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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS FACULTAD DE MEDICINA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE TECNOLOGIA MÉDICA Área de Radiología

ULTRASONOGRAFIA, PRINCIPIOS FISICOS Y BASES FUNDAMENTALES

Sede: Collique Instituto Serban Responsable: Rodolfo Churampi Alumno: Poma Navarro, Luis Javier Profesor: Lic. Walter Roca Fecha: 03 de marzo del 2017

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RESUMEN En el presente trabajo se abordara el tema de la ultrasonografía parte de su historia, como se originó y a la vez como un medio de examen radiográfico para el diagnóstico, prevención de patologías que podamos hallar en las exploraciones, de la misma manera se explicaran los principios físicos de la ultrasonografía, parte de la instrumentación, fundamentos para poder realizar las exploraciones con este medio de diagnóstico en la salud.

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INDICE INTRODUCCION CAPITULO I 1.1 Bases físicas del ultrasonido………………………….6 1.2 Elementos de una Onda………………… …………….6 1.3 Velocidad de Propagación del sonido…….…….. 7 1.4 Impedancia acústica…………………………………..….8 1.5 Atenuación……………………………………………..…….8 1.6 Reflexión del sonido……………………………….……..8

CAPITULO ll 2.1 Instrumentación……………………………………………. 9 2.1.1 Transductores……………………………………….…… 10 2.2 Tipos de Transductores………………………………… 10 2.2.1 Sectoriales…………………………………………………...10 2.2.2 Convexos……………………………………………………. 10 2.2.3 Lineales………………………………………………………. 10 2.2.4 Intracavitarios…………………………………………….. 10

CAPITULO III 3.1 Estructura ecogénica…………………………………….. .11 3.1.1 Hiperecogénica o hiperecoica……………………… 11 3.1.2 Hipoecogénica o hipoecoica……………………….. .11 3.1.3 Isoecogénica o isoecoica……………………………….11 3.1.4 Homogénea o heterogénea…………………………. 11 3.1.5 Estructura anecogénica o anecoica………………. 11

CAPITULO IV 4.1 ARTEFACTOS………………………………………………….…. 12 4.1.1 Sombra acústica posterior……………………………… 12 4.1.2 Refuerzo acústico posterior……………………………. 12 4.1.3 Artefacto de cola de cometa………………………….. 13 4.1.4 Refracción………………………………………………………. 13 4.1.5 Reverberación………………………………………………….13 4.1.6 Anisotropía……………………………………………………. 13 4.1.7 Artefacto sónico de velocidad………………………… 13 4.1.8 Artefacto del haz ancho…………………………………. 14 4.1.9 Artefacto de movimiento……………………………….. 14 4.1.10 Ruido eléctrico……………………………………………… 14 4.1.11 Artefacto en espejo………………………………………. 14 4.1.13 Variación en la velocidad de los ultrasonidos… 14 INFORME DE SEDE PRACTICA ……………………………………15 4

INTRODUCCION Para entender la evolución de la ultrasonografía es necesario hablar de puntos históricos y fechas que marcaron el progreso de la misma y quienes la hicieron posible, su uso en la anatomía humana para su estudio con dicha técnicas. En 1942, en Austria, el psiquiatra Karl Dussik intentó detectar tumores cerebrales registrando el paso del haz sónico a través del cráneo. Trató de identificar los ventrículos midiendo la atenuación del ultrasonido a través del cráneo, lo que denominó hiperfonografía del cerebro. En 1947, el doctor Douglas Howry detectó estructuras de tejidos suaves al examinar los reflejos producidos por los ultrasonidos en diferentes interfaces. En 1949 se publicó una técnica de eco pulsado para detectar cálculos y cuerpo extraños intracorpóreos. En 1953, Lars Leksell, usando un reflectoscopio Siemens, detectó el desplazamiento del eco de la línea media del cráneo en un niño de 16 meses. La cirugía confirmó que este desplazamiento era causado por un tumor. El trabajo fue publicado sólo hasta 1956. Desde entonces se inició el uso de ecoencefalografía con M-MODE. En 1954, Ian Donald hizo aplicaciones ginecológicas.

