Ultrassonografia na Reproducao

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Ultrassonografia na 
Reprodução Animal 
Eduardo Kenji Nunes Arashiro 
eduardoarashiro@hotmail.com 
Histórico 
- 1881 e 1898: Descoberta da propriedade piezoelétrica e da 
radiação natural pelo casal Curie - Prêmio Nobel de Física em 
1903 
Antes disso… 
- Estudo da acústica por filósofos gregos nos séculos VI a IV a.C 
Pitágoras (Cordas vibrantes) 
Aristóteles (deslocamento da onda 
sonora, movimentação das 
partículas de ar) 
Antes disso… 
- Estudos modernos da acústica continuaram com: 
Galileo Galilei (1564 – 1642) Marin Mersenne (1588 – 1648) 
Correlação entre a frequência da onda sonora e o tom (agudo e grave) 
Antes disso… 
- 1794: Primeira evidência da existência das ondas ultrassônicas 
Lazzaro Spallanzani (1729 – 1799) 
Observou que os morcegos eram 
capazes de voar em ambientes 
completamente escuros 
Orientação do voo estaria ligada à 
sua audição 
Antes disso… 
- Século XIX: Estudos sobre a transmissão, propagação e 
refração das ondas sonoras 
Jean Daneial Colladon 
(1802 – 1893) 
Underwater bell: 
velocidade de propagação 
do som na água 
Publicação da Teoria 
do Som em 1877 
John Strutt, Lord Reyleigh 
(1842 – 1919) 
Francis Galton 
(1822 – 1911) 
Apito de Galton: 
Ondas sonoras de alta 
frequência 
Histórico 
- 1881 e 1898: Descoberta da propriedade piezoelétrica pelo casal 
Curie - Prêmio Nobel de Física em 1903 
- 1915: Desenvolvimento do SONAR (sound navigation and 
ranging) por Paul Langévin para localização de submarinos e 
icebergs 
Histórico 
- 1938: Primeira aplicação de ondas ultrassônicas na medicina 
(Fisioterapia) – Raimar Pohlman 
Histórico 
- 1942: Primeira aplicação de ondas ultrassônicas como 
ferramenta diagnóstica 
Histórico 
Karl Theodore Dussik 
(1908 – 1968) 
Detecção de tumores cerebrais 
- Década de 50: Desenvolvimento da ultrassonografia diagnóstica 
em Modo-B 
Histórico 
Douglas Howry 
(1920 – 1969) 
Joseph Holmes 
(1902 – 1982) 
- 1958: Ian Donald foi um dos pioneiros na utilização da 
ultrassonografia em Ginecologia e Obstetrícia 
Histórico 
Ian Donald 
(1910 – 1987) 
- Ultrassonografia na Medicina Veterinária 
Histórico 
1956 – Avaliação de carcaça em suínos 
1966 – Diagnóstico de gestação em pequenos ruminantes 
Década de 80 – Aplicação da ultrassonografia na Reprodução 
Animal 
O. J. Ginther 
Vantagens da ultrassonografia 
1. Exame não invasivo / pouco invasivo 
2. Sem risco para o paciente (não utilizada radiação ionizante e 
potencial de aquecimento do tecido é mínimo) 
3. Geração de imagens em tempo real 
4. Interpretação direta da imagem 
5. Possibilita mensurações com precisão 
6. Múltiplas aplicações na medicina humana e veterinária 
Princípios de funcionamento 
1. Formação de ondas acústicas pela expansão e retração 
alternada de cristais piezoelétricos 
2. Propagação da onda pelos tecidos 
3. Formação de eco 
4. Reconversão das ondas em sinais elétricos 
5. Formação da imagem de acordo com a posição e a intensidade 
do reflexo 
 
