El ultrasonido es una técnica de imagen sencilla, no invasiva y accesible que permite la evaluación del sistema musculoesquelético en tiempo real, con la ventaja de examinar las articulaciones en forma dinámica así como con la ayuda del Doppler de poder se pueden evaluar los fenómenos inflamatorios locales, sin someter al paciente a radiaciones. Tiene desventaja de ser dependiente del operador, el cual debe tener un amplio conocimiento de los principios físicos del ultrasonido, estar familiarizado con la sonoanatomía de los tejidos y de la anatomía musculoesquelética, pero además es importante que sepa reconocer los fenómenos sonográficos que pueden presentarse como confusores, denominados artefactos. Estos conocimientos son deseables para el especialista en padecimientos musculoesqueléticos, para poder interpretar los estudios ecográficos y reconocer los artefactos y así evitar diagnósticos erróneos y procedimientos innecesarios. En la presente revisión se analizan los principios básicos de la ecografía, la sonoanatomía normal del sistema musculoesquelético y los artefactos más comunes encontrados en ecografía.

1. Física del ultrasonido
Dra. Maria Vargas Villagra
Curso en ultrasonido Gineco obstétrico

2. Las aplicaciones diagnosticas del ultrasonido están basadas en la detección y
representación de la energía acústica reflejada por interfases en el interior del organismo.
Estas representaciones proporcionan información necesaria para generar imágenes del
organismo de alta resolución en escala de grises.
El uso de material de ecografía moderno y caro no garantiza la obtención de imágenes
con valor diagnostico, la obtención del beneficio de esta compleja tecnología, requiere
una combinación de habilidad conocimiento de los principios físicos para producir y
representar las imágenes.
El usuario debe conocer, los fundamentos, de las interacciones de la energía acústica con
los tejidos, para evitar errores diagnósticos provocados por la omisión de información o
por la interpretación equivocada de los artefactos.
Introducción

3. • El sonido
Es una vibración mecánica que se transmite
atreves de la materia en forma de ondas produce
variación en la presión, posición, densidad,
temperatura y velocidad de las partículas que la
componen.
• Frecuencia
Es el numero de veces que una onda sonora se
repite en una unidad de tiempo, se expresa en
ciclos por segundo (1Hz).

4. Acústica Básica
Longitud de onda y frecuencia.
El sonido es el resultado de la energía mecánica que viaja a través de la materia en forma de onda produciendo
compresión y rerefacción alternas. las ondas de presión se propagan por desplazamiento físico limitado del material a
través del que se trasmite el sonido, se produce por vibración de las moléculas que hace que se desplace de su posición en
reposo, puede ser vibración longitudinal o vibración transversal. Al desplazarse por vibración de moléculas adyacentes se
desplaza como una onda. Cuanto más próximas se encuentren las moléculas de un medio, más fácil y más rápidamente
interactuarán en su desplazamiento unas con otras: Depende de densidad del medio: cuanto más denso sea un medio, más
rápido se propaga el fenómeno ondulatorio.

5. • La distancia entre puntos corresponden a la curva tiempo presión, se definen
como longitud de onda, y el tiempo para completar un cliclo se denomina periodo.
• El numero de ciclos para completar una unidad se denomina periodo
• El numero de ciclos completos por unidad de tiempo es la frecuencia.
• Las frecuencias perceptibles por el ser humano van de 16 a 20,000 hz aquellas que
sobrepasan este limite se llaman ultrasonido.
• La unidad de frecuencia es el Hertz (Hz)
• 1Hz 1 ciclo por segundo
• Las frecuencias altas se expresas en kh

6. Principios físicos
• Ultrasonido: ondulatorio. Frecuencia no audible: 2.5-15 MHz
Frecuencia: 2.5-15 mHz
Velocidad: 1,540 m/sec

7. Propagación del sonido
• La velocidad a la que se propaga la onda de presión a través de los tejido es
muy variable y esta influida por las propiedades físicas del tejido, determinada
por la resistencia al medio a la compresión, esta determinada por la densidad
del medio y por su rigidez o elasticidad.
• La velocidad de propagación del sonido es de 1540msg

9. • Es un valor representativo, algunos tejidos como el pulmón con aire y la
grasa tienen una velocidad de propagación menor y otros como el hueso,
una velocidad superior
• Debido a su diferencia con otros tejidos están supuestos a artefacto de
medición.

