Fundamentos y Aplicaciones de la Ecografía Médica

Propiedades de la Onda Sonora

Longitud de Onda (λ)

La longitud de onda (λ) es la distancia entre dos puntos que están en la misma fase de la onda en la curva tiempo-presión. En ecografía, tendrá relación con la resolución axial, que es la capacidad de distinguir entre dos puntos.

Periodo (T)

El periodo (T) es el tiempo que tarda cada punto en realizar un ciclo completo.

Amplitud de Oscilación

La amplitud de oscilación es la distancia máxima a la que puede llegar la partícula en su vibración alrededor del centro de oscilación. Estará relacionada con la intensidad.

Frecuencia (f)

La frecuencia (f) es el número de vibraciones o ciclos por unidad de tiempo. Se expresa en hercios (Hz). En diagnóstico, la frecuencia está relacionada con la profundidad y la resolución de la imagen.

Velocidad de Propagación (v)

La velocidad de propagación (v) es la distancia que avanza una onda en un periodo y el tiempo que emplea. Se mide en metros por segundo (m/s).

Intensidad

La intensidad es la energía que atraviesa un área determinada por unidad de tiempo. Sus unidades absolutas son W/cm². Dada la dificultad de conocer la intensidad de una onda en términos absolutos, en general se utiliza el decibelio (dB), unidad que compara la diferencia de intensidad entre dos sonidos mediante una escala logarítmica en base 10.

Rangos Sonoros

El espectro audible son las frecuencias que el oído humano puede captar. En un oído sano, abarca de 20 Hz a 20.000 Hz (20 KHz). Por encima de 20 KHz se definen los ultrasonidos y por debajo de 20 Hz, los infrasonidos.

Producción y Recepción de Ultrasonidos: El Efecto Piezoeléctrico

Se ha definido una onda mecánica como la propagación de una perturbación. Para generar esta perturbación, se necesita una fuente de energía que produzca el sonido. Para producir ultrasonidos, se pueden usar diferentes métodos que utilizan distintas energías, como diapasones, silbatos y otros. Sin embargo, en ecografía se utiliza la piezoelectricidad. El efecto piezoeléctrico (Figura 2) es la capacidad que presentan algunos materiales de producir electricidad cuando se les somete a una presión.

• Un caso bien conocido es el de un encendedor eléctrico: al producir una presión sobre un cristal de cuarzo, se produce un arco voltaico que enciende la llama.

Este es el llamado efecto piezoeléctrico directo. Por lo tanto, mediante una onda de presión se puede producir un cambio de voltaje. Este efecto es aprovechado en el receptor de ultrasonidos. De forma inversa, en un material piezoeléctrico se puede producir una vibración y su onda de presión a partir de una diferencia de potencial variable. Es el llamado efecto piezoeléctrico indirecto. Este efecto es utilizado en el generador de ultrasonidos. Los materiales piezoeléctricos pueden ser naturales o sintéticos. Los cristales piezoeléctricos actuales suelen estar fabricados a partir de materiales cerámicos. Dependiendo del grosor del cristal, se emitirá un ultrasonido a un rango de frecuencias determinada.

Tipos de Transductores o Sondas de Ultrasonido

Transductor o Sonda Lineal

La imagen que se forma con este tipo de sondas es rectangular. Los cristales se distribuyen de manera lineal, generando haces paralelos. Son los transductores utilizados para la mayoría de 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 Cónvex

Los cristales se distribuyen de manera lineal, pero se le da al transductor una curvatura convexa. Con ello, se consigue una mejor visión proximal que la sonda sectorial y un mayor campo de visión que una sonda lineal. Es la sonda ideal para estudios abdominales, urológicos y ginecológicos. Cuando son sondas pequeñas, se pueden emplear en estudios intracavitarios como los transrectales y transvaginales. Los rangos de frecuencia para la sonda cónvex normal abarcan los 3-5 MHz.

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.

