Fundamentos Esenciales de la Ecografía Diagnóstica

Principios Físicos del Ultrasonido

Impedancia Acústica (Z)

Es la resistencia que ofrece un medio a la propagación de la onda sonora a través de él. Varía según el medio:

• Sólidos: Presentan alta impedancia.
• Líquidos y partes blandas: Tienen impedancia baja, lo que facilita una mejor transmisión del sonido.
• Gas o aire: Poseen una impedancia bajísima, siendo malos transmisores del sonido.

El valor de la impedancia (Z) se calcula mediante la fórmula: Z = velocidad del ultrasonido × densidad del medio.

Interfases Acústicas

Son el plano de contacto entre medios con diferentes impedancias acústicas. En estas interfases ocurren fenómenos como la reflexión y la refracción.

Atenuación

A medida que el haz ultrasónico atraviesa un tejido, va perdiendo energía. Esta pérdida de intensidad se conoce como atenuación.

Reflexión

Ocurre principalmente en una interfase lisa y amplia respecto a la longitud de onda del ultrasonido. Parte del haz incidente es reflejado de vuelta hacia el transductor, generando el eco que formará la imagen.

Refracción

Cuando el haz incidente encuentra una interfase donde la velocidad de propagación del sonido es diferente entre ambos medios, se produce un cambio en la dirección de la onda transmitida.

Transductor Ecográfico

Es el componente del ecógrafo que emite los pulsos de ultrasonido y recibe los ecos reflejados. Es la parte que está en contacto directo con el paciente durante el estudio.

Tipos de Transductores

• Convexos (o Curvos): Utilizan bajas frecuencias (mayor penetración, menor resolución). Ideales para explorar estructuras profundas como en abdomen y obstetricia/ginecología, también usados en pediatría.
• Lineales: Emplean altas frecuencias (menor penetración, mayor resolución). Adecuados para estructuras superficiales como partes blandas, músculo, tiroides, estudios vasculares y ecografía ocular.
• Sectoriales (o Phased Array): Generalmente de bajas frecuencias, con un campo de visión estrecho en la superficie que se amplía en profundidad (forma de abanico). Usados principalmente en cardiología y ecografía transcraneal.

Piezoelectricidad

Es la propiedad fundamental en la que se basa el funcionamiento de los transductores. Ciertos cristales (material piezoeléctrico) tienen la capacidad de:

1. Generar ultrasonido: Al recibir una corriente eléctrica, se contraen y dilatan rítmicamente (vibran), generando ondas de ultrasonido con la misma frecuencia que la señal eléctrica aplicada.
2. Detectar ultrasonido (Efecto Piezoeléctrico Inverso): Cuando los ecos de ultrasonido que retornan del cuerpo golpean el cristal, este vibra y genera una pequeña corriente eléctrica, que es procesada por el ecógrafo para formar la imagen.

Modos de Representación de la Imagen Ecográfica

Modo A (Modulación de Amplitud)

Representa la amplitud (intensidad) de los ecos en función de la profundidad. Muestra picos cuya altura es proporcional a la intensidad del eco y cuya posición en el eje horizontal indica la distancia a la que se generó. Ofrece información unidimensional sobre la distancia a las interfases.

Modo B (Modulación de Brillo)

Es el modo más utilizado en diagnóstico. Transforma los picos de amplitud del Modo A en puntos luminosos, cuya intensidad de brillo es proporcional a la amplitud del eco. La combinación de múltiples líneas de barrido en Modo B genera una imagen bidimensional (2D) en escala de grises.

Modo M (Modo Movimiento)

Se emplea para visualizar el movimiento de estructuras a lo largo del tiempo, especialmente en cardiología (ecocardiograma). Muestra una única línea del Modo B que se desplaza horizontalmente a lo largo del tiempo. El eje vertical representa la profundidad y el eje horizontal el tiempo.

