Ecocardiografía-Doppler E-Book

Varios autores

• Herausgeber: Publicacions de la Universitat de València
• Kategorie: Fachliteratur
• Serie: Educació. Sèrie Materials
• Sprache: Spanisch
• Veröffentlichungsjahr: 2015

Seitenzahl: 671

Beschreibung

Coordinada por el profesor Francisco Javier Chorro Gascó, catedrático de Medicina de la Universitat de València, esta obra es fruto de la participación de un número amplio de autores que utilizan la técnica de la ecocardiografía-Doppler en el diagnóstico de la cardiopatías. En ella se abordan desde los fundamentos teóricos hasta los avances más recientes.

Leseprobe

Luis Almenar, Vicente Bodí, Joaquín Cánoves,Francisco Javier Chorro, Alejandro Cortell, Eloy Domínguez,Lorenzo Fácila, Laura Guerra, Beatriz Insa, Alba López,Vicente López-Merino, Antonio Losada, Sergio Madero, Luis Mainar,Ángel Martínez, Luis Martínez, María Luz Martínez,Pilar Merlos, Gema Miñana, Vicente Miró, Vicente Montagud,Amparo Moya, Jaime Muñoz, Francisco Núñez, Julio Núñez,Miriam Olivares, Ana Osa, Patricia Palau, Rafael Payá,José Leandro Pérez, Eva Plancha, Anastasio Quesada,Rocío Robles, Ildefonso Roldán, Eva Rumiz, Jorge Ruvira,José Miguel Sáez, Antonio Salvador, Ignacio Sánchez,Enrique Santas, Francisco José Sotillo

ECOCARDIOGRAFÍA-DOPPLER

Francisco Javier Chorro Gascó, ed.

Colección: Educació. Materials

Director de la colección: Guillermo Quintás Alonso

Esta publicación no puede ser reproducida, ni total ni parcialmente, ni registrada en, o transmitida por, un sistema de recuperación de información, en ninguna forma ni por ningún medio, ya sea fotomecánico, fotoquímico, electrónico, por fotocopia o por cualquier otro, sin el permiso previo de la editorial.

© Del texto: los autores, 2011

© De esta edición: Universitat de València, 2011

Coordinación editorial: Maite Simón

Maquetación: Inmaculada Mesa

Corrección: Communico, C.B.

Cubierta: Celso Hernández de la Figuera

ISBN: 978-84-370-8285-1

Índice general

Capítulo 1.

Introducción a la ecocardiografía-Doppler: historia y fundamentos

Vicente López Merino

Capítulo 2.

Principios básicos de la ecocardiografía-Doppler

Francisco Javier Chorro Gascó, Sergio Madero Juez, Francisco Núñez Gómez

Capítulo 3.

Exploración transtorácica. Modos de obtención de las imágenes, ventanas y planos de estudio

Gema Miñana Escrivá, Julio Núñez Villota, Antonio Losada Casares

Capítulo 4.

Exploración transesofágica. Planos y sistemática de estudio

Gema Miñana Escrivá, Julio Núñez Villota, Antonio Losada Casares

Capítulo 5.

Doppler tisular y técnicas de análisis de la torsión y de la sincronía de la contracción

Francisco Javier Chorro Gascó, Jaime Muñoz Gil, Ángel Martínez Brotons

Capítulo 6.

Evaluación de la función sistólica ventricular

Eloy Domínguez Mafé, Patricia Palau Sampío, Sergio Madero Juez

Capítulo 7.

Evaluación de la función ventricular diastólica

Eloy Domínguez Mafé, Alejandro Cortell Fuster, Enrique Santas Olmeda

Capítulo 8.

La ecocardiografía-Doppler en la cardiopatía isquémica

Gema Miñana Escrivá, Francisco Javier Chorro Gascó, Julio Núñez Villota

Capítulo 9.

Ecocardiografía de estrés

Rafael Payá Serrano, José Leandro Pérez Boscá

Capítulo 10.

Ecografía intracoronaria. Ecografía miocárdica de contraste

Vicente Bodí Peris, Eva Rumiz González, Pilar Merlos Díaz

Capítulo 11.

Enfermedades de la válvula aórtica. Prótesis aórticas

Gema Miñana Escrivá, Rocío Robles Fernández, Julio Núñez Villota

Capítulo 12.

Enfermedades de la válvula mitral. Prótesis mitrales

Lorenzo Fácila Rubio, Vicente Montagud Balaguer

Capítulo 13.

Enfermedades del miocardio

Antonio Salvador Sanz, Luis Martínez Dolz, Luis Almenar Bonet, Ignacio Sánchez Lázaro

Capítulo 14.

Ecocardiografía-Doppler en las enfermedades de la aorta

Vicente Miró Palau, Anastasio Quesada Carmona, Ana Osa Sáez

Capítulo 15.

Enfermedades del pericardio

Jorge Ruvira Durante, María Luz Martínez Mas, Francisco José Sotillo Martí

Capítulo 16.

Masas cardiacas (I). Hallazgos normales. Trombos

Ildefonso Roldán Torres, Alba López March, Laura Guerra Luján

Capítulo 17.

Masas cardiacas (II). Vegetaciones. Tumores

Ildefonso Rodán Torres, Alba López March, Laura Guerra Luján

Capítulo 18.

Cardiopatías congénitas

Beatriz Insa Albert, Amparo Moya Bonora, José Miguel Sáez Palacios

Capítulo 19.

Hipertensión arterial sistémica

Jaime Muñoz Gil, Eva Plancha Burguera

Capítulo 20.

Hipertensión pulmonar

Joaquín Cánoves Femenía, Luis Mainar Latorre, Miriam Olivares Jara

ILUSTRACIONES

ÍNDICE ANALÍTICO

PERFIL DE LOS AUTORES DE ESTA OBRA

Editor

FRANCISCO JAVIER CHORRO GASCÓ, Departamento de Medicina de la Universitat de València, Estudi General. Servicio de Cardiología del Hospital Clínico Universitario de Valencia. INCLIVA.

Autores

Servicio de Cardiología del Hospital Clínico Universitario de Valencia. INCLIVA:

Vicente Bodí Peris, Francisco Javier Chorro Gascó, Eloy Domínguez Mafé, Vicente López Merino, Antonio Losada Casares, Sergio Madero Juez, Ángel Martínez Brotons, Pilar Merlos Díaz, Gema Miñana Escrivá, Jaime Muñoz Gil, Julio Núñez Villota, Miriam Olivares Jara, Patricia Palau Sampío, Rocío Robles Fernández, Eva Rumiz González.

