Introducción a las imágenes por ultrasonido
2 Referencia en inglés USG
3 Descripción general El ultrasonido es una onda sonora que puede ser escuchada por oídos humanos normales, con una frecuencia superior a 20.000 Hertz (Hz). ). El examen por ultrasonido es un método de examen que utiliza la diferencia entre las propiedades físicas del ultrasonido y las propiedades acústicas de los órganos y tejidos humanos para mostrar y registrar en forma de ondas, curvas o imágenes para diagnosticar enfermedades. A principios de la década de 1940, exploramos el uso del ultrasonido para examinar el cuerpo humano. En la década de 1950, estudiamos y utilizamos la ecografía para generar imágenes ecográficas de órganos. A principios de la década de 1970, desarrollamos tecnología de ultrasonido en tiempo real para observar la actividad cardíaca y fetal. El equipo de diagnóstico por ultrasonido no es tan costoso como el equipo de tomografía computarizada o resonancia magnética. Puede obtener imágenes de cualquier sección transversal de órganos y observar las actividades de los órganos en movimiento. Es un examen no invasivo con imágenes rápidas, diagnóstico oportuno, indoloro y peligroso. Por lo tanto, se ha utilizado ampliamente en la práctica clínica y es una parte importante de las imágenes médicas. La desventaja es que la resolución de contraste y la resolución espacial de la imagen no son tan altas como las de la CT y la MRI. Este artículo solo presenta imágenes de ultrasonido en escala de grises.
La ecografía utiliza haces de sonido ultrasónicos para escanear el cuerpo humano y obtiene imágenes de los órganos internos al recibir y procesar las señales reflejadas. Hay muchos tipos de instrumentos ultrasónicos de uso común: el tipo A (tipo de modulación de amplitud) usa la amplitud para mostrar la intensidad de la señal reflejada y muestra un "patrón de eco". El tipo m (tipo de escaneo de punto de luz) representa la posición espacial de superficial a profunda en la dirección vertical y representa el tiempo en la dirección horizontal, que está representada por la curva de movimiento del punto de luz en diferentes momentos. Ambas opciones anteriores son pantallas unidimensionales con un rango de aplicación limitado. El tipo B (tipo de modulación de brillo) es un generador de imágenes por sección de ultrasonido, denominado "ultrasonido B". La intensidad de la señal recibida está representada por puntos de luz de brillo variable. Cuando la sonda se mueve a lo largo de la posición horizontal, el punto de luz en la pantalla también se mueve sincrónicamente a lo largo de la dirección horizontal, y la trayectoria del punto de luz se conecta para formar una vista en sección transversal del escaneo del haz ultrasónico, que es una dos -Imagen dimensional. La ecografía B se utiliza ampliamente en la práctica clínica debido a su claridad, intuición y fuerte sentido de jerarquía. En cuanto al tipo D, está fabricado según el principio del Doppler ultrasónico, y el tipo C muestra la imagen del sonido perpendicular a la sección transversal del haz de sonido en un método de escaneo similar a un televisor. En los últimos años, la tecnología de imágenes por ultrasonido ha seguido desarrollándose, como la visualización en escala de grises y la visualización en color, imágenes en tiempo real, holografía por ultrasonido, imágenes por ultrasonido penetrante, tomografía computarizada por ultrasonido, imágenes tridimensionales, imágenes por ultrasonido intracavidad, etc.
Los métodos de imágenes por ultrasonido se utilizan a menudo para determinar la ubicación, el tamaño y la forma de los órganos, determinar el alcance y las propiedades físicas de las lesiones, proporcionar algunos diagramas anatómicos del tejido glandular y distinguir fetos normales y anormales. Ampliamente utilizado en oftalmología, obstetricia y ginecología, sistema cardiovascular, sistema digestivo y sistema urinario. En la actualidad, la tecnología de imágenes ultrasónicas también se ha utilizado en el campo de la medicina tradicional china, como el uso de caudalímetros Doppler para detectar el flujo sanguíneo en diversas condiciones de pulso. Esto proporciona indicadores para la objetivación y cuantificación de las condiciones del pulso; las imágenes por ultrasonido también se pueden utilizar para estudiar la objetivación de los síndromes de la MTC.
4 Principios básicos y equipo de imágenes USG 4.1 Características físicas del ultrasonido El ultrasonido es una onda mecánica que se genera por la vibración mecánica de los objetos. Tiene cantidades físicas como longitud de onda, frecuencia, velocidad de propagación, etc. La frecuencia ultrasónica utilizada en medicina es de 2,5 ~ 10 MHz y la frecuencia comúnmente utilizada es de 2,5 ~ 5 MHz. Las ondas ultrasónicas necesitan propagarse en los medios. Los diferentes medios tienen diferentes velocidades. Los sólidos son los más rápidos, los líquidos son los segundos y los gases son los más lentos. En el tejido blando humano, es de unos 150 m/s. El medio tiene una cierta impedancia acústica, que es igual al producto de la densidad del medio por la velocidad ultrasónica.
