Ultrasonido en emergencias y cuidados críticos

Por Sebastian Ugarte

El uso de ultrasonido (o ecografía) portátil en el mismo lugar donde se atiende al paciente y sin demoras ha crecido significativamente en los hospitales modernos. Hoy se emplea tanto para el diagnóstico como para los procedimientos en pacientes críticos y de urgencias. Ya hay numerosos estudios que han demostrado su enorme aplicabilidad. Gracias al desarrollo de sistemas de ultrasonido portátiles y pequeños, cada vez es mayor su uso en los pacientes inestables y con riesgo vital (como en urgencias intra y extrahospitalarias, unidades coronarias, cuidados postoperatorias y muchas más situaciones).

• Idioma: Español
• Editorial: Distribuna Editorial Médica
• Fecha de lanzamiento: 1 ene 2018
• ISBN: 9789588813752

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Introducción

Actualmente, el ultrasonido diagnóstico se ha posicionado como una herramienta indispensable en la práctica médica, con alto rendimiento diagnóstico, inocuidad para el paciente, alta disponibilidad y costo razonable.

Su rendimiento depende de varios factores, siendo los más relevantes: la indicación clínica acertada; la calidad técnica del equipo empleado; y fundamentalmente la experiencia del operador. El grado de experticia del ecografista es el principal factor que puede determinar la alta eficacia de este método, como también su fracaso, pues al tratarse de un procedimiento altamente disponible, fácil de implementar y que no irradia ni genera efectos adversos demostrados favorece su uso masivo por profesionales con escasa formación y experiencia, perjudicando la sensibilidad y especificidad de este procedimiento en el diagnóstico de muchas patologías.

Reseña histórica del ultrasonido diagnóstico

La historia del ultrasonido diagnóstico, que tan ampliamente se utiliza hoy en la práctica médica, es el resultado de innumerables hitos y aportes científicos de diferentes personas dotadas de una visión e inteligencia superior; que con sus descubrimientos, inventos y experimentación permitieron que hoy se cuente con este procedimiento que ha colaborado en mejorar múltiples enfermedades y salvar muchas vidas. A continuación, se hará referencia a los personajes e hitos más importantes en el desarrollo del ultrasonido diagnóstico.

El ultrasonido (US) corresponde a ondas de sonido (energía mecánica) con una frecuencia por encima de la capacidad de audición del oído humano, cuyo rango va entre 20 y 20 000 Hz. Algunas especies de insectos y mamíferos, como delfines y murciélagos, lo utilizan a modo de radar para su orientación (fenómeno de ecolocalización). Ellos emiten ondas de US, las cuales rebotan en los objetos que se interponen, que posteriormente se reciben por el emisor (ecos), pudiendo determinar su ubicación espacial, lo que permite a estos animales orientarse, detectar a sus presas y eludir objetos mientras avanzan sin necesidad de utilizar el sentido de la visión.

A fines del siglo XVIII el naturalista italiano Lazzaro Spallanzani descubrió la existencia de estas ondas tras observar a los murciélagos volar en la oscuridad y cómo atrapaban sus presas (Figura 1).

Figura 1. A. Lazzaro Spallanzani (1729-1799). B. Ecolocación: el murciélago emite ondas de ultrasonido, las cuales rebotan en su presa, pudiendo determinar su ubicación espacial.

En 1826, el físico suizo Jean-Daniel Colladon realizó las primeras mediciones de la velocidad del sonido en el lago Lemán. Durante la primera mitad del siglo XIX, el físico y matemático austríaco Christian Andreas Doppler publicó su trabajo titulado Sobre la coloración de las estrellas dobles y algunas otras estrellas de los cielos, donde describió ciertas propiedades de la luz en movimiento que eran aplicables al ultrasonido, lo que más delante se conocería como efecto Doppler, que fue aplicado al ultrasonido diagnóstico (Figura 2).

En 1876, el científico inglés Francis Galton fue el primer investigador en generar ondas de sonido que superaban la capacidad de audición del oído humano, inventando el pito de Galton. En 1877, el físico inglés Lord Rayleigh publicó la teoría del sonido, en la cual describió la curva del sonido y su ecuación matemática, originando la base de la acústica.

Figura 2. Christian Andreas Doppler (1803-1853).

Ulteriormente en 1880, Pierre y Jacques Curie (Figura 3) realizaron el principal y más crucial avance de la acústica con el descubrimiento del efecto piezoeléctrico que tenía algunos cristales. Ellos observaron que al ejercer una presión mecánica (ondas de sonido) a un cristal de cuarzo, este generaba una corriente eléctrica. Lo anterior ocurría en forma inversa; es decir, al someter al cristal a corriente eléctrica, este generaba ondas mecánicas. El comportamiento recíproco del cristal de generar ondas de sonidos al recibir una diferencia de voltaje o viceversa fue deducido matemáticamente desde los principios de la termodinámica por el físico inglés Gabriel Lippmann (1881), lo que inmediatamente se corroboró por los hermanos Curie.

El descubrimiento de los cristales piezoeléctricos fue el acontecimiento más importante para el desarrollo posterior del ultrasonido.

Entre la primera aplicación del US se encuentra el desarrollo de sonares empleado en barcos y submarinos durante la Primera Guerra Mundial. Los primeros sonares surgieron después del hundimiento del Titanic (1912). La primera patente registrada de un sonar acuático fue solicitada por el meteorólogo inglés Lewis Richardson (1912).

PierreCurie

Figura 3. Pierre Curie (1859-1906).

