La primera imagen

En esta entrada se pueden apreciar las imágenes correspondientes a la vista subcostal en la valoración mediante protocolo FAST de una mujer de 58 años que acude por dolor abdominal.

Se realizó la ecografía buscando la presencia de líquido libre abdominal, sin embargo, la paciente presentaba un derrame pericárdico como se puede apreciar en las imágenes que no guardaba relación con el proceso actual.

Resulta interesante la imagen para recordar que el derrame pericárdico se puede observar como una línea anecoica presente entre el pericardio parietal y visceral, siendo la vista subcostal la mejor para su valoración. En el caso actual no guarda relación con la clínica de la paciente, siendo un hallazgo casual en la exploración, siendo ya conocida y estudiada previamente. Sin embargo, la ecografía nos ayuda al diagnóstico pero no debemos olvidar la necesidad de correlacionar la clínica con los hallazgos para que nos sirva en el día a día.

Principios básicos en Ecografía

"En el principio estaba Eru, el Único, que en Árda es llamado Ilúvatar. Primero hizo a los Ainur, los Sagrados, que eran vástagos de sus pensamientos y estuvieron con el antes que se hiciera alguna otra cosa."

Silmarillión, capitulo 1 Ainulindalë

Todo tiene  un comienzo, todo empieza en algún punto, el mito clásico de Hesíodo en la antigua Grecia, el Génesis en la biblia e incluso la Tierra Media, en el Silmarillión. Es por ello que tras comenzar nuestra andadura con un recuerdo histórico-científico, he considerado conveniente crear una entrada con los Prinicpios Básicos de Ecografia.

Ondas y definiciones. 

El sonido es una onda vibratoria que se propaga de forma longitudinal. Por ello tiene las siguientes características. 

• Longitud de onda: distancia en que la onda realiza un ciclo completo.
• Ciclo: fragmento entre dos puntos iguales.
• Frecuencia: Numero de ciclos por unidad de tiempo (Segundos). Se mide en Hercios (Hz). Cuanto mayor es la frecuencia mayor es la definición pero menor la penetración. 
• Amplitud: Altura máxima que alcanza el sonido. 

Ultrasonidos, definición y propiedades.

Los ultrasonidos comprenden el rango de frecuencias por encima de los 20000Hz, no siendo audibles por el oido humano. Los ecógrafos que se usan tienen frecuencias comprendidas entre los 2 y los 12 millones de Hz (MHZ).
Los ultrasonidos sufren los siguientes fenómenos en su interacción con los tejidos.

• Atenuación, es la pérdida de amplitud en su paso por el medio. Cuanto mayor es la frecuencia mayor es la atenuación de los ultrasonidos, por ello menor es la penetración.
• Impedancia: Es la resistencia que ofrece un medio al paso de los ultrasonidos. Depende de la densidad del medio. El límite entre dos medios con distinta impedancia se denomina interfase.
• Refracción: Cambio de dirección sufrido por los ultrasonidos en la interfase.
• Reflexión: Parte de la onda sonora que es reflejada por el medio. La intensidad de la refracción y la reflexión dependen de la impedancia del medio y del ángulo de la onda. 

Formación de la imagen.

Una vez trasmitida la electricidad a los cristales de la sonda se emiten los ultrasonidos. Éstos se dirigen hacia los tejidos que los reflejan. El cristal capta las ondas reflejadas y las traduce en una señal eléctrica que se trasmite a la unidad de procesamiento. 

En función del ecógrafo tendremos una distinta resolución, con distinta capacidad para traducir las ondas captadas en la imagen mostrada. Así tendremos.

• Resolución de contraste: capacidad del ecógrafo de amplificar los ecos en función de la profundidad desde donde son reflejados. Para esto sirve la curva de ganancia que tienen los ecógrafos.
• Resolución axial: capacidad del ecógrafo de diferenciar dos objetos separados uno a continuación del otro.
• Resolución lateral: capacidad del ecógrafo de diferenciar dos objetos que están uno al lado del otro.
• Resolución temporal: capacidad para diferenciar acontecimientos en el tiempo. 

Ecogenicidad

Los ecos reflejados son captados por el transductor y representados en la pantalla como un pixel, a mayor amplitud del eco reflejado mayor intensidad de la imagen, es decir mayor ecogenicidad. Por ello, los líquidos, que no reflejan ecos se ven anecoicos (negros) y el hueso que refleja todos los ecos son hiperecogénicos (blancos). Entre medias se ve una escala de grises.
Líquido - Músculo - Grasa - Aire - Hueso.
Además los ecógrafos tienen la capacidad de amplificar el eco detectado para representarlo en la pantalla en función de la profundidad del mismo(tiempo que tarda en ser reflejado), permitiendo una correcta representación en la pantalla. Esta ganancia se puede ajustar de forma general o mediante la curva de ganancia, aplicando mayor amplificación a los ecos que se encuentran a más distancia.

