3. ¿QUÉ ES UNA ECOTOMOGRAFÍA ABDOMINAL?
¿Existe alguna diferencia entre la
ecotomografía abdominal y otras
ecotomografías?
¿Para qué órganos se utiliza?
4. RAZONES POR LAS QUE SE REALIZA ESTE
EXÁMEN
Determinar causas de dolor abdominal
Buscar cálculos biliares o renales
Conocer la razón de hinchazón de un órgano
abdominal
9. 1. GENERACIÓN DE PULSOS ELÉCTRICOS
Forma de onda: De todo tipo, desde
monopolares cuadradas hasta otras mucho
más complicadas.
Amplitud: de 2 a 300 voltios
Duración de los pulsos: Corta para
aplicaciones normales. Largos para Doppler.
10. 2. TRANSDUCCIÓN
Transductor con forma de pistón
Transductor con array circular
Transductor con array de estado sólido
11. ANÁLISIS DE PULSOS ULTRASÓNICOS
Frecuencia del pulso de recepción: 500 y
3000 pulsos/s. 1000/s -0.6% del tiempo
total-
Fase emisora Generación del haz
acústico
Fase de equilibrio s/n emisión ni recepción
Fase receptora ´Recepción de los ecos
PULSO ( 1 ms ) = emisión ( 6
μs ) + recepción ( 0.26 ms ) +
equilibrio (0.73 ms)
¿Cuál es la importancia
de esta relación
tiempo/distancia?
12. 3. CONFORMACIÓN DEL HAZ
Amplificador de compensación de ganancia
temporal.
Atenuación: se calcula como una función
exponencial de la profundidad
A(x): amplitud de la onda.
Ao: Amplitud inicial
a: profundidad
α; Coeficiente de atenuación de Nepers (α = 0.75
dB/cm/MHz)
A (x) = A0 e-αx
16. CORRECCIONES
Es importante destacar que se realizan una serie de
correcciones a la imagen porque la intensidad de la onda
recibida por el transductor es proporcional a la normalidad
con la que incide.
Si incide normalmente se refleja más
18. VENTAJAS Y DESVENTAJAS
No produce radiación ionizante, por lo que
resulta bastante inocuo.
Sus desventajas son la incomodidad que
produce al paciente la utilización de un gel
frío y que en el caso de que se desee
visualizar vasos sanguíneos se debe
utilizarse un medio de contraste.
Editor's Notes
Una ecografía abdominal es un procedimiento imagenológico utilizado para examinar los órganos internos del abdomen, incluyendo el hígado, la vesícula biliar, el bazo, el páncreas y los riñones. Los vasos sanguíneos que van a algunos de estos órganos también se pueden evaluar empleando el ultrasonido.
Forma en que se realiza el examen
El ecógrafo crea imágenes que permiten examinar diversos órganos en el cuerpo. La máquina emite ondas sonoras de alta frecuencia, las cuales se reflejan en las estructuras corporales para crear una imagen. Una computadora recibe estas ondas reflejadas y las utiliza para crear dicha imagen. A diferencia de los rayos X, con este examen no se presenta exposición a la radiación ionizante.
Para el estudio de hígado, vesícula, vías biliares, riñones, páncreas, bazo. Requiere ayuno total de 6 horas.
El médico puede ordenar este examen para:
Determinar la causa de un dolor abdominal
Conocer la razón de la hinchazón de un órgano abdominal
Buscar cálculos en la vesícula o el riñón
La razón específica para llevar a cabo este examen dependerá de los síntomas.
El eco es un fenómeno acústico producido cuando la onda sonora se refleja y regresa con retardo sufiente para superar la persistencia acústica, que el oído distingue el reflejo como un sonido independiente. El mínimo retardo necesario varía desde alrededor de 100 ms para sonidos secos hasta varios segundos para sonidos complejos, como la música. Si el sonido ha sido deformado hasta hacerse irreconocible, se denomina reverberación en vez de eco.
El oído puede percibir por separado sonidos que estén por encima de 0,1 s para sonidos musicales y 0,07 s para sonidos secos (palabra).
