Autores Varios - Ecocardiografía-Doppler

Francisco Javier Chorro Gascó

Sergio Madero Juez

Francisco Núñez Gómez

Índice del capítulo

2.1 Introductión

2.2 Los ultrasonidos

2.2.1 Propiedades físicas de los ultrasonidos

2.2.2 Transductores

2.2.3 Técnicas de utilización de los ultrasonidos. Modos de obtención de las imágenes

2.2.3.1 Modo M

2.2.3.2 Modo bidimensional

2.2.3.3 Ecocardiografía tridimensional

2.2.4 El efecto Doppler

2.2.4.1 Doppler continuo

2.2.4.2 Doppler pulsado

2.2.4.3 Doppler codificado en color

2.2.4.4 Doppler tisular

2.2.5 Características de los equipos de ecocardiografía-Doppler

2.2.6 Artefactos

2.2.7 Ecocardiografía de contraste

Bibliografía

2.1 Introducción

Las técnicas diagnósticas basadas en la utilizatión de los ultrasonidos son ampliamente utilizadas en cardiología debido a su accesibilidad, a sus características incruentas y a la gran cantidad de información que proporcionan. Estas exploraciones no son invasivas ni excesivamente costosas y se pueden efectuar allí donde se encuentre el paciente. Mediante la ecocardiografía-Doppler se obtienen imágenes del corazón y se analizan las características de los flujos sanguíneos y el movimiento de las estructuras cardiacas. Esta técnica diagnóstica permite conocer las características anatómicas y funcionales del corazón y obtener datos precisos sobre el tamaño de las cavidades, el grosor y movimiento de las paredes, la función ventricular sistólica y diastólica, la estructura valvular, las características del flujo sanguíneo intracardiaco e intravascular, los gradientes transvalvulares, la presencia de estenosis e insuficiencias valvulares, cortocircuitos, masas, malformaciones y conexiones anómalas o la existencia de patología pericárdica. El conocimiento de los principios básicos en los que se fundamenta ayuda a su correcta utilización e interpretación y permite apreciar sus posibilidades y limitaciones.

2.2 Los ultrasonidos

Los sonidos son ondas que contienen energía mecánica y que se caracterizan por la compresión y descompresión del medio en el que viajan. La cantidad de energía que transportan las ondas depende de la amplitud de las fluctuaciones en la densidad del medio y, por lo tanto, de la amplitud de las vibraciones de las partículas. Las ondas se transmiten a una velocidad constante (c) en un determinado medio y poseen una frecuencia (f) que se expresa en ciclos por segundo (herzios) y una determinada amplitud que cambia de manera cíclica. La longitud de onda (l) es la distancia entre dos picos o valles consecutivos y es inversamente proporcional a la frecuencia (l = c / f). Los ultrasonidos se encuentran por encima del límite de frecuencia de la audición humana (alrededor de 20 kiloherzios) y en medicina habitualmente se utilizan los comprendidos entre 1 MHz y alrededor de 15 MHz. Esta frecuencia queda determinada por las características del emisor. La velocidad de propagación de los ultrasonidos depende de la densidad y rigidez del medio y, en los tejidos blandos, es aproximadamente 1.540 m/s. La intensidad de los ultrasonidos se suele expresar en decibelios, y la de los ecos reflejados depende de varios factores, en primer lugar de la de los ultrasonidos emitidos, en segundo lugar del ángulo que forma el tejido en el que se reflejan, en tercer lugar de las características del tejido en cuanto a densidad e impedancia acústica.

Fig. 2.1 Representation esquemática de una onda de sonido. Se ilustra como una onda sinusoidal con picos y valles que representan las zonas de compresión y rarefacción. La frecuencia es el número de ciclos por unidad de tiempo (1 Hz = 1 ciclo por segundo). La longitud de onda (\) es la distancia entre dos picos o valles consecutivos.

2.2.1 Propiedades físicas de los ultrasonidos

– Reflexión: al atravesar un determinado medio, los ultrasonidos se reflejan parcialmente en los límites de las zonas que difieren en su impedancia acústica, que a su vez depende de su densidad y de la velocidad de propagación. La detección de los ecos producidos al reflejarse constituye la base de las técnicas ultrasónicas. El coeficiente de reflexión expresa la relación entre la amplitud del ultrasonido reflejado y la del que llega a la estructura. Cuanto mayor sea la impedancia acústica, mayor será la intensidad del eco reflejado. En zonas con gran diferencia de impedancia acústica la reflexión puede ser muy intensa, de tal modo que no pasan suficientes ultrasonidos para que sean reflejados adecuadamente más allá de éstas, tal como sucede cuando hay estructuras óseas o aire. Al efectuar este tipo de exploraciones se evitan estas zonas para poder obtener información de las estructuras situadas a mayor profundidad.

– Refracción: cuando la dirección del haz de ultrasonidos no es perpendicular a la superficie delimitada por las estructuras con diferente impedancia acústica, el eco es reflejado en forma de un determinado ángulo que es igual al de llegada. La reflexión es máxima cuando el haz es perpendicular a la superficie que refleja los ultrasonidos. A su vez, los ecos que atraviesan las estructuras sufren una desviación que depende de la diferencia de impedancias y del cambio de velocidad de los ultrasonidos, y es mayor cuanto mayor es el ángulo de incidencia. Este proceso corresponde a la refracción y añade complejidad a la interpretation de los ecos ya que el objeto analizado no se encuentra en la dirección original del haz de ultrasonidos y se pueden distorsionar las imágenes. Este fenómeno es distinto al de la difracción, que explica por qué las ondas pueden girar en cierta medida alrededor de los bordes de las estructuras.

– Atenuación: la intensidad de los ultrasonidos que llegan a una determinada zona puede debilitarse debido a procesos como la reflexión y la refracción, anteriormente mencionados, pero también intervienen otros como la dispersión y la absorción. Las características no homogéneas de las estructuras o los objetos analizados determinan que la energía de las ondas sea dispersada en múltiples direcciones, de tal modo que solamente vuelve una parte de ésta al transductor. Así mismo, la energía de los ultrasonidos puede ser absorbida, dando lugar a vibración y producción de calor. Para evitar el calentamiento inadecuado de los tejidos, los equipos disponibles tienen una limitación en la energía total transmitida con los ultrasonidos (energía o índice mecánico). Además, la absorción es mayor cuanto mayor es la densidad del medio, y es proporcional al cuadrado de la frecuencia del ultrasonido. Por este motivo, para explorar estructuras que se encuentran a una mayor profundidad, se utilizan ultrasonidos con frecuencias más bajas, aunque la resolución es menor que cuando se utilizan frecuencias altas, es decir, las frecuencias altas alcanzan poca profundidad pero permiten obtener imágenes con una resolución mayor. La profundidad de la penetración se define como la profundidad del tejido que se necesita para reducir la intensidad a la mitad y aproximadamente es igual a 3 / frecuencia (en MHz), expresada en cm.

En los equipos disponibles se puede aumentar la ganancia de los ecos originados a mayor profundidad para compensar la atenuación. La atenuación también se contrarresta utilizando los armónicos (múltiplos de la frecuencia del ultrasonido reflejado) en lugar de la frecuencia original. Así, mediante el empleo del segundo armónico, se puede mejorar la calidad de las imágenes obtenidas al discriminar mejor entre el ruido y las señales reflejadas. Esto es especialmente útil al explorar las estructuras más alejadas del transductor.