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6. física del ultrasonido
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  • 1.  El fundamento de la ecografía reside en la visualización de las modificaciones de los rayos ultrasónicos al atravesar medios de diferente densidad e impedancia acústica. Los ultrasonidos son vibraciones sonoras de una frecuencia superior a los 16,000 ciclos por seg. Las vibraciones sonoras son vibraciones de tipo mecánico que se propagan a través de la materia por compresiones y dilataciones periódicas de esta ( desde un foco ).
  • 2.  Estas vibraciones se propagan a una velocidad determinada. En primer lugar, entran en contacto con las partículas de la superficie externa del medio haciéndolas vibrar. A su vez, dicha vibración se propaga a las partículas vecinas situadas mas distantes de la superficie, que empezarán a vibrar y así sucesivamente se propaga.
  • 3.  Partícula entendemos, el pequeño volumen del medio en el que todos los átomos tienen la misma propiedad física. Los US se pueden generar de 2 formas: forma continua, vibrando el medio continuamente, o bien de forma intermitente, a manera de impulsos. En la forma intermitente la vibración pasa a través del medio cada cierto intervalo de tiempo modificándose así una región de pocos milímetros.
  • 4. EQUIPO DE DIAGNOSTICO POR ULTRASONIDO ALOKA SSD - 500
  • 5.  Como toda onda, las sonoras se caracterizan por 3 parámetros: • Dirección • Frecuencia • Longitud de onda
  • 6. 1.‑ Dirección de propagación (o rayo).  Los sonidos se propagan como ondas longitudinales, siguiendo un eje de propagación.  Cada onda corresponde a una sucesión alternadas de fases de compresión y descompresión que varían en función de la elasticidad del medio.2.- Frecuencia Es el número de oscilaciones completas que realiza una partícula en un segundo
  • 7. Frecuencia y periodo
  • 8.  1 oscilación/ seg. = 1 ciclo / seg. = 1 hertz (1 Hz) 1,000 osc/ seg = 1 kilociclo/ seg = 1KHz 1,000,000 osc/ seg = 1 megaciclo / seg = 1 MHz
  • 9. Según la frecuencia los sonidos se clasifican en: • Infrasonidos ----------- < 16 Hz • Sonidos audibles ---- entre 16 y 16000 Hz • Ultrasonidos ---------- entre 16,000 y 10 (10 ) Hz • Hipersonidos --------- > 10 ( 10 ) Hz • En Ecografia ---------- US entre 1 y 15 MHz
  • 10. Aumento de la frecuencia de un pulso frecuencia Mas elevada menor Longitud de onda
  • 11. FRECUENCIA: 3.5 MHz
  • 12. FRECUENCIA: 5.0 MHz (TV)
  • 13. FRECUENCIA: 7.5 MHz
  • 14. FRECUENCIA: 8.5 MHZ
  • 15. FRECUENCIA: 8.5 MHz
  • 16. 3.‑ Longitud de onda Es la distancia entre dos puntos ubicados en la trayectoria de la onda que presentan igual vibración (o que vibran en igual fase). En toda onda, su frecuencia y su longitud de onda son inversamente proporcionales. De esta manera mientras más elevada es la frecuencia de una onda, necesariamente su longitud de onda es más corta.
  • 17.  La amplitud de la onda varía en función del tiempo para un punto determinado en el volumen del material o tejido. En un tejido la intensidad aumenta hasta un pico máximo y luego disminuye hasta un mínimo y a esta variación se denomina “ Amplitud de pico pico “. La Amplitud ocurre en un ciclo completo y tiene una duración llamada “Periodo”.
  • 18.  El US ocurre en 1 tiempo  se propaga a través de 1 medio y tiene una dirección determinada Si la frecuencia aumenta  disminuye el periodo Si la frecuencia aumenta  disminuye long. Onda
  • 19. En los tejidos la velocidad no es constante.Longitud de onda no es igual en cada órgano asíse utilice la misma frecuencia. • Grasa -------------- 1450 m / seg. • Tej. Blando ------- 1540 m / seg ( * ) • Músculo ----------- 1585 m / seg • Hueso -------------- 4080 m / seg • 1540 es la constante
  • 20. LA LONGITUD DE ONDA NO TIENE LA MISMA VELOCIDAD
  • 21. .
  • 22.  Para el ámbito que nos interesa, las ondas ultrasónicas emitidas por los ecógrafos son producidas por cristales semiconductores que presentan en forma destacada el llamado efecto piezoeléctrico. Todo cristal semiconductor, sometido a una presión, cambia la distribución de sus electrones libres, lo que genera una diferencia de potencial eléctrico.
