Ultrasonografía velocimétrica doppler: Introduccion y principio técnico

Los ultrasonidos se definen como ondas mecánicas con una frecuencia de oscilación elevada (más de 20 kHz), a las que se pueden aplicar las definiciones y las principales propiedades de la óptica.

En diagnóstico médico solo se emplean frecuencias entre 1-20 MHz. Si se envía un haz de ultrasonidos hacia los glóbulos rojos circulantes en un vaso, se produce el efecto doppler.

Este efecto o propiedad física se define como el cambio aparente de frecuencia entre un emisor y un receptor cuando hay movimiento relativo de ambos. Un ejemplo familiar es el tono de la bocina de un coche cuando se acerca o cuando se aleja de donde nos encontramos.

Este efecto fue descrito por el físico austriaco Christian Johann Doppler (1803-1853) y fue aplicado a la clínica, por primera vez por Satomura y Kaneko en 1958.

Principio técnico

Una sonda doppler con un cristal piezoeléctrico (emisor) se sitúa en la piel enfrente del vaso a explorar, emite un haz de ultrasonidos, cuya penetración en los tejidos subyacentes es facilitada por la aplicación de gel en la piel. Los ultrasonidos son reflejados por los eritrocitos en movimiento hacia un segundo cristal (receptor).

La piezoelectricidad es la propiedad de algunos materiales como el cuarzo basada en la capacidad de transformar energía eléctrica en mecánica y viceversa. Es por tanto la base de la ecografia-doppler.

El receptor, entre todas las señales recibidas, selecciona solo aquellas que proceden de los hematíes en movimiento y tras su amplificación, son dirigidas a un altavoz que facilita la audición y a un registro en forma de curva de velocidad (curva velocimétrica).

La tecnología más sencilla basada en el doppler es el doppler continuo que se emplea en las exploraciones vasculares habituales en la práctica clínica.

En el doppler continuo la emisión de ultrasonidos es continua, en contraposición al doppler pulsado que se emiten en forma de pulsos, ofreciendo una información cuantitativa de la profundidad a la que se produce el cambio de frecuencia doppler, se conoce también como dúplex, puesto que los instrumentos que lo poseen muestran simultáneamente la imagen en modo B y el análisis de la frecuencia doppler.

Este doppler pulsado se encuentra incorporado en los equipos ecodoppler actuales y que se desarrollará en otro capítulo. El transductor doppler pulsado es estimulado eléctricamente para producir una breve emisión de ultrasonidos (pulso) y después queda silente, a la escucha del eco antes de realizar una nueva emisión. Las señales recibidas son filtradas electrónicamente de forma que solo los ecos detectados en un estrecho intervalo de tiempo después del pulso y que corresponden a una determinada profundidad, contribuyan a la señal doppler.

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Si se desplaza la ventana en el tiempo y se elige su duración, se modifica a voluntad la profundidad y el volumen de medida, de este modo, pueden evitarse las interferencias originadas por estructuras en movimiento, como son las paredes vasculares, y por tanto medir un perfil de velocidad.

Si conocemos las características de los pulsos de ultrasonidos emitidos por la sonda doppler, la velocidad con la que se desplaza por los tejidos (aproximadamente 1540 m/s) y registramos las modificaciones producidas por el movimiento del eco recibido, podemos deducir la velocidad a la que se estaba desplazando el objeto insonado. En caso de la sangre podremos conocer la velocidad del flujo sanguíneo.

Debemos tener en cuenta que la velocidad relativa de los glóbulos rojos con respecto al transductor depende además del ángulo existente entre la línea que recorre el ultrasonido desde el transductor y la línea que determina la dirección hacia la que se mueven los glóbulos rojos, relación expresada en la fórmula:

  • V= FdxC/F0x2xcos θ V= velocidad del flujo sanguíneo
  • Fd= variación de frecuencia doppler
  • C= velocidad de propagación del ultrasonido
  • F0= frecuencia emitida θ= ángulo de incidencia del sonido con relación a la dirección del flujo.

Es necesario que al ángulo de incidencia del ultrasonido sea de 45º-60º, pues la variación de la frecuencia depende del coseno del ángulo. Para ángulos mayores de 90º el coseno es negativo, y por tanto producirá frecuencias doppler negativas.

El control del ángulo de incidencia es muy difícil con el Doppler continuo, pero esta limitación está superada en los equipos de ecodoppler actuales, ya que se realiza de manera automática.

Las sondas doppler que se utilizan emiten generalmente una frecuencia entre 2-10 MHz. Las frecuencias más elevadas (5-10 MHz) son útiles para los vasos superficiales (Figura 2) y las más bajas (2.0-3.5 MHz) para el estudio de los vasos profundos.

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