Estas magnitudes están directamente relacionadas con la velocidad de propagación del sonido. Si el obstáculo está a 17 m, entonces para recibir el sonido reflejado debe recorrer 34 m (ida y vuelta), lo que equivale a 1/10 parte de 344 m/s que es la velocidad del sonido en el aire.
Ahora bien, dependiendo de si el sonido reflejado llega por encima o por debajo de este límite se producirá reverberación o eco.
Por encima de una décima de segundo o de 17 m, tenemos eco, porque el oído capta el sonido original y el sonido reflejado como dos sonidos distintos.
Por debajo de una décima de segundo o de 17 m, tenemos reverberación.
Reverberación y eco pueden coexistir si hay varios obstáculos a diferentes distancias.
Una ecografía abdominal podría revelar muchas posibles afecciones, algunas de las cuales son:
Aneurisma aórtico abdominal
Colecistitis
Cálculos biliares
Hidronefrosis
Cálculos renales
Agrandamiento del bazo (esplenomegalia)
Pancreatitis
El ecógrafo a través de los cristales de su transductor, mediante el efecto piezoeléctrico (véase fundamentos), genera una onda de ultrasonidos, que viaja por el interior de los tejidos sobre los que incide. Esta onda se atenúa como consecuencia de la absorción, se refleja y se refracta a causa de la diferencia de impedancias acústicas (interfase) ,dependientes de la densidad, que presentan los diferentes tejidos que componen los órganos.
Las ondas producidas por la reflexión en la interfase (ecos) son recogidas por otros transductores que convierten las señales acústicas en señales eléctricas para su procesamiento y composición de la imagen. El procesamiento de la señal se basa en la asignación de una intensidad de color (normalmente dentro de la escala de grises) a cada punto proporcional a la intensidad del eco recibida.
Diagrama de bloques del ecógrafo:
En este epígrafe sólo se presenta el diagrama de bloques muy simplificado de un ecógrafo, no se explicará cual es la función de cada bloque, ni su funcionamiento. La idea es mostrar en este sub-apartado el diagrama, y en el último de los sub-apartados, mediante los intermedios hacer un resumen de cada bloque.
1.- Generación de los pulsos eléctricos:
Ya conocemos el principio en el que se basa un ecógrafo: el eco. Pero ¿cómo se generan los pulsos de sonido?, ¿cómo deben ser y por qué?.
Como ya se ha explicado en los apartados de fundamentos y en la introducción de este capítulo para generar una onda de sonido hay que generar la equivalente onda eléctrica. Las características de esta onda se pueden modificar manualmente por el operador del sistema, pero normalmente son las que se muestran a continuación:
Forma de onda: De todo tipo, desde ondas monopolares cuadradas, hasta otras mucho más complicadas.
Amplitud: De 2 a 300 voltios.
Duración de los pulsos:
Pulsos de duración corta para aplicaciones normales. Conseguimos una señal de banda ancha.
Pulsos de duración larga para aplicaciones doppler (se hablará de ellas más adelante). Conseguimos una señal de banda estrecha.
La duración del pulso, normalmente menor de 1 ms, que es el tiempo necesario para emitir el equivalente a 2 a 3 longitudes de onda, para después quedar en silencio el tiempo suficiente para recibir los ecos superficiales así como lo provenientes de tejidos profundos para seguidamente emitir el siguiente pulso.
.- Generación de los pulsos ultrasónicos, tipos de transductores:
Siguiendo el desarrollo del apartado, ya tenemos la señal eléctrica, ahora hay que conseguir una señal de sonido.- Para ello utilizamos los denominados transductores, que no son más que un conjunto de piezas de material piezoeléctrico junto con algún tipo de lente acústica. El material activo más utilizado es la cerámica piezoeléctrica. La conexión eléctrica suele estar hecha con cables coaxiales finos que terminan en la cerámica mediante un conector de intersección. Veamos ahora los diferentes tipos de transductores que existen actualmente así como sus características y principales ventajas e inconvenientes.