Servicio de Pediatría del Hospital Clínico Universitario de Valencia. INCLIVA:

Francisco Núñez Gómez.

Servicio de Cardiología del Hospital Universitario «La Fe» de Valencia:

Luis Almenar Bonet, Luis Martínez Dolz, Vicente Miró Palau, Ana Osa Sáez, Anastasio Quesada Carmona, Antonio Salvador Sanz, Ignacio Sánchez Lázaro.

Servicio de Cardiología Pediátrica del Hospital Universitario «La Fe» de Valencia:

Beatriz Insa Albert, Amparo Moya Bonora, José Miguel Sáez Palacios.

Servicio de Cardiología del Hospital General Universitario de Valencia:

Rafael Payá Serrano, José Leandro Pérez Boscá.

Servicio de Cardiología del Hospital Universitario «Doctor Peset» de Valencia:

Laura Guerra Luján, Alba López March, Ildefonso Roldán Torres.

Servicio de Cardiología del Hospital «Arnau de Vilanova» de Valencia:

María Luz Martínez Más, Jorge Ruvira Durante, Francisco José Sotillo Martí.

Servicio de Cardiología del Hospital «Virgen de los Lirios» de Alcoi (Alicante):

Joaquín Cánoves Femenía.

Servicio de Cardiología del Hospital General de Castellón:

Alejandro Cortell Fuster, Lorenzo Fácila Rubio, Vicente Montagud Balaguer.

Servicio de Cardiología del Hospital de Torrente (Valencia):

Luis Mainar Latorre, Enrique Santas Olmeda.

Servicio de Cardiología del Hospital «San Francesc de Borja» de Gandía (Valencia):

Eva Plancha Burguera.

1.

Introducción a la ecocardiografía-Doppler: historia y fundamentos

Vicente López Merino

Índice del capítulo

1.1  La cardiología a mediados del siglo XX (1949-1950): encuadre

1.2  Ultrasonidos: «sonar» y «radar» o la nueva percusión

1.3  Historia de su aplicación a la cardiología: ecocardiografía

1.4  Eco-Doppler. Fundamentos físicos, efectos Doppler y Doppler Fizeau

1.5  La carrera de las técnicas de imagen

1.6  Bases fisiopatológicas de los trazados de ecocardiografía en modo M. El curioso olvido de las curvas de Henderson-Wiggers

1.7  Curvas de Doppler y la hemodinámica incruenta: determinación incruenta de las presiones intracavitarias mediante la técnica de eco-Doppler

Bibliografía

1.1  La cardiología a mediados del siglo XX (1949-1950): encuadre

La revisión histórica de los temas que habitualmente se hace como introducción a éstos puede parecer un adorno de erudición, excesivo e innecesario, sin embargo la ordenación cronológica y el relato de los detalles que pueden parecer anecdóticos no son más que la exposición metódica de las «razones históricas» que explican el nacimiento y desarrollo de muchos conceptos de una ciencia aplicada como la medicina y que permiten una perspectiva ineludible para entender «la razón histórica» como ingrediente necesario junto a la «razón lógica» y otras «razones» del origen y evolución de la ciencia, análogas al desarrollo embriológico que en los seres vivos puede resumir, más o menos detalladamente, su historia filogenética, según expresó Haeckel en la conocida «ley biogenética».

A finales de la primera mitad del siglo XX, la cardiología clínica se asentaba en cuatro grandes métodos de exploración: la percusión, la auscultación mediata, la radiología y la electrocardiografía. La percusión fue creada a finales del siglo XVIII por el médico vienés Auenbrugger (1761), hijo de un bodeguero. La concibió y desarrolló a partir del método habitual del golpeteo de los toneles con la mano y el puño para apreciar su plenitud o necesidad de reposición. También se desarrolló la auscultación mediata de Laennec, con el estetoscopio, sistematizada en 1819 con una memorable publicación. Gracias a su objetividad, ambas aportaron valiosísimos signos de exploración que contribuyeron en gran medida a fundamentar la cardiología como rama destacada de la medicina interna. A ellas se añadieron, en el filo entre los siglos XIX y XX, los otros dos métodos que completaron mucho más el caudal signológico del sistema cardiocirculatorio, la radiología, descubierta por Roentgen (1895), y la electrocardiografía, facilitada por Einthoven con su galvanómetro de cuerda (1903), que la hizo más asequible a la clínica.

La radiología sustituyó en gran parte, con sus imágenes de sombras y matices, a la percusión, que ya apenas se practicaba nada más que en los hospitales donde las radiografías y la radioscopia no eran asequibles. Ambas eran los únicos «métodos de imagen», muy deficientes en su intento de reconstrucción externa e incruenta de la anatomía cardiovascular y sus imágenes.

La auscultación aportó abundantes novedades semiológicas, pero seguía siendo, como dijo Stokes en Dublín, una signología funcional que nos permitía deducir alteraciones morfológicas. Aunque se reforzó y completó notablemente en el segundo cuarto del siglo XX (1925-1950) con la fonocardiografía y la fonomecanocardiografía, añadiendo abundantes datos y nuevos signos y haciéndose más objetiva, siguió siendo un método funcional aplicado a deducir lesiones anatómicas.

Lo mismo podemos decir de la electrocardiografía, que aportaba datos imprescindibles en el diagnóstico del infarto de miocardio y muchos aspectos de la patología coronaria y, especialmente, de las arritmias y su prolija y difícil clasificación.

Así pues, las técnicas de imagen se reducían a la radiología simple, sombra de perfiles, que en los vasos se mejoraba usando contrastes iodados, que presentaban muchos inconvenientes. Pero el desarrollo de la cirugía cardiovascular potenció la importancia del conocimiento anatómico exacto de las anomalías cardiovasculares y obligó a ampliar el uso de las angiografías de contraste, primero (Dos Santos, portugués, premio Nobel), y de la cardiografía y cardioangiografía, después (Castellanos), aplicando pronto el cateterismo cardiaco de Cournand y los contrastes radiológicos mejorados por las necesidades de utilización.

Más tarde, a partir de 1960-1970, se añadieron métodos radiológicos más depurados, como la tomografía axial computerizada (TAC) u otros métodos, magnéticos, alternativos, como la resonancia nuclear (RN o RNM).

