RUMACK - Eco Doppler

5/11/2018 RUMACK - Eco Doppler

1/14

Capitulo 1 I H sic a d e lo s u ltra so nld os 21

utiles p orq ue p erm ite n id em ific ar un tipo especffico de re-Hector, como un dip quinirgico. Los artefacros de reverbera-cion pueden redueirse 0elirninarse por 10 g en er al c amb ia ndod :inguJo de exploracion 0 la ubicacion del rransducror .parae vi ta r l as inrerlases p ar al el as q ue con tr ib uy en a l artefacro.La refraccion desvia e l haz de ulrrasonidos con jnsona-c io n d e e sr ru ct ur as que no esran en e l eje del transducror,La s re ll exiones se derectan y represenran en laimagen. Estohace que en la im ag en aparezcan estructuras que en realidadestan fuera de la zona que esra siendo explorada (vease figu-ra 1-7). De forma similar, los escoramientos larerales pue-den producir e C O S confuses que surgen de haces de sonidopo r fuera del haz de ultrasonidos principal (figura 1-25).Estes arrefacros riene n irnporrancia chnica porque puedenda r la irn pre sio n d e e stru ctu ras 0 restos en las estrucrurasque contienen Ilquido (figl!ra 1-26), Los escoramientos la-cerales pueden provocar tam bien errores de rnedicion al re-ducir la resolucion lateral. 19ual que la mayorla de los dernasartefacros, la reubicacion del rransductor y de SI) zona deenfoquc 0 el uso de uri transductor diferente suele perrnirirLadisrincion entre ecos verdaderos y por arrefactos.Los a rt ef ac to s puedcn r ar nb ien elirninar ecos reales de Ia

pantaJla U oculrar informacion, y puede pasarsc por alro unh al la zg o impo rt an re . La formaci6n de sombras se debe auna reduccion pronunciada d e l a i nt en si da d de los ultraso-nidos en profundidad a LUl reflector a amortiguador po-tenre. La sornbra provoca una perdida parcial 0total de in-formacion debido a atenuacion del sonido po r es tructu ra ssuperficiales. Orra causa frecuenre de perdida de informa-cion para la imagen es el ajuste inadecuado de la ga.nanciay CCT del sistem a. M uchos ecos de baja intensidad esrancerca de los niveles de ruido de l aparato, por lo que se ne-

FIGURA 1-24. ArtefactoporreverberadOn. Lo s arrefacros porreverberacion surgen cuando la seria l deulrrasonidos se refleja de t al rransductor, 5[0 aparecc en laimagen como una serie de ecos con separacionrtgular a mayor prof1Jndid~rl. FJ eco a laprofundidad 1 seproduce por reflexion simplede una interfase po rente. Los ecos a laprolun d idad 2 a 4 se producen por rellexionesmulriplcs entre esta inrerfase y la superficie(imagen simulada).

cesita experiencia y habilidad para ajustar el aparato y ob-t ene r l a maxima inform acion con e l minima ruido, Un a n -gulo de ex:ploracf6n inadecuadu, una.penetracion insu-fidente y una escasa resolucion pueden provocar la perdidad e i nf ormac io n relevante. La seleccion poco cuidadosa dela frecuencia del transductor y la falta de arencion a las ca -racrerlsricas focales del haz provocan la perdida de infor-macion dinicamente importante a pa rt ir d e r ef le ct or es p ro -fundos de baja arnplitud y objetivos de pequeno camano.Los arrelacros ecograficos pueden alrerar el tarnafio, la for-ma y la posicion de esrructuras. POI ejemplo, cuando el rra-yecro del eco de vuelta no es desperado, el eco aparece enuna loca1izaci6n incorrecta en la imagen y se produce unartefacto multitrayecto ( fig ur a 1 -2 7) .

ECOGRAFlA DOPPLERLa ecograHa convencional en modo M ernplea recnicas detransrnision, deteccion y presenracion en imagen de pulsesde ultrasonid os , Los pulsos breves de energia de ulrrasoni-dos emitidos pOl"el transductor son reflejados por las inter-fascs acusricas en el interior del cuerpo. Una secuencia pre-cisa permire dererrninar la profundidad a la q ue s e o rig in anl os e co s. Cuando la o nd a p uls ad a de ulrrasonido es reflejadapur uua interfasc, 1a serial retrodispcrsada (reAejada) con tie-ne i nf ormac io n sob re ampl ir ud , rase y frecuencia (fJ.gura 1-28).Esta informacion perrnite deducir la posicion, naruraleza ymovimienro de la imerfase que refleja d puIso. La ccografiaen modo B e rnpl ea solo la informacion sabre am plirud de lasefial rerrodlspersada para generar la imagen; con diferenciasen la porencia de los reflectores representadas en l a i .magen


2/14

22 Parte I I Ffs ica

en sombras de grises distintas, Los objerivos que se rnuevencan rapidez, como los hemaucs e J .1 el rorrcntc sanguineo,producen ecos de baja amplitud que no suelen representar-e en ia imagen, produciendo un patron relarivamenre ane-coico en el interior de la luz de los grandes vases,Aunque la represenracion en escala de grises esra basada en