10. Impedancia acustica
• El ultrasonido se basa en la detección de ecos, para que se produzca un eco,
debe existir una interfase reflectante
• El sonido que atraviesa una área homogénea no encuentra interfase que
refleje el sonido: anecoico
• Unión entre tejidos con diferentes propiedades físicas habrán interfaces
acústicas, con reflexión variable.

11. • El grado de reflexión esta determinado por la diferencia en las impedancias
acústicas de los materiales que forman la interfaces.
• Las interfases con gran diferencia de impedancia acustica como la del tejido
con el aire o el hueso reflejan casi toda la energía incidente, mientras que
tejidos con menor diferencia de impedancia acustica como el musculo y la
grasa reflejan solo una parte de la energía permitiendo el paso del resto.

12. REFLEXIÓN
• Esta determinada por el tamaño y la propiedades de la interfase, si la
interfase es grande y lisa refleja el sonido igual que el espejo refleja la luz
• Reflectores especulares: Diafragma, vejiga llena, banda endometrial
• El ultrasonido detecta las reflexiones que regresan al transductor en ángulo
de 90 grado
• Reflectores difusos: se deben a interfaces acústicas, e involucran a
estructuras con dimensiones menores que la longitud de onda del sonido
incipiente.

14. REFRACCIÓN
• Fenómeno que ocurre, cuando el sonido pasa de un tejido con una velocidad
mayor o menor es un cambios en la dirección de la onda de sonido.
• Es una causa de registro erróneo,

16. ATENUACIÓN
• Conforme la energía acústica, atraviesa un medio uniforme, se produce
trabajo y finalmente se transmite
• Es energía al medio de transmisor en forma de calor
• La atenuación es el resultado de los efectos combinados de absorción,
dispersión y reflexión

17. INSTRUMENTAL
• Los aparatos del ultrasonido se
encuentran entre los aparatos mas
complejos y sofisticados empleados en
la actualidad para la obtención de las
imágenes.
• Componentes básicos:
1. trasmisor
2 transductor
3. Receptor
4 procesador

18. TRANSMISOR
• La mayoría de las aplicaciones clínicas de ultrasonido emplean pulsos de ultrasonido
en los que se transmiten al organismo descargas breves de energía acústica.
• El transductor de ultrasonido que origina estos pulsos recibe la energía mediante
aplicación muy precisa en el tiempo de voltaje de alta amplitud.
• El transductor controla también la frecuencia de los pulsos emitidos, determina el
intervalo de tiempo entre los pulsos de ultrasonido y es importante para determinar,
la profundidad a la que puede obtenerse información.

19. TRANSDUCTOR
• Es un aparato que convierte la energía en otra distinta
• Convierte la energía eléctrica en energía mecánica y viceversa
• Convierte la energía eléctrica proporcionada por el transmisor en pulsos
acústicos dirigidos al paciente.
• Actúa como receptor de los ecos reflejados convirtiendo cambios leve de
presión en señales eléctricas para su procesado

21. RECEPTOR
• Cuando los ecos chocan con el transductor se producen voltajes diminutos a
través de los elementos piezoeléctrico.
• El receptor detecta y amplifica estas señales débiles.

22. Presentación de la imagen
En los años iniciales la presentación de las
imágenes se realizaba con el modo a lo que
distingue al modo A de los otros métodos es la
forma en que se muestran los resultados. En el
modo A se grafican las amplitudes de los ecos
recibidos. Es decir, un voltaje proporcional a los
mismos, estaba dado por la amplitud del sonido
indicada por la altura de la flexión vertical.