  • 23.  Y a la inversa, si al mismo cristal se le aplica una diferencia de potencial eléctrico entre sus caras, genera una deformación estructural del cristal. Este efecto es conocido como efecto piezoeléctrico  conversión de energía eléctrica a energía acústica Estos cristales tienen la facultad de vibrar y generar ondas de sonido cuando son excitados por una corriente eléctrica. A mayor voltaje  mayor energía acústica de Onda
  • 24.  La estimulación tisular y la información ecográfica pueden ser de forma intermitente o pulsada Se refiere: no a la frecuencia US del transductor pero si a la frecuencia con que los cristales son estimulados. Intervalo o periodo entre los pulsos es inversamente proporcional a la frecuencia de repetición de pulsos (PRF)
  • 25.  A mayor PRF  mayor número de pulsos de US serán emitidos por el transductor Los pulsos viajan por los tejidos y a medida que interactúan con la interfase generan Ecos. Cada cristal piezoeléctrico tiene características geométricas y elásticas propias que lo hacen vibrar generando un rango de Frecuencias.
  • 26.  El transductor de 3.5 Mhz tiene cristales cuyo rango de frecuencias en promedio es 3.5 MHz. Si el rango es ancho como de 1 a 6 MHz entonces se llama de Banda Ancha Si el rango es poco como de 3 a 4 MHZ entonces se llama de Banda Angosta Ecosonografía se prefieren Transductor de Banda Ancha, porque en tejidos las altas frecuencias pierden mas energía que las bajas frecuencias.
  • 27. ( A ) TIPO DE ONDA En el cuerpo humano a diferencia de lo que ocurre en materiales sólidos, las oscilaciones de las partículas del medio adoptan siempre una forma longitudinal. En la dirección de dicha oscilación (onda) hay zonas en que las partículas vibrantes están muy juntas ( zonas de alta presión ) y zonas donde están mas separadas ( zonas de baja presión ).
  • 28.  El Generador continuo de US ocurre durante todo el impulso. Generador intermitente de US ocurre en el intervalo de tiempo.
  • 29. ( B ) PARAMETROS DE LA ONDA Convencionalismos utilizados en US 1Hz = 1 ciclo por segundo I = Intensidad en vatios / cm. 2 P = Periodo en microsegundos Z= Impedancia Acústica en Rayls A = Amplitud en vatios L = longitud de onda en milímetros
  • 30.  El sonido es una forma de energía mecánica la cual puede ser detectada por nuestros oídos. Este fenómeno consiste en la propagación de disturbios periódicos en un medio. El carácter periódico de estos disturbios de terminan una frecuencia ( Hz ) La energía mecánica condiciona la amplitud de los disturbios (vatios )
  • 31. Cuando estos sonidoso disturbios tiene unafrecuencia entre 16Hzy 16,000 Hz sereconocen comosonidos audibles.
  • 32. PULSO ULTRASONICO
  • 33. Aumento de la frecuencia de un pulso FRECUENCIA PULSO
  • 34. 1.- VELOCIDAD DE PROPAGACION DE LOS US La velocidad del US al atravesar un medio depende de la densidad y compresibilidad A mas sólido el medio entonces mayor velocidad del US
  • 35. VELOCIDAD DE PROPAGACION DE LOS USDe la velocidad dependen estas 4 situaciones: Si se sabe la Velocidad y el tiempo entonces se puede hacer el cálculo profundidad donde se originaron dichos ecos. La Velocidad de US es necesaria para calcular la Impedancia Acústica del tejido y esto es necesario para hallar el volumen de los ecos. La velocidad del US varía al pasar de un medio a otro entonces se produce la refracción. En Doppler, conocida la Velocidad entonces se puede hallar la rapidez con que se mueve la superficie reflactante
  • 36. VELOCIDAD DE PROPAGACION DE LOS US En el cuerpo humano la Velocidad del US varía entre 1490 y 1660 m/seg. ( salvo el hueso que por su densidad y elasticidad es mucho mayor ). La constante es 1540 La temperatura influye en Velocidad de los US.
  • 37. VELOCIDAD DE PROPAGACION DE LOS US Distancia recorrida por el haz de sonido en un tiempo dado. Expresión en m/s. Es proporcional a la densidad del medio ,a > densidad > velocidad de propagación. Es inversamente proporcional a la elasticidad del medio, a > elasticidad <velocidad de propagación.
  • 38. VELOCIDAD DE PROPAGACION DE LOS US1. Hueso 4,080 m/s.2. Liquido 1,540 m/s.3. Gas 340 m/s. El cuerpo humano se comporta como medio liquido. Independiente de la frecuencia.