Ia arnplirnd de Ia serial de ultrasonidos retrodispersada, existeinformacion adicional en los ecos de retorno que puede utili-zars e para evaluar e l movimienro de ob je ri vo s mov il es , Cuandoun sonido de a lt a f recuencia a lcanza una interfuse estaciona-ria, el ultrasonido retlejado tiene esencialmenre la rnisrna fre-cuencia 0longitud de onda que el sonido rransmitido (figu-ra 1-29A). Si, no obstante, la interlase reflectanre se mueverespecro al ha z de sonido emitido por el rransductor, s e p ro -duce: un cambio en la frecuencia del sonido dispersado pOl' e Iobjeco en movimiento (veaseIigura 1-29B, C). Este cambio defrecuencia es directarnenre p.roporcional a Javelocidad con quela interfase reflecrante se mueve respecto al transductor yesuna consecuencia rll'l efecto Doppler. La relacion enrre la fre-cuencia del ulrrasonido de retorno y la velocidad del reflectorqueda dererrninada por la ecuaci6n Doppler:

5

FIGURA 1-25. lobulus laterales. A un quc la m ayo riade Ia energia generada por el transductor es emirida como un haza 10 largo del eje central del rransductor (A), pane de Ia energla seernite rarnbien a ambos lades del haz princ ipa l (B y C) .Se denorninan lobules o haces larerales y preseman rnenorinrensidad que el haz primario. Los haces laterales pueden alcanzarreflectores potentes fuer-a del plano de exploraciori y dar lugar aarrelacros reprcscnrados en la imagen. (Vease rarnbien figura 1-26.)

La desviacion de la frccucncia Doppler es AF; FR es la fre-cuencia del sonido rcflejado por e l objero en movimiemo; F Tes la frecuencia del sonido ernirido por el rransducror, v esla velocidad del objetivo lracia el transductor y c es la "do-cidad del sonido en e l medic. La desviacion de la fiecuen-cia t ' lF, como ya hernos descrito, s 6 1 0 se aplica si el objerivose rnueve d irectamenre hacia 0 lejos del transd uctor como sernuestra en la Figura 1-,30A. En Ia mayorfa de las aplicacio-ne s clfnicas la direccion del h a z de ulrrasonidos no es direc-

FIGURA 1-26. Artefacto de los haces laterales. La imagen transversal de la vesicula biliar rnuestra un eco interno brillanre (A)que sugiere una banda 0 sepro en la vesfcula .sro ~"' lin ortef"cto de lobules Iaterales debido a la presencia de un pmenre reflecror Iuera delplano (B) y medial a la vesicula biliar, Los ccos de bajo nivel en la porcion dependiente de la vesicula (C ) son rambien un arrefacto GILISadOpor el mismo fenorneno. Los artefacros de los lobules larerales y los de grosor de cone son de irnporrancia clinica rorque pueden crear laFalsa irnpresion de derritus en d interior de esrructuras repletas de liquido. As! como la mayoria de arrefacros, e l reposicionamienro 0 e lcambio de rransducto r premirira habitual mente disringuir estes arrefactos de los ecos verdaderos,


3/14

Capitulo 1 / Hsica de los ultrasonidos

A

23

BFIGURA 1-27. Artefa.cto multitrayecto .. Los ccos relle jados por el diafragma (A) y 13.ared de un quiste ovarico (B) crean trayectoscomplejos de ecos hacia el rransductor. Esro provoca la representacion de estes ecos a una mayor pwfundidad de la que deberian aparecer,En A, esto produce una imagen artefacrada del higado por enci rna del diafragrna (imagen simulada). En13, el elecio cs mas suril y ricnc masprobabil idad de producir un diagnostico erroneo porque el arrefacro indica un nodule mural en 1 0 que en real idad es un simple quiste ovarico.

FIGURA 1-28. Informadon retrodi5persada. La sefialde ultrasonidos rctrodispersada contiene informacion de amplirud,fase y frecuencia. Las sefiales Bye difieren en amplirud, perorienen b misma fl'ecuenc;o. T". diFerencias de arnplirud se empleanpara gencrar imagent:S en modo B. las sefiales A y B difieren enfrecucncia pem tiencn amplitudes similares, Estas diferenciasde frecuencia sen e] fundarnento de la ecograffa Doppler.

1 : 2 . hacia a Iejos de la dircccion del Hujo y eI .haz de ultraso-nidos se acerca habirualmenre a l objerivo movil formando uningula denominado angulo Doppler (figura 1-30B), En estecaso la desviacion de la frecuencia L'lF d isrninuye en pro-porcion a l coseno de este angulo, Par tanto,

donde 8 es el anguJo entre el eje del flujo y el haz de ultra-sonido incidente. Si puede rnedirse e I angula Doppler cs

posiblc calcular la vdocidad d el A ujo . L a esrimacion preci-sa de la velocidad del objetivo requiere una medici6n pre-cisa tanro de Ia desv iacion de laIrccucncia Doppler como delingulo de insonacion respecco ala direccion del objerivo enmovimiento, Conforme el ingulo Doppler, 8, sc aproxirnaa 90, el coseno de f . : l se aproxirna a cera. Pard u.n ingulode 90 no cxiste rnovimiento relarivo del objetivo hacia 0 le-jos del transductor y no se detecta desviad6n de frecuen-cia Doppler (figura 1-31). Dado que el coseno de l anguloDoppler cam bia COil rapidez en e I caso de angulos rnayorcsde 60, una correccion precisa del ; ingulo requiere que la s me -diciones Doppler se hagan con angulos rnenores de GO".Porencirna de 60, los cam bios relativarnenre Icves del anguloDoppler se acornpafiau de carnbios notables en eos8, y , portanto, un pcqueno error en la estimacion del ingulo Dopplerpodrla ocasionar un error sustancial en la estimacion de lavelocidad. Estas consideraciones son importances al urilizarinstrumental tanto dup le x c omo flujo color porclue la ima-gen 6ptima de la pared del vasa se obtiene cuando el eje deltransducror PS perpendicular a la pared, rnienrras que cuan-do e l eje del transductor y la direccion del flujo forman unangulo relacivarnenre pequeno;; se alcanzan las maxirnas di-fecencias en lu fi:ecuellcia Doppler,

