Fundamentos de la Ecografía: Principios Físicos y Aplicaciones Clínicas

1. Fundamentos de los Ultrasonidos

Las ondas con frecuencia superior a 20 MHz (no detectables por el oído humano) crean una imagen gracias a la reflexión en los tejidos. Las ondas mecánicas son perturbaciones que se propagan a través de un medio elástico transportando energía, pero no materia; estas partículas oscilan alrededor de su posición de equilibrio transmitiendo dicha energía.

2. Propiedades Físicas

• Velocidad: Es mayor en sólidos y menor en gases (hueso: 4100 m/s, pulmón: 343 m/s, tejidos blandos: 1540 m/s).
• Longitud de onda: A menor longitud de onda, mejor detección de estructuras pequeñas. Para ver detalles anatómicos de 1 mm, se necesita una longitud de onda de 5x10⁻⁴, alcanzable solo con frecuencias superiores a 3 MHz.
• Frecuencia: A mayor frecuencia, mejor resolución pero menor penetración. A menor frecuencia, mayor penetración pero peor resolución.
• Intensidad: Varía inversamente con el cuadrado de la distancia del foco y es proporcional al cuadrado de la amplitud. A mayor distancia, menor intensidad; a mayor frecuencia, mayor atenuación.

3. Producción de Ultrasonidos

La imagen ecográfica se obtiene mediante un transductor, un dispositivo que transforma una energía en otra. Se denomina transductor piezoeléctrico electroacústico: convierte electricidad en ultrasonidos (emisión) y los ecos en señal eléctrica (recepción).

4. Interacciones con los Tejidos

Las ondas pueden reflejarse (formar imagen), absorberse (perder energía) o transmitirse. Un concepto clave es la impedancia acústica (Z), que es la resistencia del tejido al paso del sonido. La diferencia de impedancia es lo que genera los ecos; la ecografía necesita interfaces entre tejidos para formar imágenes.

5. Tipos de Sondas

• Lineal: Imagen rectangular, alta resolución, frecuencia entre 7,5 y 13 MHz. Ideal para partes blandas y tejidos superficiales (músculo, tendón).
• Convex o curva: Forma de abanico, baja frecuencia (3,5-5 MHz). Para estructuras profundas, abdomen o urología.
• Sectoriales: Imagen triangular o en abanico, baja frecuencia (3,5-5 MHz). Exploraciones cardíacas.
• Intracavitarias: Sondas lineales o convex para exploraciones intravaginales o intrarrectales, frecuencias entre 5-7,5 MHz.

6. Modos de Visualización

• Modo A (Amplitud): Mide amplitud y distancia; uso limitado.
• Modo B (2D - Brillo): El más frecuente, genera una imagen en escala de grises.
• Modo M (Movimiento): Representa el movimiento en el tiempo; uso en cardiología.

7. Imagen Ecográfica y Resolución

La ecografía se usa principalmente en modo B (2D), pero la 3D añade profundidad y mejora la percepción espacial, mientras que la 4D es una sucesión de 3D en movimiento. Ventajas: mejor detección de malformaciones y valor emocional para las familias.

Ecogenicidad

Es la capacidad de los tejidos para reflejar el sonido:

• Anecoico: Negro (líquidos).
• Hipoecoico: Gris oscuro (músculo o inflamación).
• Hiperecoico: Blanco intenso (hueso o cicatrices).

Resolución de imagen

1. Resolución espacial: Diferencia objetos próximos en mm.
2. Resolución axial: Distingue objetos en la dirección del haz; depende de la frecuencia.
3. Resolución lateral: Distingue objetos en dirección perpendicular; depende del haz.

8. Ecografía Doppler

Permite medir el movimiento y la velocidad de estructuras (sangre o válvulas). Se basa en el cambio de frecuencia entre emisión (FE) y recepción (FR), donde FD = FR - FE. La medición depende del ángulo sonda-vaso (ideal 40º-60º).

Sistemas Doppler

• Doppler pulsado (espectral): Analiza el flujo en un punto concreto en una gráfica. Limitación: aliasing (límite de Nyquist = PRF/2).
• Doppler color: Representa el flujo con colores sobre la imagen 2D (rojo se acerca, azul se aleja).
• Doppler potencia (Angio-Doppler): Mide la intensidad de la señal (cantidad de sangre) y no la velocidad. Es más sensible, detecta flujos débiles y funciona con ángulos de hasta 90º, aunque no muestra dirección ni velocidad.