El primer sistema de sonar que se instaló en una embarcación fue en Estados Unidos en 1914, la cual se desarrolló por el canadiense Reginald Fessenden, este era capaz de detectar un témpano hasta 2 millas de distancia.

La invención del diodo y triodo permitió el desarrollo de amplificadores electrónicos necesarios para la creación de instrumentos ultrasónicos. Los primeros en desarrollar dispositivos generadores de ondas de ultrasonidos, llamados inicialmente hidrófonos, fueron los científicos Paul Langévin (francés) y Constantin Chilowsky (ruso), ambos residentes en Francia, invento que luego se patentó en Francia y Estados Unidos.

Ulteriormente, el hidrófono se perfeccionó por los alemanes quienes los utilizaron en las embarcaciones y submarinos en la Segunda Guerra Mundial. El primer hundimiento de un submarino gracias al aporte del hidrófono ocurrió en abril de 1916.

En 1935 el físico inglés Robert Watson-Watt creó el primer sistema de RADAR (Radio Detection and Ranging), que utilizaba ondas electromagnéticas, aplicando el mismo principio del ultrasonido en el agua. En 1939, Inglaterra instaló una cadena de radares en sus costas para detectar a sus agresores, tanto por mar como tierra. Luego, los norteamericanos perfeccionaron los radares para uso militar en la Segunda Guerra Mundial. Estos sistemas de radar fueron los precursores directos de los sonares bidimensionales y de los primeros sistemas utilizados en medicina, que aparecieron a final de la década de 1940.

Las primeras aplicaciones del ultrasonido en medicina fueron terapéuticas, aplicando ondas de ultrasonido de alta intensidad capaces de generar calor y destrucción de tejidos. Estas propiedades ya se habían detectado en la década de 1920 por Wood, Harvey, Loomis en Nueva York, y Pohlman en Erlangen, Alemania. Ulteriormente, las ondas de ultrasonido de alta intensidad fueron ocupadas por los científicos estadounidenses en neurocirugía William Fry y Russell Meyers para la realización de craneotomías y destrucción de los ganglios basales en Parkinson.

En la década de 1950, el uso del ultrasonido se difundió en la medicina física y de rehabilitación. En 1953, Jerome Gersten de la Universidad de Colorado reportó su uso en pacientes con artritis reumatoidea. Posteriormente, Peter Wells (Inglaterra) y Mischele Arslan (Italia) lo emplearon en la enfermedad de Menière.

Los pioneros en plantear el uso del ultrasonido como herramienta diagnóstica en medicina fueron Göhr y Wedekind de la Universidad de Koln de Alemania, que publicaron el trabajo Der Ultraschall in der Medezin (1940), donde plantearon la posibilidad de generar imágenes con la reflexión de las ondas de ultrasonido en los tejidos, tal como se había aplicado en la detección de defectos en metales desde la década de 1920.

El primero en utilizar el ultrasonido como herramienta diagnóstica médica fue el neurólogo y siquiatra de la Universidad de Viena, Karl Dussik. En 1942 publicó sus primeras experiencias en la detección de tumores y la observación de los ventrículos cerebrales, midiendo la transmisión de las ondas de ultrasonido a través de la calota (Figura 4).

A mediados de la década de 1940, el físico alemán Wolff-Dieter Keidel de la Universidad de Erlangen estudió el uso del ultrasonido diagnóstico para estimar medidas cardíacas y torácicas. En 1948 en Erlangen se desarrolló el primer congreso de ultrasonido en medicina y los únicos trabajos en el área diagnóstica fueron de Dussik y Keidel.

Figura 4. A) Karl T Dussik (1908-1968) y B) el aparato que utilizó para detectar tumores y evaluar ventrículos cerebrales.

El primero que realizó aplicaciones en forma sistemática del ultrasonido como herramienta diagnóstica fue George Ludwig, teniente graduado de la Universidad de Pennsylvania, quien se desempeñaba en el Instituto de Investigación Médica Naval en Bethesda. Ludwig realizó experimentos en tejidos animales utilizando un equipo industrial modo A destinado a detectar falla en los metales, y diseñó experimentos para descubrir la presencia y ubicación de cuerpos extraños en animales, particularmente cálculos vesiculares, capturando los pulsos de ecos reflejados, similar al sonar o radar en la búsqueda de embarcaciones u objetos voladores. Inicialmente sus resultados no se publicaron en revistas médicas por considerarse por parte de la Armada como información clasificada. Sus descubrimientos recién salieron a la luz pública a fines de 1949, siendo la primera publicación norteamericana sobre la aplicación diagnóstica del ultrasonido.

Ludwig utilizó pulsos cortos de ultrasonido a una frecuencia de 60 ciclos por minuto generados por un transductor que operaba como emisor y receptor de las ondas. Los ecos reflejados se registraban en la pantalla de un osciloscopio. También midió la transmisión del sonido e impedancia acústica en diferentes tejidos, como músculo, grasa, entre otros; estableció que la velocidad del sonido en los tejidos animales fluctuaba entre 1490 y 1610 m/s; y determinó que la frecuencia óptima para el escaneo era entre 1 y 2,5 MHz (Figura 5).

En la década de 1950, los laboratorios Grenwood y General Precision desarrollaron comercialmente un equipo denominado localizador ultrasónico, el cual se diseñó para la detección de los movimientos cardíacos, estructuras vasculares, cálculos en el riñón y partículas de vidrio en el cuerpo.

Figura 5. A. George Ludwig (1922-1973). B. Aparato utilizado por Ludwig para la detección de cálculos vesiculares.