En esta época, a mediados de siglo XX, va a aparecer una nueva técnica de imagen que será no sólo anatómica, sino también funcional, al registrar los movimientos de las estructuras, y que entrará en dura competencia con los desarrollos radiológicos. A esta técnica se la llama primero cardiografía ultrasónica y, pronto, ecocardiografía, a la que se añade el eco-Doppler. Sus orígenes están en la I y la II Guerra Mundial y consisten en utilizar un método similar al de la percusión pero empleando unas ondas de muchísima mayor frecuencia que las ondas acústicas (> 2 millones de Hz frente a 100-1000 Hz) y la observación ulterior de su retorno, registrado como ondas de eco (tabla 1.1). La definición con que los ecos determinan los límites y las diferencias del obstáculo contra el que rebotan es proporcional a dicha frecuencia, con lo que la definición de contornos de esta nueva percusión es infinitamente mayor que la proporcionada por el método de Auenbrugger.

Desde antiguo se conocían los llamados sonidos audibles (entre 20 y 16.000 Hz) y las vibraciones que estaban más allá (ultrasonidos ≥ 16.000 Hz), inaudibles para el hombre pero en parte audibles por el perro, como acontecía con el silbato de Galton (1883), que emitía vibraciones de 25.000 Hz y que por ello se utilizó desde entonces para amaestrar a dichos animales. Posteriormente Edelmann y más tarde Hartmann perfeccionaron este instrumento.

1.2  Ultrasonidos: «sonar» y «radar» o la nueva percusión

En 1889, los hermanos P. y J. Curie descubrieron el llamado efecto piezoeléctrico, que se basaba en la propiedad de ciertos cristales como los del cuarzo (cristales piezoeléctricos) en los que existe un eje (eje polar, eléctrico o piezoeléctrico) a lo largo del cual y en cuyos extremos se generan fenómenos eléctricos cuando sobre las caras del cristal, perpendiculares a dicho eje, se aplican presiones o se provocan cambios de dimensiones apreciables.

Este fenómeno, descrito por los hermanos Curie, se denominó después efecto piezoeléctrico directo o conversor de la energía mecánica en un potencial eléctrico, mientras el inverso (fenómeno piezoeléctrico inverso) fue previsto por Lippmann en 1881 y estudiado completamente por Voigt en 1890.

TABLA 1.1

Tipos de ondas ordenadas según su frecuencia (orden creciente). La longitud de onda es inversa a la frecuencia

Langevin, importante físico francés, anecdóticamente conocido por su amistad con el matrimonio Curie, realizó los primeros intentos de utilizar los ultrasonidos generados por la aplicación de electricidad a un cristal de cuarzo (fenómeno piezoeléctrico inverso). Estas ondas mecánicas las utilizó para «percutir» el agua del mar y captar el eco que producían al rebotar contra un sólido sumergido (submarino). Dicho eco era traducido por otro cristal de cuarzo (receptor) y registrado como fenómeno eléctrico (fenómeno piezoeléctrico directo). Tal intento, como se comprende, iba dirigido a detectar la presencia invisible y la distancia de los submarinos; pero entre la I y la II Guerra Mundial se usó para localizar objetos en el fondo marino, y dio lugar a la técnica denominada «sonar».

Este primer intento quedó «olvidado» después de la primera gran guerra hasta que resurgió en Gran Bretaña bajo la forma de «radar», por las necesidades, en la Segunda Guerra Mundial, de respuesta frente a los ataques aéreos sobre Londres.

En el interregno, Sokolov (1929) describió el método ultrasónico para detectar defectos en los metales, y Firestone inició su uso para análisis no destructivos de los materiales (1945), poniendo a punto un instrumento, el «reflectoscopio», con aplicaciones industriales para detectar, en ellos, fallos de homogeneidad.

También en este intervalo del segundo cuarto del siglo XX aproximadamente (1925-1950), se sistematizó el uso de cristales piezoeléctricos como receptores de los latidos (arteriales, venosos o precordiales) simultáneamente con los ruidos cardíacos y con el ECG inscribiéndolos, en forma de trazados poligráficos, mediante un inscriptor eléctrico de varios canales (ECG, fonocardiograma, esfigmograma, flebograma y apexcardiograma). Así se sistematizó el estudio morfológico de las ondas y las relaciones cronológicas entre ellas, midiendo las duraciones de las diferentes fases del ciclo cardiaco en lo que se denominó electrofonomecanocardiogramas o trazados poligráficos (López Merino 1964) en lo que constituyó una aproximación cronológica a la mecánica cardiaca.

La II Guerra Mundial (1939-1945) y sus pródromos condujeron al desarrollo del «radar», acrónimo de la frase inglesa «Radio Detection and Ranging», es decir, «detección de las ondas de radio y determinación de la distancia entre objetos detectados», denominación que se generalizó desde el principio. Este desarrollo comenzó con los estudios iniciados por los científicos de la Marina de guerra norteamericana, a la que, posteriormente, se sumaron los británicos, montando en 1935 la primera central, que exigía una discriminación de 1/109 de energía transmitida por radar. La confusión acerca de las prioridades entre norteamericanos y británicos se debe a que estos últimos, a pesar de haber comenzado claramente después, solicitaron las primeras patentes a su favor, como refleja el informe de Paul Porter (1946) (Garay 1947).

Sir Robert Watson-Wat fue el primero en presentar un proyecto práctico para determinar, por medio de ondas de radio, el lugar en que se halla en cualquier momento un aeroplano, y el 24 de julio de 1935 se realizaron las primeras pruebas con el «Wallace», llegándose a la conclusión de que hasta una distancia de 60 km podía seguirse el rumbo de un avión por medio de las ondas de radio que se reflejaban en él y que daban el eco que se observaba en la pantalla de un tubo de rayos catódicos (fig. 1.1). En septiembre del mismo año ya se habían montado varias estaciones de radar en la costa británica del canal, que fueron las primeras instalaciones del mundo. En 1940 estaban cubiertos todos los puertos y a finales de 1941 ya estaba cubierta toda Gran Bretaña.

Fig. 1.1  Primeras experiencias en la emisión de ondas de «radar» y detección de sus ecos según la distancia a la que se hallaba el objeto (avión «Wallace»). La figura de los trazados es similar a la de los primeros ecos obtenidos en el cráneo al reflejarse las ondas en el septum sagital.

Desde antes de comenzar la guerra, los jóvenes físicos Wilkins y Bowen habían desarrollado un método que distinguía los aviones propios de los enemigos muy rápida y certeramente. Técnicos de la Marina estudiaban las aplicaciones del radar en el mar: Butement en relación con los barcos y Bowen y Handbury-Brown con los submarinos. A este método se le llamó «sonar», que se define como «sistema para determinar por medio de la emisión, el eco, la captación y el análisis de ondas acústicas submarinas, la identidad, situación y movimientos de barcos y submarinos, así como para guiar torpedos hacia el blanco, detectar barcos de pesca y otras aplicaciones. Es el equivalente submarino del radar». En 1943 el «sonar –o radar»– antisubmarino ya se utilizaba con precisión.

