modelos ecograficos y doppler - ecocriticla aplicación del efecto doppler en la ecografía cardiaca...

Modelos Ecograficos yDoppler

F R E E D O W N L O A D

Book

Dra. María Serna Gandia

Dra. Monir Kabiri Sacramento

TABLA DE CONTENIDOS

Modos Ecográficos Modo M Modo Bidimensiona Modo Tridimensional Modo Doppler Lectura Recomendada

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05

06

07

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Doppler Pulsado

Doppler Continuo

Doppler Color

Doppler Tisular

Aplicación del Doppler

Estudio Cardiaco

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Modos Ecográficos

Los ultrasonidos (US) son ondas mecánicasgeneradas a partir de la deformación de un cristal

piezoeléctrico que se propagan a través de un medio.

Tras chocar con una estructura éstos son reflejados yanalizados por un transductor creando una señal enuna pantalla. Existen diferentes modos de aplicación

de los US. Los ultrasonidos permiten obtenerinformación estructural o bien hemocinética en

función del modo que se utilice.

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1MODO M

2MODO BIDIMENSIONAL

3MODO TRIDIMENSIONAL

4MODO DOPPLER

Es la primera modalidad de estudio que fue introducidaa finales de la década de los sesenta. Actualmente ha sidosuperada por la ecografía bidimensional y el Doppler,pero ofrece información acerca de las características delas estructuras en movimiento. Consiste en la emisión de un haz de US único, queatraviesa las distintas estructuras, generando ecosreflejados. El movimiento de las estructuras en elespacio se registra en una pantalla de forma continua,obteniendo así las características de movilidad de laszonas atravesadas por el ultrasonido. Fig 3.1.

MODO M

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CAPÍTULO UNO

Utilidad del Modo M: Actualmente su uso es limitado, sirvefundamentalmente para medir cavidades y valorar lacontractilidad miocárdica por el desplazamiento de lasestructuras en función del tiempo.

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MODO M

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Al contrario que en el modo M, la emisión de losultrasonidos no la realiza un solo cristal sino que sonnumerosos cristales alineados los que permiten emitirun haz de ultrasonidos que genera grandes sectores decorte de las estructuras, obteniendo así una imagenbidimensional de los órganos que se quieren estudiar.

MODOBIDIMENSIONAL

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CAPÍTULO DOS

Ofrece una visualización tridimensional de lasestructuras cardiacas.

MODOTRIDIMENSIONAL

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CAPÍTULO TRES

La aplicación del efecto doppler en la ecografía cardiacapermite medir la velocidad de la sangre y de los tejidos. El efecto doppler consiste en el cambio de frecuenciaque se produce en la recepción de las ondas deultrasonidos (US) cuando éstas son emitidas por unafuente generadora fija y son reflejadas por un objeto quese encuentra en movimiento. Un ejemplo clásico sería eldel sonido de una sirena, que cambia de entonaciónsegún se acerca y se aleja. El cambio de frecuencia del sonido del objeto enmovimiento es lo que se conoce como “variacióndoppler” y es lo que permite estimar la velocidad delobjeto (en este caso, la sangre o el tejido miocárdico)respecto al receptor (el transductor).

MODODOPPLER

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CAPÍTULO CUATRO

Si ambos objetos se encuentran en reposo, la frecuenciaemitida es igual a la frecuencia de recepción. Si el objeto enmovimiento se acerca al receptor, las ondas son levementecomprimidas y la frecuencia de recepción es mayor que laemitida. Cuando el objeto se aleja del receptor, las ondas seexpanden levemente siendo la frecuencia de recepciónmenor.Por este motivo, cuando una ambulancia (objeto enmovimiento) se acerca hacia el observador (objeto fijo) susonido se percibe como agudo, mientras que al alejarse esgradualmente más grave. Fig 3.2.


CAPÍTULO CUATRO

A esta diferencia en la frecuencia del sonido en función delmovimiento del objeto se denomina desviación doppler. Ladesviación doppler queda definida por la ecuación dopplerFig 3.3:

Según la fórmula de Doppler, el ángulo entre el haz de US yla dirección del objeto interrogado condiciona que ambosdeban estar lo más alineados posible. Si se encuentranparalelos (ángulo doppler 0), el cos 0º es igual a 1, por lo quese obtiene una medida exacta. Cualquier ángulo mayor quecero, supondrá un error en la medición, no siendo posiblemedir la velocidad del objeto en movimiento cuando elángulo entre ambos seade 90º (haz de US y objetointerrogado perpendiculares, ya que cos 90 = 0). El menorángulo permitido en la práctica es de 20º (cos 20º = 0.94) yaque supone un error de la medición tan solo del 6%. Fig 3.4.