Pulso elétrico Pulso elétrico  Monitor 
  
Cristal Cristal 
  
Onda sonora Eco 
  
 Tecido 
 
Esquema de funcionamento da 
ultrassonografia 
Expansão
Pulso elétrico
Contração
Propriedade piezoelétrica dos cristais 
Amplitude e frequência das ondas 
λ 
Propriedades das ondas ultrassonográficas 
1. Alta frequência: 2 a 60 MHz, sendo mais utilizadas 3,5 a 8 MHz 
(1 MHz = 1x106 ciclos/segundo) 
2. Capacidade de propagação nos tecidos moles, de acordo com a 
densidade 
3. Relação direta entre frequência e definição 
4. Relação inversa entre frequência e poder de penetração 
Absorção: parte da energia da onda que é absorvida pelo tecido 
Reflexão: retorno da onda sonora após incidir em um obstáculo 
Refração: angulação ou desvio da onda durante a passagem por 
interfaces não perpendiculares 
Dispersão: reflexão não perpendicular que ocorre quando a 
onda encontra interfaces irregulares 
Atenuação: redução na intensidade do eco por perda de energia 
Interação das ondas US com os tecidos 
Terminologia utilizada na ultrassonografia 
Impedância acústica: 
 Resistência do tecido à propagação da onda 
Interface acústica: 
 Transição entre tecidos com diferentes impedâncias 
Acoplamento acústico: 
 Criação de condições para a propagação da onda 
Terminologia utilizada na ultrassonografia 
Resolução: 
 Capacidade de diferenciar dois pontos separados (axial e lateral) 
Área de foco: 
 Região da imagem com melhor resolução 
Ganho: 
 Grau de amplificação do sinal de retorno 
Terminologia utilizada na ultrassonografia 
Frame rate: 
 Frequência com que as imagens são atualizadas na tela 
Tempo real (real time): 
 Sobreposição das imagens geradas cria aparência de imagem 
Escala de cinza: 
 Variação nos tons de cinza mostrados 
no monitor 
Terminologia utilizada na ultrassonografia 
Ecogenicidade: 
 Capacidade de gerar eco ou reflexão da onda sonora 
 
 
 
Caracterização dos tecidos 
 Anecóico ou anecogênico 
 
 Hipoecóico ou hipoecogênico 
 
 Hiperecóico ou hiperecogênico 
Terminologia utilizada na ultrassonografia 
Ecogenicidade: 
 Capacidade de gerar eco ou reflexão da onda sonora 
 
 
 
Caracterização dos tecidos 
 Anecóico ou anecogênico 
 
 Hipoecóico ou hipoecogênico 
 
 Hiperecóico ou hiperecogênico 
Terminologia utilizada na ultrassonografia 
Ecogenicidade: 
 Capacidade de gerar eco ou reflexão da onda sonora 
 
 
 
Caracterização dos tecidos 
 Anecóico ou anecogênico 
 
 Hipoecóico ou hipoecogênico 
 
 Hiperecóico ou hiperecogênico 
Terminologia utilizada na ultrassonografia 
Modos de operação: 
 
 A: modo de amplitude 
 
 B: modo de brilho 
 
 M: modo de movimento 
 
 Doppler 
Artefatos de imagem na ultrassonografia 
Artefato de imagem: representação na tela de forma ou estrutura 
inexistente 
 
- Reforço acústico posterior 
 
- Sombra acústica 
 
- Sombra lateral 
 
Artefato de imagem: representação na tela de forma ou estrutura 
inexistente 
 
- Reforço acústico posterior 
 
- Sombra acústica 
 
- Sombra lateral 
 
Artefatos de imagem na ultrassonografia 
Artefato de imagem: representação na tela de forma ou estrutura 
inexistente 
 
