Propagación de la onda en medios homogéneos y no homogéneos

Los fenómenos ondulatorios son los siguientes:

• Reflexión (A): cambio de dirección del ultrasonido al incidir sobre una superficie sin atravesar la superficie.
• Refracción (B): cambio de dirección del ultrasonido por el camino de la velocidad al cambiar de medio.
• Difracción (C): Cambio que se produce al atravesar parte de la onda por un orificio de bordes nítidos convirtiéndose en un nuevo emisor de ondas.
• Interferencia: Cuando se encuentran varias ondas en un mismo medio.

La reflexión que se produce, es decir, el eco que se recibe, depende de la impedancia del medio y del tipo de interfase.

La impedancia es la resistencia del medio al paso del ultrasonido. Es elevada para sólidos y menor para líquidos, partes blandas y gases. Por ejemplo, en ecografía se deben evitar las superficies de los huesos debido a la elevada impedancia del tejido óseo.

• A mayor frecuencia, mayor absorción y menor capacidad de penetración.
• A menor frecuencia, menor absorción y mayor capacidad de penetración.

También hay una gran reflexión en interfases entre materiales de impedancias muy diferentes, como ocurre cuando se pasa de un medio gaseoso a un tejido blando. Esto es debido a la intervención del tipo de interfase y la suma de impedancias. Un ejemplo de este efecto se produce en la superficie de contacto entre la piel y el transductor: la fina capa de aire ya es suficiente para hacer una reflexión de prácticamente el 100%, por esta razón se interpone un gel que permita el paso del ultrasonido, cambiando la interfase.

Imagen digitalizada estática y en movimiento. US 2D, 3D y 4D

-Modo M (Modo movimiento): es la imagen procesada de un punto en movimiento. En la actualidad se usa para valorar el movimiento de las válvulas cardíacas de las cámaras cardíacas y los movimientos de la pleura.

-Modo B (Modo brillo): es el más utilizado para una representación ecográfica; se emplean múltiples pulsos para generar una imagen en dos dimensiones. Al pasar varias imágenes (frames) por segundo se consigue la ecografía en tiempo real en 2D

-Modo D (Doppler): Se basa en el cambio de frecuencia del sonido que se produce cuando una onda acústica (eco) choca con una interfase en movimiento. Podemos diferenciar estructuras vasculares.

Resolución espacial

La calidad de las imágenes dependerá de la resolución espacial. Es la capacidad de diferenciar dos objetos que se encuentren a una distancia determinada. Se definen la resolución axial y la lateral. La resolución axial es la capacidad de discriminar entre dos puntos consecutivos en el camino del haz. A mayor longitud de onda mayor resolución. La resolución lateral es la capacidad de discriminar entre dos puntos adyacentes. Depende principalmente de características del transductor como el número de cristales o el tamaño de estos. A mayor número con menor tamaño, mejor resolución lateral.

Visualización en campo extendido

Uno de los defectos que puede tener la ecografía en algunos casos es el poco campo de visión. Con frecuencia, en estos casos solo es posible visualizar porciones de ellas. La visualización en campo extendido permite aumentar el campo de visión realizando una imagen panorámica de la zona que se va a estudiar.

Consola y mesa de control

Su objetivo es optimizar la imagen presentada en el monitor. También pueden efectuarse diversas medidas como cálculos de distancia, de área, de volumen y de otras magnitudes.

• Encendido y apagado: tecla on/off o power
• Teclado alfanumérico: para la introducción de datos como el nombre del paciente
• Ganancia (gain): los ecos pierden intensidad, se atenúan. Para compensar esta pérdida, o para dar más brillo a la imagen en la pantalla, se utilizan los mandos de ganancia. Existen dos controles de ganancia:
• Persistencia: su incremento proporciona imágenes más suaves
• Rango dinámico: permite optimizar el contraste
• Profundidad (depth): este control sirve para seleccionar la profundidad adecuada para realizar el estudio. En estudios de estructuras superficiales es necesario disminuir la profundidad. Si las estructuras son profundas hay que aumentarla.
• Zoom: para poder ampliar la imagen
• Frecuencia del transductor: entre 3 y 5 MHz
• Foco: es posible enfocar a diferentes profundidades. La zona focal se debe situar en la zona de interés que se va a estudiar. Cuando se usan múltiples focos puede disminuir la calidad de imagen.
• Doble pantalla: Una de ellas queda fija como imagen estática, mientras que la otra puede continuar en tiempo real. De esta manera es posible realizar tres medidas en el espacio y valorar el volumen.