Artefactos.

Los artefactos son imágenes que no tienen una traducción real y que se producen por una alteración en la transmisión o la recepción de los ultrasonidos. Es útil conocerlos e identificarnos para no llevarnos a error y porque ayudan en el proceso diagnóstico. Son los siguientes:

• Sombra acústica: superficie libre de ecos o hipoecogénica que se extiende tras una imagen hiperecogénica que dificulta la transmisión de los ecos. 
• Refuerzo posterior: Aumento de la ecogenicidad detrás de estructuras hipoecogénicas. 
• Reverberación: Repetición de la imagen entre dos medios con distinta impedancia. Útil en la ecografía pulmonar.
• Imagen en espejo: Imagen especular al atravesar una superficie altamente refractante como puede ser el diafragma. 

Transductores o sondas

Existen varias sondas que se utilizaran en función de la ecografía que se va a realizar. En urgencias las más utilizadas son:

• Sondas de baja frecuencia, menos de 5 MHz. Tienen menos resolución pero mucha profundidad. 
• Cónvex: sonda de baja frecuencia, frecuentemente utilizada en ecografía abdominal. 
• Sectorial. Sonda usada en ecocardiografía. Forma una imagen similar a la cónvex pero está diseñada para que el haz de ultrasonidos pase entre las costillas.
• Sondas de alta frecuencia, mas de 5MHz. Tienen mayor resolución a costa de disminuir la profundidad. 
• Lineal. Se emplea para ver estructuras superficiales. 

Botones ruedas y modos del ecógrafo.

La mayoría de los ecógrafos tiene múltiples botones, ruedecitas y nombres, normalmente en inglés, que en el primer contacto con la ecografía pueden llegar a abrumar. Si de entrada parece difícil la ecografía, cuando uno ve por primera vez todos esos botones puede que comience a pensar que se enfrenta a algo imposible. Sin embargo no tiene porqué ser así. Todos los ecógrafos tienen unos botones básicos que son los que debemos conocer para el manejo en urgencias y al inicio de la formación:

• Ganancia (Gain): modifica el grado de amplificación de los ecos reflejados y por lo tanto el brillo de la imagen en la pantalla. Cuanto mayor es la ganancia más blanca se ve la imagen. 
• Profundidad (Depht): modifica la penetración de los ecos (hasta donde vemos). Permite ampliar la imagen aunque suele perderse resolución. El grado de profundidad se refleja en un lateral en forma de escala normalmente. 
• Pausa (freeze): congela la imagen en pantalla. Suele permitirse avanzar o retroceder en función del ecógrafo disponible. 
• Medición (measure, calibri): Permite valorara distancias longitudes y realizar mediciones.
• Guardar (save)
• Imprimir (print)

Por otro lado, existen varios modos en función de la forma en la que se trasmiten los ultrasonidos y se reflejan en la pantalla, permitiendo completar la valoración. 

• Modo Bidimensional (2D): se representa la imagen en 2 dimensiones.
• Modo M: reflejas las estructuras presentes en una linea, valorando sus cambios en el tiempo y por lo tanto permite valorar movimiento.
• Doppler: permite valorar un flujo, ya que éste produce cambio en las ondas, de tal forma que si se acerca la frecuencia aumenta y si se aleja disminuye. Tiene varios modos:
• Doppler pulsado: mide el flujo en un punto, genera una onda positiva si se acerca y negativa si se aleja. 
• Doppler color: Mide en varios puntos asignado un color azul si el flujo se aleja y rojo si se acerca. 

Para ir finalizando comentar que este tema puede ser más breve y muchísimo más extenso. Solo quería hacer una reseña para ayudar a los primeros pasos. Puede que esto ya lo hayas leído o que parezca que no sea útil, sin embargo, conocer la física y los principios de la ecografía puede ayudar en el momento de buscar una mejor imagen o de interpretar lo que visualizamos en pantalla. Creo que a partir de ahora vamos a entrar ya en materia pero, dado que el saber no ocupa lugar, salvo en el servidor que aloja este post, aquí queda esta pequeña reseña.

Un saludo

Un poco de Ciencia e Historia

Probablemente esta entrada no cambie el manejo de un paciente, no mejore tus habilidades clínicas y no sirva para diagnosticar nada. Sin embargo, creo que es justo que en los inicios de nuestro Blog, hagamos una breve reseña a los inicios de la ecografía.

El Efecto Piezoeléctrico.