- Reforço acústico posterior 
 
- Sombra acústica 
 
- Sombra lateral 
 
Artefatos de imagem na ultrassonografia 
Equipamento de ultrassonografia 
Unidade principal: 
 Gerador de pulsos 
 Timer 
 Monitor 
 Placas (software) 
Transdutores (probes): 
 Linear/setorial/convexa 
Transdutor linear retal 
Transdutor linear retal 
Transdutor linear retal 
Exame ginecológico utilizando o transdutor 
linear 
Exame ginecológico utilizando o transdutor 
linear 
Pequenos ruminantes 
Probe intravaginal convexa/micro-convexa 
Exame ginecológico utilizando a probe 
convexa 
Exame ginecológico utilizando a probe 
convexa 
Probe de carcaça 
Equipamentos, acessórios e periféricos 
- Transdutores 
- Estabilizador 
- Bateria 
- Arquivo de vídeo 
- Dispositivos de memória 
- Videoprinter 
- Suportes 
- Mesa de trabalho 
- Case 
Escolha do equipamento 
1. Resolução da imagem 
2. Tipo de transdutor 
3. Frequência do transdutor 
4. Características dos softwares internos 
5. Tamanho e tipo de tela6. Portabilidade 
7. Fonte de energia 
8. Garantia e assistência técnica 
9. Custo 
 
Principais caracteristicas: 
Telas pequenas (12”) 
Controles analogicos 
Saida apenas de video 
US veterinários: 1a geração 
Principais caracteristicas: 
- Melhor imagem 
- Mais opções de probes 
- Armazenamento em 
disquete 
US veterinários: 2a geração 
Principais caracteristicas: 
- Telas mais largas 
- Baterias externas 
- Memory card ou USB 
US veterinários: 3a geração 
Principais caracteristicas: 
- Tamanho e peso reduzido 
- Pequenas telas de LCD 
- Baixa qualidade de imagem 
- Reduzido número de opções 
de menu 
- Preços variáveis 
US veterinários: portabilidade 
Principais características: 
- Configuração padrão 
- Baixos preços 
- Vida útil? 
US veterinários: opções baratas 
Principais características: 
- Telas grandes de LCD 
- Tecnologia Doppler, 3D/4D 
- Digital, USB, DVD, DICOM 
- Alto custo 
US veterinários: 4a geração 
Uso da ultrassonografia na avaliação do 
trato genital feminino 
Uso da ultrassonografia na avaliação dos 
ovários 
Estruturas identificáveis 
 Folículos 
 Corpos lúteos 
 
Imagem US de folículos antrais 
Imagens de ovários 
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
4
6
8
10
12
14
16
Dia do ciclo
D
iâ
m
et
ro
 (
m
m
)
Dinâmica folicular durante o ciclo estral 
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
4
6
8
10
12
14
16
Dia do ciclo
D
iâ
m
et
ro
 (
m
m
)
Dinâmica folicular: 1a onda 
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
4
6
8
10
12
14
16
Dia do ciclo
D
iâ
m
et
ro
 (
m
m
)
Dinâmica folicular: seleção do dominante 
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
4
6
8
10
12
14
16
Dia do ciclo
D
iâ
m
et
ro
 (
m
m
)
Dinâmica folicular: estabelecimento do FD 
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
4
6
8
10
12
14
16
Dia do ciclo
D
iâ
m
et
ro
 (
m
m
)
Dinâmica folicular: alternância de ondas 
Resposta Ovariana - Superovulação 
Resposta Ovariana - Superovulação 
Resposta Ovariana - Superovulação 
Pequenos ruminantes 
Resposta Ovariana - Superovulação 
Coletar ou não? 
Contagem de CL – US vs Laparoscopia 
Number of Corpus Luteum 
Technique GI GII GIII 
Ultrasonography 7.00  1.69 11.00  1.77 8.72  0.81 
Laparoscopy 8.55  1.67 8.42  1.80 9.64  1.40 
Brandão et al., 2010 
Pequenos ruminantes 
Avaliação da função luteal: 
Identificação do CL 
Avaliação da função luteal: 
US vs. palpação 
Avaliação da função luteal: 
US vs. palpação 
 Palpação retal Ultrassonografia 
Ott et al. (1986) 78,0% -- 
Sprecher et al. (1989) 68,2 % 83,3% 
Hussein et al. (1992) 80,8% -- 
Ribadu et al. (1994) 85,0% 95,0% 
Battocchio et al. (1999) -- 97,0% 
 