Usos Diagnósticos y Terapéuticos de las Imágenes de Ultrasonidos

Usos Diagnósticos

La aparición en 1971 de la ecografía en escala de grises marcó el comienzo de la creciente aceptación del ultrasonido en diagnóstico clínico. Aunque los servicios de radiología concentran gran parte de la actividad en cuanto al número de ecografías realizadas, este método de diagnóstico se ha extendido a múltiples servicios y es utilizado por diferentes especialidades médicas, desde médicos de familia hasta cardiólogos y ginecólogos. Además, se editan normas para la delegación de ciertos tipos de ecografía a los técnicos de radiodiagnóstico y se extiende su uso a fisioterapeutas.

Para cada exploración, será necesario elegir el tipo de sonda, su frecuencia y si el paciente requiere una preparación previa.

Ecografía Cardíaca

• En cardiología, se utiliza una sonda sectorial, ya que se realiza mediante un abordaje costal que presenta una ventana sónica pequeña. Esta sonda permite abarcar un gran campo, con lo que se puede visualizar el corazón. Se utiliza para valorar la morfología y función del músculo cardíaco, de las válvulas cardíacas, de los grandes troncos vasculares que llegan o salen del corazón y del pericardio.

Ecografía Abdominal

• Al disponer de una gran ventana para el abordaje, como es la pared abdominal, la exploración puede ser realizada con una sonda de mayor tamaño. En este caso, es apropiado usar la sonda cónvex, que permite ver grandes campos y además proporciona una buena definición cerca del transductor.
• En ecografía abdominal, conviene que el paciente esté en ayunas para evitar interferencias por el contenido gástrico y poder visualizar la vesícula biliar distendida.
• La ecografía abdominal permite:
  • Examinar los órganos sólidos intraabdominales: hígado, páncreas, bazo, riñones y vesícula biliar.
  • Ver estructuras vasculares: aorta, cava inferior, porta, eje portal, tronco celíaco y mesentéricas.
  • Valorar la presencia de lesiones ocupantes de espacio (LOES), signos de hipertensión portal y lesiones pancreáticas, entre otras patologías.

Ecografía Urológica

• Mediante este tipo de exploración, es posible examinar los riñones y la vejiga (ecografía renovesical) y también el tamaño y la estructura de la próstata (ecografía renovesicoprostática).
• Existen también técnicas especiales, como la ecografía endocavitaria transrectal, utilizada para mejorar la imagen de la próstata y para poder realizar biopsias, y la ecografía Doppler de arterias renales, que se emplea para valorar el grosor arterial y la posibilidad de obstrucciones.
• La vejiga urinaria debe estar distendida en las ecografías urológicas, para lo cual es necesario que el paciente haya bebido líquido antes de la prueba. Normalmente, se recomienda beber 1 litro de agua 1 hora antes de empezar la ecografía.

Ecografía Pélvica (Ginecológica)

• Este tipo de exploración tiene como objetivo el examen del útero y los ovarios de una mujer.
• El abordaje puede ser abdominal o endocavitario.
  • En el caso del abordaje abdominal, la paciente tiene que tener la vejiga urinaria llena, puesto que, en caso contrario, las interferencias provocadas por los intestinos dificultan la visión.
  • La ecografía endocavitaria por vía transvaginal evita dichas interferencias y obtiene una mejora de la imagen por la proximidad a la región de estudio.

Ecografía Obstétrica

• Es la que se realiza para la valoración y seguimiento del embarazo.
• Durante las primeras semanas de gestación, la exploración se realiza de forma endocavitaria por vía transvaginal, ya que permite valorar mejor el saco gestacional. Más adelante, se utiliza la sonda cónvex mediante un abordaje abdominal.