1.3  Historia de su aplicación a la cardiología: ecocardiografía

La referida historia del radar-sonar fue secreto de guerra hasta 1945, de modo que los primeros pasos de sus posibles aplicaciones para obtención de imágenes ecográficas de los órganos en los seres vivos «percutiéndolos» con ultrasonidos no pudieron realizarse hasta finales de la década 1940-1950.

Dussik (1942) fue el primero que trató de usarlo para detectar masas en el cerebro humano. Pero con respecto al corazón, podemos distinguir varias fases en el origen y desarrollo de la técnica, que se iniciaron con los estudios de Keidel (1950), que fue uno de los primeros en examinarlo a su propio través (transcardíaco) con el propósito de determinar los volúmenes de sus cavidades.

En Suecia, Hertz fue el primero en aplicar al corazón (1953) un método similar al de Firestone en los metales, valiéndose de un ultrasonoscopio comercial que se usaba en los estudios no destructivos de materiales. Más tarde, colaborando con el Dr. I. Edler (Edler y Hertz 1954) comenzaron a utilizar dicho ultrasonoscopio para examinar diversos aspectos del corazón, y denominaron «cardiografía ultrasónica» a la nueva técnica. Como este instrumento inicial era muy poco sensible, sólo permitía el registro de la pared posterior del corazón, probablemente del ventrículo izquierdo. Modificando un poco este aparato, consiguieron registrar ecos de la valva anterior de la válvula mitral, aunque lo atribuyeron a la pared posterior de la aurícula izquierda y sólo reconocieron su verdadero origen al cabo de años, cuando investigaron en cadáveres (Feigenbaum 1972).

La ecocardiografía modo M fue descrita por él y por Hertz, mientras trabajaban en la Universidad de Lund (Suecia) en 1954. Inge Edler describió muchos ecos cuyos orígenes se identificaron después, y a mediados de la década de 1950 y principios de la de 1960 hizo los primeros estudios para la detección de la estenosis mitral. Fue el primer cardiólogo que mostró las posibilidades diagnósticas de los ultrasonidos. Por eso se le reconoce, con frecuencia, como «padre de la ecocardiografía».

Los estudios alemanes fueron iniciados a finales de la década de 1950 por Effert (Effert, Domanig y Erkens 1959), principal autor que publicó trabajos similares a los suecos, sobre todo a los de Edler. Además, describieron por primera vez los hallazgos ecográficos de un tumor de aurícula izquierda, ya en la década de 1960. Schmitt y Braun repitieron los trabajos de Edler y Effert.

En 1960, en el III Congreso Europeo de Roma, se produce un hito al efectuarse una amplia y detallada reseña de cardiografía ultrasónica que se publicó en 1961 como suplemento del Acta Médica Escandinavica y que permaneció durante más de diez años como un breviario sobre la ecocardiografía. Ésta se completaba con una película cinematográfica y una reseña en la que el Dr. Edler y sus colaboradores describían las técnicas.

En Estados Unidos se iniciaron los estudios ecocardiográficos después de 1960, más tarde que los europeos a pesar de que, como ya hemos dicho, se adelantaron en los estudios con microondas y radar. Wild y, junto a él, Reid trabajaron en las primitivas aplicaciones médicas de ondas ultrasónicas reflejadas y ambos publicaron un trabajo sobre su empleo para visualizar el corazón humano escindido (1957). En 1963, Reid y Joyner repitieron los estudios sobre estenosis mitral de Edler y Effert, y serían los primeros sobre ecografía cardiológica en EE. UU. Pero el gran referente norteamericano fue Feigenbaum, que comenzó a interesarse por la ecocardiografía en esta misma época (1963), cuando trabajaba en un laboratorio de hemodinámica. Comenzó sus estudios con el ultrasonoscopio de neurología, con el que estudió el eco de la pared posterior del ventrículo izquierdo y así pudo observar los cambios producidos por la presencia de un derrame pericárdico (1965). Su descripción (Feigenbaum, Waldhausen y Hyde 1965) fue un importante catalizador del interés de los cardiólogos por la ecocardiografía, tanto en EE. UU. como en el resto del mundo, ya que en la clínica de la época el diagnóstico de pericarditis con derrame era difícil y esquivo y fácilmente pasaba desapercibido. Por ello, la ecocardiografía pasó a ser método de elección para el diagnóstico de esta entidad y, a partir de 1965, se produjo una explosión de publicaciones sobre ecocardiografía.

La vasta contribución de Feigenbaum a la ecocardiografía fue confirmar su validez técnica, ampliar los conocimientos acerca del ventrículo izquierdo, sus dimensiones más internas y su volumen sistólico y, sobre todo, poner de manifiesto que la ecocardiografía constituye un recurso incruento para definir la función de dicho ventrículo izquierdo. Realizó investigaciones adicionales sobre los ecos de la válvula mitral aplicando su utilidad no sólo a la determinación de su estenosis, sino a la flexibilidad de la válvula, importante para conocer la posibilidad de someterla a comisurotomía. Además, mostró su utilidad en el diagnóstico de la estenosis subvalvular aórtica hipertrófica, de la insuficiencia aórtica y del prolapso de la válvula mitral. El libro de Feigenbaum multiplicó sus ediciones desde la primera de 1972 (19792, 19813, 19864).

A mediados de 1960, los japoneses comenzaron su aportación denominando la técnica «ultrasonocardiotomografía».

Después, el ingeniero holandés Bom aportó el rastreador cardiaco de elementos múltiples (Bom, Lancée, Honkoop y Hugenholtz 1971), que fue el primer paso de la ecocardiografía bidimensional (Bom, Lancée, Van Zwieten, Kloster y Roelandt 1973).

Una de las ventajas de la ecocardiografía, vista desde sus inicios, fue su capacidad natural de separar las estructuras sólidas de las líquidas sin necesitar «contrastes». Pero también se vio en eco-M que éstos podían ser útiles para definir más estructuras. Así lo vio Joyner (1967) tras la inyección intracardíaca de suero fisiológico o de verde indocianina (Gramiak y Shah). En 1968-1969, Gramiak y Shah utilizaron este «efecto contraste» para identificar la anatomía ecocardiográfica in vivo inyectándolos transcáteter en las cavidades cardíacas seleccionadas y localizando la aparición y secuencia del contraste en el ecocardiograma. Así se describieron cámaras, vasos y valvas con el trasductor en varias localizaciones, y en coronarias para detectar la falta de perfusión (Weymsn 1994).