Transductor con forma de pistón:
Es el más simple de todos los que hay. Está compuesto por un sólo elemento activo, tiene forma circular y presenta cierta curvatura para enfocar la onda acústica. Este elemento se puede desplazar mecánicamente para obtener una imagen o se puede mantener fijo para obtener una imagen unidimensional. Presenta como mayor ventaja su simplicidad, pero es de difícil enfoque, necesita de equipo mecánico y tiene dificultades para captar la información doppler cuando el transductor está en movimiento. Estos transductores están obsoletos y apenas se utilizan en la actualidad. Sólo se pueden encontrar actualmente en sondas estáticas doppler utilizadas para cardiología.
Transductor en array circular:
Está formado por varios anillos piezoeléctricos concéntricos, de nuevo con curvatura para el enfocado. éstos se pueden enfocar de forma eléctrica tanto en transmisión como en recepción, desfasando los pulsos de transmisión por los anillos y mediante tecnologías de conformación de ha en recepción. El array se escanea de forma mecánica para formar la imagen. Es la tecnología que mejor enfoque de elevación proporciona, pero la desventaja sigue siendo la parte mecánica.
Transductor de array de estado sólido:
Estamos ante la tecnología más utilizada en la actualidad. En estas sondas se utiliza un número bastante elevado de elementos activos (estaríamos hablado de entre 48 y 200) para transmisión y recepción, ambas señales enfocadas electrónicamente. Hay varios tipos de arrays de estado sólido, cada uno para una aplicación:
Array de fase: Tiene una apertura muy pequeña (del orden de 15 mm), por lo que se utiliza para iluminar un único punto. Estos arrays de fase se utilizan para cardiología, puesto que es necesario tener una apertura pequeña para poder tener acceso entre las costillas. También se utiliza para tener acceso a zonas profundas del abdomen.
Array lineal: Tiene mayores aperturas (40 mm) y mayor cantidad de elementos. se utilizan para formar haces normales a la superficie del transductor. Estos transductores se emplean en gran cantidad de visualizaciones abdominales, periféricas y de zonas pequeñas.
Array curco lineal: Tiene dispuestos los elementos activos en una superficie convexa dando lugar a un campo de vista más ancho.
La ventaja de este tipo de arrays es la posibilidad de enfocar de forma electrónica las señales acústicas. Cuando se ha empleado la expresión "conformación del haz" se refiere al enfoque de la señal en recepción, pero también es importante poder enfocar la señal transmitida. Normalmente se enfoca un solo punto en transmisión, mientras que en recepción se realiza un enfoque continuo. Una posible forma de conseguir enfocar la señal transmitida en más de un punto es mediante técnicas de multiplexación temporal o multizona.[1]
Bajo estas líneas se muestra un esquema de un transductor de array de fase, seguramente el más utilizado en la actualidad:
ANEXO: ANáLISIS DE LOS PULSOS ULTRASóNICOS.
La mayoría de equipos de ultrasonido emiten entre 500 y 3000 pulsos/s, con un promedio de 1000/s, lo cual se conoce como frecuencia del pulso de recepción.
Un pulso está formado por tres componentes o fases: fase emisora, fase de equilibrio y fase receptora. La fase emisora corresponde a la utilizada para la generación del haz acústico; la fase receptora corresponde a la usada para la recepción de los ecos provenientes de las interfases, tanto de las superficiales y medias, como profundas; y la fase de equilibrio corresponde al tiempo del pulso durante el cual no hay emisión ni recepción de ondas sonoras ( cristal en equilibrio ).
En un transductor que actúa con una frecuencia de 1000 pulsos/s, la duración de cada pulso será de 1 ms, en el cual, la fase emisora durará 5-6 μs. El tiempo restante: 994 μs, o sea 99.4% del tiempo queda para las fases de equilibrio y receptora.
