Aula Ultrassonografia – Monique

ULTRASSONOGRAFIA

MONIQUE ALMEIDA NASCIMENTO

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O APARELHO DE ULTRASSOM

O APARELHO DE ULTRASSOM

Um monitor: onde se observa a imagem;

Controle para regular a intensidade das ondas captadas;

Determinar a profundidade da imagem observada em tela;

Alterar a amplificação dos ecos de retorno.

Um ou mais transdutores: parte principal do aparelho de ultrassom

Em geral, o transdutor é o responsável pela emissão e captação de pulsos de ultrassom.

Composto principalmente por cristais piezoelétricos;

Transdutores são capazes de registrar a posição da superfície refletora e representar a forma

dos ecos em tons de cinza

PARTES DE UM TRANSDUTOR

Figura 1: Transdutor de imagem de ultrassonografia representativo, com apenas um cristal para

facilitar o entendimento. Fonte: Ultrassonografia à Beira do Leito na Medicina Clínica.

PARTES DE UM TRANSDUTOR

Cristal piezoelétrico envolto por uma camada de material de retaguarda ou

amortecimento: redução da duração do pulso;

Em frente ao elemento ativo, encontra-se a camada de acoplamento: valores de

impedância acústica entre o cristal e a pele;

Gel acústico, aplicada para diminuir ainda mais as diferenças de impedância entre

o transdutor e a pele;

Gel também tem a função de ocupar o lugar do ar entre o transdutor e a pele;

Pode ser empregada uma lente acústica para melhorar o foco;

Todo o transdutor é recoberto por um invólucro protetor.

TRANSDUTOR EM ARRANJO LINEAR SEQUENCIAL

Figura 3: Imagem vascular da veia femural direita. Imagem tem formato

quadrado e no ponto 1 é observado um trombo (estrutura de

aparência sólida). Fonte: Ultrassonografia à Beira do Leito na Medicina

Clínica

Figura 2: Representação de

um transdutor linear,

imageando sobre as costelas.

Fonte: Ultrassonografia à

Beira do Leito na Medicina

Clínica

TRANSDUTOR EM ARRANJO SETORIALFigura 4: Representação de

um transdutor setorial,




Clínica

Figura 5: Imagem da vesícula biliar com transdutor

setorial. Fonte: Ultrassonografia à Beira do Leito na

Medicina Clínica

TRANSDUTOR EM ARRANJO CONVEXO

Figura 7: Imagem do abdômen produzida pelo transdutor convexo.

Observe superfície acústica maior tanto no campo próximo quanto no

distante. Fonte: Ultrassonografia à Beira do Leito na Medicina Clínica

Figura 6: Representação de

um transdutor convexo,




Clínica

MODOS DE DISPOSIÇÃO DOS ECOS

Existem três modos, mais comuns, de disposição dos ecos, chamados:

A, B e M

O modo A recebe esse nome por estar relacionado com a AMPLITUDE;

O modo B recebe esse nome por estar relacionado com o BRILHO;

O modo M recebe esse nome por estar relacionado com o MOVIMENTO;

MODO A

Primeiro modo inventado para avaliação ultrassonográfica (~1930);

O mais simples dentre os modos existentes;

Utilizados, em geral, para obter informação do diagnóstico sobre a profundidade

das estruturas no corpo, enviamos pulsos de ultra-som sobre o corpo e medimos o

tempo requerido para receber o som refletido (ecos) em suas várias superfícies;

A profundidade dos ecos aparece como picos, cuja altura representa amplitude dos

ecos;

Portanto, fornece uma informação unidimensional.

MODO A – EXEMPLO

Figura 8: Esquema de ultrassonografia do modo A.

Fonte: cpdia.embrapa.br/publicacoes/download.php?file=DOC08_2003.pdf

MODO A – EXEMPLO OFTALMOLOGIA

Continua sendo amplamente utilizado na oftalmologia;

Acompanhar tamanho e padrões de crescimento do olho;

Detectar a presença de tumores ou outras patologias;

Presença de objetos estranhos para remoção via cirurgia.