Sensibilidade da palpação retal e da 
ultrassonografia na identificação do CL 
Característica histológica do tecido luteal: 
Ecotextura característica 
Avaliação da função luteal: 
Área luteal 
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
0
1
2
3
4
5
Progesterona
0
1
2
3
4
5
6
7
Área do corpo lúteo
Área de cavidade luteal
Dia do ciclo
cm
2
n
g/m
l
Área de tecido luteal e produção de P4 ao 
longo do ciclo 
Diagnóstico de gestação e viabilidade fetal 
Objetivos: 
 
 - Identificar os animais não gestantes 
 
 - Monitorar as gestações em andamento 
 
 - Identificar a ocorrência de perdas embrionárias 
DG em bovinos: limitações 
Identificação da característica Idade fetal aproximada (dias)
Batimento cardíaco 22
Forma de “C” 25
Forma de “L” 33
Medula espinhal 28
Placentomas 35
Divisão das unhas 44
Tubérculo genital 48
Costelas 55
Fonte: Curran et al., 1986
Características do desenvolvimento 
embrionário durante a gestação inicial 
Imagem ultrassonográfica da vesícula 
embrionária 
R
2
 = 0,9989
0
20
40
60
80
100
120
140
20 30 40 50 60 70 80
Idade gestacional
CR
L 
(m
m
)
Variação no CRL em função da idade 
gestacional (Fonte: Phil Smith, 1985) 
1. Cabeça 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
Caracterização das estruturas em feto com 50 
dias de gestação 
2. Membro anterior esq. 
3. Membro anterior dir. 
4. Cordão umbilical/abdome 
5. Membro posterior esq. 
6. Membro posterior dir. 
7. Tubérculo genital 
8. Cauda 
Características US indicativas de perda 
embrionária 
Relativas ao feto: 
- Ausência de batimento cardíaco 
- Anormalidades morfológicas 
- Desenvolvimento retardado 
 
Relativas aos anexos fetais: 
- Perda de volume e “enrugamento” da parede uterina 
- Fragmentação da vesícula amniótica 
- Presença de pontos ecogênicos indicando turvação e debris 
celulares 
Imagem US de processos de perda embrionária 
Identificação do sexo fetal 
(sexagem fetal) 
Importância 
 
 Antecipa decisões de manejo 
 
 Agrega valor à gestação 
 
Técnica e período ideal de realização 
 
 Posição relativa do tubérculo genital 
 55 a 70 dias de gestação 
1. Cabeça 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
2. Membro anterior esq. 
3. Membro anterior dir. 
4. Cordão umbilical/abdome 
5. Membro posterior esq. 
6. Membro posterior dir. 
7. Tubérculo genital 
8. Cauda 
Determinação da posição relativa do tubérculo 
genital 
Fetos dos sexos feminino e masculino. O TG 
está indicado pela seta, e os membros 
posteriores pela linha tracejada 
Causas mais frequentes de erros na sexagem 
fetal 
- Dificuldades na contenção do animal 
 
- Período inadequado, principalmente em gestações adiantadas 
 
- Caracterização incorreta dos pontos de referência 
 
- Tentativa de interpretação de imagens de baixa qualidade 
 
- Gestação gemelar 
Patologias do SGF 
Ovários 
- Cistos 
- Neoplasias 
- Calcificação 
 
 
Útero 
- Abcessos 
- Cistos 
- Neoplasias 
- Conteúdos anormais 
- Infeções uterinas 
 
Patologias do SGF 
Ovários 
- Cistos 
- Neoplasias 
- Calcificação 
 
 
Útero 
- Abcessos 
- Cistos 
- Neoplasias 
- Conteúdos anormais 
- Infeções uterinas 
 