La mayoría de ecógrafos tienen un profundidad de exploración máxima promedio de 20 cm. Como la velocidad del sonido en los tejidos es de aprox. 1540 m/sg, el tiempo empleado desde la emisión del haz ultrasónico hasta la recepción de los ecos provenientes de las interfases mas profundas será:
40 cm/154.000 cm/s = 0.26 ms
Como el pulso (fase emisora + fase receptora ) dura 1 ms, el 26% de ese tiempo es utilizado en recibir ecos.
La onda reflejada a nivel de la primera interfase significativa, la cual podemos considerar establecida a nivel de la superficie externa del transductor, recorrerá solamente 1.0 cm de ida y vuelta, demorando en ello 6.5 μs. La fase de equilibrio durará 0.734 ms o sea 73.4 % del tiempo.
Tenemos entonces que:
PULSO ( 1 ms ) = emisión ( 6 μs ) + recepción ( 0.26 ms ) + equilibrio (0.73 ms)
Las fases de equilibrio separan en el tiempo las fases activas y permiten el procesamiento de los ecos sin interferencias de los pulsos precedentes y siguientes.
Como el tiempo empleado en el recorrido de las ondas depende de la velocidad del sonido, cuando existen grandes diferencias en las propiedades acústicas de los tejidos, por ejemplo al pasar de líquido a sólido, la relación tiempo distancia deja de ser lineal y se producen alteraciones en las medidas.[21]
3.- Conformación del haz. Amplificador de compensación de ganancia temporal:
En recepción, la señal procedente de cada elemento de entrada pasa a través de un amplificador de compensación de ganancia temporal o TGC. El propósito de estos amplificadores es fundamentalmente compensar la atenuación dependiente de la profundidad de las señales. Como hemos comentado anteriormente, la onda, en el interior de los tejidos se absorbe, dispersa o refleja de forma continua, es decir, se atenúa cada vez más a medida que penetra en el tejido. Podemos considerar la atenuación como una función exponencial de la profundidad.[1]
A (x) = A0 e-αx
Donde A(x) es la amplitud de la onda, A0 es la amplitud inicial, x es la profundidad, y α es el coeficiente de atenuación de Nepers, que depende de la frecuencia. Cabe destacar que existe una componente de atenuación que no depende la frecuencia, pero normalmente se considera despreciable. Para el ámbito en el que está este trabajo, el coeficiente de atenuación de Nepers toma un valor de α = 0.75 dB/cm/MHz, lo que implica que la intensidad disminuye a la mitad cada 0.8 cm. Veámoslo gráficamente.
No se pueden comparar dos ecos sin conocer la señal que los ha producido, para ello, para hacer justicia en la comparación de ambos, se lleva a cabo la conformación del haz. La conformación de haz en recepción suele emplear técnicas clásicas de retardo y suma, o variaciones de éstas como son retardo y desfase, retardo en tiempo real, etc... Otras técnicas de conformación de haz, como son la del dominio de la frecuencia no han sido tan aceptadas.
Es bastante importante que este conformador sea analógico, digital, o híbrido. Los conformadores digitales tienen conversores D/A tras los amplificadores TGC, y todos los retardos se realizan de manera digital. Los conformadores híbridos tienen mezcladores y bloques de retardo más finos analógicos, además de ciertos procesadores banda base. En los conformadores analógicos todos los elementos de mezclado y retardo son analógicos. Los conformadores enteramente digitales tienen la ventaja de su mayor grado de flexibilidad y ancho de banda frente a los modelos híbridos y analógicos, aunque son bastante más caros.
Para mejorar la calidad del haz recibido se suelen emplear sistemas de enfoque (lentes acústicas, etc...). Hay que decir que ninguna técnica de enfoque del haz es perfecta, esto quiere decir que el haz acústico siempre tiene cierta extensión distinta de cero en las direcciones azimutal y en elevación. Por lo tanto, cualquier píxel de la imagen representa información de una zona de volumen, no de un punto del espacio. Las contribuciones de reflexiones o difracciones externas al lóbulo principal dan lugar al efecto conocido como distorsión por lóbulos secundarios. El ancho del lóbulo principal va a determinar la resolución lateral del sistema mientras que el nivel de los lóbulos secundarios va a determinar el rango dinámico sin ruido del instrumento de ultrasonidos.[1][8]
Si conocemos la velocidad de transmisión del ultrasonido en el tejido, vamos a poder conocer la distancia desde el transductor hasta el lugar donde se produjo la interacción. Los parámetros de la señal transmitida (amplitud, fase, etc...) van a aportar información de la naturaleza de la interacción y por tanto del tejido en el que ocurrió la misma.