1.4  Eco-Doppler. Fundamentos físicos, efectos Doppler y Doppler Fizeau

El efecto Doppler constituye el fundamento del registro Doppler, como los ultrasonidos lo han sido para la ecocardiografía, y su descripción precedió más de un siglo a su aprovechamiento, de igual modo que la de los ultrasonidos se anticipó muchas décadas a su utilización en medicina.

El advenimiento de la locomotora impulsó el reconocimiento de un fenómeno ya conocido desde antiguo, porque la combinación de un silbido de locomotora con la velocidad de su desplazamiento destacó el cambio de tono producido por dicho desplazamiento que se agudizaba al acercarse y se hacía más grave al alejarse del oyente. El físico austriaco Johann Christian Doppler (1803-1853), profesor de matemáticas en Praga, primero explicó cualitativamente el fenómeno, señalando que las ondas sonoras participan del movimiento de la fuente, y luego desarrolló las fórmulas matemáticas (1842). Así, las ondas sonoras llegan al oído a intervalos más breves cuando la fuente se aproxima, con lo que el sonido se percibe más agudo. Cuando la fuente se aleja las ondas sonoras llegan al oído a intervalos más largos y, por lo tanto, el sonido se percibe más grave (fig. 1.2). Las primeras pruebas experimentales sobre el efecto acústico las realizaron Doppler en la estación de Brno y Bays Ballot en Utrecht, en 1845 (Weyman 1994). Durante dos días una locomotora arrastró un vagónplataforma en ambas direcciones y a diferentes velocidades. En el vagón viajaban unos trompetistas que emitían una u otra nota, a la vez que, en tierra, unos músicos de fino oído reproducían los sonidos que iban percibiendo. Doppler ya había sugerido que este efecto se aplicaría a cualquier movimiento, incluyendo además las ondas de luz.

Años después (1848), Armand Hyppolite Louis Fizeau describió que se podía detectar observando las estrellas, como desplazamiento de las líneas espectrales que permitían determinar la velocidad de su movimiento. A esto se le llamó «efecto Doppler-Fizeau». Esta idea fue aplicada por primera vez en 1910 por William Huggins al observar que el espectro de Sirio sufría un pequeño desplazamiento hacia el rojo, de lo que dedujo que, por lo tanto, se movía hacia el sistema solar. Años después, en 1929, el conocido astrónomo Edwin Hubble (1889-1953) usó este desplazamiento espectral para determinar la progresiva velocidad de alejamiento de las galaxias, proporcional a su distancia, y deducir la teoría del big-bang, de explosión inicial del cosmos.

Fig. 1.2  Efectos del movimiento de la fuente sonora sobre las ondas acústicas. En la parte superior la fuente sonora estacionaria origina la recepción del sonido con la misma longitud de onda (λ) y, por lo tanto, la misma frecuencia (Fr) a ambos lados de ésta. En la parte central el movimiento de la fuente sonora hacia la derecha da lugar a la recepción de sonidos con menor longitud de onda y mayor frecuencia al situarse a la derecha y a cambios opuestos cuando la recepción se realiza desde la izquierda. En la parte inferior, el movimiento de la fuente sonora hacia la izquierda da lugar a la recepción de sonidos con menor longitud de onda y mayor frecuencia, al situarse a la izquierda y a cambios opuestos cuando la recepción se efectúa desde la derecha.

Así pues, el «efecto Doppler» es un cambio de frecuencia, o de longitud de onda, debido al movimiento, que puede ser tanto de la fuente como de un reflector de la onda o, recíprocamente, del receptor. Su aplicación práctica en la astronomía precedió en muchos años a la acústica. En la aplicación médica son, en general, la sangre que fluye o la pared de los vasos o el corazón los que se mueven y que actúan como reflectores de las ondas ultrasónicas que son recibidas por un transductor y convertidas en potenciales eléctricos que pasan al instrumento electrónico. Éste las amplifica y determina el desfase del Doppler, que puede oírse a través de un altavoz o verse y analizarse a través de la inscripción (Kremkau 1989). Tal aplicación médica para la detección transcutánea de las velocidades de flujo sanguíneo se debe inicialmente a Satomura, en 1956, cuyo instrumento medía más la intensidad de las ondas reflejadas que el desfase de frecuencia y por ello no podía indicar la velocidad. Por ello, la primera medida verdadera de la frecuencia Doppler fue realizada por Franklin et al. (1961). Muchos años después, Edler et al. utilizaron el Doppler continuo para estudiar el flujo sanguíneo intracardíaco. Después, Baker, Kanaka, Bran Destini, Fish y otro gran número de investigadores sentaron las bases para el uso del Doppler en el estudio de los flujos intracardíacos y de los grandes vasos.

La codificación en color a partir del Doppler de onda pulsada amplió las posibilidades de visualización del flujo sanguíneo. El Doppler codificado en color se realizó utilizando tres colores básicos (rojo, azul y verde) y sus posibles combinaciones aditivas, asumiendo el convenio de que el rojo representa velocidades positivas, o sea, velocidades que acercan el flujo al transductor, y que el azul indica que las velocidades son negativas, es decir, flujos que se alejan del ya mencionado transductor. La intensidad de dichos flujos se considera como la cantidad mayor o menor de células que se mueven a una determinada velocidad, y, finalmente, la velocidad se codifica proporcionalmente al brillo, de tal modo que las velocidades mayores son blancas y, a medida que disminuye aquella, los trazados se hacen más oscuros. Al igual que sucede con el Doppler pulsado, cuando las velocidades que se quieren medir superan la frecuencia de Nyquist, invierten su dirección, que pasa entonces de positiva a negativa o viceversa (Miyatake et al. 1984), y en los registros aparece una mezcla o «mosaico» de colores.

1.5  La carrera de las técnicas de imagen

Cuando se inició el uso de ultrasonidos mediante la técnica de ecografía, se defendieron las ventajas de aquellos porque podían dirigirse en forma de haces lineales que obedecían las leyes de reflexión y refracción y que se reflejaban en objetos de pequeño tamaño, pero con un inconveniente: que necesitaban una ventana de entrada y salida que estuviera libre de huesos y de aire que impedían casi totalmente la transmisión. Las otras técnicas de imagen (TAC) tenían la gran ventaja de que las ondas de rayos X podían atravesar estos medios sin necesidad de ventanas especiales, pero estas radiaciones tenían propiedades agresivas sobre los tejidos vivos. La ecocardiografía multiplicó sus ventanas, ampliándolas con la ecocardiografía transesofágica a partir de 1970-1980, gracias al desarrollo de transductores adaptados a sistemas de gastroscopia para realizar estudios ecocardiográficos desde las cercanías del corazón con una amplia ventana. Se inició por Side et al., del Guy’s Hospital (Almagro 1967), quienes utilizaron esta vía para el estudio de flujos intracardíacos, con Doppler continuo y, ya a principios de 1980, se empezaron a usar sistemas sectoriales transesofágicos, siendo sus pioneros Hisanaga y Di Magro.