investigaciones

con

un

detector

de

grietas,

en

En 1956, Wild y Reid publicaron 77 casos de anormalidades de seno palpables y estudiadas además por ultrasonido, y obtuvieron un 90 por ciento de certeza en la diferenciación entre lesiones quísticas y sólidas. En 1959, Satomura reportó el uso, por primera vez, del Doppler ultrasónico en la evaluación del flujo de las arterias periféricas. En 1962, Homes produjo un escáner que oscilaba 5 veces por segundo sobre la piel del paciente, permitiendo una imagen rudimentaria en tiempo real. En 1963, un grupo de urólogos japoneses reportó exámenes ultrasónicos de la próstata, en el AMODE. En 1964 apareció la técnica Doppler para estudiar las carótidas, con gran aplicación en Neurología. En 1965 La firma austriaca Kretztechnik asociada con el oftalmólogo Dr. Werner Buschmann, fabricó un transductor de 10 elementos dispuestos en fase, para examinar el ojo, sus arterias, etc. En 1982 Aloka anunció el desarrollo del Doppler en color en imagen bidimensional. En 1983, Lutz usó la combinación de gastroscopio y ecografía, para detectar CA gástrico y para el examen de hígado y páncreas. En 1983, Aloka introdujo al mercado el primer Equipo de Doppler en Color que permitió visualizar en tiempo real y en color el flujo sanguíneo. En la actualidad se cuenta ya con equipos tridimensionales que nos permiten un mejor enfoque tanto al diagnóstico como estético en el sentido de la exploración fetal sin dejar de lado lo clínico y su principal uso. 5

CAPITULO I 1.1 BASES FISICAS DEL ULTRASONIDO El sonido es una energía mecánica que se propaga en forma de onda longitudinal originadas por la vibración de un cuerpo elástico y propagado por un medio material, creando áreas de compresión y rarefacción. El ultrasonido son ondas mecánicas, es decir no ionizantes, cuya frecuencia está por encima de la capacidad de audición del oído humano (aproximadamente 20 000 Hz). Algunas especies como ciertos insectos y mamíferos (los delfines y los murciélagos) lo utilizan de forma parecida a un radar para su orientación; a este fenómeno se lo conoce como ecolocalización. Se sabe que las ondas emitidas por estos animales son tan altas que “rebotan” fácilmente en todos los objetos alrededor de ellos, permitiéndoles crear una “imagen” de lo que está a su alrededor para poder orientarse fácilmente.

1.2 Elementos de una Onda        

Cresta: es la parte más elevado de una onda. Valle: es la parte más baja de una onda. Elongación: es el desplazamiento entre la posición de equilibrio y la posición en un instante determinado. Amplitud: es la máxima elongación, es decir, el desplazamiento desde el punto de equilibrio hasta la cresta o el valle. Longitud de onda (l): es la distancia comprendida entre dos crestas o dos valles. Onda completa: cuando ha pasado por todas las elongaciones positivas y negativas. Período (T): el tiempo transcurrido para que se realice una onda completa. Frecuencia (f): Es el número de ondas que se suceden en la unidad de tiempo.

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Si nos enfocamos en la ultrasonografía clínica que es nuestro objetivo luego de las explicaciones físicas pues debemos tener en cuenta estos principios:  

La frecuencia y la longitud de onda son inversamente proporcionales. A mayor frecuencia, menor longitud de onda y a menor frecuencia, mayor longitud de onda.

1.3 Velocidad de Propagación del sonido Es constante y depende del medio material. Materiales con mayor densidad y menor compresibilidad transmitirán el sonido a una mayor velocidad. Depende de: –

Densidad del material.

–

Elasticidad o compresibilidad.

–

Temperatura.

–

Presión.

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1.4 Impedancia acústica (Z): Resistencia que opone un medio a que las ondas se propaguen sobre este. A mayor impedancia, mayor cantidad de energía que logra atravesarlos y por tanto menor cantidad de onda reflejada.

1.5 Atenuación La atenuación se refiere a la reducción de la intensidad del sonido a medida que atraviesa el tejido. Parte de esta energía se pierde por la reflexión o retrodispersión, pero la mayoría se pierde por la absorción de la energía sonora. El grado de atenuación puede medirse de varias formas y se expresa como decibelios (dB) de energía sonora atenuada a lo largo de la distancia (dB/cm). Varios factores influyen en la atenuación y la retrodispersión. Por ejemplo, la atenuación depende de la frecuencia, de modo que las frecuencias sonoras más altas se disipan a través de la distancia mucho más rápido que las más bajas.