23. Modo M
• Esta configuración se utiliza para analizar cualitativa y cuantitativamente el
movimiento de las estructuras del cuerpo, como las válvulas del corazón.
• Presenta la amplitud del eco y muestra la posición de reflectores en movimiento
• Mediante determinación de las estructuras anatómicas relacionadas a partir de
patrones de movimiento característicos

25. Modo B
• La principal forma de representación de la
imagen es a través del modo B, en las que
emplean variaciones en la intensidad o brillo para
indicar las señales, reflejadas de distinta
amplitud
• Se envían múltiples pulsos de ultrasonido en una
serie de líneas de barridos sucesivas, con lo que
se obtiene una representación 2D

27. • Los transductores usados para obtener imágenes en tiempo real, se pueden clasificar el
método para dirigir el haz, estos son capaces de producir imágenes de 30 a 60 por
segundo.
• El direccionamiento puede realizarse por rotación u oscilación mecánica.
• Los transductores mecánicos, usan mono elemento fijo anular.
• Las imágenes en tiempo real, generan la imagen en tarta o rectangular.
• Las exploraciones obstetricas zonas pequeñas y vasculares, emplean transductr lineal,
rectangular, con beneficio de cambio de vision cerca de la superficie

28. ECOGRAFOS DE SECTOR MECANICO

29. SISTEMAS
• Los sistemas de transductores pueden tener diferentes configuraciones, las
mas frecuentes son la configuración lineal, curva o en fase anular.
• Sistema lineal: partes blandas, vasculares .
• Se generan pulsos paralelos cada uno formado por serie de pulsos paralelos,
cada uno formado por una línea de visión perpendicular, a la superficie del
transductor.

30. • Sistemas curvos, los sistemas lineales transformados en curvas convexas, permiten
campo de visión amplio con un formato de representación sectorial, sondas
vaginales y transrectales.
• Sistemas en fase: no tiene parte móvil, es posible dirigir la onda de ultrasonido en
diferentes direcciones, así como enfocar a diferentes profundidades, la imagen en
formato sectorial se produce mediante direccionamiento rápido del haz para genera
una serie de lineal de visión con ángulos distintos de un lado al otro del transductor.

31. Selección del transductor
• Hay que escoger la mayor frecuencia de ultrasonidos que
permita la penetración a la profundidad deseada
• Órganos superficiales y vasos sanguíneos: 7.5-15mhz
• Estructuras profundas en el abdomen o pelvis a mas de
12cmm frecuencias de 2.2Mhz a 3.5Mhz

32. CALIDAD DE LA IMAGEN
• Las determinaciones principales de la calidad de una imagen ecográfica son
su resolución espacial, temporal y contraste, así como la ausencia de
artefactos
• Resolución espacial:
• La capacidad para diferenciar objetos muy próximos como estructuras
separadas viene determinada por la resolución espacial

33. • La resolución puede considerarse en tres planos y existen diferentes
determinantes de la resolución
• Resolución axial: viene determinada por la longitud de pulso, que es el
producto de la longitud de onda, por el numero de ciclos en el pulso, debido
a que la frecuencia y la longitud de onda son inversamente proporcionales, la
longitud del pulso disminuye cuando la frecuencia aumenta, al aumentar la
frecuencia aumenta la resolución de la imagen

35. • Resolución lateral: se refiere a la resolución en el plano perpendicular al haz y
paralelo al transductor, viene determinada por la anchura y grosor del haz del
ultrasonido, son significativamente peores que la resolución axial del haz, se
controla mediante el enfoque del haz.
• Resolución por elevación: no puede ser controlada por el operador, viene
determinada por el grosor del corte.

37. ERRORES DE LA IMAGEN
• La calidad de la imagen viene determinada por la capacidad del operador
para identificar y evitar errores y artefactos.
• Los errores pueden señalar la presencia de estructuras que no están
presentes, provocando un diagnostico equivocado o pueden ocultar hallazgos
relevantes.

38. ARTEFACTOS DE REVERBERACIÓN
• Numerosos artefactos indican la presencia de estructuras que en realidad, no
están presentes, este aparece cuando la señal de ultrasonidos se refleja
repetidamente sobre estructuras con interfase reflectante que por lo general,
están cerca del transductor, producen estructuras solidas sobre zonas
liquidas.

40. • Refracción :
Desvía el haz del ultrasonido con insonación de estructuras que no están en el
eje del transductor, las reflexiones se detectan y representan en la imagen, esto
hace que la imagen se represente en áreas que no están siendo exploradas

42. • Escoramientos laterales:
Pueden producir ecos confusos, que surgen de haces de sonidos por fuera del
haz de ultrasonido principal, tienen importancia por que pueden dar la
impresión de estructuras o restos en las estructuras que contienen liquido.