Las ondas de presión se propagan a través de los tejidos a una velocidad característica que varía en función del tipo de tejido y de las condiciones de presión y temperatura. Considerando estas que estas dos últimas tienen valores típicos dentro del cuerpo, podemos decir que la velocidad depende tan sólo del tipo de tejido. Veamos algunos valores típicos:
4.- Procesamiento de los ecos:
En la recepción se lleva a cabo la detección de la envolvente, (la fase no se tiene en cuenta). Como la señal que se va procesar debe ser digital y recibimos una señal analógica, por tanto hay que emplear un cuantificador uniforme en principio. Como la señal de interés presentará en su mayor parte valores bajos de amplitud, y muy pocos de amplitud elevada, se deben asignar más niveles de cuantificación para niveles bajos de amplitud. Para ello se emplea un compresor logarítmico, que junto con el cuantificador uniforme forman un cuantificador no uniforme.
También se debe asignar a cada amplitud discreta un nivel de gris (normalmente 8 bits).
.- Formación de la imagen:
Ya hemos visto los fundamentos para obtener información de los puntos a inspeccionar, pero ¿cómo obtener una imagen, a partir de información sobre varios puntos de la misma?. De esto trataremos en el resto del subapartado.
Una imagen digital se puede considerar como una función discreta de Ω2 en Ω. Es decir, hay un array bidimensional de puntos , donde cada elemento toma un valor. Véase la siguiente figura para aclarar lo dicho:
Con los conocimientos que ya tenemos sobre ecografías podemos obtener el valor de un solo píxel, es decir, sabemos recopilar información, pero no sabemos ordenarla para formar una imagen.
Representación angular:
Con un sólo elemento activo, se recibe información de una línea que atraviesa los tejidos. Empleando varias líneas se puede formar un plano ("si entre línea y línea falta información se interpola o emplea cualquier método). POr tanto sabiendo en qué transductor se está recibiendo se sabe el ángulo. Si a esto sumamos que el retardo de la onda es un indicador de la profundidad, ya tenemos conocimiento suficiente para ordenar los datos. Tenemos un ángulo y un radio. Se puede caracterizar cualquier punto de la superficie con un ángulo y un radio (coordenadas polares).
Es aquí cuando surgen las divisiones en ecografías 2D, 3D y 4D. Cuanta mayor sea la información para ordenar los datos, mayor será la dimensión del espacio donde se genere la imagen. Veamos un pequeño repaso de cómo generar la imagen.
Es importante destacar, que antes de que la imagen sea visualizada es tratada para llevar a cabo correcciones geométricas, etc.. y así mejorar su calidad de cara al usuario.
Es importante destacar, que antes de que la imagen sea visualizada es tratada para llevar a cabo correcciones geométricas, etc.. y así mejorar su calidad de cara al usuario.
Es importante comentar que la intensidad de la onda recibida por el transductor va a ser proporcional a la normalidad con la que incide, es decir, si incide normalmente, va a reflejar más intensidad que si incide oblicuamente.
Difracción:
Se produce cuando las ondas interactúan con estructuras comparables o menores que su longitud de onda. Esto provoca que se reflejen ondas de intensidad muy débil en todas las direcciones (Dispersión de Rayleigh).[1]
La preparación para este procedimiento depende de la naturaleza del problema y de su edad. A los pacientes normalmente se les pide no comer ni beber nada durante varias horas antes del examen. El médico le dará las recomendaciones con relación a la preparación específica. Normalmente se solicita que el paciente esté 6 horas en ayuno.