La ecocardiografía había cumplido las tres fases: modo M, modo B o bidimensional y eco- Doppler, continuo, pulsado y codificado en color. Había multiplicado sus ventanas y añadido la transesofágica, estaba abriendo al máximo sus posibilidades. Tenía dos grandes ventajas respecto a la radiología; en primer lugar, la inocuidad para el organismo de las ondas ultrasónicas utilizadas, cada vez más verificada, frente a las radiaciones X, aunque su reducción en las técnicas de la TAC mitigó algo las diferencias. En segundo lugar, la posibilidad de uso de las técnicas de eco-Doppler a la cabecera, o casi, del paciente. A partir de 1980, la carrera en los avances de calidad, uso y facilidades de las técnicas de imagen –eco-Doppler por un lado y TAC, resonancia nuclear y, en menor medida, la tomografía de emisión de positrones (PET), por otro– ha sido tan intensa y competitiva, que no se puede prescindir de ninguna de ellas; las podemos calificar de complementarias y desde luego el eco-Doppler se ha impuesto como técnica cardiológica rutinaria y cuasi-clínica a pesar de mantener algunas limitaciones. Se podría decir que, en la actualidad, y probablemente más aún en el futuro, ha sustituido con infinitas ventajas a la percusión, la radiología rutinaria y casi totalmente a la auscultación, que eran el total de las exploraciones cardiológicas hace poco más de medio siglo si exceptuamos a la electrocardiografía.

El fundamento inicial del éxito que tuvo el eco en cardiología consistió, como se ha dicho, en permitir el diagnóstico indudable de la pericarditis con derrame, y a continuación el estado anatómico de las válvulas, especialmente para su corrección quirúrgica (estado del aparato mitral permitiendo o no una eficaz comisurotomía o estado de las válvulas aórticas con vistas a su reparación o sustitución). En tercer lugar, la identificación de las miocardiopatías y sus formas, sin necesidad de cateterismo cardiaco.

Los derrames pericárdicos, las valvulopatías y las miocardiopatías fueron los motores iniciales para la promoción y generalización de la ecocardiografía en cardiología. Después hubo tres grandes impulsos debidos a los avances tecnológicos: el primero por la ampliación de las posibles ventanas de observación, como la ecografía transesofágica, el segundo por su asociación a las técnicas Doppler (eco-Doppler) aplicadas a estudio de flujos, estados valvulares y cálculo de áreas de éstas y después a los tejidos (Doppler-tisular (DTI)), permitiendo la determinación del strain y el strain rate, el estudio automático de «armónicos de tejidos» y la consiguiente detección automática de bordes, así como la «color-quinesia». Un tercer impulso se debió a la progresiva incorporación de la ecocardiografía y el eco-Doppler al estudio de la fisiopatología cardiaca, con el análisis de la función diastólica ventricular y de la función sistólica, y también el análisis de la perfusión miocárdica gracias a los contrastes o ecopotenciadores y a la utilización de las técnicas basadas en el estudio del segundo armónico, así como otras técnicas para obtener «la señal no lineal».

1.6  Bases fisiopatológicas de los trazados de ecocardiografía en modo M. El curioso olvido de las curvas de Henderson-Wiggers

Los sucesivos mecanismos son aplicables a las distintas perspectivas de la realidad y, así, las imágenes ecocardiográficas en modo M nos proporcionan una visión cronológica de los movimientos de las paredes cardíacas, los cuales son proporcionales a los cambios de volúmenes de las cavidades cardiacas, es decir, a relaciones V vs T. Entonces, hubiera sido lógico apelar a los modelos de Henderson-Wiggers para indagar detalladamente su semiología. Sin embargo, durante muchos años, en el desarrollo del eco en modo M se ignoró completamente el diagrama de las leyes de Henderson-Wiggers y los conocimientos derivados de ellas.

El mecanismo de Henderson-Prince o de uniformidad de comportamiento cardiaco, al adaptarse a la frecuencia (V vs T), fue descrito en 1906, basado en medidas volumétricas pletismográficas del corazón (Henderson 1906), y se expresó afirmando, en primer lugar, que los ventrículos tienen un patrón fijo de relajación que determina su capacidad diastólica fija dependiendo exclusivamente de la duración de dicha diástole, siempre que el aflujo venoso se encuentre a niveles normales de presión y volumen, y, en segundo lugar, que un ulterior incremento del aflujo venoso no puede aumentar (modificar) el llenado ventricular y su posterior descarga sistólica. Ambas premisas concluyen que es casi imposible para el corazón aumentar sus tensiones y longitudes iniciales y, por tanto, la nulidad de adaptación de este aspecto (Henderson y Prince 1914). Por ello, se concluyó que el corazón ofrecería una «uniformidad de comportamiento» y de respuesta, y que únicamente podría variar su gasto a base de modificar la frecuencia de sus latidos. En la figura 1.3 se ha reproducido la curva pletismográfica (volumétrica) en relación con el tiempo que dio Henderson como canon del funcionamiento ventricular. En su parte superior derecha (recuadro), hemos añadido la curva que representa la repercusión que tienen las distintas frecuencias sobre el gasto cardiaco, representado por la línea continua y calculado a partir de la curva «inmodificable». En ella, se observa la gran caída del gasto cardiaco para las frecuencias extremas (<40 y >180 p/m) que generan las clásicas crisis de Stockes-Adams.