En aplicaciones vasculares periferims e s muy re comen da blecorregir para el angulo Doppler las frecuencias Doppler me-didas para calcular la velocidad, Esto perrnite 1 0 1 comparacionde dam s procedentes de diferemes sistemas can disrinras Ire-cucncias Doppler y elimina el error de interpretacion de losdatos de frecuencia olncuidos para difercntcs ingulO.5Doppler.En aplicaciones abdominales se recornienda realizar medicio-nes de Ia velocidad corregida para e 1 3.ngulo, aunque a me-nuda se realizan evaluaciones cualitativas del fluju emplcando


4/14

24 Parte I I Hsica

FR

AObjetivo estactonarto: (FR - FT) = 0

{\ (\ FT/\ (\ . .I T O I T O. . ~ A f\f\11 F R 0 1 )B

Objet lvo en movimiento hacia el transduclor: (FR - FT) > 0

1 1 1 1 1 1 1 ~ _ I I I I I \ \ l l l i l l f\i\ o v(\ I)l T V...(\ I)v V

cObjetivoen movimiento alejandose dellransduclor: (FR - FT) < 0FI


5/14

C a pit ulo 1 / F fs ic a d e lo s u ltr as on id os 25

A F = F R - F T = 2 . F T VC FIGURA1-30. Ecuaciones Doppler. Laecuacion Doppler describe la relacion entre la

d es via cio n d e la frecuencia Doppler y I"velocidad del objerivo. A. En su [urma massimple, sc sLlpone que Ia direccion del haz deu lrraso nid os e s p ara lc la a la d i reccion demovirnienro del objerivo. Esra siruacion esin us ua l e ll la pracnca cllnica. Can m a s[recuencia, e] ult rasouido choca contra e] vasoformando Wl angulo,e. B. En este c as o l adesviacion de la frecucncia Doppler derecrada esreducida en proporciori al coseno de 8. (Tom adod e Me rr ir c CRB : Doppler US : T he basics.Radiographies 1991 ;11:109-119.)

A

,

A F = FR - FT = 2 . FT ' V . eosScB

e ; ; ; ; ; 900cosa = 0,0

FIGURA 1-31. Efecto delangulo Doppler en ladesviadon de frecuenciadetec::tada por el transduc::tor.Para un ingulo de 60 la desviacion defrecuencia derecrada es de tan solo el5 0% d e L adesv iacio n d etecrada p araun angulo de 0.A 90 no cxisremovimienro relarivo del objetivo haciao lejos del transductor, y no se detecradesviacion de la frecuencia.La desv iac ion de l a f recuencia Dopplerderecrada disminuye en proporcion alcoseno del a llg ulo D op ple r; S er ec or ni en da u ri li za r a ng ul os Dopplermeno res de 60~ para efecruar lo sc il cu lo s d e v el oc id ad porqu e e l c os enodel ingula cambia rlpidamcnte COilaIigulos superiores a 60 . (Tornado deMerritt C RB: D op ple r U S : T he basics.Radiographies 1991 ;11:109-1l9.)

8 = 60

8 = 0cosa = 1,0

AF 1,0


6/14

26 Parte I / Fisica

A

1 1 f _ - . . . .

t _ .. ;0 , . i .. IB

FIGURA1-32. Represenfaclon Doppler. A. Espectro defrecuencia Doppler en cl que se observan los cambios en 1"velocidad ydircccion del flujo mediante deflexiones verricales de la onda por encima y debajo de la linea basal. La anchura de la onda espectral(ensanchamiento espectral) csra determinada por e I raogo de frecuencias presemes en un insrante del tiernpo ( jl echa ra ja ) . Se ernplea unaescala de brillo (gri~es) para indicar la arnplitud de cada componeme de Frecucncia, B. Imagen Doppler can flnjo en color. Los datos deamplitud de ohjetivos esracionarios SO[l e J furrdamenro de la imagen en modo B. La fase de la sefial proporciona informacion sobre lapresencia y direcci6n del movirniento, y los cambios en la frecuencia estan relacionados con la vclocidad del objerlvo. La, sefialesrerrodispersadas por lo s hernatfes se reprcsenran en color en tun