De Tizeff - Template:Ownnn, CC BY-SA 3.0,
 https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2961245

El efecto piezoeléctrico o piezoelectricidad es un fenómeno físico que ocurre en determinados cristales (cuarzo, turmalina...), que al ser sometidos a una tensión mecánica, generan una diferencia de potencial eléctrico entre sus caras. Este efecto se denomina efecto piezoeléctrico directo y genera varias aplicaciones más allá de la ecografía, como pueden ser los micrófonos o los encendedores de chispas.

Además este efecto funciona igualmente del modo contrario, si se aplica electricidad a un material piezoeléctrico, éste se deforma bajo la acción de fuerzas interna, recuperando su forma al dejar de aplicar la carga. Este es el efecto piezoeléctrico inverso.

Aplicación ecográfica del efecto Piezoeléctrico. 

Al aplicar electricidad a un cristal, se genera un efecto piezoeléctrico inverso que lo hace vibrar a una frecuencia determinada en función a su tamaño, generando una onda vibratoria o sonido que en ecografía solemos usar entre 2-10 MHz.
Esta vibración ocurre en microsegundos y el cristal entra en reposo, en espera de recibir los ecos reflejados, que, mediante un efecto piezoeléctrico directo, al deformar el cristal, generan el impulso eléctrico que es captado por el trasductor y convertido en la imagen que vemos en la pantalla.
Recuerda: "la energia no se crea ni se destruye, solo se transforma" y gracias a ello podemos hacer ecografías.

Un poco de Historia

Descubrimiento del efecto piezoeléctrico

El efecto piezoeléctro fue descrito por primera vez por los hermanos Pierre y Jacques Curie durante en el año 1981, mientras observaban la compresión del cuarzo. Observaron que al someter el cuarzo a una compresión se genera una polarización de la carga y se generan chispas.

Ambos hermanos, describieron igualmente el efecto inverso por el que al aplicar electricidad a un cristal este se deformaba, generando ondas vibratorias.  

No se si pensareis como yo, pero creo que la medician actual, le debe mucho a los hermanos Curie y a la esposa de Pierre, Marie Curie. No solo la medicina le debe parte de su gran avance, pero es de la ciencia médica de lo que queremos hablar.

Aplicación del descubrimiento

Aunque la primera aplicación pueda ser en 1983 cuando apareció el silbato de Galtón para controlar perros mediante sonidos inaudibles a los humanos, el autentico desarrollo de los ultrasonidos ocurrió, como con muchas otras cosas que usamos en la vida cotidiana, con fines militares. 

Durante los años de la Primera Guerra Mundial (1914-1918), se trabajó mucho con la idea de ultrasonidos-efecto piezoeléctrico para detectar submarinos enemigos. Fue en 1917 cuando Langevin y Chilowsky crearon el primer generador piezoeléctrico, cuyo cristal servia como receptor para el estudio del fondo marino, era, potencialmente, un ecógrafo a gran escala. 

La segunda Guerra Mundial, nuevamente un conflicto bélico, hizo que el ultrasonido se convirtiera en norma para detectar submarinos enemigos o guiar torpedos a su blanco, e hizo que se desarrollara el SONAR que se usa en navegación. 

Fue en 1942, cuando un psiquiarta, Karl Dussik, intentó detectar tumores mediante el paso de un haz sónico y trató de detectar los véntrículos mediante la atenuación del ultrasonido. En 1947 el Dr Douglas Howry detectó estructuras de tejidos suaves mediante el examen del reflejo de ultrasonidos. 

A partir de ahí comienza una larga lista de hitos en el desarrollo de la ecografía como puede ser el uso del doppler pulsado para detectar cálculos en 1949 o la publicación en 1952 de imágenes del antebrazo, del rinón.... 

La lista es larga y se podría decir que se extiende hasta nuestros días, pero mi intención inicial era hacer una breve reseña histórica y llegar a conocer el principio físico de la ecografía sin generar una lista de nombres fechas y datos . Por ello os invito a consultar mis fuentes bibliográficas que debo reconocer antes de finalizar que no es mas que esa gran fuente de controversia conocida como Wikipedia y una ayudita del gran buscador, pero que dado que no soy físico ni historiador y en el instituto la física se me daba muy mal, he necesitado consultar para poder hacer este post. 

Sin embargo quiero asegurar antes de terminar que en futuros post las fuentes serán más científicas y el contenido más relacionado con las aplicaciones en la practica habitual, pero claro, la casa se debe empezar por los cimientos para que se mantenga en la eternidad.

Quiero finalizar invitando a cualquiera a hacer cualquier crítica constructiva que considere en los comentarios para completar la información aquí aportada.

Un saludo a todos y bienvenidos.