  • 39. VELOCIDAD DE PROPAGACION Velocidad del Sonido Impedancia Acústica ( Z = DV )- Aire : 340 m/s 0,0004- Partes Blandas : 1540 m/s • Grasa 1,38 • Agua 1,48 • Sangre 1,61 • Hígado 1,65 • Músculo 1,7- Hueso : 4,080 m/s 7,8
  • 40. VELOCIDAD DE PROPAGACION DE LOS US• Conocida la velocidad del ultrasonido y el tiempo que tardan en volver los ecos originados en los tejidos se pueden calcular la profundidad de su origen.• En Abdomen se usa traductores con una frecuencia estándar considerando su velocidad media de 1540 m/s
  • 41. VELOCIDAD DE PROPAGACION: 3.5 MHz
  • 42. VELOCIDAD DE PROPAGACION: 3.5MHz
  • 43. VELOCIDAD DE PROPAGACION: 3.5MHz
  • 44. VELOCIDAD DE PROPAGACION: 3.5MHz
  • 45. VELOCIDAD DE PROPAGACION: 3.5MHz
  • 46. 2.- IMPEDANCIA ACUSTICA “Z“ Llamada también Resistencia Sónica, es la resistencia que al paso del US ofrece el tejido Impedancia Acústica = densidad x velocidad “Z” = D . V ( g / cm2 seg. ) Cuando el haz de US atraviesa dos medios vecinos se produce un eco en la interfase entre estos dos medios (siempre que Z sea diferente) A mayor sea esta diferencia ( Z ) entonces mayor el eco.
  • 47. 3.- INTENSIDAD Cantidad de energía sonica que llega por segundo a una superficie de un cm2. En ultra sonografia se utiliza intensidades de 2 a 6 mW/cm2.
  • 48. 4.- DIVERGENCIA Perdida de energía al propagarse el haz sonoro. Es inversamente proporcional a la frecuencia. A > frecuencia < divergencia.
  • 49. 5.- REFLEXION Y REFLECTANCIA Cuando una onda de US llega a una interfase entre dos medios diferentes de diferente “ Z “ entonces se produce reflexión (produce un eco) El parámetro de mayor interés a medir es la relación entre “ amplitud de la onda incidente “ con respecto a la “ onda reflejada “  Eco Esta amplitud del eco es la que medimos con el Transductor receptor al recibir la onda reflejada.
  • 50. REFLEXION Y REFLECTANCIALa amplitud de la onda de reflexión ( Eco ) A2 Da Va - Db Vb --- = ----------------------- A1 Da Va + Db VbA1 = amplitud de onda incidenteA2 = amplitud de la onda reflejadaDa = Densidad del medio aDb = Densidad del medio bVa = velocidad en el medio AVb = Velocidad en el medio B
  • 51. REFLEXION Y REFLECTANCIA Reflexión es el cambio de dirección de un haz sonico al incidir en una interfase en la que no penetra A > diferencia de impedancia acústica entre tejidos vecinos que conforman la interfase, > energía reflectada Reflectancia es la cantidad de energía sonica reflejada
  • 52. REFLEXION Y REFLECTANCIA
  • 53. REFLEXION Y REFLECTANCIA: Dif. De Z = 0.17
  • 54. REFLEXION Y REFLECTANCIA: Dif. De Z = 0.17 – 0.27
  • 55. REFLEXION Y REFLECTANCIA: Dif. De Z = 0.10
  • 56. REFLEXION Y REFLECTANCIA: Dif. De Z = 0.27
  • 57. REFLEXION Y REFLECTANCIA: Dif. De Z = 0.27
  • 58. REFLEXION Y REFLECTANCIA: Dif. De Z = 0.22
  • 59. 6.- REFRACCION Cambio de dirección de un haz sonico que acaba de traspasar una interfase. Depende de la densidad y de la velocidad de propagación en ambos medios. Pequeña en interfase de tejidos blandos y elevada en interfase de tejido blando – oseo.
  • 60. REFRACCION
  • 61. REFRACCION: Dif. De Z = 1.5 y 0.22
  • 62. REFRACCION: Dif. De Z = 1.7
  • 63. REFRACCION: Dif. De Z = 1.5
  • 64. REFRACCION: Dif. De Z = 6.1
  • 65. 7.- DIFRACCION Desviación de un haz de sonido al rozar los bordes de una interfase
  • 66. 8.- ABSORCION Cuando 1 haz de US atraviesa 1 medio las partículas vibran entonces parte de esta energía es convertida a calor. Por esta pérdida de energía cuando US atraviesa un medio entonces se atenúa. La atenuación es el resultado de pérdida de energía ( absorción ) y de la reflexión.
  • 67. ABSORCION En la atenuación, la intensidad y amplitud de los ecos disminuyen en relación a la profundidad A mayor camino por recorrer y cuando mayor sea la frecuencia empleada entonces existirá mayor Absorción.
  • 68. ABSORCION Cesión de parte de la energía al medio donde se propaga. Depende del contenido proteico de los tejidos. Es proporcional a la frecuencia, a > frecuencia >absorción.