7/14

Capitulo 1 I Ffsica de los ultrasonldos

transductor { figura 1-3 3A J. A unque la ecografla D oppler O Cpermire dererrninar la direccion del flujo, estes aparatos noperrniten discriminar el movirniento procedente de diferen-res profundidades Yresulta diffcil, si no imposible, deterrni-riar el origen de la senal detecrada. Los aparams de ecugra-Aa Dopp le r OC bararos y portaziles se emp lean principalmeateala cabecera del paciente 0 de forma intraoperarcria para ron-f irmar I a p re se nc ia de flujo en vaso s supertlciales.Debido a las Iimitaciones de los sistemas de OC, la rna-

y orfa d e las apl ic ac io ne s empl ea n onda D opp ler pulsada conrango sincronizado En lugar de la emision de una ondacontinua de ultrasonidos, los aparatos Doppler de onda pul-sada em iten pulsos breves de energia u lt ra so ni cs ( ve as e ligu-fa 1-33B). EI uso de pulses de sonido perrnire utilizar el in-cervalo d e ti er np o e nt re L a rransrnisicn de u n p ul se y el retornodel ec o para dererrninarla profundidad a la que se produceIa desviaci6n Doppler. En un s is tema Dopp le r con onda pul-sada e s po sib le c cn tro la r la fo rm a, profundidad y posicion de lvolu men sensible del que obtenernos los datos de flujo.Cuando se combina can un aparaco en modo B en riemporeal 2-D en forma de aparato duplex, es posible controlar ymonitorizar con precision la posicion de la rnuestra Doppler,

LlMITACIONES DE LA IMAGENDOPPLER CON FlUJO EN COLOR

D e p e n d e n c ia del anquloAl iasingIn ca pa cid a d p ara re pre s e nta r to do e l e s pe ctroDoppler en la imagenArtefactos causados por e l ruido

A

27

La eoograffa Doppler udlizada con m a s frecuencia paraaplicaciones ciinicas es la im.agen Doppler con flujo en co-lor (figura 1-34A)~. En los sistemas de imagen con flujo encolor, la informacion sobre e l B ujo se represenra como unacaracreristica de la propia imagen. Los objetivos estacionarioso con movirnienro lento son el Fundamento de la imagen enmodo B. L1 fa se d e la serial proporciona informacion sabrela presencia y direccion del movimienro, y los carnbios en lafrecuencia de la serial de eeo estan relacionados con la velo-c id ad d el o bje tiv o. Las se fiales re rro disp ersa da s d e lo s h em a-ties se represeman en color como una funcion de su movi-mienro hacia 0 lejos del rransducror, y se ernplea e l grado desaturacion del color para indicar [a velocidad relariva de l os h e-matfes en movirniento, La imagen Doppler con flujo en co-lor amplfa la eeografla duplex convencional a l aportar pro-piedades adicionales, El USo de la saturation de l c olo r p ararepresenrar variaciones en la &ecueneia de desviacion Dopplerperrnite una estimacion semicuantitativa del flujo a partirde la imagen, siernpre que se rengan en cuenra las variacionesen e l angulo D oppler. L a rcpresentacion del flujo a 10 largodel campo de im ag en p erm ite o bse rv ar en r ed o mo rn en ro laposicion y orienracion del v as a deinreres, La representationde informacion espacial respecto a la velocidad es ideal pararepresemar peg uefias zonas de rurhulencia localizada en el in -terior de un vasa, 1 0 qlle perrnite derecrar estenosis o irregu-latidad en la pared del vaso por aterorna, rraum atism o U orralesion. Se obs er ve e l f1ujo en rodos los puntas de l interior de lvaso, y se repreSeJ1,ran los chorros esten6ticos y las zonas deturbulenda loealizada que podrfan pasar desapercibidos cone l apararo duplex. EI contraste del flujo en el interior de laluz dd vaso: 1) pcrmitc la visualizacion de vases pequefiosq ue r es ult an i nv is ib le s c ua nd o se ernplean metodos convencio-nales y 2) rnejora la visibilidad de las irregularidades en la p a-

BFIGURA 1-34. Doppler en modo potencia y con flujo en color. A. La. imagen Doppler con fIujo en color ernplea unmo.p" d" colnr para represerirar la informacion segtin la dcrecciori de las desviaciories de frecue.ncia de objerivos en rnovimiento. El nuda enesra forma de represenracion aparece en [ado e I espectro de frecuencia y lirnira fa sensibilidad. B. La imagen Doppler en modo potenciaemplea un mapa de color para mosrrar la disrribucion de la porencia a amplirud de la senal Doppler, El l esre ripo de reprcsenracion no seaporta informacion sobre la direccion y veJocidad del flujo, pero se reduce eJ ruido, 1 0 que perrnire un mayor ajusre de ganancia y mcjora lasensibilidad para la deteccion del flujo,


8/14

28 Parte 1/ Hsica

red. La imagen Doppler con flujo en color ayuda a dererrni-nar la direccion dd Ilujo y a medir el augulo Doppler conprecision. Las limitaciones de la imagen Doppler con flujoen color son ladependencia del angulo, aliasing, incapacidadpara representar todo el especrro Doppler en la imagen y losartefactos provocados por e I ruido.

Doppler en modo .potenciaUna aitcrnativa a la representacion de la informacion sobrelrecuencia mediante imagen Doppler con flujo en color ese I uso de un mapa de colores que representa la potencia in-tegrada de la sefial Doppler en lugar de su desviacicn de fno-cuencia media (veasefigura 1-34B)9. No exisre aliasingd4doque nose represenra la informacion sobre desviacion de lafrecuencia. La imagen no aporta informacion relacionadacon la direccion 0velocidad del flujo y la imagen Doppleren modo porencia esmucho rnenos angulo-dependiente queb represenracion Doppler con flujo en color basada en lafrecuencia, En conrrasrc con la imagen Doppler con flujo encolor, en la que puede aparecer ruido en la imagen en for-ma de cualquier color, lairnagen Doppler en modo poren-cia perrnire asignar a l ruido un color de fonda' homogeneoque no inrertiere de forma notable can fa imagen. Esro con-siguc un aurncnro relevanre del rango dinamico uti! del apa-taro, perrnire un mayor ajuste de g