El ultrasonido se propaga en línea recta en el medio y tiene buena directividad. Ésta es la base para utilizar ondas ultrasónicas para detectar órganos humanos. Cuando las ondas ultrasónicas se propagan a través de la interfaz de dos medios adyacentes con diferentes impedancias acústicas, y la diferencia de impedancia acústica es mayor que 0,1, y la interfaz es significativamente mayor que la longitud de onda, es decir, una interfaz grande, se produce reflexión y parte de la La energía del sonido se refracta en el medio adyacente detrás de la interfaz. La onda ultrasónica continúa propagándose y se refleja cuando encuentra otra interfaz hasta que se agota la energía del sonido.
Las ondas ultrasónicas reflejadas son ecos. Cuanto mayor es la diferencia de impedancia acústica, más fuerte es la reflexión. Si la interfaz es más pequeña que la longitud de onda, es decir, la interfaz es pequeña, se producirá dispersión. La propagación de ondas ultrasónicas en los medios también se atenuará, es decir, la amplitud y la intensidad disminuirán. La atenuación es directamente proporcional al coeficiente de atenuación del medio, inversamente proporcional al cuadrado de la distancia, y también está relacionada con la absorción y dispersión del medio. Las ondas ultrasónicas también tienen el efecto Doppler y el movimiento de la interfaz en movimiento en relación con la fuente de sonido puede cambiar la frecuencia del eco. Este efecto permite que la ecografía detecte la actividad cardíaca, la actividad fetal y el flujo sanguíneo.
4.2 Principios básicos de la ecografía La estructura del cuerpo humano es un medio complejo para la ecografía, y varios órganos y tejidos, incluidos los tejidos patológicos, tienen su propia impedancia acústica específica (Tabla 141) y características de atenuación. Por tanto, se forma la diferencia en impedancia y atenuación acústica. Cuando se inyecta ultrasonido en el cuerpo, pasará a través de órganos y tejidos con diferentes características de impedancia acústica y atenuación desde la capa superficial hasta la capa profunda, lo que dará como resultado diferentes reflexiones y atenuaciones. Esta reflexión y atenuación diferencial es la base de las imágenes de ultrasonido. Según la intensidad del eco, el eco recibido se muestra en la pantalla con diferentes puntos de luz en secuencia, y luego se puede mostrar la imagen ecográfica transversal del cuerpo humano, que es el llamado sonograma o ecograma.
Tabla 141 Velocidad del sonido e impedancia acústica de diferentes medios en el cuerpo humano
Densidad dieléctrica (g/cm3) Velocidad de onda longitudinal ultrasónica (m/s) Impedancia característica (105R*Test Frecuencia (MHz): Aire 0,001293 332 0,000429 2,9 Agua 0,9934 1523 132,9 Sangre 1,055 1570 1,656 Superior 016 1500 1,524 1,0 Músculo 1,074 1,684 1,0 Hueso 1,6588.5658565. 666 76 1. 410 1 Hígado 60
La superficie del ser humano Los órganos están rodeados por una membrana. La diferencia de impedancia acústica entre la membrana y el tejido subyacente es grande, formando una buena reflexión de interfaz, y aparece un eco periférico completo y claro en la imagen acústica, mostrando así el contorno del órgano. p >
El ultrasonido pasa por diferentes órganos o lesiones normales, y el eco interno puede ser en diversos grados de eco anecoico, hipoecoico o fuerte.
Anecoico: La zona por donde pasa el ultrasonido no tiene reflexión y se vuelve. Las áreas oscuras anecoicas (sombras) pueden ser causadas por las siguientes condiciones: ① Áreas oscuras líquidas: líquidos homogéneos con poca o ninguna diferencia en la impedancia acústica y sin interfaz reflectante, que forman áreas oscuras líquidas, como sangre, bilis, orina y líquido amniótico, etc. De esta manera, los vasos sanguíneos, la vesícula biliar, la vejiga y la cavidad amniótica son áreas oscuras de líquido, como derrame pleural, derrame pericárdico, ascitis, pus, hidronefrosis, tumores quísticos que contienen líquido, quistes hidatídicos, etc. , también aparece como un área oscura líquida, que se convierte en un área de buena transmisión de sonido. Debajo del área oscura, el eco generalmente se intensificará y aparecerá una banda de luz brillante (sombra blanca). ② Área oscura atenuada: tumor, como un gran tamaño. cáncer, debido a la La absorción de ultrasonido del tumor produce una atenuación significativa y no hay eco, lo que resulta en áreas oscuras de atenuación: pueden aparecer materiales homogéneos con pequeñas diferencias de impedancia acústica en tejidos normales como el parénquima renal y el bazo, y patológicos. Tejidos como el cáncer renal. La hialinización puede mostrar áreas oscuras parenquimatosas.