  • 69. ABSORCION: 5.0 MHz
  • 70. ABSORCION: 5.0 MHz
  • 71. ABSORCION: 3.5 MHz
  • 72. 9.- ATENUACION Disminución de la intensidad del haz de sonido a medida que se propaga en los tejidos. Resultante de otros fenómenos: absorción, reflexión, divergencia, refracción. Proporcional a la frecuencia, a > frecuencia > atenuación < penetrabilidad.
  • 73. ATENUACION: 5.0 MHz
  • 74. ATENUACION: 3.5 MHz
  • 75.  La Resolución ecográfica es la medida de nitidez o definición de un sistema de imágenes. En Ecosonografía que es una técnica bidimensional, existen dos magnitudes espaciales de resolución: la longitudinal y la transversal. También existe la resolución de contraste que es en tiempo real entonces la diferenciación tisular es por ecogenicidad. A la vez hay la resolución temporal que es capaz de reproducir movimientos tisulares.
  • 76.  Espacial Longitudinal o axial Transversal o lateral Contraste Niveles de grises Rango dinámico Temporal Imágenes por segundo (FPS)
  • 77. ( A ) RESOLUCION LONGITUDINAL Depende de la longitud de onda US y del número de ciclos en el pulso US. El US diagnóstico entre 1 y 10 MHz. tiene longitudes de onda de 1.5 mm. para 1 MHz. y de 0.15 mm para 10 MHz. Estos serian los limites de la resolución si cada pulso durara un ciclo ( esto no ocurre en la practica)
  • 78.  Los pulso de los transductores de banda ancha son cortos produciendo un espectro amplio con pocos ciclos por pulso ( 3 o 4 ciclos ). Si la distancia que separa las “dos interfases” es menor que la longitud del pulso ( long de onda x el Nro de ciclos ) entonces se produce un solo eco entre las dos interfases al volver al ecógrafo.
  • 79.  No se define la presencia de estas dos interfases como separadas sino que se fusionan en el eco reflejado. En la física se utiliza la mas alta frecuencia a fin de reducir la longitud de onda. Los transductores modernos de pulsos cortos hace que la longitud de pulso disminuya y mejore la Resolución Longitudinal
  • 80. ( B ) RESOLUCION LATERAL Depende del enfocamiento del Transductor y por lo tanto de características de propagación del Haz ultrasónico. Hoy, la tecnología de enfoque hace que el haz US sea bien delgados entonces hay buena R. Lateral El uso de arreglo de cristales en transductores (lineal, convexo) permite enfoque dinámico progresivo a medida que se propagan y transmiten los pulsos.
  • 81.  La resolución es máxima en la zona focal. El uso de varios cristales piezoeléctricos en forma de arreglo lineal convexo permite efectuar barridos eléctricos sin tener que mover al transductor.
  • 82.  Ej : Cristales Únicos que son movidos por motores o sus haces, que son manejados por espejos acústicos móviles. La velocidad del barrido afecta tanto a la Resolucion lateral y temporal entonces se producen múltiples zonas de enfoque y tiene que pulsar varias veces en una misma dirección (acá disminuye el número de imágenes por seg).
  • 83.  A mas zonas de enfoque menor son las FPS ( franjas por segundo ) de la imagen y mayor compromiso de la resolución espacial. Los transductores “Phase-Array “ son los que tienen entre 64 y 128 cristales ( acá cada cristal es estimuldo por 1 canal de transmisión-recepción propio)
  • 84.  A mas canales entonces el transductor modifica mas su apertura de transmisión entonces altera su enfoque ( Haz y Resolución lateral ) esto da mejor información. La RL es óptima en sitios de enfoque y menos en zona proximal y zona distal (near field y far field )
  • 85. ( 1 ) CAMPO DEL HAZ El diámetro del Haz US depende no sólo del diámetro del transductor sino también de la longitud de onda ( frecuencia empleada ) El Haz de US es producido por un transductor de un diámetro mayor a la longitud de onda del sonido entonces el haz se emite en forma de cilindro ( hasta el momento que se produce una divergencia )
  • 86. radio del transductor 2 Divergencia = ---------------------------- longitud de onda Si se disminuye el radio del transductor o disminuye la divergencia, se produce: Si se reduce la anchura del haz US entonces mejora la resolución de la imagen. Si se reduce la longitud del campo cercano entonces aumenta la divergencia del campo lejano.