En conexión con esto, en Erlangen (Alemania) también se realizaron experimentos sobre la propagación del sonido en tejidos animales utilizando frecuencias de aproximadamente 1 MHz (Heuter y Pohlman). En 1948, Heuter se unió a Bolt y Ballantine, auspiciado por el MIT, después de visitar el laboratorio de Dussik en Viena, y decidieron desarrollar experimentos similares a los de Dussik, obteniendo inicialmente los mismos resultados que se publicaron en el Journal of the Acoustical Society of America and Science. Ulteriormente realizaron experimentos con calotas en agua y, a pesar de utilizar diferentes secuencias de ultrasonido, observaron que el mapeo cerebral por ultrasonido generaba muchos errores en la interpretación dada la importante masa ósea que tenía que atravesar. El proyecto del MIT se publicó en 1954, concluyendo que el ultrasonido no es útil en el diagnóstico de patologías cerebrales, lo cual desanimó la investigación del ultrasonido como herramienta diagnóstica en medicina.

En la década de 1940-1950 se descubrieron elementos que permitieron construir transductores más pequeños y eficientes, como el titanato de bario, y luego el titanato de zirconato (1954). Estos tenían mayor sensibilidad, eficiencia de acoplamiento, mejor manejo de la frecuencia y de salida de las ondas de ultrasonido. Por otro lado, se desarrollaron amplificadores de impedancia de alta entrada.

En 1949, el físico inglés John Wild fue el primero en evaluar el grosor de las paredes intestinales mediante ultrasonido, a este físico se le denominó el padre del ultrasonido médico.

En Glasgow durante la década de los 1950, Ian Donald utilizó equipos industriales de ultrasonido para la detección de fallas en los metales. El estudio de patologías abdominales llamado Investigation of Abdominal Masses by Pulsed Ultrasound publicado el 7 junio de 1958 en The Lancet fue uno de los artículos más importantes divulgados a esa fecha respecto a aplicaciones diagnósticas médicas del ultrasonido. También Donald realizó investigaciones sobre la cefalometría fetal como indicador del crecimiento fetal.

En 1952, Douglas Howry, trabajando en colaboración con su mujer Dorothy Howry, y dos ingenieros, Roderick Bliss y Gerald Posakony, desarrollaron un ecógrafo que les permitió obtener imágenes de un antebrazo (Figura 6).

Figura 6. Douglas Howry y el ecógrafo que utilizó.

En Suecia, Inge Edler y Gustav Hertz, utilizando un sonar de barco, estudiaron la actividad cardíaca (1953) y generaron un eco encefalograma (1954).

En 1952, John J Wild y John Reid publicaron imágenes bidimensionales de carcinoma de seno, de un tumor muscular y del riñón normal. Luego estudiaron las paredes del sigmoides mediante un transductor colocado a través de un rectosigmoideoscopio, y también sugirieron la evaluación del carcinoma gástrico por medio de un transductor colocado en la cavidad gástrica (Figura 7).

En el año 1956, estos mismos investigadores publicaron una serie de imágenes ecográficas de tumores mamarios palpables, obteniendo 90% de certeza en la diferenciación entre lesiones quísticas y sólidas.

Ulteriormente un grupo de investigadores de la Universidad de Glasgow, entre ellos Ian Donald, J MacVicar y TG Brown construyeron un escáner de contacto bidimensional, evitando así la técnica de inmersión. Tomaron fotos con película Polaroid, imágenes que en el año 1958 se publicaron en la revista científica de renombre The Lancet en un artículo titulado Investigación de masas abdominales por ultrasonido, donde describieron su experiencia en 100 pacientes normales y con patología abdominal (Figura 8).

Figura 7. Portada de la revista Electronics de marzo de 1955, en la que se muestra a J Wild y John Reid trabajando en el diagnóstico de tumores mamarios mediante ultrasonido.

Figura 8. A. Artículo publicado en la revista Lancet en 1958. B. Profesor Ian Donald y John MacVicar utilizando el escáner de contacto diseñado por Tom Brown.

En 1957, el físico japonés Shigeo Satomura, en colaboración con los médicos cardiólogos Yoshida y Yasaharu, utilizó por primera vez el efecto Doppler para estudiar el flujo de las arterias periféricas y el movimiento de las válvulas cardíacas.

En 1960, Douglas Howry introdujo el transductor sectorial mecánico constituido por un único cristal piezoeléctrico que oscila a una alta frecuencia, de tamaño pequeño y fácil manejo, requiriendo una superficie de acoplamiento menor. En 1962, los norteamericanos Joseph Holmes, William Wright y Ralph Meyerdick desarrollaron el primer equipo de ultrasonido modo B. Wright y Meyerdick fundaron Physionic Engineering Inc., la cual lanzó comercialmente el primer equipo 2D. A finales de la década de 1960, Gene Strandness de la Universidad de Washington desarrolló la modalidad de Doppler dúplex para estudios de patología vascular.

En esta época los equipos eran de gran tamaño y ocupaban espacios considerables. No existía aún el gel conductor y los pacientes eran sumergidos en un estanque lleno con una solución conductora, como el agua, y debían permanecer sin moverse durante la adquisición de las imágenes.

En el año 1966, el médico y profesor vienés Alfred Kratochwil combinó el ultrasonido y laparoscopia, introduciendo un transductor de 4,0 MHz a través del laparoscopio, con el objeto de medir los anexos y sus folículos. Ulteriormente desarrolló un equipo para exploración abdominal, y en 1972 demostró con éxito la visualización de los folículos ováricos (Figura 9).

Figura 9. Alfred Kratochwil realizando una placentografía.