CAPÍTULO CUATRO

La aplicación del efecto doppler en ecografía permite valorarcualitativa y cuantitativamente los flujos sanguíneos,determinando su dirección y velocidad. Dado que en elcorazón no solo se mueve la sangre, sino que también semueven los tejidos, se puede también medir la velocidad delas fibras del miocardio mediante el doppler. La representación gráfica del mapa de velocidades del objetointerrogado respecto al tiempo se conoce como dopplerespectral. En la señal de audio, el volumen representa laintensidad de la señal y la frecuencia del sonido correspondea la velocidad del objeto. En base a esto se puede obtenerinformación acerca de la dirección del flujo, su uniformidad ysu velocidad. El espectro se representará como una deflexión positivacuando el objeto se acerca hacia el transductor y comonegativa cuando se aleja del mismo, lo que permite conocer ladirección del objeto y así estudiar flujos cardiacos. Fig 3.2.


CAPÍTULO CUATRO

La línea doppler es una representación del haz de USpresentada sobre la imagen bidimensional que se debe situarsobre la zona a explorar para conseguir la mejor alineaciónposible entre el haz y el objeto. Según las características delflujo y la representación de su espectro, se puede saber si elflujo es laminar o turbulento. Cuando la velocidad del objetointerrogado es uniforme (flujo laminar) se obtiene unespectro fino de frecuencias; sin embargo, cuando el flujo quese mide tiene distintas velocidades (flujo turbulento), elespectro obtenido es más heterogéneo y ancho. Fig 3.5.


CAPÍTULO CUATRO

Existen dos tipos de doppler espectral: doppler pulsado ydoppler continuo Fig 3.6.


CAPÍTULO CUATRO

Consiste en que el transductor emplea un único cristal queactúa como emisor y receptor del pulso de ecos. Dicho cristalemite un pulso de ultrasonidos y después de un determinadotiempo, equivalente a la profundidad del punto de medición,lo recibe y lo analiza. El punto donde se realizala medición esel volumen de muestra. De esta manera, se puede conocer lavelocidad del flujo en el punto de la línea donde se sitúa elvolumen de muestra. Esto condiciona una de lascaracterísticas del doppler pulsado, que es la resolución derango, donde el espectro queda representado por un bordebrillante con un interior negro, lo que se traduce envelocidades homogéneas por unidad de tiempo procedentesde un mismo punto Fig 3.7.


Doppler Pulsado

CAPÍTULO CUATRO

Limitaciones del doppler pulsado: La principal limitación es la incapacidad para medirvelocidades altas, y esto es debido a varios fenómenos. Enprimer lugar, dado que la frecuencia de repetición de pulsos(FRP) depende del tiempo que tarda en recibir el ecoreflejado, a mayor profundidad del volumen de muestramenor es la frecuencia de emisión que puede transmitir eldoppler. Esto significa que la velocidad máxima que puededetectar viene determinada por la profundidad a la que sesitúe el volumen de muestra. Por otro lado, la señal del doppler pulsado se satura cuando sesupera la velocidad máxima que es capaz de medir conexactitud para cada frecuencia de repetición de pulsos. Estavelocidad máxima se denomina Límite de Nyquist. Cuando sesupera esta velocidad máxima se produce el fenómeno deAliasing. El fenómeno de Aliasing tiene lugar cuando un fenómenocíclico (emisión de ultrasonidos a una frecuenciadeterminada) se observa de forma también cíclica (frecuenciade recepción de pulsos). Se sabe que a mayor frecuencia derecepción de pulsos, mayor será la velocidad máxima que sepuede detectar. Cuando la velocidad del flujo que se quieremedir es mayor que la frecuencia de recepción de pulsos, elsistema se satura y aporta información errónea. Es decir,cuanto mayor es la velocidad de un objeto, más veces hay quemirarlo para detectar dicho movimiento y determinarcorrectamente su velocidad. Si la frecuencia con que se mira