  • 87. ( 2 ) GENERACION DEL HAZLos US pueden producirse mediante 3 mecanismos: Vibraciones sonoras de baja frecuencia ( 30 kc/s) sirenas ( cámara de resonancia ) Vibraciones de alta frecuencia (varilla metálica) las cuales vibran en un campo magnético Vibraciones producidas por generadores piezoeléctricos ( Hmnos Curie 1880 )
  • 88.  El fenómeno piezoeléctrico consiste en que cristales de: cuarzo, turmalina, blenda, titanio de bario sometidos a compresiones y dilataciones mecánicas las cuales se ejercen en forma perpendicular sobre el eje principal de simetría entonces produce cargas eléctricas en la superficie ( + en un lado y – en el otro lado).
  • 89.  Los equipos US en medicina producen US forma de impulsos y no de forma continua (Doppler). Cada eco tarda de 10 a 300 mseg en volver desde donde fue generado Si es de forma continua no da tiempo al receptor de procesarlos y pueden confundirse con otros ecos de otras profundidades.
  • 90.  La profundidad con que se origina el eco se puede calcular conociendo la Velocidad del US En el cuerpo humano se considera una constante 1540 m/ seg. Profundidad = Velocidad US multiplicado por”X” X = tiempo de retorno del eco / 2 Esta profundidad es calculada automáticamente por los ecógrafos.
  • 91. Se pueden registrar en los siguientes 3 métodosMETODO A ( MODO A ) Es la forma mas simple de equipo US El generador produce 1 voltaje eléctrico en forma de impulsos (m/seg) y es convertido por el transductor (cristales piezoeléctricos) a US (en forma pulsante ).
  • 92.  El haz de US se refleja produciendo Ecos en las distintas interfases que retornan al transductor receptor donde son convertidos en electricidad (efecto piezoeléctrico recíproco) Los micro voltios son amplificados en un “scan converter” y se representan en la pantalla como “deflexiones verticales”.
  • 93.  La altura de cada deflexión representa la amplitud del eco ( “ A mode” = Amplitud mode “  Método A ) La distancia entre deflexiones equivale a la distancia entre las distintas interfases de los tejidos. Se usa en Oftalmología y Eco encefalografía Consiste en medir una estructura libre de ecos (quiste) o masas sólidas homogéneas. “Registra ecos de una dimensión”
  • 94. METODO B (MODO B) Los intensidad de los ecos se representa en la pantalla osciloscopìca como puntos luminosos De acá el nombre ( B = Brigthness = luminosidad  Método B ) Es una imagen bidimensional del órgano explorado entonces la imagen que aparece en la pantalla es un corte topográfico que se ve en dos dimensiones.
  • 95.  Los ecos de > amplitud dan mayor luminosidad Físicamente se obtiene la misma información. Es el que usamos en ecografía gineco obstetrica
  • 96. METODO TM Conocido como “Time Motion” o “m-scanning” (movimiento). Se puede conseguir el movimiento de una estructura orgánica ( corazón, aorta ) Acá se detectan los ecos de dicha estructura en cada instante de su movimiento. Produce imágenes unidimensionales.
  • 97.  Los actuales equipos con escala de grises se diferencian de los antiguos en: - tienen un rango dinámico mayor (decibelios) - son capaces de presentar las imágenes en una gradación de grises. El rango dinámico ( RG ) es la relación entre el mayor y el menor eco que se capten. Ej: eco menor es 0.5 mV y el mayor 100 mV RG = 20 Log 10 ( 100 / 0.5 ) = 46 dB. Los actuales equipos oscilan entre 20 y 60 dB.
  • 98.  Para presentar imagen en escala de grises los equipos actuales tienen un “ scan converter “SC Mediante el SC los ecos pueden presentarse en forma de escala de grises en la pantalla. Hay dos tipos de SC (a) analógico ( el cual da imágenes 10 a 15 escalas de grises y estas tienen parpadeo ) y otro es (b) digital (moderno) almacena la amplitud y posición en una memoria electrónica y sin parpadeo y con una escala de grises variable
  • 99.  Si la capacidad de memoria es de : 4 bit consiguen 32 escalas de grises 6 bit consiguen 64 escalas de grises Otra ventaja adicional del SC digital es la posibilidad de ampliar la imagen, invertida en polaridad y procesarla.
  • 100. COMPOSICION BASICA DE UN ECOGRAFO Sistema analizador amplificador ( Generador- procesador) Transductor o sonda Sistema de visualización Tablero de teclado ( Panel del comando )
  • 101. Sistema Analizador Amplificador Producir el impulso eléctrico que será aplicado a los cristales para producir US ( pulso de mseg ) a través de circuitos oscilantes. Recibir la señal eléctrica producida en el transductor para amplificarla y tratarla. Enviar la señal ya tratada al Sist. Visualización.