9/14

Capftulo 1 / Flsica de los ultrasonidos

caciones esta relacionado con la presencia de flujo. El signode la desviacion d.e Ja frecuencia (posirivc 0 negarivo) indicala direccion del flujo respecro al rransducror, La estenosis de lvasa se asocia de forma caracterlst ica a mayores desviacionesde Ia Irecuencia Doppler tanto en sfsrole como en diastole enelpuma de mayor estrechamiento, COil Bajo turbulenro en re -g io ncs p oste ste no tic as. E n los v ase s p er ife ric os , e l a na lis is delos carnbios Doppler permite una prediccion precisa del gra-do de estrecharniento del vasa. Puede obtenerse informacionsobre la resistencia al flujo ell e l arbol vascular distal median-te analisis de los cambios en la veloddad de la sangre con elriernpo mostrados en la represernacion Doppler especual (fi-gura 1-36), que es un ejemplo grafico de 10$ Cam bios en laonda Doppler espectral debidos a c arn bio s I isio lo gic os e n la re -sistencia del lecho vascular irrigmio pm una arteria braquialnormal. En la figura 1-36A se ha hinchado un manguito detension arterial por encima de la presion sistolica para oduirlas ramas distales irrigac6s por la arteria braquial, Esto redu-ce la arnplirud sistolica y dcriene el flujo diastolico, 1 0 queprovoca una onda diferente a la presente en estado de repo-so normal. La figura 1-36B mucstrala onda en la arteria bra-quial inrnediaramenre despues de deshincharel rnanguiro tras3 minuros de pres ion de oclusion, Dura nte e lperiodo de is-quemia provocado por la oclusion de los vasos del aruebra-w por el rnanguiro de presion se produce vasodilaracion, Laonda Doppler refleja entonces un lecho vascular periferico deresistencia baja can aumento de la amplirud sistol iea y flujorapido durante la diastole.

Los indices Doppler como l a r e lac ion sistolica/diasrclica,Indice resistive e Judice de pulsarilidad, que comparan el flu-

2 9

F IGURA 1-36.Impedanda. A. Ontla tie altaresisteneia ell la arteriabraquial producida a l hinchar unmangui W de tension arterialaplicado al anrebrazo a unapresion superior a I" tensionarterial s is ro li ca , Comoconsccucncia de una resisrenciaperiferica elevada, exisre unaamplirud sisrolica baja y un flujodiastolico inverrido.B. Resistencia baja en el lechovascular periferico par lav a scd il ar ac io n e st imu lad a po r laisquemia previa. Inrnediararnenredespues de bajar una presion deoclusion durante 3 rninutos, laon.1o r10ppler rnuestra unaumenro rapido de amplirud yflujo anrerogrado rapido durantel a d i


10/14

30 Parte I I Ffsica

FIGURA 1-37. indices Doppler. La imagen Doppleraportainformacion sabre el f lu jo tanto en vasos grandes como pequefios. Laimpcdancia de los vasos pequefios queda rdlejada en la ondaespecrral Doppler de los v aso s af er en re s, L os ind ic es d e A ujo DopplerlISad05 p ar a c ar ac te ri za r l a resi srenc ia peri fe r ica csran basados en lafrecuencia 0vclocidad slsrolica maxima (A). frecuencla 0velocidaddiastolica final 0minima (B) y la frecuencia 0 velocidadmedia (M). Los indices ernplcados COil mas asiduidad son larelacion sistolicaJdiastoli('.a (AIR), el 'ndice resis tive ([A-B]fA)yel i nd ic e de pnl sadl id ad ( [A -BJ /MJ .A I cal cu la r el fndice dep ul sa til id ad s e ernplea la velocidad 0 frecuencia diasrolicaminima,r ni en rr as q ue p ar a c alc ula r la relacion sistolica/diasrolica y e I Lndker es is tiv e s c e rn ple a e l valor d ias ro l i eo f ina l.

Aunque la rcpresentacion mas grafica de la imagenDoppler con flujo en color nos hace pensar que la inter-pretacion es mas sencilla, la cornplejidad de la imagenDoppler con flujo en color hace m a s cliffcil en realidad lainterpretacion que en el caso del especrro Doppler simple.o obstante, la imagen Doppler can flujo en color ricne

venrajas importances sabre Ia imagen Doppler duplex cononda pulsada en la que los datos sabre e l flujo se obrienenran solo de una pequefia porcion de la region explorada,Para que un esrudio Doppler convencional alcance una sen-sibilidad y especificidad razonables para la deteccion de tras-tornos del flujc, debe realizarse una e xp lo ra cio n me ro di ca endiferemes puntos del campo de inreres. Los aparatos de ima-gen Doppler can f l, rjo en color perrniten explorar de formasimultanea difercntes puntos y son rnenos propensos a estetipo de error.

Otras consideraciones tecnicasAunque muchos de los problemas y arrefactos relacionadoscan la imagen en modo D, como la formaci6n de sombras,tambien afecran a la ecografia Doppler, la deteccion y re-presentacion de Ia informacion sobrc la [n::cuelJcia relacio-nada con objetivos en movi.miemo afiaden un gmpo de con-sideraciones recnicas especiales que no se cncuentran en orrostipos de ecografra. Es imporranre conocer la causa de estesartefacros y su influencia en la interpretacion de l as r ne di -ciones de flujo obtenidas en la pracrica clfnica, A continua-cion exponemos las causas principales de arrefacros Doppler.