Hipoecoico: el eco interno de los órganos parenquimatosos, como el hígado, es un eco puntiforme distribuido uniformemente. Cuando se produce una inflamación aguda y se produce exudación. Impedancia acústica más pequeña que el tejido normal, la transmisión del sonido aumenta, lo que resulta en un área de eco bajo (sombra gris).
Eco fuerte: puede ser eco fuerte, eco fuerte, eco fuerte: ①Eco fuerte: para tejido denso o sangre. Los vasos en los órganos sólidos tienen cambios más grandes en la impedancia acústica y interfaces reflectantes más grandes, lo que mejora los ecos locales y aparecen como puntos de luz densos o masas de luz (sombras grises), como cáncer, fibromas, hemangiomas, etc. ② Eco fuerte: dentro del medio, la estructura es densa y tiene diferencias obvias de impedancia acústica con los tejidos blandos o líquidos adyacentes, lo que provoca fuertes reflejos, como huesos, piedras y calcificaciones, pueden aparecer áreas ecogénicas masivas o con bandas (sombras blancas). transmisión, la energía del sonido debajo se atenúa, produciendo un área oscura sin eco, es decir, una sombra acústica ③Eco fuerte: porque la impedancia acústica de los órganos que contienen aire, como los pulmones y el tracto gastrointestinal, es muy diferente de la impedancia acústica de. En los tejidos blandos adyacentes, casi toda la energía del sonido se refleja y no se puede escuchar, aparece una banda de luz fuerte.
4.3 Equipos ultrasónicos Hay muchos tipos de equipos ultrasónicos.
Al principio, se utilizaba el modo de modulación de amplitud, concretamente el ultrasonido en modo A, para reflejar los ecos mediante cambios de amplitud. El modo de brillo, es decir, ultrasonido B, utiliza diferentes puntos de luz para reflejar los cambios del eco y muestra entre 9 y 64 imágenes en escala de grises en la pantalla. El eco fuerte se ilumina y los puntos de eco débiles se oscurecen.
Según los diferentes métodos de obtención de imágenes, se pueden dividir en imágenes estáticas e imágenes dinámicas o imágenes en tiempo real. El primero obtiene ecografías estáticas con un amplio rango de visualización e imágenes claras, pero el tiempo de inspección es largo y tiene pocas aplicaciones. Este último puede obtener múltiples imágenes en poco tiempo (20 ~ 40 fotogramas/segundo), por lo que se pueden observar los cambios dinámicos de los órganos, pero el rango de visualización de la imagen es menor y la imagen es ligeramente confusa.
El equipo de ultrasonido se compone principalmente de un transductor ultrasónico, es decir, una sonda, transmisora y receptora, visualizadora y registradora, y fuente de alimentación (Figura 141).
Figura 141 Diagrama esquemático de la estructura básica de un equipo de ultrasonido pulso eco.
El transductor es un transductor electroacústico, que está compuesto por cristales piezoeléctricos y completa la generación de ondas ultrasónicas y la recepción de ecos. Su rendimiento afecta la sensibilidad, la resolución y la interferencia de artefactos. Los equipos de ultrasonido B son en su mayoría del tipo pulso-eco. La sonda múltiple electrónica de matriz lineal realiza una exploración cuadrada y la sonda electrónica de matriz en fase realiza una exploración sectorial (Figura 142). Para guiar la punción con ayuda de la ecografía, también existe una sonda de punción.
Figura 142 Sonda de escaneo en tiempo real
A. Conjunto de líneas electrónicas b. Conjunto de fases electrónico
El rendimiento de la sonda se divide en 3,0, 3,5 y 5,8 MHz. , y el rango de MHz es Cuanto mayor es, menor es su permeabilidad magnética. Elija la sonda adecuada según el sitio de detección. Por ejemplo, la sonda de 8 MHz se utiliza para exploraciones oculares y la sonda de 3,0 MHz se utiliza para exploraciones pélvicas. Un equipo de ultrasonidos puede estar equipado con varias sondas de diferente rendimiento para uso alternativo.