  • 102. Transductor o Sonda Posee un generador piezoeléctrico. Emite el US y recibe los ecos del medio. El cristal piezoeléctrico es excitado mediante una tensión eléctrica de alta frecuencia ( 300 a 700 v que son unos mil pulsos por segundo ). La frecuencia con que se aplican los pulsos eléctricos es de unos mil/ seg. Y en los intervalos el mismo generador recibe los ecos
  • 103. El Transductor:
  • 104. Tipos de transductor
  • 105. Tipos de transductor
  • 106. Existen diferentes tipos de sonda( A ) Lineales Proporcionan un formato de imagen rectangular Se usan para el estudio de estructuras más superficiales como:  MUSCULOS  TENDONES  MAMA  ESCROTO  TIROIDES  VASOS SUPERFICIALES
  • 107.  Al usarse para la exploración de estructuras más superficiales las frecuencias de trabajo suelen ser entre 7.5 y 13 MHz, aunque existen hasta 20 MHz.
  • 108. Lineales
  • 109. ( B ) Sectoriales Proporcionan un formato de imagen triangular o en abanico con una base de inicio de la emisión de los ecos mínima. Se usan en la exploración cardiaca y abdominal ya que permiten tener un abordaje intercostal. Al usarse para la exploración de estructuras más profundas su frecuencia de trabajo suele ser entre 3.5 y 5 MHz
  • 110. Sectoriales
  • 111. ( C ) Convexos Tienen una forma curva y proporcionan un formato de imagen de trapecio. Se usan en la exploración abdominal general y obstétrica. Las frecuencias de trabajo son las mismas que en las sondas sectoriales.
  • 112. Convexos
  • 113. ( D ) Intracavitarias Pueden ser lineales y/o convexos. Se usan para exploraciones intrarectales e intravaginales. Las frecuencias de trabajo suelen ser entre 5 y 7.5 MHz
  • 114. Intracavitarios
  • 115.  La emisión de ondas de US ocupa el 0.1 % del ciclo y el 99.9 % en recibir información. En los sistemas dinámicos las imágenes se obtienen por un barrido automático ( 15 a 40 imágenes/ seg. ) las que desaparecen al suprimir el contacto con la piel.
  • 116. Pulsos ultrasónicos reflejados y dispersos.
  • 117. TIPOS DE ECOGRAFOS Los ecógrafos estáticos han dejado de usarse Los ecógrafos en tiempo real generan imágenes instantáneas del cuerpo humano con una frecuencia de mas de 16 imágenes/ seg. ( fusiona las imágenes en una sola ) Existen dos tipos fundamentales de ecógrafos de tiempo real: mecánicos y electrónicos.
  • 118. Tipos de ecógrafo
  • 119. Tipos de ecógrafos
  • 120. Tipos de ecógrafos
  • 121. Detalle de la mesa de control. El trackball , ya visto , a su lado un control blanco y plano que ajusta la *ganancia global* y a la izquierda deslizadores que ajustan la ganancia por planos. La ganancia significa amplificación de los ecos , y se traduce por un aumento o disminución del brillo de la imagen.
  • 122. En las ecografías vemos estos datosque significan:G67 ganancia 67 (brillo)D72 rango dinámico 72 (grises)T60 transmisión focal 60 (enfoque)
  • 123. 1.- Ecógrafos mecánicos de tiempo real“ A “ Transductor rotante Tiene uno o tres, los cuales están sobre un eje central entonces siempre hay uno que esta en contacto con el cuerpo. Da imagen sectorial con frecuencia (15 a 45/s) Esta exploración es uno de los mas generalizados y dan una excelente calidad de imagen.
  • 124. “ B “ Transductor oscilante Es uno solo que oscila por la acción de un motor y logra una imagen sectorial variable que va entre 60 y 95 grados.“ C “ Transductor Fijo El transductor es fijo mientras gira por la acción de un motor y logra imagen sectorial.
  • 125. 2.- Ecógrafos electrónicos de tiempo real“A” Transductores “linear array” Llamados Tr. Multielementos los cuales están constituidos por 64 hasta mas de 200 pequeños transductores y que colocados en línea tienen longitud variable entre 5 y 10 cm. Son transductores secuenciales los cuales se activan en grupos de 4 a 5 produciendo una imagen rectangular de 30 a 60 veces/ seg. La resolución mejora aumentando transductores
  • 126. “B“ Transductores “ phased array “ Tiene el mismo principio que el anterior pero los transductores son activados en fase en diferentes tiempos entonces el haz US es emitido en un ángulo determinado formando una imagen sectorial. Este transductor se utiliza en cardiología, por la pequeña dimensión del transductor y permite una imagen simultánea del método M.
  • 127. “C” Transductor “ annular array “ Da una excepcional ganancia y resoluciòn. Una serie de transductores circulares de la misma frecuencia dispuestos uno dentro de otro Cada uno al ser activados produce un haz de US focusado en un punto determinado. Se pueden activar por separado o juntos al mismo tiempo ( resolución óptima y uniforme ) ( de los 2 a 20 cm. profundidad )
  • 128.  El haz de US es reflejado por un espejo oscilante que puede desplazarse muy lentamente y da una imagen de alta resolución.