1.6 Reflexión del sonido Cambio de dirección del haz del ultrasonido en el sentido de su fuente, este será mayor cuanto más perpendicular sea la exploración con respecto a la estructura a estudiar. Cuanto mayor sea la diferencia de impedancia acústica entre los tejidos atravesados por el de ultrasonido.

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CAPITULO ll 2.1 INSTRUMENTACION 2.1.1 Transductores El nombre genérico de transductor se refiere a un elemento que transforma un tipo de energía en otra. Construidos básicamente por una serie de cristales piezo-eléctricos (cuarzo o sal de Rochelle) y modernamente por cerámicas (titanio de bario). El transductor envía pulsos de US a 1 ms, y luego recepciona a razón de 999 ms. Es decir, está más tiempo en modo receptor que en modo emisor. Las imágenes son construidas por el software del ecógrafo, procedentes de las ondas reflejadas que retornan en diferentes momentos, dependiendo de cuán profundo lleguen y en cuántas superficies se reflejan.

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2.2 Tipos de transductores 2.2.1 Sectoriales Proporcionan un formato de imagen triangular o en abanico con una base de inicio de la emisión de los ecos pequeña. Se usa en exploraciones cardiacas1 y abdominales12 ya que permiten tener un abordaje costal. Se usan para ver estructuras profundas. Su frecuencia de trabajo suele ser de 3,5 a 5 MHz.

2.2.2 Convexos Tienen una forma curva y proporcionan un formato de imagen en forma de trapecio; se usan en exploración abdominal12 y obstétrica2. Se usan para ver estructuras profundas. Su frecuencia de trabajo suele ser de 3,5 a 5 MHz.

2.2.3 Lineales Proporcionan un formato de imagen rectangular, se usan para el estudio de estructuras más superficiales como los músculos, los tendones, la mama, el tiroides, el escroto, vasos superficiales, etc. Se usan para ver estructuras superficiales. Las frecuencias de trabajo suelen ser de 7,5 y 13 MHz, aunque los hay de hasta 20 MHz.

2.2.4 Intracavitarios Pueden ser lineales o convexos, se usan para exploraciones intrarrectales o intravaginales2. Las frecuencias de trabajo suelen ser de entre 5 y 7,5 MHz.

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CAPITULO III 3.1 Estructura ecogénica Es aquella que genera ecos debido a la existencia de interfases acústicas en su interior.

3.1.1 Hiperecogénica o hiperecoica Genera ecos en gran cantidad y/o intensidad. Cuando en el interior de esa estructura existen interfases más ecogénicas que el parénquima normal que la circunda. Ecográficamente es una imagen intensamente reflectante, de color blanco intenso, típica del hueso, calcificación, cicatriz, engrosamiento bursal.

3.1.2 Hipoecogénica o hipoecoica Genera pocos ecos y/o de baja intensidad. Cuando en el interior de la estructura normal existen interfases de menor ecogenicidad que el parénquima circundante. Ecográficamente es una imagen poco reflectante, color gris oscuro, típico de las tendinitis, desestructuración, inhomogeneidad. Típica, también, del músculo normal, hipoecoico respecto del tendón.

3.1.3 Isoecogénica o isoecoica Cuando una estructura presenta la misma ecogenicidad que otra. Corresponde a condiciones normales del parénquima de un órgano, y se presenta como estructura de similar ecogenicidad en todo el corte ecográfico. Ecográficamente se observa como imagen reflectante, gris-blanca a visión óptica, típica de tendones (finos ecos lineales, paralelos, ecogénicos reflectantes).

3.1.4 Homogénea o heterogénea Que expresan la distribución de los ecos y la calidad de la estructura.

3.1.5 Estructura anecogénica o anecoica Es aquella que no genera ecos debido a que no hay interfases en su interior. Típica de los líquidos. Estructura homogénea. Cuando la distribución de los ecos tiende a ser uniforme. Sus intensidades son similares. Se produce cuando el ultrasonido atraviesa un medio sin interfases reflectantes en su interior. Ecográficamente es una imagen no reflectante, de color negro intenso, típica de los derrames, hematomas, acumulación de líquido, roturas, cartílago, vaso sanguíneo. Con ellas suele producirse el artefacto refuerzo posterior.