44. • Formación de sombras: se debe a una reducción pronunciada de la intensidad de los
ultrasonido en profundidad a un reflector o amortiguador potente, la sombra produce
una perdida parcial o total de información debido a atenuación del sonido por
estructuras superficiales

45. MEJORAMIENTO DE LA SEÑAL EN ULTRASONIDO DOPPLER
Criterios:
• Velocidad
• Angulación
Bases físicas
Kypros Nicolaides, Giuseppe Rizzo, Kurt Hecher and Renato Ximenez. Doppler in obstetrics
TRANSDUCTOR
PRIMER PULSO
SEGUNDO
PULSO
RECEPCION
PULSO 1
RECEPCION
PULSO 2
SENSIBILIDAD
y POSICIONDE
1 P
SENSIBILIDAD
Y POSICION DE
2 P

46. MEJORAMIENTO DE LA SEÑAL EN ULTRASONIDO DOPPLER
Bases físicas
Kypros Nicolaides, Giuseppe Rizzo, Kurt Hecher and Renato Ximenez. Doppler in obstetrics
TRANSDUCTOR / Fi
DOPPLER FRECUENCIA
INCREMENTO DE LA VELOCIDAD
ALINEACION CON EL FLUJO
FRECUENCIA (PULSOS) USADOS
VELOCIDAD DE
FLUJO

47. MEJORAMIENTO DE LA SEÑAL EN ULTRASONIDO DOPPLER
Doppler pulsado
Bases físicas
Kypros Nicolaides, Giuseppe Rizzo, Kurt Hecher and Renato Ximenez. Doppler in obstetrics
TRANSDUCTOR
ELEMENTO DE
TRANSMISION ELEMENTO DE
RECEPCION
ZONA
SENSITIVA
TRASNMISION Y
RECEPCION
TRANSDUCTOR
VOLUMEN DEL
DOPPLER
V/ SANGUINEO
DOPPLER PULSADO

48. MEJORAMIENTO DE LA SEÑAL EN ULTRASONIDO DOPPLER
Vibración/Generación US
=
Impulso Onda Sónica
Bases físicas

49. MEJORAMIENTO DE LA SEÑAL EN ULTRASONIDO DOPPLER
Bases físicas
Kypros Nicolaides, Giuseppe Rizzo, Kurt Hecher and Renato Ximenez. Doppler in obstetric
PIEL
DIRECCIÓN DE
FLUJO

50. MEJORAMIENTO DE LA SEÑAL EN ULTRASONIDO DOPPLER
•Filtros
• Discriminación de límites de frecuencias…
• Exclusión de flujos con frecuencias menores de…
• 50 - 100 – 200 Hz
Nicolaides K. Doppler in Obstetrics.
Bases físicas

52. MEJORAMIENTO DE LA SEÑAL EN ULTRASONIDO DOPPLER
Fenómeno de Aliasing
“Señales continuas distintas se tornan indistinguibles “
• En US: las velocidades de flujo exceden las del muestreo
• Efecto Nyquist= (½ PRF)
Frecuencia de repetición de pulsos (PRF)
• Intervalo de descarga del transductor
Nicolaides K. Doppler in Obstetrics.
Bases físicas

53. ALIASING
• Límite de Nyquist
Nicolaides K. Doppler in Obstetrics.
Mejoramiento de la señal en Ultrasonido Doppler
Bases físicas

54. ALIASING / PRF
Nicolaides K. Doppler in Obstetrics.
Mejoramiento de la señal en Ultrasonido Doppler
Bases físicas

55. CÁLCULO DE ÍNDICES
• Índice de Resistencia
• Sístole / diástole
• Índice de Pulsatilidad
Nicolaides K. Doppler in Obstetrics.
Mejoramiento de la señal en Ultrasonido Doppler
Bases físicas

56. CÁLCULO DE ÍNDICES
• Índice de Resistencia
• Sístole / diástole
• Índice de Pulsatilidad
Nicolaides K. Doppler in Obstetrics.
Mejoramiento de la señal en Ultrasonido Doppler
Bases físicas