En 1979, los japoneses de Matsushita Electric Industrial Company Limited introdujeron el scan converter, que permitía convertir los ecos recibidos en una imagen anatómica en escala de grises. Fue también en la década de 1970 que los avances en computación llevaron al desarrollo de los microprocesadores, los cuales permitieron la obtención de imágenes de alta resolución en tiempo real.

Es así como a finales de la década de 1970 y comienzos de 1980 el uso clínico de la ecografía fue cada vez más aceptado por ser una técnica rápida, de bajo costo e inocua, ya que no utilizaba radiaciones ionizantes. Es en esta época cuando se comenzó a comercializar e implementar en Chile.

En 1980, Aloka empezó a desarrollar una técnica de adquisición de imágenes de flujo sanguíneo bidimensional (ecografía Doppler color) que permitía ver el flujo en tiempo real. En 1983, Aloka lanzó al mercado el primer sistema Doppler color cardiovascular del mundo y, 2 años después el sistema Doppler color abdominal e intraoperatorio, inédito hasta entonces.

El francés Claude Franceschi fue pionero en la investigación del ultrasonido Doppler vascular, haciendo un aporte significativo a la hemodinamia, patofisiología y diagnóstico de la patología arterial, venosa y linfática.

El desarrollo de softwares de procesamiento de imágenes contribuyó también en el área del ultrasonido. En febrero de 1994 fue cuando el médico colombiano Gonzalo Díaz Murillo introdujo el posproceso en color para imágenes diagnósticas ecográficas que puede extenderse a cualquier imagen. Además, ha venido creando rutinas para análisis CAD (Computer Aided Diagnosis o diagnóstico apoyado por computador) obteniendo así notorios beneficios en la precisión.

No solo la computación permitió el avance de la ecografía como método diagnóstico, la bioquímica también formó parte de este proceso, y fue así como en la década de 1980 comenzaron a desarrollarse los primeros medios de contraste aplicables a esta área.

En 1980, Carrol y colaboradores encapsularon burbujas de nitrógeno en gelatina y las inyectaron en la arteria femoral de conejos con tumores en el muslo, comprobándose la existencia de realce periférico de la lesión tras la inyección; sin embargo, el gran tamaño de las partículas impedía su administración vía intravenosa.

En 1984, Feinstein y colaboradores consiguieron desarrollar una microburbuja, comparable al tamaño de los eritrocitos, que mantenía su estabilidad tras su paso por el corazón y los capilares pulmonares. Además, comprobaron el realce del corazón izquierdo tras la administración del contraste vía endovenosa. Dado el éxito de su investigación, este medio de contraste se comercializó bajo el nombre de Albunex.

Actualmente se están desarrollando nuevos medios de contraste con mayor relace y permanencia en el torrente sanguíneo, y otros de captación selectiva que, dependiendo de su metabolismo, permanezcan en determinados órganos blanco.

Aspectos básicos del ultrasonido diagnóstico

Los equipos utilizados en la práctica clínica utilizan frecuencias que fluctúan entre 1 y 15 MHz, aunque se han ocupado experimentalmente frecuencias de 50-100 MHz, lo que se denomina biomicroscopía, que tiene aplicaciones muy específicas, como la cámara anterior del ojo.

La elección de la frecuencia a utilizar depende del grado de resolución espacial que se quiera lograr o del grado de profundidad de la zona que se explora. A mayor frecuencia, mayor resolución espacial y menor profundidad; y a menor frecuencia se obtiene menor resolución, pero se logra mayor profundidad. El coeficiente de atenuación acústico aumenta con la frecuencia; es decir, el sonido se absorbe en mayor grado por los tejidos.

El operador utiliza un dispositivo manual o transductor con el que explora la región de interés. Al apoyar el transductor en la piel debe interponerse una película de líquido o gel para permitir una adecuada transmisión del sonido hacia los planos profundos (Figura 10).

Estructuras superficiales, como piel, tendones, músculo, tiroides, testículo, entre otros, se examinan con transductores de alta frecuencia (7-18 MHz), que entregan mejor resolución espacial. Aquellas más profundas, como hígado, páncreas y riñones, requieren transductores de menor frecuencia (2-6 MHz), y estudios que necesitan traspasar estructuras óseas, como huesos del cráneo, utilizan frecuencias de 1-2 MHz.

Figura 10. Existen muchos tipos de transductores que se diferencian según el rango de frecuencia que operan y su morfología, la cual se adapta a la región anatómica a explorar.

Creación de la imagen

La creación de una imagen de ultrasonido depende de tres pasos: generación de la onda de ultrasonido; recepción de los ecos; e interpretación de los ecos.

Generación de las ondas de ultrasonido

Las ondas de US se generan de un cristal piezoeléctrico contenido en una caja plástica. Pulsos eléctricos cortos e intensos sobre el cristal harán que este genere la frecuencia deseada (entre 1 y 18 MHz). Los equipos antiguos enfocaban estos haces emitidos por el transductor utilizando lentes físicos. Actualmente, las ondas de US se direccionan, se enfasan, electrónicamente hacia la zona de interés denominada tecnología phase array. También participan otros factores en el direccionamiento del haz, como la forma del transductor, un lente en la parte delantera y por un complejo grupo de pulsos de control emitidos por el equipo. Todo lo anterior genera ondas de ultrasonido en forma de arco, estas penetran los tejidos y se pueden enfocar a una profundidad determinada.

Posteriormente, las ondas de US se reflejan parcialmente por las distintas capas de los tejidos o se dispersan por pequeñas estructuras. El sonido es reflejado cuando existen cambios en la impedancia acústica (diferencia en la densidad de los tejidos entre un parénquima y una estructura que tenga líquido, calcificación, gas, entre otras). Mientras mayor sea la impedancia acústica, el eco reflejado será de mayor amplitud. De estas ondas reflejadas algunas se capturan por el transductor.