  • 129. Las imágenes que se obtienen en el monitor de televisión se pueden registrar en:4) Cámara Polaroid Tiene revelado instantáneo con calidad de imagen excelente ( fácil ). Pero tiene alto costo Con el paso del tiempo la calidad de las imágenes obtenidas pierden resolución.
  • 130. 2) Cámara de 35 / 70 / 100 mm Da una calidad de imagen excelente y es mas barato que la polaroid. Pero necesita un cuarto oscuro para el revelado y dedicar tiempo.3) Cámara Multiformato Son cámaras que impresionan varias imágenes US en una misma placa de rayos X . Se imprimen 4,6,9 imágenes ( alto costo )
  • 131. 4) Registro en video La mayoría de las imágenes de los ecógrafos son digitales y se almacenan en cintas de video Se utiliza para imágenes del corazón.5) Registro en papel Algunas cámaras modernas de video pueden registrarla en papel normal o termo sensible. La calidad es tan buena como la polaroid.
  • 132. 6) Registro en disco óptico y láser Representa lo ultimo en el registro de imágenes digitales. La principal ventaja que tiene es su enorme capacidad de almacenamiento. La capacidad de almacenamiento de un simple disco óptico es de 10 giga bites.
  • 133.  La intensidad de energía sónica usada en ecografía bidimensional de tiempo real es de 2 a 6 mw/cm2 y para el caso de doppler duplex hasta 80 mw/cm2. Los estudios clínicos y epidemiológicos no indican peligro asociado al uso del US en el campo diagnostico (efectos biológicos)
  • 134. Los mecanismos por los cuales el US puede producir potencialmente efectos biológicos son1.- GENERACION DE CALOR Debido a la absorción de energía. La mínima intensidad para que se produzca este efecto con un haz de US de 1 MHZ es de 100mW/cm2. Las intensidades usadas en eco diagnostico de tiempo real no producen elevaciones de temperatura biológicamente significativas.
  • 135. 2.- CAVITACION Que es la formación de burbujas gaseosas condicionadas al parecer por desplazamiento molecular en un medio a través del cual se propaga el US. En la burbuja entran gases durante el periodo de “baja presión- alto volumen” de la onda acústica, y salen gases durante el periodo de “alta presión- bajo volumen” del ciclo acústico. Hay dos tipos de cavitación: la estable y la transitoria.
  • 136.  La cavitación estable, ocurre cuando pequeñas micro burbujas oscilan el volumen rápidamente bajo el efecto de la comprensión y distensión de una onda de US. Asociado a este tipo de actividad está el micro flujo, que es el flujo de un líquido que rodea la burbuja que oscila, pudiendo producir fuerzas cortantes, que si son lo suficientemente intensas pueden romper las células.
  • 137.  La cavitación transitoria, ocurre cuando una micro burbuja se colapsa bajo la influencia de una onda de alta presión de US, al final del colapso la energía contenida en la cavidad es liberada, generando onda de presión y gradientes térmicos extremos, que pueden tener efectos de rotura en los tejidos. Este fenómeno ocurre cuando se usa US con una intensidad mayor 10 W/cm2, por lo cual en condiciones de ecografía diagnóstica no se produce este efecto.
  • 138.  Además se menciona como probables mecanismos de efectos biológicos la presión de onda, que suele ser máxima en la zona mas próxima al transductor, y la fuerza de la onda que es generada en el tejido por el haz de US.
  • 139. ESTUDIOS EXPERIMENTALES Todos los estudios que señalan algún efecto biológico deletéreo atribuible al US son experimentales, realizados con biomoléculas, células, tejidos o animales vivos ,y usando tiempos de exposición e intensidades mucho mayores a las usadas en el campo del eco diagnóstico, que van del orden de 100mW/cm2 hasta 10W/cm2.
  • 140.  Así en estudios con biomoléculas se ha comunicado de cambio de porciones de cromosomas (en pares de cromosomas) y alteraciones en la permeabilidad de la membrana (como resultado de la cavitación) A nivel de los tejidos intactos de animales se ha comunicado estudios de rotar gestantes con intensidades superiores a 100 mW /cm2 hasta 5.5 W/cm2 siendo observados disminución del peso fetal, aumento de la mortalidad post parto, disminución del índice mitótico hepático y hasta daño vascular.
  • 141.  El artefacto es una anomalía que aparece en la imagen y que no está originada por estructura reflectante alguna. La importancia en reconocer a los mismos es que pueden originar diagnósticos falsos positivos, mostrando estructuras que realmente no existen.