MODO A – EXEMPLO OFTALMOLOGIA

Figura 9: Trandutor T emite ultrassom

através da água do olho, e o som refletido

é captado. Fonte: Maggi, L.E. Aula Biofísica.

Figura 10: Estudos ultrassônicos de uma retina descolada. Na

ultrassonografia é possível observar um eco s da esclera

anterior, um eco r da retina, e um eco s da esclera posterior. E

num olho normal o eco r apareceria misturado com o eco s da

esclera posterior. Fonte: Maggi, L.E. Aula Biofísica.

MODO A – EXEMPLO ECOENCEFALOGRAFIA

Outra aplicação comum do modo A, é a chamada ecoencefalografia - ultrassom

utilizado na detecção de tumores no cérebro;

Pulsos de ultra-som são enviados a uma estreita região do crânio ligeiramente acima

do ouvido e o eco das diferentes estruturas dentro da cabeça são mostrados num

osciloscópio;

Na ecoencefalografia o objetivo é comparar os ecos do lado esquerdo da cabeça

com aqueles do lado direito e observar uma mudança na estrutura da linha média;

Um tumor num determinado lado do cérebro tende mudar a linha média em direção

ao outro lado, onde uma mudança de mais que 3 mm para um adulto ou 2 mm para

uma criança é considerado anormal.

MODO A – EXEMPLO ECOENCEFALOGRAFIA

Figura 11: Modo A para localizar a linha média do

cérebro (ecoencefalografia) Pulsos de ultrassom

são enviados ao cérebro pelo transdutor T e os

ecos são representados na imagem. Fonte: Maggi,

L.E. Aula Biofísica.

MODO A – EXEMPLO ECOENCEFALOGRAFIAFigura 12: Ecoencefalografia de um

cérebro normal e um anormal. Na

imagem a observamos o

mapeamento do cérebro normal.

Transdutor T no lado direito da

cabeça na imagem de cima e no lado

esquerdo na de baixo. Não existe

deslocamento do eco da linha

média. Na imagem b observamos o

mapeamento de cérebro anormal

mostrando um deslocamento de

7mm adiante no lado direito que

poderia ser causado por um tumor

no lado esquerdo do cérebro. Fonte:

Maggi, L.E.Aula Biofísica.

MODO B

Utiliza múltiplas ondas de ultrassom;

Combinação dos sinais do Modo A em várias direções, obtidos pelo deslocamento

mecânico do transdutor;

Este modo pode ser melhor entendido considerando-se uma linha no Modo A,

modificada de tal forma que a amplitude do sinal recebido não cause um deslocamento

vertical do feixe, mas sim aumento ou diminuição do brilho;

Estabelece informações sobre as estruturas internas do corpo. Sendo aplicados no

fígado, mama, coração, feto, etc.

MODO B

Ecos de retorno aparecem como pontos correspondente à localização da

superfície refletora;

O eixo na direção de propagação do pulso, da mesma forma que no Modo A,

representa a profundidade de penetração ou distância;

Brilho ou escala de cinza representa a amplitude do eco;

Portanto fornece uma imagem bidimensional.

MODO B - EXEMPLO

Figura 13: Esquema de ultrassonografia do modo B.

MODO B – EXEMPLO

Figura 14: Modo B construído a partir do modo A. Fonte: incor.usp.org.br/spdweb/frame_cursos.htm

MODO B – EXEMPLO FETO E MAMA

Eles podem detectar gravidez muito cedo e pode estabelecer informação sobre

anomalias;

Além disso, pode fornecer informações sobre o comprimento, localização, e

mudança com o tempo de um feto;

Extremamente útil nos partos normais e em casos tais como hemorragias

anormais e ameaças de aborto.

Em alguns casos, o mapeamento B pode ser melhor que o Raio-X, como por

exemplo, raio-X somente detecta quistos que produzem soluções radiopacas,

enquanto o ultra-som pode ser usado para mostrar muitos tipos de quistos.

MODO B – EXEMPLO

Figura 15: Ultrassonogia de feto no modo B.