Modo Doppler (Modo D)

Se basa en el efecto Doppler: el cambio en la frecuencia del sonido que se produce cuando la onda acústica (eco) interactúa con una interfase en movimiento (generalmente, el flujo sanguíneo). Permite estudiar el flujo vascular.

Doppler Color (CF - Color Flow)

Superpone información sobre el flujo sanguíneo en color sobre la imagen en Modo B. No diferencia arterias de venas por sí mismo, sino que codifica la dirección del flujo respecto al transductor: típicamente, rojo para el flujo que se acerca y azul para el que se aleja (o viceversa, según la configuración). La intensidad del color suele indicar la velocidad media del flujo.

Doppler Pulsado (PW - Pulsed Wave)

Permite analizar el flujo en un punto específico (volumen de muestra) seleccionado por el usuario. Genera una gráfica espectral que muestra las diferentes velocidades del flujo a lo largo del tiempo en ese punto. La onda será positiva si el flujo se acerca y negativa si se aleja. Permite mediciones precisas de velocidad.

Resolución Ecográfica

Es la capacidad que tiene un equipo de ecografía para distinguir como entidades separadas dos puntos o interfases que están muy próximas entre sí.

Resolución Espacial

Capacidad para distinguir detalles finos en la imagen.

• Resolución Axial: Capacidad de distinguir dos objetos situados uno detrás del otro en la dirección del haz de ultrasonido. Depende principalmente de la longitud del pulso ultrasónico (mejor con frecuencias altas).
• Resolución Lateral: Capacidad de distinguir dos objetos situados uno al lado del otro, perpendicularmente a la dirección del haz. Depende principalmente de la anchura del haz (mejora con el enfoque).

Semiología Ecográfica: Ecogenicidad

Es la nomenclatura utilizada para describir la apariencia de los tejidos en la imagen ecográfica, basada en la intensidad (brillo) de los ecos que devuelven.

Anecoico / Anecogénico:

No devuelve ecos. Se visualiza como una estructura completamente negra. Típico de líquidos simples (ej. contenido de quistes simples, orina en la vejiga, bilis en la vesícula biliar).

Hipoecogénico / Hipoecoico:

Devuelve ecos de baja intensidad. Se visualiza como un gris más oscuro que el tejido circundante o de referencia.

Isoecogénico / Isoecoico:

Devuelve ecos de intensidad similar al tejido circundante o de referencia. Se visualiza con un gris similar.

Hiperecogénico / Hiperecoico:

Devuelve ecos de alta intensidad. Se visualiza como un gris más claro (más brillante) que el tejido circundante o de referencia. Típico de hueso, calcificaciones, grasa, aire, fibrosis.

Homogéneo:

Estructura con una textura ecográfica uniforme, compuesta por ecos de similar intensidad y distribución.

Heterogéneo:

Estructura con una textura ecográfica no uniforme, compuesta por ecos de diferente intensidad y/o distribución.

Artefactos Ecográficos

Son imágenes que aparecen en la pantalla pero que no representan la anatomía real. Se producen por las complejas interacciones del haz de ultrasonido con los tejidos y las limitaciones físicas del método. Algunos pueden inducir a error diagnóstico, mientras que otros son útiles para el mismo.

Artefactos Útiles

• Sombra Acústica Posterior: Zona anecoica (negra) que aparece detrás de una estructura que atenúa o refleja fuertemente el ultrasonido (ej. hueso, cálculos, calcificaciones, gas). Se produce porque muy poco o ningún ultrasonido logra atravesar dicha estructura para generar ecos posteriores. Ayuda a identificar estas estructuras.
• Refuerzo Acústico Posterior: Zona hiperecogénica (más brillante) que aparece detrás de una estructura con muy baja atenuación (ej. quistes simples, vejiga llena de orina, vesícula biliar). El ultrasonido atraviesa esta estructura sin apenas perder energía, por lo que llega con mayor intensidad a los tejidos posteriores en comparación con las áreas adyacentes. Ayuda a caracterizar estructuras quísticas.