CAUSAS PRINelPALES DEAR TEFACTOS DE IM AGEN DOPPLER

FR ECUENC IA DOP PL ERLas frecuencias mas altas producen mayoratenuacion tisularF.iltros de paredEliminaci6n de sefiales por flujo sanguineo de bajavelocidad

EN SA NCH AM IEN TO E SP ECTR ALG anancia del sistem a ex ceslva 0 camblos en elrango dlnarnico de la representad6n en escala degrises p ue de n a ur ne nta rloUn volumen de rnuestra exceslvamente amplio1 0 aumentaVolumen de muestra demasiado cercano a la paredde l vasa 1 0 aumenta

ALIASINGLa disminuci6n de la FRO aurnenta el al ias ingLa disminucion del anqulo Doppler aumenta elaliasingUna mayor frecuencia Doppler del transductoraumenta el alia5ingANGULO DOPPLERRelativamente imprecis.o por encima de 60"TAMANO DEL VOLUMEN DE MUESTRASi el volumen es amplio aumenta el ruido por

la pared del vasa

Frecuenda DopplerUn objeri vo principal de la exploracion Doppler es la me-dicion precisa de las caracterfsricas de flujo en el interior deuna estructura vascular. los hematles en movimiento queson la Fuente principal de la sefial Doppler acuian con dis-persores punruales de los ulrrasonidos mas que como re-Hecrores especulares, Esra interaccicn hace que la intensi-dad del sonidn rlisperxo vade en proporcion ala cuartapotencia de la frecuencia . Esto riene una implicaci6n reievanterespecm a la seleccion de la frecuencia Doppler que va a uti-liz.use paca una exploracion dererrninada. Confonne ;w-menta 1a frecuencia del transductor mejora la sensibilidadDoppler, pero rambien aumenta la arenuacion par los teji-dos, 1 0 que disrninuyc la penetraci6n. Durante una explo-raci6n Doppler es una responsabilidad relevanre del opera-dor el equilibrado atento de las necesidades para sensibil idady penetracion. Por 10 gem:rai SI:: uecesiran li:-ccuencias Doppleren el rango entre 3 MHz y 3.5 MHz para conseguir una pe-n et ra ci on a de cu ad a porque rnuchos vasos abdorninales estillbasranrescenrimerros por debajo de la superficie.


11/14

Capitulo 1 / Hsica de lo s ultrasonldos 31

Afiltros de pored

B

EI instrumental Doppler derecta e l rnovimienro no s6lo delfluju ~-"lI!5ullleo,sino rarnbicn de estrucruras adyaccnrcs, Pamelirninar de la imagen esras senales de baja [recuencia, la rna-yorla de los instrurnenrns ernplean filtros de paso elevado 0filrros de pared que eliminan las senales par debajo de unafrecuencia limite dererrninada. Annque resulran efecrivospara el iminar el ruido de haja frecuencia, esros AItros puedeneliminar tambien las senales de flujo sanguinee de bajavelocidad (figura ]-38). En ciertas siruaciones dfnicas esimportante rnedir estas velocidades de flujo mas lcmas, par10 que la selcccion incorrecta de l filrro de pared puede oca-sionar errores de interpretacion. Por ejernplo, si se ernpleaun filtro inadecuado puede no derectarse el flujo venoso debaja velocidad y tarnbien puede elirninarsc de la imagen e lflujo diasrolico de baja velocidad en ciertas arterias, 10 queocasiona errores en e I calculo de los Indices Doppler, comola relacion sisrolica/diasrol ica 0el Indice resistive. En gene-ral, el mrre debe mantenersc a su nive! practice mas bajo,hahirualrnente en el rango de 50 Hz a 100 H 7 , .

E I ensanchamiento espectral se refiere a la presencia deun rango amplio de velacidades de Hujo en un punta deter-min ado del cido de pulso y es un crirerio irnporranre de es-trechamiento avanzado del yaw. Una ganancia excesiva delsistema 0 la presencia de cambios en el rango dinarnico de larcprcscntacion en eseala de grises del espectro Doppler pue-de indicar un ensanchamiento especrral, rnientras que losajustes opuestos pueden enmascarar e I ensanchamiento dele~pt:CLru Doppler, provocando imprecision diagnostica.Tam bien puede producirse un ensancharn ienro especrralmediante seleccion de un volumen de rnuestra excesiva-mente arnplio 0por la colocaci6n del volumen de ruuesrra

FIGURA 1-38. Filtros depared. Los fIlfro. de pared seernplean para elirninar el ruido dehaja freeueneia de larepresenracicn Doppler. Sernuesrra el deem sobre la imagendel flu j o de baja trecuencia conajustes de l filrro de pared deA, 100 Hz, YB, 400 Hz, UIIajuste mas alto del f ilrro de paredelirnina la senal del fluio' ''ngllfnen de baja velocidad ypuede provocar errores deinterpretacion. En general, losfilrros d e pared deb en rnanren e rseal nivel mas bajo posible, por 10general en e] rango de 50 Hz a100 Hz,

demasiado cerca ric [a pared del vasa donde las velocidadesson mas lentas (figura 1-39).