Fonte: www.curumimmodabebe.com.br

Figura 16: Ultrassonogia de mama no modo B, para

punção de cisto mamário. Fonte:

www.usbipanema.com.br

MODO M

Combina característica do modo A juntamente com o modo B, e é utilizado

principalmente na ecocardiografia;

Na imagem resultante é possível observar movimento de uma estrutura ao

longo de uma linha.

Transdutor estacionário (modo A) onde os ecos aparecem como pontos

(modo B);

MODO M

Ecos dispostos num eixo vertical em relação a profundidade;

Dispostos num eixo horizontal em relação ao tempo;

Brilho ou escala de cinza representa a amplitude do eco;

MODO M - IMAGEM

Figura 16: Esquema do método

de mapeamento M. Em a, uma

interface vibrante num béquer de

água reflete o pulso sonoro do

transdutor T. em b o mapeamento

B a membrana vibrante aparece

como uma linha no meio do

mapeamento. E em c, quando o

feixe é movido verticalmente, o

movimento da interface vibrante

é mostrado como um

mapeamento M. Fonte: Maggi, L.E.

Aula Biofísica.

MODO M – EXEMPLO CORAÇÃO

Os lugares onde o coração pode ser sondado são muito limitados devido a pobre

transmissão ultra-sônica através dos tecidos pulmonares e ossos;

O método usual é colocar o transdutor no lado esquerdo do paciente, apontá-lo

entre as costelas sobre o coração, e incliná-lo sob diferentes ângulos para

explorar várias regiões do coração;

Assim, é possível obter informações a respeito do comportamento de uma

válvula particular ou seção do coração.

Exemplo: Mapeamento M capaz de mostrar a acumulação do fluido no coração

(efusão pericardial).

https://www.youtube.com/watch?v=LZA1EZVgqBI

Figura 17: Esquema do coração sendo mapeado

com ultra-som. Fonte: Maggi, L.E.Aula Biofísica.

MODO M – EXEMPLO CORAÇÃO

Figura 18: Imagem de uma ultrassonografia de modo M

mapeando a válvula mitral. Fonte: www.clinicacoracao.com

MODOS A, B E M - EXEMPLO

Figura 19: Representação

esquemáticos dos modos de

disposição dos ecos em

ultrassonografia cardíaca. Fonte:

Princípios Físicos da

Ultrassonografia – Revisão

Bibliográfica

MODO DOPPLER

Outro modo para se medir movimento é o chamado modo Doppler;

Estudos desde antes de 1800 mostram que uma fonte sonora de frequência

f0 tem um tom mais alto quando se dirige ao ouvinte e mais baixo quando se

afasta do mesmo;

O mesmo acontece quando o ouvinte se dirige à fonte;

A variação de frequência é chamada de desvio Doppler.

Esta técnica tem sido usada para medir a velocidade de movimento de

objetos ou fluidos dentro do corpo, principalmente fluxo sanguíneo;

MODO DOPPLER

Se conhecermos a frequência f0 , é possível medir a frequência recebida pelo

ouvinte;

Determinar a rapidez do movimento da fonte sonora ou do ouvinte;

O desvio Doppler é calculado utilizando-se a equação abaixo, onde o sinal

indica o sentido da velocidade. É possível perceber que o desvio Doppler é

diretamente proporcional à velocidade do sangue e, consequentemente, ao

fluxo volumétrico:

MODO DOPPLER – EXEMPLO CORAÇÃO

Figura 20: Arranjo esquemático para medir a

velocidade do sangue num vaso sanguíneo a partir do

modo Doppler. Fonte: Maggi, L.E.Aula Biofísica.

Quando um feixe contínuo de ultra-som é "recebido"

por alguma célula vermelha do sangue, num

determinado vaso, movendo-se adiante da fonte, o

sangue "ouve" uma freqüência ligeiramente mais baixa

que a freqüência f0 original. Em seguida, o sangue envia

de volta ao transdutor os ecos espalhados do som

que ele "ouviu”.