CAPÍTULO CUATRO

es demasiado baja se detectaráerróneamente que la velocidaddel objeto es más lenta de lo que realmente es. Así, cuando lavelocidad sobrepasa el límite de Nyquist, el sistema lamuestra como velocidades erróneamente invertidas, máslentas de lo que son. Para poder detectar correctamente lavelocidad de un objeto, la frecuencia de muestreo debe ser almenos dos veces la frecuencia de emisión. Por tanto, el fenómeno de aliasing se puede disminuirreduciendo la profundidad a la que se sitúa el volumen demuestra, lo que aumenta la frecuencia de repetición depulsos, pero también modificando la posición de la línea debase. En resumen, el doppler pulsado es un método útil paradeterminar la velocidad de flujos que permite la localizaciónespacial, pero limitado para velocidades altas. Utilidad del doppler pulsado: Dado que la mayoría de las velocidades de los flujosintracardiacos son bajas (1-1,2 m/seg), se puedenestudiarmediante doppler pulsado. Se emplea, entre otras cosas, paravalorar el flujo mitral y determinar la función diastólica delVI, calcular el volumen sistólico, cuantificar flujos patológicostransvalvulares o en la evaluación de flujos anómalos(cortocircuitos, comunicaciones entre cavidades).


CAPÍTULO CUATRO

El transductor emite y recibe de forma simultánea. Dentrodel transductor, un cristal actúa como emisor y otro comoreceptor. La emisión continua de ultrasonidos determina lascaracterísticas del doppler continuo:

No presenta limitación de frecuencia de repetición depulsos y por tanto no tiene límite para la detección develocidades, permitiendo registrar altas velocidades inclusosuperiores a 6 m/s.

No tiene resolución de rango, registrando las velocidadesen todo el haz de ultrasonidos y no en un punto específicoa diferencia del doppler pulsado, por lo que no tienelocalización espacial.

La representación del espectro del doppler continuo esbrillante tanto en el borde como en su interior, lo quesignifica que se detectan todos los rangos de velocidadespresentes a lo largo de todo el haz de ultrasonidos.


Doppler Continuo

CAPÍTULO CUATRO

Utilidad del doppler espectral continuo: Esta modalidad permite detectar velocidades altas, como lasque se producen a través de orificios estenóticos y evaluar lasinsuficiencias valvulares. Sin embargo, no permite diferenciarflujos cercanos y lejanos, por lo que no se puede determinarel punto exacto al que se producen lasvelocidades elevadas.Fig 3.8.


CAPÍTULO CUATRO

Estrictamente hablando, se trata de un doppler pulsado en elque se representa un mapa de velocidades mediascodificadas en color, superpuesto a la imagen bidimensional,permitiendo relacionar el flujo sanguíneo con la anatomíacardiaca. Utiliza múltiples volúmenes de muestra enmúltiples líneas de un área anatómica determinada,asignando un color a las diferentes velocidades obtenidas. Secrea así un mapa de color que aporta información acerca dela localización y dirección de los flujos intracardiacos, suvelocidad y su naturaleza (laminar o turbulento). Fig 3.9.


Doppler Color

CAPÍTULO CUATRO

Es un modo rápido de localizar los flujos que se puedeemplear como primera aproximación para el estudio condoppler espectral. El mapa de color que se obtiene va a depender de variosfactores, como el tamaño de la caja de color, la calibración dela máquina de US, la velocidad, dirección, sentido y patróndel flujo y el aliasing presente por tratarse de un dopplerpulsado. Caja de color. El área que se explora mediante doppler colorrecibe el nombre de “caja de color”. Ésta debe ser del tamañosuficiente para explorar aquella región de interés, pero nodebe abarcar la totalidad de la imagen, ya que una caja decolor demasiado grande disminuye la resolución temporal delestudio y aumenta el aliasing. Características del flujo. Los flujos se representan mediantecolores, cuya escala se corresponde con una escala develocidades centrada en una línea de base. De esta manera,observando el mapa de color se puede conocer las siguientescaracterísticas del flujo:

Dirección del flujo. Los flujos que se acercan al transductorse representan mediante colores por encima de la línea debase; los que se alejan, por debajo de la misma.Velocidaddel flujo.Cada color corresponde a una velocidad,quedando los flujos de menor velocidad representados porcolores más cercanos a la línea de base y los de altavelocidad, al final de la misma. Habitualmente, la escala se


CAPÍTULO CUATRO

Sentido del flujo. Por convención, los flujos que se acercanal transductor se representan en rojo y los que se alejan enazul.

Patrón del flujo. La homogeneidad del mapa de color nosindica que se trata de un flujo laminar, mientras que lapresencia de un patrón heterogéneo en forma de mosaico,con todo el espectro de la escala de color sugiere un flujoturbulento. La varianza se representa por la aparición delcolor verde, indicando una mayor dispersión de lasvelocidades respecto a la velocidad media y por tanto, unflujo turbulento.