Tubos de rayos catódicos para visualización, cámaras multifotograma y grabadores de vídeo para grabación.
El espectrograma característico de la imagen USG utiliza diferentes niveles de gris entre brillante (blanco) y oscuro (negro) para reflejar la existencia e intensidad del eco. Sin ecos son áreas oscuras (sombreado negro), los ecos fuertes son áreas brillantes (sombreado blanco).
Una ecografía es una imagen de corte. Cambiando la posición de la sonda podemos obtener imágenes acústicas en cualquier dirección y observar el movimiento de los órganos activos. Sin embargo, el rango de visualización de la imagen no es tan grande y claro como el de las imágenes de rayos X, tomografía computarizada o resonancia magnética.
6 Tecnología de examen USG La exploración ecográfica generalmente se realiza en posición supina, pero también se pueden utilizar otras posiciones, como la posición de decúbito lateral. * * *Se puede cambiar durante la exploración.
La dirección de la sección puede ser transversal, longitudinal u oblicua.
El paciente toma una * * * adecuada, expone la piel, aplica el acoplador, descarga el aire entre la sonda y la piel y escanea la sonda cerca de la piel. Observe la imagen durante el escaneo. , congelar, congelar fotograma y observar con atención, tomar notas, tomar fotografías o vídeos.
Se debe prestar atención al tamaño, la forma y el eco circundante del órgano, especialmente el eco de la pared posterior, el eco interno, el estado de actividad, la relación entre el órgano y los órganos adyacentes y la actividad.
7 Análisis y diagnóstico de imágenes USG Al observar ecografías, primero debe comprender la orientación de la sección para identificar las estructuras anatómicas involucradas. Preste atención a los ecos circundantes, incluidos los ecos de borde de órganos y masas más grandes, para observar su tamaño, forma, ubicación y actividad. Se pueden utilizar cursores para medir su diámetro, área o volumen para determinar si está aumentando o disminuyendo. ¿Hay alguna hinchazón local? ¿Hay algún desplazamiento, cómo moverse, etc.? Es necesario observar los ecos internos de órganos y masas más grandes, incluida la intensidad, el número y la distribución de los ecos, así como las condiciones circundantes de los ecos (como las sombras silenciosas). Porque puede reflejar la naturaleza inherente de la estructura organizacional. También observe los cambios en los órganos adyacentes, incluido el desplazamiento por compresión o la lesión infiltrativa. Es difícil diagnosticar lesiones difusas basándose en cambios en el tamaño, la forma y el eco interno del órgano, mientras que es más fácil detectar lesiones que ocupan espacio dentro del órgano basándose en anomalías localizadas del eco interno.
Los cambios en la ecografía obtenidos mediante juicio integral. Si es una lesión localizada, determine la ubicación de la lesión (como qué parte de un órgano) y la naturaleza física de la lesión, ya sea líquida, sólida, que contiene gas o mixta; ; la naturaleza patológica, inflamación o tumor, benigno o maligno, primario o metastásico, cáncer o sarcoma, etc.
Las imágenes ecográficas pueden detectar fácilmente lesiones, determinar su ubicación y tamaño y determinar si son líquidas, sólidas o contienen aire. También puede distinguir entre lesiones benignas y malignas. Por ejemplo, las lesiones benignas tienen ecos claros a su alrededor, bordes lisos, ecos internos uniformes y sin atenuación obvia, mientras que las lesiones malignas tienen ecos poco claros a su alrededor, bordes rugosos, contornos irregulares e internos desiguales. ecos y áreas hemorrágicas y necróticas. No hay eco, pero la atenuación también es obvia.
La aplicación clínica de la ecografía diagnóstica USG se utiliza ampliamente en el examen del corazón, el abdomen y los órganos pélvicos, incluido el embarazo. Como diagnóstico de cáncer de hígado, hemangioma hepático, absceso hepático, cirrosis, cálculos y tumores de la vesícula biliar, enfermedades del páncreas y del bazo, ascitis, examen de riñones, vejiga, próstata, glándulas suprarrenales, útero y ovarios; examen de ojos, tiroides y mamas; examen del embarazo El diagnóstico, la posición del feto y la placenta y el juicio sobre fetos múltiples, muertes fetales, malformaciones fetales y lunares son de considerable valor (Figura 143).
Figura 143 Imagen ecográfica
A. Útero normal (↓) B. Quiste dermoide ovárico (↓) C. Embarazo (↓) D. Signo de la cabeza fetal (↓) E. Preuterino placenta (↓) F. Placenta previa (↓ orificio intrauterino) BL. Vejiga UT. Quiste uterino placentario AM. Líquido amniótico AF. feto