A mayor frecuencia del transductor menor longitud de onda y menor capacidad de penetración (mayor atenuación del sonido por parte de los tejidos); en consecuencia, los transductores de alta frecuencia permiten evaluar estructuras superficiales, y los de baja frecuencia, estructuras profundas. La energía acústica, medida en decibeles (dB), va disminuyendo al avanzar en los tejidos de acuerdo con la siguiente relación:

0,5 x dB

cm profundidad x MHz

La velocidad del sonido varía según el material por el cual se desplaza, dependiendo de la impedancia acústica de este, la cual corresponde al grado de dificultad que opone un material al avance del sonido y se mide en Pascales (Pa) x segundo/m³ o en rayl/m².

Recepción de las ondas de ultrasonido

La recepción de las ondas de US es similar al proceso de la emisión, pero a la inversa. Las ondas que retornan hacen vibrar al cristal y este genera pulsos eléctricos, los cuales viajan al equipo que va a generar la imagen.

Interpretación de la información (generación de la imagen)

Para crear una imagen el equipo debe dilucidar dos aspectos de los ecos recibidos:

Cuánto tardó en regresar el eco

Cuál es la intensidad del eco recibido.

El tiempo que tardó el eco le permitirá ubicarlo espacialmente en un pixel, y la intensidad de este que tonalidad le dará en la escala de grises (mientras mayor amplitud más blanco). El equipo emite las ondas, luego espera el retorno y va llenando las columnas. Mientras más tarde en volver el eco llenará las filas más profundas. Cuando todos los ecos completen las columnas se tendrá una imagen en tonalidad de grises.

Modos del ultrasonido diagnóstico

Modo A (modo de amplitud)

Un solo transductor genera un barrido de US, y ulteriormente los ecos recibidos darán información solo de la profundidad en la que se encuentran las estructuras.

Modo B o 2D (modo bidimensional o de brillo)

Varios transductores emiten haces paralelos y simultáneos de US, recorriendo un plano de tejido, permitiendo realizar posteriormente una imagen bidimensional.

Modo C

Utiliza la combinación del modo A para determinar una profundidad específica de exploración y en esta utiliza el modo B, logrando una imagen 2D de un área específica.

Modo M (modo en movimiento)

Emite y recepciona pulsos en forma muy rápida, obteniendo al mismo tiempo los modos A y B, lo que permite generar una imagen con movimiento en tiempo real.

Modo Doppler

Utiliza el efecto Doppler, el cual permite determinar si una estructura en movimiento, habitualmente sangre, se acerca o aleja del transductor y su velocidad relativa. El efecto Doppler consiste en la variación de la frecuencia, o longitud de onda, de un objeto que se acerca (aumenta la frecuencia) o aleja (disminuye la frecuencia) respecto al observador (Figuras 11 y 12).

Al calcular la variación de la frecuencia de una muestra de la región de interés (vaso sanguíneo) puede determinar si la sangre se acerca al transductor o se aleja, y a que velocidad.

Figura 11. Efecto Doppler. El transductor emite ondas de ultrasonido a frecuencia F0. Cuando las ondas chocan en un objeto en movimiento (glóbulos rojos) que se acerca al transductor, la frecuencia de las ondas de rebote será mayor (Fr) y cuando el objeto (glóbulos rojos) se aleja será menor (Fr).

La información Doppler puede desplegarse en forma espectral (curva de velocidad) o direccional; se le asigna un color (Doppler color), rojo si se aproxima al transductor o azul si se aleja. También se le puede asignar color al flujo sanguíneo independiente de su dirección, creando un efecto angiográfico (Doppler poder).

Figura 12. Doppler pulsado y color. Se registra la curva de velocidad del flujo sanguíneo (pulsado); y en la modalidad color se le asigna el color rojo si la circulación sanguínea (glóbulos rojos) se acerca al transductor, y azul si se aleja.

El dúplex corresponde a la representación simultánea de la imagen 2D y de la información Doppler espectral, o en color, obtenida de una zona de interés.

Elastografía

Modalidad que entrega información acerca de las propiedades elásticas que tiene un tejido u órgano, por el cual avanzan las ondas de ultrasonido. Determinar el grado de elasticidad puede ser útil en el diagnóstico de patologías difusas de un órgano; por ejemplo, fibrosis hepática, o en la evaluación de neoplasias. Las neoplasias malignas habitualmente tienen un mayor grado de dureza que neoplasias benignas o que el tejido que le rodea.

Actualmente existen múltiples softwares de elastografía disponibles comercialmente, como SWEI, SSI, ARFI, entre otras.

Aplicaciones clínicas del ultrasonido

El ultrasonido se utiliza ampliamente en medicina, tanto como herramienta diagnóstica como guía para efectuar procedimientos percutáneos diagnósticos y terapéuticos en biopsias de tumores u órganos, drenajes de colecciones, ablaciones de tumores, entre otros.

Especialidades clínicas en las que utiliza el ultrasonido

Anestesiología: para acceder a vías vasculares aplicar anestesia local a estructuras nerviosas, entre otras.

Angiología: para detectar patologías vasculares, como estenosis, obstrucción e insuficiencia. Utiliza el dúplex (combina el modo B con la medición del flujo con Doppler).

Cardiología: para evaluar el tamaño y funcionalidad de las cavidades cardíacas, como también del funcionamiento valvular.