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CAPITULO IV 4.1 ARTEFACTOS Son anomalías que aparecen en la imagen y que alteran o falsean la realidad pudiendo inducir a error. Todas las modalidades de imagen tienen artefactos que son únicos de ese sistema. En los sistemas radiográficos, los artefactos degradan las imágenes y reducen su valor diagnóstico. En las imágenes ecográficas los artefactos pueden facilitar la realización del diagnóstico. Los artefactos se pueden clasificar en tres categorías, como la antigua película de Clint Eastwood: el bueno (la sombra, el refuerzo posterior y el artefacto de cola de cometa), el malo (la refracción, la reverberación, los reflectores anisotrópicos, el artefacto sónico de velocidad y el artefacto de haz ancho) y el feo (artefacto de movimiento y ruido eléctrico). Es por tanto necesario reconocer cada uno de estos artefactos.

4.1.1 Sombra acústica posterior Zonas sin ecos que aparecen detrás de estructuras que reflejan todos los ultrasonidos. La imagen ecográfica muestra una zona oscura detrás de una estructura hiperecogénica. Es una interface muy reflexiva y casi toda la energía del haz sónico incidente sobre ellas se reflejará. Es similar a la sombra que emite un edificio en un día soleado. Ejemplo fisiológico: el hueso. Ejemplo patológico: cálculos o calcificaciones. La sombra sucia es característica del gas dentro de los tejidos. La sombra por refracción o sombra por ángulo crítico se observa cuando se visualizan objetos con superficie curvada como la diáfisis de un hueso largo.

4.1.2 Refuerzo acústico posterior Aumento en la amplitud de los ecos que se generan tras atravesar una estructura anecoica. La imagen ecográfica muestra una estructura anecoica e inmediatamente detrás de esta aparece una zona hiperecogénica. Se da detrás de estructuras que contienen líquido. Ejemplo fisiológico: la vesícula biliar, un vaso. Ejemplo patológico: un quiste, un derrame.

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4.1.3 Artefacto de cola de cometa Este artefacto es el resultado de la reverberación que se produce dentro de un objeto metálico o vidrio. Se encuentra en cuerpos extraños o en los adenomiomas de pared vesical. La periodicidad de las bandas dentro de la cola de cometa es igual al grosor del objeto. El reconocimiento de este artefacto permite al examinado diagnosticar rápidamente cuerpos extraños metálicos y de vidrio. Se puede establecer con exactitud la posición del objeto, sin embargo no se puede determinar con precisión el tamaño de los objetos relativamente pequeños. Un ejemplo serían los cilindros metálicos o de vidrio.

4.1.4 Refracción Es la descripción de estructuras reales en localizaciones falsas. La refracción se produce en las interfases entre sustancias que transmiten el sonido a velocidad diferente como la grasa y el muslo. El haz sonido se "desvía" en estas interfases de forma proporcional a la diferencia de velocidad de transmisión del sonido dentro de los dos materiales y el ángulo de incidencia. La desviación del haz sónico da como resultado la descripción de estructuras profundas a la interface en una localización errónea. Este artefacto se corrige colocando el ángulo de incidencia tan próximo a los 90º como sea posible.

4.1.5 Reverberación Artefacto producido cuando los ecos devueltos por una interface muy reflectante no son captados totalmente por el transductor sino que rebotan en este, vuelven a atravesar el organismo hasta la citada interface que nuevamente los refleja y así sucesivamente hasta agotar la energía. Cuando la reverberación aparece de forma lineal en trayecto corto se denomina "cola de cometa". Ejemplo fisiológico: el gas gastrointestinal. Ejemplo patológico: burbujas de gas en un absceso, burbujas en la vía biliar, cuerpos extraños metálicos (clip, aguja, etc.).

4.1.6 Anisotropía Una sustancia anisotrópica es aquella que muestra propiedades diferentes dependiendo de la dirección de la medición. En la ecográfica musculo esquelética los reflectores anisotrópicos más característicos son los tendones. Obviamente esto no es deseable cuando evaluamos la integridad del mismo Las imágenes de los tendones con el transductor en una posición oblicua aumentarán marcadamente el contraste de la imagen. Esta técnica sólo es útil para distinguir los tendones de la grasa de alrededor cuando la ecogenicidad de esta se aproxima a la del tendón.

