Tema de estudio

Cómo funciona el ultrasonido y su efecto Doppler

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Del cristal piezoeléctrico a la imagen en tiempo real, y cómo el Doppler convierte el movimiento de la sangre en información diagnóstica.

El principio del eco

El ultrasonido es sonido de frecuencia muy superior a la audible. El transductor emite un pulso de sonido hacia el interior del cuerpo y luego se queda escuchando. Cada vez que el pulso encuentra una interfase entre dos tejidos con propiedades acústicas distintas, parte de la energía se refleja y regresa al transductor.

El equipo mide el tiempo transcurrido hasta la llegada de cada eco y, conociendo la velocidad aproximada del sonido en los tejidos blandos, calcula la profundidad a la que se originó. La amplitud del eco determina el brillo del punto correspondiente. Repitiendo el proceso muchas veces por segundo a lo largo de un plano se construye una imagen en movimiento.

Este es el modo bidimensional o modo brillo, el habitual. Existe además el modo movimiento, que representa a lo largo del tiempo los ecos de una única línea y resulta muy útil para medir el desplazamiento de estructuras, como en la valoración cardiaca o del deslizamiento pleural.

El transductor y la elección de la frecuencia

Dentro del transductor hay cristales piezoeléctricos, materiales que se deforman al aplicarles un voltaje y que generan un voltaje al ser deformados. Esa doble propiedad permite que el mismo elemento emita el pulso y detecte el eco de vuelta.

Existe un compromiso permanente entre resolución y penetración. Las frecuencias altas dan imágenes muy detalladas pero se atenúan enseguida y solo alcanzan estructuras superficiales, por lo que se usan sondas lineales de alta frecuencia para tiroides, mama, partes blandas, músculo, tendón y vasos periféricos. Las frecuencias bajas penetran mucho más pero con menos detalle, y son las de las sondas convexas empleadas en abdomen y obstetricia. Las sondas sectoriales, de huella pequeña, se emplean en corazón y a través de ventanas estrechas como los espacios intercostales.

El gel acústico no es un detalle menor: El aire entre la sonda y la piel refleja prácticamente todo el sonido e impide cualquier exploración, de modo que el acoplamiento es imprescindible.

El vocabulario de la ecografía

Una estructura anecoica no genera ecos y se ve negra: Es lo propio de los líquidos simples, como la orina de la vejiga, la bilis de la vesícula o el contenido de un quiste. Hipoecoico significa que genera menos ecos que el tejido de referencia, e hiperecoico que genera más, apareciendo brillante, como ocurre con la grasa, la fibrosis, el calcio o el gas. Isoecoico indica ecogenicidad similar al tejido vecino, lo que dificulta la detección de la lesión.

También se describe la ecoestructura, que puede ser homogénea o heterogénea, y los fenómenos acústicos que acompañan a la lesión. El refuerzo acústico posterior es el aumento de brillo por detrás de una estructura que atenúa poco, típicamente un quiste, y apoya el diagnóstico de contenido líquido. La sombra acústica posterior es la ausencia de ecos por detrás de algo que refleja o absorbe casi todo el sonido, como un cálculo, una calcificación o el hueso.

Ajustes que cambian el estudio

La ganancia amplifica la señal recibida de forma global; si es excesiva la imagen se ve lavada y un quiste puede parecer que tiene contenido, y si es insuficiente pueden desaparecer ecos reales. La compensación de ganancia por profundidad corrige la atenuación progresiva del sonido para que un mismo tejido tenga el mismo brillo arriba y abajo.

La profundidad debe ajustarse para que la región de interés ocupe la mayor parte de la pantalla, y el foco debe situarse a la altura de la estructura estudiada, porque es allí donde la resolución lateral es máxima. Reducir la anchura del sector aumenta la velocidad de refresco de la imagen, algo importante en estructuras en movimiento.

Los planos deben obtenerse siempre en al menos dos orientaciones perpendiculares, porque una imagen aislada puede simular lesiones que se revelan como estructuras tubulares normales al girar la sonda noventa grados.

El efecto Doppler

Cuando el sonido se refleja en algo que se mueve, la frecuencia del eco cambia: Aumenta si el objeto se acerca al transductor y disminuye si se aleja. Esa diferencia entre la frecuencia emitida y la recibida es el desplazamiento Doppler, y es proporcional a la velocidad del reflector, que en la práctica son los hematíes circulantes.

La relación depende también del ángulo entre el haz y la dirección del flujo. El desplazamiento es máximo cuando el haz es paralelo al vaso y desaparece cuando es perpendicular. Esta es la consecuencia práctica más importante de toda la técnica: Un vaso perfectamente permeable explorado a noventa grados no muestra ninguna señal y puede interpretarse erróneamente como trombosado. Para medir velocidades hay que angular la sonda y corregir el ángulo, procurando trabajar por debajo de unos sesenta grados.

Modalidades Doppler

El Doppler color superpone a la imagen un mapa de colores dentro de una caja seleccionable, donde el color indica el sentido del flujo respecto al transductor y la tonalidad orienta sobre la velocidad. Es la forma rápida de comprobar si hay flujo y en qué dirección.

El Doppler pulsado toma una muestra en un punto concreto y representa la velocidad frente al tiempo, generando una curva espectral. Permite medir velocidades, calcular índices y analizar la morfología de la onda, que distingue el patrón arterial de alta resistencia del de baja resistencia y detecta alteraciones como la aceleración en una estenosis.

El Doppler potencia o energía no informa del sentido del flujo pero es mucho más sensible a flujos lentos y menos dependiente del ángulo, lo que lo hace muy útil para valorar la vascularización de órganos y de lesiones pequeñas. Un fenómeno a conocer es el aliasing: Cuando la velocidad supera el límite que el equipo puede representar, el color o la curva se invierten de forma artificial, y se corrige subiendo la escala.

Aplicaciones y limitaciones

El ultrasonido es la primera técnica en abdomen y vía biliar, en aparato urinario, en tiroides y partes blandas superficiales, en obstetricia y ginecología, en el estudio vascular de miembros y troncos supraaórticos y, de forma general, en pediatría. También es la guía habitual para punciones, biopsias y drenajes, porque permite ver la aguja en tiempo real.

Sus limitaciones son intrínsecas. El aire y el hueso reflejan casi todo el sonido, de modo que el gas intestinal, el pulmón aireado y el cráneo del adulto crean barreras. La obesidad atenúa mucho el haz y degrada la imagen. Y sobre todo es una técnica dependiente del operador: La calidad y la fiabilidad del estudio dependen de quien lo realiza y de la sistemática con que lo haga.

A favor tiene que no utiliza radiación ionizante, que es portátil y repetible, y que permite explorar en movimiento y con maniobras dinámicas, algo que ninguna otra técnica ofrece con la misma facilidad. Aun así se aplica el criterio de emplear la mínima potencia y el mínimo tiempo necesarios, especialmente en obstetricia.

Puntos clave

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