Paro de imagen (freeze): permite congelar la imagen. En muchos sistemas de congelación activa la función cine, lo que permite volver a imágenes anteriores hasta llegar a la que más interese.

Medidas: Normalmente se activan como la imagen parada. Pueden medirse directamente parámetros diferentes como la distancia o realizar cálculos mediante fórmulas como volúmenes, ángulos y otras funciones.

Doppler color, pulsado y potencia: al activar el Doppler color aparece en pantalla un cajón con forma rectangular. Al activar el Doppler pulsado aparece lo que se denomina “volumen de muestra”, que debe ser colocado en el vaso sanguíneo objeto de estudio.

- Existen también toda una serie de mandos para optimizar la imagen y la curva de la onda de Doppler.

Imprimir, guardar la imagen, guardar la película.

Uso terapéutico

Efectos térmicos -->El aumento de temperatura depende de la energía del ultrasonido, del tipo de tejido y del tiempo de exposición. Los efectos que se pueden conseguir son los siguientes:

• Relajación muscular , Antiálgico, Descontracturante

Efectos mecánicos --> Los efectos mecánicos se producen por fenómenos de contracción y descompresión alternos. Los efectos terapéuticos que se persiguen son los siguientes:

• Aumento del flujo sanguíneo, Por Cicatrización, Antiedema, Romper cálculos renales

Transductor o sonda sectorial

Los ultrasonidos salen desde un mismo punto, dando lugar a un haz radial que permite obtener una imagen panorámica con un gran campo profundo. Este tipo de sonda acostumbra a usar una ventana de frecuencias pequeña. Es el caso de exploraciones del espacio intercostal para visualizar el corazón, o exámenes a través de las fontanelas craneales en un recién nacido para poder visualizar el cerebro. Lo usan los cardiólogos. (estrecho)

Transductor o sonda lineal → mama y testículos

La imagen que se forma con este tipo de sonda es rectangular. Los cristales se distribuyen de manera lineal. Se generan haces paralelos. Son los transductores que se utilizan para la mayoría de las exploraciones musculares, de órganos pequeños (tiroides, testículos), mama y partes blandas. Al usarse en exploraciones poco profundas el rango de frecuencia de estas sondas se encuentra alrededor de 10 Mhz.

Transductor o sonda convex → onda en forma de abanico

Los cristales se distribuyen de manera lineal, pero se le da al transductor una curvatura convexa. Con eso se consigue una mejor visión proximal que la sonda vectorial y un mayor campo de visión que una sonda lineal. Es la sonda ideal para estudios abdominales, urológicos y ginecológicos. Los rangos de frecuencia para la sonda convex normal abarcan 3-5 Mhz. (Cabezal curvo)

Transductor o sonda vaginal/intracavitaria

Uso ginecológico (largo)

Artefactos

Sombra acústica

El haz de ultrasonidos choca con una superficie altamente reflectante que rebota todos los ecos. Esa superficie (hueso, metal, calcio) es hiperecoica pero detrás de la misma se produce una sombra anecoica.

Cola de cometa

Se produce cuando el haz de ultrasonidos choca con una interfase estrecha y muy ecogénica (pleura, peritoneo). Son en realidad reverberaciones de la interfase que al ser muy pequeña produce una imagen que simula la cola de una cometa.

Imagen en espejo

Se produce cuando el haz de ultrasonidos atraviesa una superficie altamente reflectante (diafragma, pericardio) e incide sobre ella con determinada angulación. Parte de los ultrasonidos se reflejan hacia delante y atrás produciendo imágenes en espejo

-En imágenes Doppler

Centelleo

Se conoce también como cola de cometa en color. Al aplicar el Doppler color a una imagen calcificada se produce un centelleo. Esto puede ser útil en algunos casos, como por ejemplo para distinguir correctamente una litiasis renal.