4.1.7 Artefacto sónico de velocidad Los ecógrafos determinan la distancia de un objeto al transductor midiendo el tiempo transcurrido desde que se origina el pulso sónico hasta que regresa al transductor. A esto nos referimos como tiempo de escape. Al calcular la distancia el ecógrafo asume una velocidad del sonido constante, sin embargo esta suposición es falsa. Sufriendo refracciones al atravesar diferentes estructuras un ejemplo de este artefacto sería la diferente velocidad de paso del hígado y grasa tras el diafragma O en la interface músculo grasa de los pacientes obesos. 13

4.1.8 Artefacto del haz ancho Un haz ultrasónico tiene una anchura que varía de acuerdo con las características de diseño del transductor. Cuando un objeto es más pequeño que la anchura del haz ultrasónico, los ecos descritos en esa localización son una combinación de los ecos del objeto y de los tejidos de alrededor. Este promedio de volumen, como se llama en la tomografía axial computarizada (TAC) o la resonancia magnética nuclear (RMN), puede dar el aspecto de eco dentro de quistes simples, así como eliminar la sombra posterior de las calcificaciones pequeñas. Normalmente, esto no interfiere en el diagnóstico. Sin embargo, en ecografía musculo esquelética, a menudo tratamos con estructuras muy pequeñas.

4.1.9 Artefacto de movimiento El movimiento del paciente puede degradar las imágenes ecográficas así como las radiografías. La imagen ecográfica es la media de los datos de varias adquisiciones. Cuando se produce un movimiento la imagen es borrosa, lo que algunas veces limita de forma severa su valor diagnóstico.

4.1.10 Ruido eléctrico Generalmente los ecógrafos están bien aislados del ruido electrónico. Sin embargo algunas circunstancias que pueden originarse de interferencias electromagnéticas de transformadores de alto voltaje u otros equipos degradan las imágenes. Estos artefactos no plantean problemas diagnósticos sino dificultades diagnósticas.

4.1.11 Artefacto en espejo Se produce cuando el haz de ultrasonidos incide sobre una estructura curvilínea que actúa como interface especular. En este tipo de interfases los ecos vuelven al transductor cuando la incidencia ha sido perpendicular, pero si no ha sido así algunos pueden volver tras cambiar su trayectoria y rebotar contra otra interface que los refleje hacia la sonda (sufre retardo por mayor recorrido). Ejemplo fisiológico: diafragma. Parte del hígado se ve reflejada al otro lado del diafragma cuando se sabe que al otro lado está el aire del pulmón. Ejemplo patológico: tumor próximo al diafragma.

4.1.13 Variación en la velocidad de los ultrasonidos Se produce cuando el haz de ultrasonidos atraviesa una estructura que enlentece su paso. La velocidad media de los ultrasonidos en nuestro organismo es de 1.540 m/seg, pero existen medios, como la grasa, en los que la velocidad se reduce, haciendo que aumente el tiempo de tránsito. Los equipos de ecografía utilizan para los cálculos de distancia una velocidad constante de 1.540 m/seg y si aumenta el tiempo de travesía interpretarán que la distancia es mayor que la real. Esto sucede en la "imagen de diafragma partido": si un tumor con alto contenido graso se encuentra justo antes del diafragma, se interpretará un mayor diámetro del tumor, lo que hará aparecer la parte del diafragma situada por detrás a mayor distancia de la real. El diafragma aparece partido en esa zona. La grasa, además de ralentizar la velocidad de los ultrasonidos, los absorbe y refleja en gran cantidad, haciendo que las zonas profundas aparezcan con pocos ecos 14

y baja amplitud, es decir, produce atenuación posterior. Este fenómeno es común en la infiltración grasa hepática.

INFORME DE SEDE DE PRÁCTICA En la sede de Collique en donde está la institución Serban, consta con un ecógrafo de marca MEDISON, este posee 4 transductores intercambiables, el modelo de la marca MEDISON es un SONOACE 9900 PRIME. El equipo trabaja a una potencia del 80%. En el local de practica se hacen alrededor de 25 ecografías al día, entre ellas también se realizan exámenes mamográficos, y exámenes de rayos x. Trabajan allí 3 tecnólogos encargados, de los cuales uno de ellos es nuestro tutor, el Lic. Rodolfo Churampi, que se encarga de realizar los exámenes ecográficos. La sala consta de:      

Ventanas con persianas según el reglamento dado que cortinas de tela son inflamables. Un ventilador y un generador de aire acondicionado. Un vestidor para los pacientes. Lavadero de manos. Un estante en donde se guardan los insumos para los exámenes ecográficos, el gel, preservativos (para los transductores intracavitarios) y el papel higiénico. Consta de una camilla para los exámenes a realizar.

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