Medicina de emergencia: tiene aplicaciones en la evaluación primaria del politraumatizado (eco FAST); por ejemplo, para detectar la presencia de hemoperitoneo, taponamiento cardíaco, hemotórax, entre otros.

Gastroenterología: permite evaluar órganos sólidos del abdomen (hígado, páncreas, riñones, bazo), grandes vasos, vía biliar y patología inflamatoria intestinal.

Urología: estudio de riñones y vías urinarias. Próstata (con transductor endorrectal), testículos.

Ginecología: evaluación de útero y anexos (transductor endovaginal).

Obstetricia: técnica de rutina para chequear el desarrollo del feto.

Cabeza y cuello: estudio de tiroides paratiroides, glándulas salivares mayores, linfonodos, grandes vasos, entre otros.

Neonatología: evaluación de estructuras cerebrales a través de las fontanelas.

Oftalmología: evaluación de las cámaras oculares y sus componentes.

Neumología: el ultrasonido endobronquial (EBUS) permite evaluar lesiones endobronquiales y linfonodos mediastínicos, sirviendo como guía para biopsias.

Músculo esquelético: evaluación de tendones, músculos, articulaciones y superficies óseas.

Intraoperatorio: como guía para procedimientos, detección de lesiones profundas, entre otros.

Intravascular: se han desarrollado transductores endovasculares que permiten evaluar lesiones parietales (tipos de placas).

Ultrasonido contrastado: es la aplicación de microburbujas de gas al torrente sanguíneo. Estas tienen un alto grado de ecogenicidad (capacidad de reflejar ondas de ultrasonido); en consecuencia, permiten evaluar perfusión de los tejidos o tumores y medición de flujos sanguíneos o comunicaciones anómalas (ecocardiografía).

Riesgos y efectos colaterales del ultrasonido

El ultrasonido nóstico se considera una herramienta segura. En 1988, la Organización Mundial de la Salud (OMS) estableció que es una modalidad de imagen efectiva, segura y de gran flexibilidad, capaz de entregar información clínica relevante en la mayoría de las regiones anatómicas de una manera costo efectiva.

Un metaanálisis publicado en 2000 no demostró efectos deletéreos del ultrasonido en el feto, pero recomendó su uso con mesura, dada la falta de estudios a largo plazo. Un estudio de Yale de 2006 encontró una pequeña, pero significativa correlación entre el uso frecuente y prolongado del ultrasonido con la migración neuronal anormal en ratones.

Algunas publicaciones encontraron asociación entre el uso rutinario del ultrasonido durante el embarazo y una mayor probabilidad de desarrollar niños zurdos y retraso en el habla; sin embargo, estudios posteriores no confirmaron en forma categórica tales afirmaciones.

En resumen, a pesar del amplio uso que se la ha dado al ultrasonido diagnóstico en la práctica clínica no hay evidencia categórica que provoque efectos deletéreos en la salud; sin embargo, debe utilizarse en forma racional y siempre bajo indicación médica.

Lecturas recomendadas

Ang ES Jr, Gluncic V, Duque A, et al. Prenatal exposure to ultrasound waves impacts neuronal migration in mice. Proc Natl Acad Sci USA. 2006;103(34):12903-10.

Bricker L, Garcia J, Henderson J, et al. Ultrasound screening in pregnancy: a systematic review of the clinical effectiveness, cost-effectiveness and women’s views. Health Technol Assess. 2000;4(16):i-iv:1-193.

Granata P, Ugarte S (editores). Ultrasonido en emergencia y paciente crítico. Bogotá, Colombia: Editorial Distribuna Médica; 2013.

Heikkilä K, Vuoksimaa E, Oksava K, et al. Handedness in the Helsinki ultrasound trial. Ultrasound Obstet Ginecol. 2011;37(6):638-42.

Kieler H, Cnattingius S, Haglund B, et al. Sinistrality -a side- effect of prenatal sonography: a comparative study of young men. Epidemiology. 2001;12(6):618-23.

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World Health Organization. Training in diagnostic ultrasound: essentials, principles and standards. WHO. 1988.

Zierler RE. D Eugene Strandness Jr, MD, 1928-2002. J Ultrasound. 2002;21(11):1323-5.

Introducción

Los inicios del ultrasonido diagnóstico en la década de 1950 transformaron el método clínico actual con su utilización cotidiana en la atención de pacientes en la mayoría de las especialidades médicas. La medicina intensiva y emergenciología no son excepciones. La presencia de equipos de ultrasonidos cada vez más compactos y de menor coste se ha incrementado en los escenarios de atención a pacientes críticos.

El ultrasonido clínico, también conocido como Point of Care Ultrasound, ecografía a la cabecera del paciente, ecografía o ultrasonido de rastreo, estetoscopio del siglo XXI, ecoscopio, tercer ojo del clínico, entre otros nombres, ha llegado y demostrado su necesidad, y actualmente resulta imprescindible en la atención de pacientes críticos y en emergencias médicas.

La utilización del ultrasonido clínico propicia la realización de diagnósticos y tomas de decisiones rápidas junto a la cama del paciente; disminución de costes de la atención médica por ser un procedimiento que solo requiere una inversión de capital inicial y prácticamente no produce gastos adicionales en material gastable ni mantenimiento; no se exponen a los pacientes a radiaciones ionizantes; no se requiere trasladar a pacientes a otros departamentos diagnósticos; es un procedimiento repetible cada vez que sea necesario; no causa molestias; y ha disminuido la morbimortalidad en los pacientes por el rápido diagnóstico de posibles complicaciones evolutivas.