  • 142. Clasificación de los artefactos1.- Artefactos por anomalías en la propagación del US  Reverberación: cola de cometa, ring down  Sombra sónica  Artefacto en espejo  Refuerzo de los ecos  Refracción: Falso tamaño/ volumen, doble imagen, imagen partida.  Reflexión
  • 143. REVERBERACIONES Se producen cuando el haz de ultrasonidos incide sobre una interfase que separa dos medios de muy diferente impedancia acústica, como por ejemplo entre un sólido ecogénico y gas en el tubo digestivo o entre sólido y hueso.
  • 144. ReverberacionesEj: Columna
  • 145. REFUERZO ACUSTICO POSTERIOR Se produce cuando el ultrasonido atraviesa un medio sin interfases en su interior y pasa a un medio sólido ecogénico. Es casi característica exclusiva de imágenes quísticas en el seno de estructuras sólidas.
  • 146. Refuerzo acústico posteriorEj: Quiste renal
  • 147. SOMBRA ACUSTICA Se produce cuando el ultrasonido choca con una interfase muy ecogénica y no puede atravesarla no detectándose ninguna imagen detrás de esta interfase tan ecogénica. Es muy característico de las litiasis biliares y renales y de las calcificaciones musculares
  • 148. Sombra acústica posteriorEj: Litiasis biliar
  • 149. COLA DE COMETA Ocurre cuando el haz de ultrasonidos choca contra una interfase estrecha y muy ecogénica apareciendo detrás de esta interfase una serie de ecos lineales. Es muy característico de los adenomiomas de pared vesicular, cuerpos extraños muy ecogénicos y también pequeñas burbujas de aire en el seno de un medio sólido.
  • 150. Cola de cometaEj: Adenomiomatosis de pared de vesícula
  • 151. IMAGEN EN ESPEJO Se produce cuando una interfase muy ecogénica se encuentra delante de otra imagen curva tan ecogénica como ella produciéndose una sobra acústica posterior.
  • 152. Imagen en espejoEj.: Hemangioma hepático cerca del diafragma
  • 153. ANISOTROPIA Es la propiedad que tienen algunos tejidos de variar su ecogenicididad dependiendo del ángulo de incidencia del haz ultrasónico sobre ellos. La estructura anisotrópica por excelencia es el tendón.
  • 154. Anisotropía Inserción tibial del tendón rotuliano y vemos que si la sonda no está perpendicular nos da la falsa imagen de tendinitis
  • 155. 2.- Artefactos causados por el causados por el diámetro del haz de US3.- Artefactos causados por lóbulos laterales: artefactos en arco4.- Artefactos causados por anomalías: - En la velocidad del US - Falso tamaño / volumen - Desplazamiento del diafragma
  • 156. 5.- Artefactos causados por anomalías técnicas - Inadecuada ganancia - Inadecuada presión
  • 157. Aspectos a considerar en la interpretación de lasimágenes ultrasonográficas. Los rayos ultrasónicos, al atravesar diferentesmedios biológicos, pueden llegar a conforman unaimagen que será dependiente de la densidad delmedio (impedancia acústica) Medios gaseosos, con una cohesión muy débil(aire en tórax, gases), son difíciles de atravesar.El aire junto con otros medios crea interfases muyreflectivas
  • 158.  Por esta razón se evita la capa de aire entre eltransductor y la superficie utilizando gelesque facilitan su contacto. El coeficiente de absorción total de rayosultrasónicos en el aire es de 7 db/cm para unafrecuencia de 2 MHz; en cambio, en el agua essolo de 0,009 db/cm para la misma frecuencia. Medios líquidos (sangre, orina, exudados, etc).Facilitan la transmisión de las ondas ultrasonoras.
  • 159.  Medios sólidos con una mediana cohesión molecular. Causan una importante atenuación de la energía de las ondas ultrasónicas Medios sólidos con una cohesión muy fuerte (hueso o estructuras calcificadas) permiten una penetración acelerada de las ondas ultrasónicas, pero como su impedancia acústica es muy elevada, posee una alta atenuación.
  • 160.  La diferencia de impedancia acústica entre una estructura calcificada y otra de tejidos blandos cualquiera, genera una interfaz que hace que gran parte de la energía incidente sea reflejada. Este aspecto se torna más importante cuando se pretende comparar pacientes de diferente talla y edad En una exploración ecográfica, un medio biológico se puede definir según su nivel sonoro en: hipoecogénico, anecogénico e hiperecogen.
  • 161.  Este grado de ecogenicidad, es también calculado por el microprocesador, midiendo la diferencia de energía que retorna como también registrando los cambios en la frecuencia recibida con relación al rayo emitido. De acuerdo con el grado de ecogenicidad y a la experiencia que se tenga de un determinado ecógrafo, es posible inferir la densidad y composición de los fluidos existente en las imágenes exploradas.

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