Ultrasonido Diagnóstico: Principios Físicos, Transductores y Artefactos

Ultrasonido: Son series de ondas mecánicas, generalmente longitudinales, originadas por la vibración de un cuerpo elástico y propagadas por un medio material.

Efecto piezoeléctrico: Es la capacidad de ciertos materiales, como el cuarzo y el PZT, para convertir energía mecánica en energía eléctrica y viceversa.

Parámetros del ultrasonido: frecuencia, longitud de onda, amplitud y velocidad.

Frecuencia > resolución < penetración

Frecuencia < resolución > penetración

Velocidad de propagación: depende de la densidad, la elasticidad y la compresibilidad.

Interacción del ultrasonido con los tejidos

• Interfase: superficie entre dos medios con impedancia diferente.
• Reflexión: ocurre cuando el haz de ultrasonido choca con una interfaz entre dos tejidos con distinta impedancia.
• Dispersión: variación en múltiples direcciones de la dirección del sonido al incidir en los tejidos; genera un patrón moteado.
• Refracción: incide en el límite de los tejidos en un ángulo oblicuo; se rige por la Ley de Snell.
• Atenuación: disminución de la intensidad del haz causada por dispersión, absorción y reflexión.

Componentes del transductor

1. Elemento cristalino
2. Electrodos positivos y de tierra
3. Bloque de amortiguación
4. Capa coincidente: elemento de transición entre el transductor y el tejido.
5. Alojamiento o housing: aislamiento eléctrico.

Tipos de transductores

1. Lineal: alta frecuencia (7-15 MHz), resolución axial y lateral superficial. Indicado para tiroides, mama, vasos y partes blandas.
2. Convexo: frecuencia media (2-7 MHz). Indicado para abdomen.
3. Sectorial: frecuencia baja (1.5-5 MHz). Indicado para tórax y ecocardiografía.
4. Matricial: 3D.

Parámetros del transductor que influyen en la calidad de imagen

Resolución espacial, contraste (depende del rango dinámico) y TGC (control de ganancia temporal).

Ruido acústico

Se produce por la dispersión del haz de ultrasonido.

Modos de imagen

• Modo A (amplitud): permite obtener mediciones precisas entre el transductor y el reflector, y medir profundidad.
• Modo B (brillo): transforma los picos de amplitud en puntos luminosos en escala de grises. Indicado para abdomen.
• Modo M (movimiento): muestra los cambios de posición de las estructuras a lo largo del tiempo. Indicado para ecocardiografía.

Cavitación

Formación de burbujas de gas.

Bioefectos del ultrasonido

Determinantes: intensidad del ultrasonido, frecuencia utilizada y duración de la exposición.

• Índice mecánico (MI): medida que indica las vibraciones generadas en el tejido. Máximo 1.9. La potencia acústica equivale al índice mecánico.
• Índice térmico (TI): productos de calor generados tras la absorción de la energía de la onda de ultrasonido. Menor o igual a 2 °C.

Artefactos

Artefactos relacionados con el haz

• Lóbulo lateral: el equipo asume erróneamente que todos los ecos provienen del haz principal.
• Ancho de haz: se estrecha la zona focal.

Artefactos con ecos múltiples

• Reverberación: los ecos rebotan entre dos superficies antes de volver al transductor.
• Cola de cometa: las superficies reflectoras están muy cercanas entre sí.
• Anillo: produce vibraciones resonantes dentro de las burbujas.
• Imagen de espejo: se refleja en un reflector.
• Trayectoria múltiple: se refleja en más de una superficie en su camino.

Artefactos por errores de velocidad

• Desplazamiento de velocidad: atraviesa tejidos con velocidad menor y el eco demora en regresar.
• Refracción: desviación del haz al cambiar de medio (ver sección de interacción con los tejidos).