Artefactos Nocivos (o que pueden inducir a error)

• Reverberación: Aparición de ecos múltiples y equidistantes detrás de una interfase muy reflectante. El sonido rebota repetidamente entre el transductor y la interfase. Minimización: ajustar ganancia, usar armónicos, cambiar ángulo de insonación. Un tipo particular es la Cola de Cometa, una línea brillante y corta que aparece detrás de estructuras pequeñas y muy reflectantes (ej. clips metálicos, DIU, cristales de colesterol).
• Imagen en Espejo: Aparición de una imagen duplicada de una estructura real al otro lado de una interfase curva y muy reflectante (ej. el diafragma). Es común en estudios hepáticos (imagen especular del hígado por encima del diafragma) o esplénicos.
• Aliasing (Doppler): Artefacto específico del Doppler (Color y Pulsado). Ocurre cuando la velocidad del flujo sanguíneo supera el límite de Nyquist (la mitad de la Frecuencia de Repetición de Pulsos - PRF). El flujo de alta velocidad se representa incorrectamente, a menudo con inversión del color esperado o del espectro (la parte superior de la onda aparece por debajo de la línea de base). Minimización: aumentar la PRF (escala), bajar la línea de base, usar un ángulo Doppler menor (más cercano a 0° o 180°), cambiar a Doppler Continuo (CW) si está disponible, o usar una frecuencia de transductor más baja.
• Imagen Doble (por Refracción): Duplicación de una estructura causada por la refracción (cambio de dirección) del haz al atravesar interfases oblicuas o medios con diferente velocidad de propagación. Puede hacer que objetos reales aparezcan en localizaciones falsas.
• Anisotropía: Artefacto que afecta principalmente a estructuras altamente ordenadas y fibrilares, como los tendones. La ecogenicidad de estas estructuras varía drásticamente según el ángulo de incidencia del haz de ultrasonido. Un tendón normal puede parecer hipoecoico (simulando una tendinopatía o rotura) si el haz no incide perpendicularmente a sus fibras. Minimización: mantener el haz lo más perpendicular posible a la estructura (basculando el transductor).

Estrategias generales para minimizar artefactos nocivos: Utilizar suficiente gel de acoplamiento, ajustar la posición del foco, modificar la profundidad de exploración, cambiar el ángulo de incidencia del haz, ajustar la ganancia general y por profundidad (TGC), y utilizar armónicos tisulares si están disponibles.

Planos Ecográficos

La orientación de la imagen ecográfica depende de la colocación y orientación del transductor sobre el cuerpo del paciente. Existen tres planos principales:

Plano Axial (Transversal o Eje Corto)

El transductor se coloca perpendicular al eje mayor del cuerpo o de la estructura a estudiar (como si se hiciera un corte transversal). La marca de orientación de la sonda (generalmente un punto o una línea) suele apuntar hacia la derecha del paciente. Por convención radiológica, en la pantalla, la derecha del paciente aparece a la izquierda de la imagen y viceversa.

Plano Longitudinal (Sagital o Eje Largo)

El transductor se coloca paralelo al eje mayor del cuerpo o de la estructura (como si se hiciera un corte longitudinal). La marca de orientación de la sonda suele apuntar hacia la cabeza del paciente (craneal). En la pantalla, la parte craneal del paciente aparece a la izquierda de la imagen y la parte caudal (hacia los pies) a la derecha.

Plano Coronal

El transductor se coloca en una posición lateral, paralelo al eje mayor del cuerpo, dividiéndolo en una parte anterior y otra posterior (como si se hiciera un corte frontal). La marca de orientación de la sonda suele apuntar hacia craneal (similar al plano longitudinal). En la pantalla, la parte craneal aparece a la izquierda de la imagen y la caudal a la derecha.