La curva de Henderson contribuyó indudablemente a la comprensión «more geométrico» de las variaciones que la longitud del ciclo (o su inversa, la frecuencia cardiaca) inducía sobre las subfases del ciclo y sobre el gasto cardiaco y era muy congruente con la «ley de todo o nada», pero no lo era tanto con el «fenómeno de la escalera» y con las experiencias de otros autores como Dreser (1887), Marey (1860 y 1881) y Frank (1895). Entonces Carl Wiggers (1914 y 1921), el gran fisiólogo norteamericano y discípulo también de Henderson, verificó experimentalmente la cuestión, y después (Wiggers y Katz 1922) realizó sus trabajos con Katz reestudiando el mecanismo de adaptación a las variaciones del retorno venoso por medio de técnicas cardiométricas en una preparación de circulación controlada. Sus resultados confirmaron los de Starling y su grupo, pero con diferencias que resumimos: al aumentar el retorno venoso, el llenado ventricular durante la diástole es más rápido en todos sus subperíodos: relleno rápido, relleno lento y presístole; y la descarga sistólica, que es más amplia, se acompaña de una mayor velocidad de eyección, la prolongación del período eyectivo y un vaciamiento más completo. Tales curvas (fig. 1.4) no son superponibles ni en su fase sistólica ni en la diastólica, lo que constituye una demostración directa de la inexactitud de la ley de uniformidad de Henderson (fig. 1.3). Pero cuando Wiggers y Katz reprodujeron las experiencias de Starling et al. manteniendo constantes el retorno venoso y la presión auricular derecha, encontraron que la frecuencia cardiaca modificaba netamente el gasto cardiaco y seguía mucho mejor las predicciones hechas por el mecanismo Henderson que las afirmaciones de constancia en dicho gasto realizadas por los investigadores británicos. Sin embargo, las curvas de los latidos no fueron superponibles (no se reajustaron las presiones venosa y arterial para cada cambio de frecuencia), y no se pudieron hacer predicciones exactas sobre la relación entre gasto cardiaco y frecuencia de latidos. Los autores han dado un diagrama que resume la compleja cadena de acontecimientos involucrados en tales variaciones (Wiggers 1945 y 1952).

Fig. 1.4  Curva típica del volumen (N) para un ciclo cardiaco de 0,8 s (75 ppmin) 1 a 2: sístole auricular; 2 a 3: período de contractión isométrica; 3 a 7: período de eyección sistólica; 7: final de la sístole; 7 a 8: período de relajación isométrica. Se representa a partir de éste el conjunto de curvas superpuestas que ilustran la influencia de diversos factores sobre el volumen latido cuando la frecuencia cardiaca aumenta a 120 ppmin. A: acortamiento del llenado natural y reducción del volumen latido, de acuerdo con Henderson. B: ulterior reducción de la descarga sistólica debida a la reducción concomitante en la presión auricular y en la velocidad de llenado mostrado en F, y disminución de la fuerza de la sístole auricular en X. C: restauración del volumen latido a la curva de control A por mayor eficacia en la sístole auricular (Y) que sobreviene inmediatamente después o durante el aflujo rápido. D: aumento en el volumen latido a la magnitud de un latido con ciclo largo (N) como resultado de una acción del nervio acelerador o de efectos adrenérgicos humorales que incrementan la fuerza de la contracción auricular Z, y llenan más completamente los ventrículos (reducción del volumen residual). E: ulterior aumento de la descarga sistólica a través de un incremento simultáneo del retorno venoso y un llenado más rápido en el ejercicio. Las líneas de la derecha (N-E) indican los volúmenes latido comparativos correspondientes a las distintas curvas [(Wiggers 1928), figura 16 en la página 45)].

Fig. 1.5  Curvas de volumen ventricular obtenidas con métodos pletismográficos y curvas de presión de la aorta y la aurícula izquierda (Wiggers). La ecocardiografía permite registrar las variaciones de volumen partiendo de la determinación de las dimensiones de la cavidad ventricular.

1.7  Curvas de Doppler y la hemodinámica incruenta: determinación incruenta de las presiones intracavitarias mediante la técnica de eco-Doppler

Daniel Bernoulli, matemático y físico hidrodinamista, enunció en 1738 la que con el tiempo se denominó ley de Bernoulli o integral de Bernoulli, que rige la mecánica de fluidos ideales (sin rozamiento) y de la cual deriva la que representa el principio de Venturi y la ecuación de Gorlin (López Merino et al. 1969), usadas en hemodinámica (López Merino 2007), en las que el flujo (F) es proporcional al gradiente de presiones, es decir, el existente entre la presión proximal (Pp) y la presión distal (Pd); y ambas variables, flujos y presiones, se relacionan con un coeficiente de proporcionalidad que es la conductividad o «conductancia» del sistema (K), que, a su vez, es la inversa de la resistencia (R). Es decir: , ecuación que es análoga a la expresada en la ley de Ohm en el ámbito de la electricidad (fig. 17, en López Merino 2007).

Esta fórmula fue deducida de la ecuación de Bernoulli por Holen (1976) y Hattle (1978) y se aplica al cálculo de la presión de las cavidades correspondientes en la estenosis mitral, y posteriormente también en la estenosis aórtica y en los defectos septales.

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2.

Principios básicos de la ecocardiografía-Doppler

Francisco Javier Chorro GascóSergio Madero JuezFrancisco Núñez Gómez

Índice del capítulo

2.1  Introductión

2.2  Los ultrasonidos

2.2.1  Propiedades físicas de los ultrasonidos

2.2.2  Transductores

2.2.3  Técnicas de utilización de los ultrasonidos. Modos de obtención de las imágenes

2.2.3.1  Modo M

2.2.3.2  Modo bidimensional

2.2.3.3  Ecocardiografía tridimensional

2.2.4  El efecto Doppler

2.2.4.1  Doppler continuo

2.2.4.2  Doppler pulsado

2.2.4.3  Doppler codificado en color

2.2.4.4  Doppler tisular

2.2.5  Características de los equipos de ecocardiografía-Doppler

2.2.6  Artefactos

2.2.7  Ecocardiografía de contraste

Bibliografía

2.1  Introducción

Las técnicas diagnósticas basadas en la utilizatión de los ultrasonidos son ampliamente utilizadas en cardiología debido a su accesibilidad, a sus características incruentas y a la gran cantidad de información que proporcionan. Estas exploraciones no son invasivas ni excesivamente costosas y se pueden efectuar allí donde se encuentre el paciente. Mediante la ecocardiografía-Doppler se obtienen imágenes del corazón y se analizan las características de los flujos sanguíneos y el movimiento de las estructuras cardiacas. Esta técnica diagnóstica permite conocer las características anatómicas y funcionales del corazón y obtener datos precisos sobre el tamaño de las cavidades, el grosor y movimiento de las paredes, la función ventricular sistólica y diastólica, la estructura valvular, las características del flujo sanguíneo intracardiaco e intravascular, los gradientes transvalvulares, la presencia de estenosis e insuficiencias valvulares, cortocircuitos, masas, malformaciones y conexiones anómalas o la existencia de patología pericárdica. El conocimiento de los principios básicos en los que se fundamenta ayuda a su correcta utilización e interpretación y permite apreciar sus posibilidades y limitaciones.