MODO DOPPLER

Vantagem de não requerer catéter na artéria ou cirurgia para implantar

dispositivos de medidas;

Também usado para detectar movimentos do coração do feto, cordão

umbilical e placenta, principalmente quando sinais radiológicos e clínicos são

desaconselháveis;

MODO DOPPLER – EXEMPLO FETO

Figura 21: Esquema do uso de Doppler para

monitoração do coração fetal. Fonte: Bishop, E.H.

Usos obstétricos do sensor ultra-sônico em

movimento.

Quando uma onda sonora contínua de freqüência

f0 é incidente sobre o coração fetal, o som

refletido é desviado para freqüências ligeiramente

maiores que f0 quando o coração do feto está

movendo-se em direção a fonte do som, e

ligeiramente inferior a f0 quando o coração do feto

está se afastando dele. Variações na freqüência dão

a razão pulsação fetal.

MODO DOPPLER CONTÍNUO

Um transdutor funciona como emissor e o outro como receptor, e a transmissão ultrassônica e

a recepção por um segundo cristal é contínua;

Todos os alvos situados sobre a trajetória do feixe ultrassonográfico produzem sinais Doppler,

confundindo seus efeitos e determinando falta de resolução espacial;

Não permite discriminar movimentos provenientes de várias profundidades, impossibilitando

determinar com precisão a fonte do sinal detectado, considerando que todos os alvos em

movimento dentro do feixe produzem sinais Doppler

O feixe deste tipo de Doppler deve conter somente um vaso ou câmara cardíaca, pois qualquer

fluxo sanguíneo será interceptado, apresentando sinal superposto no equipamento e será

registrado, independentemente de sua profundidade

Na ultrassonografia com Doppler contínuo, a interpretação é realizada através dos padrões de

som emitidos pelos vasos e por gráficos que representam os traçados das curvas de velocidade

MODO DOPPLER CONTÍNUO

Figura 22: Exemplo de aquisição de sinal através do Doppler contínuo. Onde em A mostra a foto de

um transdutor Doppler contínuo e B o traçado de velocidade do fluxo da artéria imageada. Fonte:

Bragato, N. Ultrassonografia doppler vascular: aspectos importantes para aplicação da técnica.

MODO DOPPLER PULSADO

Devido às limitações do Doppler contínuo, o mapeamento pulsado foi desenvolvido com o

objetivo de identificar a localização espacial das estruturas vasculares;

No Doppler pulsado, o som é emitido em pulsos e o mesmo cristal piezoelétrico funciona

como transmissor e receptor;

O sistema pulsado permite um intervalo entre a transmissão e o retorno do eco, com isso, o

volume sensível a partir do qual os dados são amostrados pode ser controlado em termos

de forma, profundidade e posição

A imagem duplex combina o feixe Doppler pulsado com a imagem bidimensional, e a

localização do volume alvo é disposta na tela em modo bidimensional;

A profundidade e o tamanho do volume de amostra no modo bidimensional possibilitam a

localização precisa da região de interesse.

Figura 23: Imagem de ultrassom

Doppler contínuo, onde é

observado o enchimento

ventricular e a contração atrial.

Fonte: García, M.J. Diagnóstico y

guía terapéutica de la insuficiencia

cardíaca diastólica.

MODO DOPPLER PULSADO

MODO DOPPLER COLORIDO

Atualmente, a grande maioria dos equipamentos de ultrassom tem a capacidade de

apresentar mapeamentos coloridos do fluxo sanguíneo;

A informação sobre fluxo determinada a partir de medições Doppler é exibida em

sobreposição à imagem em tempo real do modo bidimensional;

A área visualizada é dividida em vários pequenos volumes de amostragem, cada um dos quais

é submetido a um processamento isolado, onde o sinal obtido é codificado por cores em

relação ao seu movimento na direção do transdutor ou para longe dele;

Cada ponto móvel tem uma tonalidade de vermelho ou azul, em vez de tons de cinza.

O grau de saturação da cor é usado para indicar a velocidade relativa do fluxo em

movimento;

MODO DOPPLER COLORIDO

Figura 24: Exemplo de doppler colorido da

veia cava caudal e da artéria aorta de uma

cadela adulta, evidenciando a identificação

do fluxo sanguíneo em tons de vermelho e

azul dentro do volume da amostra (quadro

verde). A barra vertical indica a direção do

fluxo em relação ao transdutor. Fonte:

Bragato, N. Ultrassonografia doppler

vascular: aspectos importantes para

aplicação da técnica.