Ecografía de Tiroides, Testículos y Mama

• La ecografía es muy útil para el estudio morfológico y, en algunos casos, funcional de estos órganos.
• La sonda que hay que utilizar es de tipo lineal, puesto que se trata de órganos a poca profundidad.
• En el tiroides, es utilizada para valorar el tamaño de la glándula y la presencia de nódulos. La aplicación del Doppler color permite también valorar la posible existencia de un proceso inflamatorio.
• En el caso de los testículos, también se valoran el tamaño y las lesiones nodulares. La aplicación del Doppler puede indicar un fallo en la irrigación del testículo, diagnosticar una torsión testicular o mostrar la presencia de varices (varicocele).
• La ecografía de mama se considera una herramienta muy útil, pero de segunda línea, detrás de la mamografía, para valorar tumores o imágenes nodulares. Es extraordinariamente útil para la realización de punciones con aguja fina (PAAF) y biopsias.

Ecografía Vascular

• La ecografía vascular permite el estudio morfológico de los vasos, su grosor y la presencia de placas de ateroma.
• La exploración Doppler permite, además, valorar la permeabilidad de los vasos y realizar análisis espectrales para conocer las velocidades de flujo y los índices de resistencia.
  • En el ámbito arterial, se usa para valorar troncos supraaórticos y arterias de las extremidades inferiores.
  • En el ámbito venoso, para el estudio de varices y trombosis.
• En esta exploración también se utiliza la sonda lineal, a excepción de en los vasos abdominales, la aorta, las arterias renales y los vasos mesentéricos, entre otros, donde se emplea la sonda cónvex.

Ecografía Muscular y de Partes Blandas

• La ecografía muscular permite el estudio de los músculos, tendones y ligamentos, y también posibilita el análisis de sus estructuras nerviosas y vasculares.
• La ecografía de partes blandas se refiere básicamente al estudio de la patología tumoral en la zona del tejido celular subcutáneo. En particular, son posibles los hallazgos de tumoraciones benignas, como el lipoma y las adenopatías reactivas, o patología tumoral maligna, como el melanoma u otros.
• Para estas exploraciones, se utiliza básicamente la sonda lineal.

Ecografía Endocavitaria

• Anteriormente se ha hecho mención de la ecografía transrectal y transvaginal; existen también la endoanal, la transesofágica y la endobronquial.

Ecografía Intraoperatoria y Laparoscópica

• Se usan sondas de diferentes tamaños y formas que permiten llegar a la zona que se quiere explorar.

Ecografía Pediátrica

• En esta ecografía, tienen cabida todas las categorías expuestas hasta ahora, pero se tendrán que tener en cuenta las diferentes características anatómicas por edad y las variaciones patológicas.
• La ecografía transfontanelar es exclusivamente pediátrica y es la valoración ecográfica del cerebro, el cerebelo y el tronco encefálico. Se realiza con sondas sectoriales o cónvex pequeñas, ya que la ventana sónica es reducida.

Ecografía Intervencionista

• La ecografía tiene grandes ventajas como guía para la realización de diferentes procedimientos terapéuticos. El procedimiento consiste en introducir una aguja o un catéter a través del plano de corte que nos muestra el ecógrafo. Se usa mayoritariamente la sonda lineal, ya que preferentemente se utiliza en lesiones superficiales, aunque también puede emplearse en lesiones profundas, con lo que se tendrá que manejar sondas cónvex. El guiado de la aguja se puede realizar con ayuda de un dispositivo de punción que se adapta al transductor o sin ayuda, desarrollando la técnica de manos libres.
• Los usos más frecuentes en ecografía intervencionista son las biopsias, los drenajes y las inyecciones percutáneas.
• Las biopsias pueden realizarse llevando a cabo técnicas de punción con aguja fina (PAAF) para citología, de uso frecuente en la ecografía tiroidea o de mama, o gruesa, para obtener muestras histológicas también en ecografía mamaria.
• El drenaje es necesario para vaciar colecciones líquidas, como en el caso de ascitis o quistes.
• Las inyecciones percutáneas con control ecográfico se pueden utilizar para inyectar sustancias antibióticas en lesiones infecciosas, quimioterapia en lesiones neoplásicas, anestésicas en plexos nerviosos o sustancias antiinflamatorias y factores de crecimiento en patología musculoesquelética. En la Tabla 5 se encuentra un resumen del tipo de exploración y el tipo de sonda que puede emplearse para cada caso.