La única desventaja del ultrasonido es que los resultados obtenidos dependen de la habilidad del médico de asistencia para obtener imágenes adecuadas e interpretarlas para tomar decisiones acertadas.

¿Qué es el ultrasonido clínico?

El ultrasonido clínico es la exploración ultrasonográfica realizada junto al paciente con el objetivo de propiciar respuestas a preguntas concretas sobre alteraciones funcionales u orgánicas de tejidos, órganos o sistemas en un paciente determinado; en este caso, pacientes críticamente enfermos. Las preguntas se deben realizar de forma que solo puedan tener respuestas binarias: sí o no. Algunos ejemplos de preguntas son:

¿Pudiera presentar hipertensión intracraneana?

¿Hay presencia de neumotórax?

¿La parada cardíaca se debe a taponamiento cardíaco?

¿La causa de shock es hipovolemia?

¿El paciente presenta líquido libre en el receso de Douglas?

Y otras más en concordancia con el estado clínico del paciente.

El ultrasonido forma parte de la exploración clínica del paciente. Este es una prolongación del examen físico y sus resultados deben estar en coherencia con el cuadro clínico. Esto significa que no deben existir discrepancias entre las manifestaciones clínicas y los hallazgos ultrasonográficos en un determinado paciente; ante una duda se recomienda replantear los diagnósticos diferenciales apoyado principalmente por el cuadro clínico.

El ultrasonido debe precisar o descartar procesos patológicos o funcionales de forma expedita y repetible. Un ejemplo frecuente en su aplicación cotidiana es el discernimiento de la posible etiología de un paciente con disnea intensa. En el ultrasonido se puede precisar de forma rápida la presencia de disfunción ventricular o afecciones broncopulmonares.

¿Quién realiza el ultrasonido clínico en medicina crítica y emergencias?

El ultrasonido es una rama de la imagenología inicialmente realizada exclusivamente por radiólogos. Existen disposiciones de varios colegios de radiólogos que niegan la realización de ultrasonido por parte de profesionales ajenos a dicha especialidad.

Por otra parte, cardiólogos, ginecólogos y obstetras, cirujanos vasculares y oftalmólogos, entre otros realizan ultrasonido como parte sistemática de exploración a sus pacientes y tienen programas para el aprendizaje de ultrasonido en los currículos de sus residencias. La exploración ultrasonográfica se realiza por el médico de asistencia de los pacientes críticos y en emergencias.

No se trata de sustituir el ultrasonido detallado en el departamento de Ecografía por el ultrasonido clínico realizado junto a la cama.

El primero ofrece detalles, mediciones y aspectos que requieren formación especializada en ecografía; su desventaja en pacientes críticos y emergencia se conforma por las siguientes valoraciones:

Se debe trasladar al paciente a otro departamento.

La mayoría de los centros hospitalarios no cuentan con la presencia inmediata de ultrasonografía las 24 horas del día, esto produce retrasos para realizar diagnósticos que deben ser expeditos por tratarse de pacientes críticos con peligro de muerte, muchas veces inminente.

De la misma forma que los intensivistas y emergencistas, estos realizan diagnósticos electrocardiográficos, informes de exámenes radiológicos, laboratorio, endoscópicos y anatomopatológicos; ellos deben realizar e interpretar exploraciones ultrasonográficas y conocer cuando deben solicitar la evaluación de un paciente por parte de cardiólogos, laboratoristas, endoscopistas, patólogos o radiólogos.

¿Dónde se realiza el ultrasonido clínico?

El ultrasonido clínico se realiza junto a la cama del paciente en áreas de atención a pacientes críticos, como:

Terapia intensiva

Servicio de emergencias

Unidades quirúrgicas

Unidades móviles sanitarias (terrestres, marítimas o aéreas)

Sitios de accidentes

Campos de batalla

Estaciones orbitales espaciales

En cualquier lugar o medio donde se encuentren pacientes graves y personal capacitado para realizar e interpretar los resultados del ultrasonido.

¿Quiénes enseñan el uso del ultrasonido clínico?

La enseñanza del ultrasonido es un proceso docente educativo complejo. La enseñanza aprendizaje debe planificarse y ponerse en práctica en dependencia de los objetivos que se deseen alcanzar en los cursos o entrenamientos. Este proceso se realiza por profesores de ultrasonido acreditados por las universidades médicas, colegios médicos o sociedades de las especialidades.

En el caso concreto del ultrasonido en pacientes críticos y emergencias, el entrenamiento deberá dirigirse por especialistas en medicina intensiva y/o emergencias previamente capacitados en ultrasonido con las habilidades y experiencias requeridas para trasmitirlas a los educandos.

¿Dónde se aprende el uso del ultrasonido?

El ultrasonido clínico es un procedimiento fundamentalmente práctico, el entrenamiento deberá impartirse y recibirse en los escenarios donde se atienden los pacientes críticos.

¿Cómo se aprende el uso del ultrasonido clínico?

Todos los centros de enseñanza de ultrasonido imparten un breve encuentro teórico para recibir la información básica sobre qué es el ultrasonido, cómo funciona, familiarización con los controles del equipo, cómo se adquieren e interpretan las imágenes, y finalmente cómo se informan sus resultados.

Luego de este breve encuentro teórico introductorio se procede a trabajar con sonda en mano, con el objetivo de iniciar la adquisición de habilidades para la obtención de imágenes y su interpretación. Estos entrenamientos se realizan en pequeños grupos de alumnos supervisados por el instructor a cargo de la enseñanza práctica.