57. • Según forma de representación de
las ondas reflejadas
1. Doppler espectral (histograma de velocidades)
2. Doppler color
3. Doppler poder
4. Audible
Gratacós E. Doppler en Medicina Fetal: Técnica y aplicación clínica.
Panamericana. Madrid, 2010.
Mejoramiento de la señal en Ultrasonido Doppler
Bases físicas

58. DOPPLER ESPECTRAL
Mejoramiento de la señal en Ultrasonido Doppler
Bases físicas

59. DOPPLER ESPECTRAL
Mejoramiento de la señal en Ultrasonido Doppler

60. 2. DOPPLER COLOR
• Movimiento del flujo dentro de una “ventana”
• Forma gráfica mediante colores (azul/rojo)
• Dirección
• Azul (negativo): movimiento que se aleja
• Rojo (positivo): el que se acerca
• Velocidad (escala de color)
• Rojo hacia naranja y termina en amarillo
• Azul a mas claro y finalmente en verde
Gratacós E. Doppler en Medicina Fetal: Técnica y aplicación clínica.
Panamericana. Madrid, 2010.
Mejoramiento de la señal en Ultrasonido Doppler
Bases físicas

61. Mejoramiento de la señal en Ultrasonido Doppler
Bases físicas

62. DOPPLER COLOR

63. DOPPLER COLOR
Mejoramiento de la señal en Ultrasonido Doppler
Bases físicas

64. 3. DOPPLER PODER
• Capacidad para flujos lentos y vasos de pequeño calibre
• Detalles de flujos sanguíneos
• Limitaciones:
• No establece dirección de flujo
Gratacós E. Doppler en Medicina Fetal: Técnica y aplicación clínica.
Panamericana. Madrid, 2010.
Mejoramiento de la señal en Ultrasonido Doppler
Bases físicas

65. MODALIDADES EN PANTALLA
• Duplex
Mejoramiento de la señal en Ultrasonido Doppler
Bases físicas

66. MODALIDADES EN PANTALLA
• Triplex
Mejoramiento de la señal en Ultrasonido Doppler
Bases físicas

67. PARÁMETROS DE SEGURIDAD
Y EVALUACIÓN DE RIESGOS
Mejoramiento de la señal en Ultrasonido Doppler
Bases físicas

68. MEJORAMIENTO DE LA SEÑAL EN ULTRASONIDO DOPPLER
FPR: Registro de flujo de alta velocidad
Bases físicas
Kypros Nicolaides, Giuseppe Rizzo, Kurt Hecher and Renato Ximenez. Doppler in obstetrics

69. MEJORAMIENTO DE LA SEÑAL EN ULTRASONIDO DOPPLER
Volumen muestra
Bases físicas
Kypros Nicolaides, Giuseppe Rizzo, Kurt Hecher and Renato Ximenez. Doppler in obstetrics

70. MEJORAMIENTO DE LA SEÑAL EN ULTRASONIDO DOPPLER
Ganancias
Bases físicas
Kypros Nicolaides, Giuseppe Rizzo, Kurt Hecher and Renato Ximenez. Doppler in obstetrics

71. MEJORAMIENTO DE LA SEÑAL EN ULTRASONIDO DOPPLER
Velocidad de barrido
Bases físicas
Kypros Nicolaides, Giuseppe Rizzo, Kurt Hecher and Renato Ximenez. Doppler in obstetrics

72. MEJORAMIENTO DE LA SEÑAL EN ULTRASONIDO DOPPLER
Mapas de colores de flujo
Bases físicas
Kypros Nicolaides, Giuseppe Rizzo, Kurt Hecher and Renato Ximenez. Doppler in obstetrics

73. MEJORAMIENTO DE LA SEÑAL EN ULTRASONIDO DOPPLER
Filtros: Eliminación de ecos provenientes de ruido sonico
Bases físicas
Kypros Nicolaides, Giuseppe Rizzo, Kurt Hecher and Renato Ximenez. Doppler in obstetrics

74. MEJORAMIENTO DE LA SEÑAL EN ULTRASONIDO DOPPLER
Ganancia: Para mejorar la definición del espectro Doppler
Bases físicas
Kypros Nicolaides, Giuseppe Rizzo, Kurt Hecher and Renato Ximenez. Doppler in obstetrics