2.2  Los ultrasonidos

2.2.1  Propiedades físicas de los ultrasonidos

– Reflexión: al atravesar un determinado medio, los ultrasonidos se reflejan parcialmente en los límites de las zonas que difieren en su impedancia acústica, que a su vez depende de su densidad y de la velocidad de propagación. La detección de los ecos producidos al reflejarse constituye la base de las técnicas ultrasónicas. El coeficiente de reflexión expresa la relación entre la amplitud del ultrasonido reflejado y la del que llega a la estructura. Cuanto mayor sea la impedancia acústica, mayor será la intensidad del eco reflejado. En zonas con gran diferencia de impedancia acústica la reflexión puede ser muy intensa, de tal modo que no pasan suficientes ultrasonidos para que sean reflejados adecuadamente más allá de éstas, tal como sucede cuando hay estructuras óseas o aire. Al efectuar este tipo de exploraciones se evitan estas zonas para poder obtener información de las estructuras situadas a mayor profundidad.

– Refracción: cuando la dirección del haz de ultrasonidos no es perpendicular a la superficie delimitada por las estructuras con diferente impedancia acústica, el eco es reflejado en forma de un determinado ángulo que es igual al de llegada. La reflexión es máxima cuando el haz es perpendicular a la superficie que refleja los ultrasonidos. A su vez, los ecos que atraviesan las estructuras sufren una desviación que depende de la diferencia de impedancias y del cambio de velocidad de los ultrasonidos, y es mayor cuanto mayor es el ángulo de incidencia. Este proceso corresponde a la refracción y añade complejidad a la interpretation de los ecos ya que el objeto analizado no se encuentra en la dirección original del haz de ultrasonidos y se pueden distorsionar las imágenes. Este fenómeno es distinto al de la difracción, que explica por qué las ondas pueden girar en cierta medida alrededor de los bordes de las estructuras.

– Atenuación: la intensidad de los ultrasonidos que llegan a una determinada zona puede debilitarse debido a procesos como la reflexión y la refracción, anteriormente mencionados, pero también intervienen otros como la dispersión y la absorción. Las características no homogéneas de las estructuras o los objetos analizados determinan que la energía de las ondas sea dispersada en múltiples direcciones, de tal modo que solamente vuelve una parte de ésta al transductor. Así mismo, la energía de los ultrasonidos puede ser absorbida, dando lugar a vibración y producción de calor. Para evitar el calentamiento inadecuado de los tejidos, los equipos disponibles tienen una limitación en la energía total transmitida con los ultrasonidos (energía o índice mecánico). Además, la absorción es mayor cuanto mayor es la densidad del medio, y es proporcional al cuadrado de la frecuencia del ultrasonido. Por este motivo, para explorar estructuras que se encuentran a una mayor profundidad, se utilizan ultrasonidos con frecuencias más bajas, aunque la resolución es menor que cuando se utilizan frecuencias altas, es decir, las frecuencias altas alcanzan poca profundidad pero permiten obtener imágenes con una resolución mayor. La profundidad de la penetración se define como la profundidad del tejido que se necesita para reducir la intensidad a la mitad y aproximadamente es igual a 3 / frecuencia (en MHz), expresada en cm.

En los equipos disponibles se puede aumentar la ganancia de los ecos originados a mayor profundidad para compensar la atenuación. La atenuación también se contrarresta utilizando los armónicos (múltiplos de la frecuencia del ultrasonido reflejado) en lugar de la frecuencia original. Así, mediante el empleo del segundo armónico, se puede mejorar la calidad de las imágenes obtenidas al discriminar mejor entre el ruido y las señales reflejadas. Esto es especialmente útil al explorar las estructuras más alejadas del transductor.

– Otros conceptos: la emisión discontinua de los ultrasonidos o forma pulsada consiste en la emisión durante breves intervalos, dejando entre dos pulsos sucesivos un intervalo de tiempo para analizar los ecos reflejados. La ventana de tiempo entre dos emisiones sucesivas ha de tener una duración suficiente para poder efectuar el análisis y tendrá que ser mayor cuanto mayor sea la profundidad de las estructuras analizadas, ya que los ultrasonidos han de recorrer un trayecto mayor (llegada a la estructura y vuelta al transductor). Si en cada pulso se emite un número de ciclos constante, cuanto mayor sea la frecuencia de los ultrasonidos menor será la duración de los pulsos. La frecuencia de repetición del pulso es la frecuencia a la que son emitidos dichos pulsos.

La resolución de las determinaciones derivadas del análisis de los ultrasonidos y de los ecos reflejados es la mínima distancia entre dos puntos para que puedan ser considerados como diferentes. La resolución en la dirección de los ultrasonidos (axial) es mayor que la resolución lateral y depende de la duración de los pulsos, de tal modo que aumenta al acortar su duración. La resolución lateral, es decir, perpendicular a la dirección del haz de ultrasonidos, está determinada por la anchura de éste y por la intensidad de los lóbulos secundarios del haz ultrasónico, de tal modo que aumenta al reducir la anchura del haz. Existen diversas técnicas de enfoque electrónico para mejorar la definición de las imágenes.

2.2.2  Transductores

Forman parte del equipo de ecocardiografía-Doppler y en ellos se generan los ultrasonidos y se reciben las ondas reflejadas en los tejidos explorados, es decir, funcionan como emisor y receptor. Contienen los elementos piezoeléctricos que vibran al pasar la corriente, convirtiendo así la energía eléctrica en energía mecánica. Al recibir los ultrasonidos, el proceso es el opuesto y se producen señales eléctricas en respuesta a las vibraciones mecánicas originadas por los ecos que han sido reflejados. La vibración ocurre a una frecuencia que depende de las dimensiones del cristal o del elemento de cerámica utilizado. Una vez se aplican los pulsos de corriente, el movimiento de las caras del cristal o del elemento de cerámica genera las ondas de presión que corresponden a los ultrasonidos. Las ondas se emiten durante cortos intervalos de tiempo (pulsos) y los haces de ultrasonidos engloban las sucesivas emisiones de impulsos. En la zona cercana al transductor, el haz tiene forma casi cilíndrica y, a partir de una determinada distancia que depende de la frecuencia de los ultrasonidos y del tamaño del transductor, el haz se ensancha y adquiere una forma cónica. En la zona más estrecha es donde la resolución es mayor. Se puede reducir la anchura eliminando efectos laterales.

Fig. 2.2  Representación del transductor y del haz de ultrasonidos en el que se observa el campo cercano (zona de Fresnel) y el lejano (zona de Fraunhöfer).

Existen distintos tipos de transductores. Los matriciales contienen varios elementos que pueden estar en distintas disposiciones: en línea, cuadrangulares, rectangulares, en forma anular, etc. Las matrices de transductores pueden ser activadas utilizando retrasos sucesivos en cada elemento individual. La dirección de los ultrasonidos se puede modificar de forma regular efectuando barridos en un determinado plano.