ULTRASSOM 3D

Em geral, os sistemas que permitem a visualização 3D de órgãos e vasos do

corpo humano são adaptações dos sistemas disponíveis no mercado

Os transdutores podem ser os mesmos utilizados para imagens 2D com

algumas adaptações, ou podem ser construídos especialmente para este fim;

As imagens 2D e os dados de posição são armazenados em memória durante a

aquisição para subseqüente montagem da imagem 3D (Varredura espacial,

múltiplos cortes).

Sistemas de imagens 3D utilizam técnicas especiais e calculam funções

matemáticas complexas.

ULTRASSOM 3D - EXEMPLO

Figura 25: Imagem de

ultrassom 3D da face

de um feto na 26ª

semana de gestação e

uma imagem 3D da

vasculatura renal.

Fonte:ATL Ultrasound.

https://www.youtube.com/wa

tch?v=t_X9d1G_Mag

EFEITOS BIOFÍSICOS – EFEITO TÉRMICO

Conforme as ondas de ultrassom se propagam pelos tecidos, as mesmas são

atenuadas, liberando energia;

Fatores como intensidade do feixe de ultra-som, tempo de aplicação, impedância

acústica do meio e etc, interferem na quantidade de calor resultante na aplicação;

O aumento da temperatura leva a um aumento da capacidade de extensão dos

tecidos colágenos, tornando-o aplicável ao tratamento de patologias oriundas da

contração de tecidos: tendões, ligamentos, etc;

Outros efeitos: aumento da circulação; relaxamento; aumento da permeabilidade

das membranas; aumento do metabolismo dos tecidos, etc.

EFEITOS BIOFÍSICOS – EFEITO MECÂNICO

Devido às vibrações mecânicas geradas pelo ultrassom, o meio onde o feixe ultra-

sônico está percorrendo é submetido a um micromassageamento;

Efeitos:

Melhoramento do metabolismo celular;

Aceleração da difusão dos íons pelas membranas;

Processo de cavitação - Formação de cavidades microscópicas durante o

processo de descompressão e compressão do meio, formando microbolhas de

gás que podem se expandir e explodir lesionando células próximas.

PRINCÍPIO ALARA

Apesar dos efeitos diagnósticos e terapêuticos, lesões térmicas e efeitos

adversos da cavitação foram relatados.

Por isso, foram estabelecidos limites de intensidade da ultrassonografia e regras

de segurança que ainda são aplicáveis à ultrassonografia à beira do leito:

Nenhum estudo deve ser realizado sem indicações válidas;

Nenhum estudo deve ser prolongado sem uma razão legítima;

A potência (amplitude) mínima deve ser usada para produzir as imagens ideais.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Rodrigues, P.G. et al . Gordura corporal e eficiência reprodutiva em éguas doadoras de

embrião Mangalarga Marchador. Ciênc. agrotec., Lavras , v. 35, n. 5, Oct. 2011 .

Bishop, E.H. Usos obstétricos do sensor ultra-sônico em movimento. Amer. J. Gyneco, 96, 1966,

pp. 864-867

García, M.J. Diagnóstico y guía terapéutica de la insuficiencia cardíaca diastólica. Rev Esp

Cardiol. 2003;Vol. 56 Núm.04

Bragato, N. Ultrassonografia doppler vascular: aspectos importantes para aplicação da técnica.

Disciplina Seminários aplicados. Programa de Pós-graduação em Ciência Animal. Universidade

Federal de Goiás, Goiânia, 2013.

Augusto, A.Q.; Pachaly, J.R. Princípios Físicos da Ultrassonografia – Revisão Bibliográfica. Arq.

Ciên.Vet. Zool., Unipar, 3(1): p.61-65, 2000.

Hofer, M. Ultra-Sonografia Manual prático de ensino; Editora Revinter. 2003.

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