Aliasing. Al tratarse de un doppler pulsado, el doppler colorpuede sufrir aliasing, que se representa como un mosaico decolores. Así, cuando la velocidad del flujo que se midesobrepasa el límite de Nyquist, el sistema lo representa comomúltiples velocidades en múltiples direcciones. La zonadonde se inicia el aliasing representa una zona de flujo develocidad máxima (linea blanca) conocida como el límite deNyquist, a partir del cual las velocidades más altas aparecencon colores invertidos.


activa automáticamente a su límite máximo, entre 60 y 70cm/seg. Una escala alta excluye los flujos de baja velocidad.La escala de color se puede ajustar para detectar flujos debaja velocidad, disminuyendo el límite de la misma, peroaparecerá aliasing a velocidades menores que con la escalaalta.

CAPÍTULO CUATRO

Para disminuir el aliasing en el doppler color se puede reducirel tamaño de la caja de color, aumentar la escala (detectandovelocidades más altas a costa de excluir los flujos de bajavelocidad), disminuir la frecuencia de US (a menorfrecuencia, mayor velocidad detectada) o modificar la líneade base. 3.10


CAPÍTULO CUATRO

Se trata de una forma de doppler pulsado que en lugar demedir la velocidad de la sangre, mide la velocidad de lostejidos miocárdicos por medio del análisis de las ondas quereflejan. Registra las velocidades de desplazamientomiocárdico durante el ciclo cardíaco. Se caracteriza por ser una señal doppler de muy bajavelocidad, entre 1 y 20 cm/seg, por lo que habrá queaumentar la escala de velocidad y dar ganancia a la imagen.Hay que recordar que se trata de un tipo de doppler, por loque es importante tener en cuenta el ángulo de intersecciónentre el haz de ultrasonidos y la dirección de movimientodel tejido a medir. Utilidad del doppler tisular En un plano apical de cuatro cámaras, situando el volumende muestra a nivel del anillo mitral y tricuspídeo, se puedeevaluar tanto la función sistólica como la diastólica delventrículo izquierdo así como la función sistólica delventrículo derecho. Se obtieneuna onda de doppler espectralque representa elmovimiento de las fibras longitudinales delmiocardio a niveldel anillo mitral (bien en el la región lateralo septal) o


Doppler Tisular

CAPÍTULO CUATRO

tricuspídeo. Dicha onda estará formada por trescomponentes, uno sistólico anterógrado (correspondiente alascenso del anillo valvular hacia el ápex cardiaco en la sístole)y dos ondas retrógradas diastólicas. Fig 3.11 A nivel del anillo mitral este espectro retrógrado esequiparable al patrón doppler de llenado mitral, con unaonda E y una onda A. La proporción entre estos valores y losobtenidos del flujo mitral permiten estimar la presión capilarpulmonar. A nivel del anillo tricuspídeo, la onda sistólica es unparámetro de función ventricular derecha.


CAPÍTULO CUATRO

Principio de Bernouilli A partir de la ecuación de doppler, se pueden obtener lasvelocidades de la sangre en diferentes puntos de lascavidades cardiacas. Cuando aparece una alteración valvular(estenosis o insuficiencia) el parámetro de velocidad se va aver alterado. Aplicando el teorema de Bernouillisimplificado (P1-P2 = 4V2) se puede conocer el gradiente depresiones entre dos cavidades a partir de la velocidad delflujo a la salida de la válvula que las comunica Fig 3.12.


Aplicacion del Doppler

CAPÍTULO CUATRO

CAPÍTULO CUATRO

Utilidad del doppler en el estudio cardiaco Gracias al doppler se puede estudiar:

Velocidades máximas y medias de los flujos transvalvulares

Tiempos: tiempos de llenado, de contracción o relajaciónisovolumétrica, tiempo de deceleración del llenado mitral,tiempo de hemipresión, entre otros

Distancias a partir de trazados de la línea de doppler, útilpara realizar la integral velocidad tiempo y estimarvolúmenes

Gradientes máximos y medios, obtenidos a partir delprincipio de Bernouilli, que permite estimar un gradientede presión a partir de una velocidad medida mediantedoppler

Con todo ello se puede:

Calcular el área valvular en caso de estenosis

Cuantificar las insuficiencias

Estimar presiones intracavitarias

Estimar volúmenes para cálculos hemodinámicos


Estudio Cardíaco

http://anestesiar.org/2016/conocimientos-basicos-en-ecografia-el-odioso-doppler/ https://www.youtube.com/watch?v=fI0SwkHF_LI

LECTURARECOMENDADA

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GraciasSOCIEDAD ESPAÑOLA DE ECOGRAFÍA EN CRITICO

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