AliasingEs L 1 , 1 1 arrefacto que surge par Ia ambiguedad en lamedicicnde las desviacioncs altas de Ia frecuencia Doppler. P;}ra ase-gu rarse d e que la s m ue srra s se o rig in an s 6 1 0 en l a p rofund i -dad seleccionada cuando se ernplea un sistem a Doppler cononda pulsada, es neccsario espcrar a .l ceo de la zona de inte-re s ames de enviar e l pulso siguiente. Esto [irnira la veloci-dad de generaci6n de pulsos, siendo necesaria una FRP me-nor para una mayor profundidad. La FRP derermina tauibienla profundidad maxima a la que pueden obtenerse datos noambiguos. S i la FR P es rnenor del doble de la desviacionmaxima de lrecuencia producida por el movirnienro del ob-jetivo (lfrnire Nyquist) se produce aliasing. La flgura 1-40ilusrra e l origer! del aliasing Cuando la FRP es menor deldoble de la desviacion de tl:ecuencia detecrada, se represen-tan desviaciones de frecuencia mcnores de las realrnenre pre-sentes, L a s sefiales de la s arterias abdorninales profundas sonpropensas a l aliasing si existen vclocidades eievadas por lanecesidad de FRP menores para alcanzar los vases profun-dos. En la pracrica, el a l ia si ng s derecra con faci lidad (vea-s e F ig ur a 1-40C, D). Es posible reducir e! aliasing aurnen-rando la FRP y el angulo Doppler (vease Figura 1-31)(reduciendo asl b rlesviacion de frecuencia) 0con un trans-ducror Doppler con frecuencia m a s baja,Angulo DopplerCuando se realizan rnediciones Doppler es deseable corre-girlas segun el angulo Doppler y representar las rnedicioncs


12/14

Parte 1/ Hska2

FIGURA 1-39. Ensanchamiento espectral. EI rango develocidades derectadas en un mornenro deretminado en el ciclodel pulso se refleja en e l espectl'QDoppler como ensanchamientoespectral. A. Espectro normal. El ensanchamien ro espec tral puededcberse a flujo rurbulento relacionado con esrenosis de! vaso, EIensancharniento espectral artefacrual puede estar producido porcolocacicn inadecuada del volumen de muesrra cerca de la pareddel vasa, (B) uso do un volurnen de muestra excesivoo (C ) ganancia deJ sistema excesiva.

en rerm inos de velocidad. Estas mediciones son indepen-dienres de Ia frecuencia Doppler. La precision de una esti-macion de velocidad obrenida rnedianre Doppler es ranracomo la precision de la rnedicion del itigulo Doppler. Estoes espccialrnenre cierto wando e l angulo Doppler supera lo s60. En general, es mcjor rnanrcncr c! angulo Doppler a 60o rncnos porque pequefios carnbios de esre angulo por enci-rna de 600 provocan cambios notables en la velocidad calcu-Iada, y , por tanto, las imprecisiones en la niediciuu causan

errores mucho mayores en 1"15stirnaciones de la velocidad queerrores sirnilares con ingulos Doppler rnenores.

Tomaiio del volumen de muestraEn los sistemas Doppler con onda pulsada es posible centro-la r la lo ng iru d d el v olu rn en de rn ue str a Do pp le r por el ope-rador y la anchura yienc dcreuu inada pOl' cl peril I del haz, E1an al is is d e las sefiales Doppler r eq ui er e e l a ju sr e d el v olu rn ende rnuestra para exduir a I maximo d ernborronarniento no de -seado por proxirnidad a las paredes de los vasos,

MODOS DE T RABAJO: IM PLIC AC ION ESCL iNICASLos aparatos de ecograHa pueden rrabajar en modos dife-renres: en riernpo real, Doppler con flujo en color, Dopplerespectral y modo M. La imagen sc obtiene con un modo detrabajo mediante barrido, En el modo de barrido se dirigenlos pulsos de ulrrasonidos desde el rransductor a las llneas devision que se mueven u orientan de forma secuencial paragenerar la imagen. Es ro s ign if ica que e l numero de pulses deultrasonidos que lIegan a un punto determinado en el pa-cienre durante lin inr..rvalo de tiempo deterrninado es rela-tivamente bajo, y se deposita relarivarnente poca energfa enuna localizacion concreta. Par el contrario, la imagenDoppler espectral es un modo de trabajo sin harrido en e Ique se envlan 11ltiltip Its pulses de ultrasonidos de forma re-peririva a 1 0 Jargo de una linea para recopilar los datosDoppler. En esta modalidad el haz es esracionnrio, 1 0 queaumenta considerabIemente el potencial de calentamientorcspecro a las m odalidades de im agen. Para o bre ne r im ag e-nes las FRP suelen ser de algullu~ !niles de hcrrzios con pul-sos muy cortes. En la modalidad Doppler se ernplean du-melones de l pulso mas prolongadas en comparaci6n conotras modalidades de imagen. Adernas, para evitar el al iasingyorros artetacros con In imagen Doppler es necesario a me-nudo emplear FRP mayores que p ara o tra s aplicaciones deimagen. Una mayor duracion del pulse y una mayor FRPaurnentan los factores de servicio en la modalidad Dopplery aumentan la cantidad de energia inrroducida durante laexploracion. El Doppler con flujo en color, aunque es una mo-daJidad de barrido, produce condiciones de exposici6n en-rre la imagen en tiernpo real y la imagen Doppler porque lo saparatos Doppler con flujo en color rienden a enviar maspulses en cada lfnea de exploracion y pueden usar una ma-yor duraci6n del pulse que los aparatos de imagen. Todou su ario deb e co no cer con claridad que e l c a rnb io de I a rn o-dalidad de imagen a Ia Doppler altera las condiciones de ex-posicion y el potenri:ll de hioefectos.Con los aparatos rnodernos que funcionan en diferen-

res rnodalidades de imagen la preocupacion por los bioe-fec(Os es minima porque solo se alcanzan inrensidades su-fici en res para produci r IIn calen ta m ien ro ap reciable ellcircunsrancias excepcionales. En la ecograFfa Doppler elpotencial de efccros tcrrnicos es mayor. Las mediciones


