trabajo, Joseph Holmes, William Wright y Ralph Meyerdirk desarrollaron el primer escáner de modo B de contacto compuesto. Su trabajo había sido apoyado por los Servicios de Salud Pública de los Estados Unidos y la Universidad de Colorado. Wright y Meyerdirk dejaron la universidad para formar Physionic Engineering Inc., que lanzó el primer escáner de modo B de contacto compuesto de brazo articulado de mano comercial en 1963. Este fue el comienzo del diseño más popular en la historia de los escáneres de ultrasonido.

A fines de la década de 1960, el Dr. Gene Strandness y el grupo de bioingeniería de la Universidad de Washington realizaron una investigación sobre el ultrasonido Doppler como herramienta de diagnóstico para enfermedades vasculares. Eventualmente, desarrollaron tecnologías para usar imágenes dúplex, o Doppler junto con escaneo en modo B, para ver estructuras vasculares en tiempo real y al mismo tiempo proporcionar información hemodinámica.

La primera demostración de Doppler color fue realizada por Geoff Stevenson, quien estuvo involucrado en los primeros desarrollos y el uso médico de la energía ultrasónica Doppler desplazada.

Fabricantes

Los principales fabricantes de dispositivos y equipos médicos de ultrasonido son:

• Canon Medical Systems Corporation
• Esao
• GE Healthcare
• Hitachi Ltd.
• Mindray Medical International Limited
• Koninklijke Philips N.V.
• Samsung Medison
• Siemens Healthineers

Notas explicativas