Habitualmente se realizan los entrenamientos en ultrasonido realizando las exploraciones a personas sanas voluntarias; alternando los alumnos haciendo las veces como ultrasonografistas y otras como pacientes; exámenes ultrasonográficos supervisados a pacientes reales; empleo de simuladores para la enseñanza-aprendizaje del ultrasonido, como programas computarizados, fantomas y otros; utilización de videos donde se observen estudios normales y las principales afecciones o alteraciones a estudiar.

Programas para el aprendizaje del ultrasonido en medicina crítica y emergencias

Existen variados programas de enseñanza de ultrasonido en medicina crítica y emergencias, los cuales se elaboran por instituciones, centros universitarios, asociaciones de médicos, sociedades científicas u otros que han estado interesados en la formación de médicos con conocimientos y habilidades en ultrasonido clínico.

Los programas consultados incluyen los siguientes contenidos:

Aspectos teóricos. Introducción al ultrasonido

Física del ultrasonido diagnóstico

El equipo de ultrasonido. Funcionamiento, partes, controles, sondas, cuidado y limpieza

Modos de ultrasonido

Imágenes básicas, artefactos

Talleres prácticos de ultrasonido clínico.

Estos talleres se consideran esenciales para la adquisición de conocimientos y habilidades para el diagnóstico, y está en correspondencia con las necesidades de cada centro de enseñanza.

A continuación, se presenta un resumen de 3 cursos de ultrasonido en medicina intensiva y emergencias actualmente impartidos en 3 continentes. Existen diferencias en los contenidos, pero todos tienen el objetivo de preparar a los profesionales en el uso del ultrasonido diagnóstico junto al paciente.

WINFOCUS (World Interactive Network Focused Critical Ultrasound)

Establece en sus cursos los siguientes niveles de habilidades:

Nivel I: básico

FAST extendido

Búsqueda de aneurisma abdominal

Cateterismo venoso o arterial guiado por ultrasonografía

Protocolo RUSH

Nivel II: intermedio

US torácico

US renal

US en urgencias obstétricas y ginecológicas

US de tejidos blandos

US para pesquisa de trombosis venosa profunda

Evaluación ecocardiográfica del tromboembolismo pulmonar

Nivel 3: avanzado

US en emergencias de hígado, vesícula y vía biliar

US del globo ocular y nervio óptico

Bloqueos nerviosos guiados por ultrasonografía

Evaluación hemodinámica asistida por US del paro cardíaco, derrame y taponamiento pericárdico

Evaluación de la función ventricular izquierda cualitativa

Elementos de Doppler transcraneal

Usos del Doppler en órganos.

CEURF (Círculo de Ecografistas en Urgencias y Reanimación Francoparlantes)

Realiza cursos de entrenamiento en ultrasonido en forma presencial. El resumen de su programa se presenta a continuación:

Primer día. Didáctico teórico

Introducción

Ultrasonido cardíaco básico

Ultrasonido pulmonar

Principales aplicaciones y protocolos: protocolo BLUE (pulmonar básico); protocolo FALLS (fracaso circulatorio); protocolo SESAME (diagnóstico y corrección de causas de parada cardíaca)

Segundo día. Sonda en mano

Realización de ultrasonidos supervisados por instructores (no más de 2 alumnos).

Posteriormente se realizará una evaluación teórica a los 6-18 meses.

Taller de ultrasonido por DevelopingEM (Australia)

Igualmente se inicia con una introducción teórica acerca de las bases del ultrasonido, máquina, controles, adquisición e interpretación de imágenes.

Sonda en mano

Ultrasonido en trauma extendido (protocolo eFast)

Patología cardíaca básica

Abdomen (cuadrante superior izquierdo y cuadrante superior derecho)

Aorta

Ultrasonido ginecológico

Ultrasonido obstétrico (temprano)

Evaluación de trombosis venosa profunda

Ultrasonido renal

RUSH (Rapid Ultrasound in Shock)

Ultrasonido de partes blandas

Ultrasonido en apendicitis

Inserción de catéteres vasculares.

Actualmente existen cientos de centros de estudios que presentan cursos de entrenamiento, tanto presenciales como de modalidad mixta (a distancia y presenciales), para la formación de ecografistas clínicos.

Se recomienda que cada centro asistencial determine los temas y contenidos que requiera la formación de sus especialistas en dependencia a las características de los pacientes atendidos en los mismos y a las necesidades de aprendizaje de los profesionales que se formen en ellos.

Ultrasonido en medicina crítica y emergencias. Presente y futuro

Durante los últimos años, el desarrollo del ultrasonido clínico ha cobrado creciente interés por profesionales de muchas especialidades médicas, y cada día el incremento de su utilización es de forma exponencial.

El ultrasonido constituye una herramienta imprescindible para la atención de pacientes críticos, por cuanto ofrece respuestas inmediatas a situaciones concretas. Ello determina que no es solo una investigación, sino que se trata de un procedimiento inseparable del método clínico cotidiano.

Este interés por el ultrasonido clínico determina un constante e impresionante crecimiento del número de publicaciones sobre ultrasonido en las revistas médicas indexadas y con elevado factor de impacto. En un futuro próximo, el ultrasonido formará parte imprescindible en la atención médica diaria, y cada alumno o profesional médico tendrá a mano un equipo de ultrasonido de igual forma que hoy cuelga en su cuello un estetoscopio.

Lecturas recomendadas

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Las señales eléctricas se envían al equipo de ultrasonido desde el transductor y se analizan para producir una imagen. La imagen es el resultado de la fuerza del eco al momento en que esta se recibe. Esta fuerza se llamará ecogenicidad o brillo, donde el brillo corresponde a la intensidad de sonido.

La ecogenicidad se refiere a la capacidad