13/14

Capitulo 1 I Hsica de los ultrasonidos 33

A

c

B

DFIGURA 1-40. Aliasing. La FRP deterrnina la velocidad de rnuesrreo de una desviacion de frecuencia dererminada. A. Si la FR P essuficienre ( j lechos), la onda muesrreada ( cu ru a n a ra n ja ) reflcja con precision Ia freCllencia que sc esci muestreando ( c ur oa amar il la ) . B. Si I"FRJ' es mcnor de la rnitad de Is f'recuellcia medida, el inft:amuestreQ provoca una menor dcsviacion de Frf.'("'''I1"ia representada (curuanamnja) . C. En la practica clinica, el (li iasi llgaparece CLl la represenracion cspecrral como una envolverirede las frecuencias mas altas arepresemar por debajo de la llnea basal. D. En I" imagen Doppler con fllljo en color, eI aliasing produce una envolvcnte del mapa de colorde frecuencia desde una direccion del tlujo a la direccion opuesra, pasando por una rransicion de color no sarurado. En 0, la velocidad en elvaso es consrante, pew aparece aliruing 5 6 1 0 en partes del vaso, Esro se debe al efecro del angulo Doppler en 1 & desviacion de frecuenciaDoppler. AI aurnentar el angulo. disminuye la desviacion de frecuencia Doppl


14/14

34 Parte I / F ls ica

la obrencion de inform acio n uti] 0 al sorneter a l paciente aQua exploraciou ruas pd:igrosa. La habilidad y la cxpcrienciad e la person a qu e realiza e inrerpreta la ex plo racion tienen u nim pacto fund am ental en el b en ef ic ia g lo ba l d e l a e xp lo ra cio n,A Lavista del rap ido d esarrollo de [a ecograB a y desu proli-feracion en m anos de medicos con e sc as a f ormac io n , es pro-bable que aumenten los errores diagnosticos por indicacio-ne s inadecuadas, mala recnica de expioracion y errores dein te rp re ta cio n e n comparaci6n co n lo s e fe cr os b io lo gi co s, 1fallo en el diagnostico de una anom alia relevance 0 e l d ia g-nostico equivocado (p, cj., un ernbarazo ecropico) son ricsgosreales, y los operadores can escasa formacicn pueden modi-ncar los riesg os acruales d e Ia ecog raHa d iagnosr ica .

E I conocirniento d e [as b ioefecro s es esencial para un usaprudente de la eeografia diagnostica y resulta importanrepara asegurarse de que se man tie ne la e xce le nte relacidn des-g o-b eneficio de la eco grafla diagn ostica, T od os lo s usuariesde Ia eco grafia deb er ser prudentes y d eb en c on oc er 10 masposihle los riess-os potenciales y los beneficios obvios de lae xp lo ra cio n e co gr if ica , a sl como lo s d e otros rnerodos diag-nesricos alrernativos. Con esta informacion, l os u su ar io spueden controlar las circunsrancias de exposicion e imple-rnentar la maxima de seg uridad p ara m antener al minimola expos ic ion fetal y del p acien re al riernpo que se a lcanzanlos objcrivos diagn6sricos.

Bibliog rafiaFundamentos de acustica1. Chivers RC, Parry RJ: Ulrrascnic velocity and attenuation inmammalian rissues. J Acousr Soc Am 197R;fi3:940-95_1.2. Gas, SA , johnston R l., Dunn F: Comprehensive ccmpilarionof empirical properties of mammalian tissues. J ACOllS[ Soc Am

1978;64,423-457.3. Merrirr CRE, Kremkau FW, Hobbins JC: DiagnosticUltrasound: Biceffecrs and Safety. Ultrasound Obster Gynecol1992;2;366-374.4. Mcnitt CRB, Hykes DL, Hedrick \'QR, er al: Medicaldiagnostic ultrasound instrumentation and clinicalinterpretation. Topics in Radiology/Council Reporr, JAMA1991;265:ll55-] 159.

Instrumental5. Krishnan $, Li P -C , O 'D onnell M : A daptive compensation of

phase and rnagJ:UtLlLicaberuuions. IEEE Trans Ultrasonics FerFreq Conrrol1996A3:44.

6. Merri tt CR: Technology Update. Radio I Clin North Am2001;39:38'5-397.7. Merri tt eRB: Doppler US: The basics. Radiofiraphics1991;11:109-119.8 . M erritt eRB: Doppler color f low imag ing . J Clin Ultrasound19~7;15:591-59/.

9. R ubin JM , Bude RO, Carson PL , er al: Power Doppler S :A potent ia l ly useful alrernative to mean frequency-based colorDoppler US. Radiology 1994;190:.853-856.

Documents

RUMACK - Eco Doppler