Patologias do SGF 
Ovários 
- Cistos 
- Neoplasias 
- Calcificação 
 
 
Útero 
- Abcessos 
- Cistos 
- Neoplasias 
- Conteúdos anormais 
- Infeções uterinas 
 
Patologias do SGF 
Ovários 
- Cistos 
- Neoplasias 
- Calcificação 
 
 
Útero 
- Abcessos 
- Cistos 
- Neoplasias 
- Conteúdos anormais 
- Infeções uterinas 
 
Patologias do SGF 
Ovários 
- Cistos 
- Neoplasias 
- Calcificação 
 
 
Útero 
- Abcessos 
- Cistos 
- Neoplasias 
- Conteúdos anormais 
- Infeções uterinas 
 
Patologias do SGF 
Ovários 
- Cistos 
- Neoplasias 
- Calcificação 
 
 
Útero 
- Abcessos 
- Cistos 
- Neoplasias 
- Conteúdos anormais 
- Infeções uterinas 
 
OPU e biópsia orientadas por ultrassonografia 
- Primeiro relato em bovinos (Pieterse et al., 1988) 
 
- Permitiu a coleta de COC em doadoras vivas 
 
- Coleta de forma repetida no mesmo animal 
 
OPU e biópsia orientadas por ultrassonografia 
OPU e biópsia orientadas por ultrassonografia 
OPU e biópsia orientadas por ultrassonografia 
OPU e biópsia orientadas por ultrassonografia 
Outras aplicações: 
 
Coleta de Fluido Folicular e Células da Granulosa 
OPU e biópsia orientadas por ultrassonografia 
Outras aplicações: 
 
Biopsia de corpolúteo 
OPU e biópsia orientadas por ultrassonografia 
Outras aplicações: 
 
Injeção intrafolicular 
OPU e biópsia orientadas por ultrassonografia 
Outras aplicações: 
 
Inseminação Intrafolicular 
Avanços na ultrassonografia 
1. Aumento na resolução dos equipamentos 
 
2. Análise computadorizada de imagens 
 
3. Uso do Doppler colorido 
 
4. Ultrassom 3D 
 
Aumento na resolução 
Fonte: Siqueira et al., 2006 
Análise computacional de imagens 
Análise de Ecotextura 
Ultrassonografia 3D/4D 
Kotoyori et al., 2012 
Doppler 
1. Princípios Físicos 
Efeito Doppler – Descrito em 1842 por Christian Johann Doppler 
É um fenômeno natural caracterizado pela alteração aparente 
entre a frequência de onda emitida e recebida quando há um 
deslocamento entre o emissor da onda e o receptor. 
A variação da frequência é 
proporcional à velocidade 
de deslocamento entre o 
emissor e o receptor da 
onda 
O efeito Doppler também é observado na ultrassonografia 
Sentido do fluxo em relação a 
probe: 
Princípios Físicos 
Aproximando : Fr > Ft → ΔF (+) 
Ft Fr 
O efeito Doppler também é observado na ultrassonografia 
Sentido do fluxo em relação a 
probe: 
Princípios Físicos 
Aproximando : Fr > Ft → ΔF (+) 
Afastando: Fr < Ft → ΔF (-) 
Ft Fr 
Princípios Físicos 
Velocidade do fluxo 
Equação Doppler 
ΔF = 2 x Ft x Vy 
 C 
Vy 
- Vy 
Vy = ΔF x C 
 2 x Ft 
ΔF: desvio Doppler 
Ft: Frequência transmitida 
Vy: Velocidade de deslocamento 
C: Constante de propagação da onda 
Velocidade do fluxo 
θ 
Princípios Físicos 
V 
Vy 
Vx 
Equação Doppler 
ΔF = 2 x Ft x Vy 
 C 
Θ = Ângulo de insonação 
CosΘ = Vy 
 V 
Vy = V x CosΘ 
V = ___ΔF x C___ 
 2 x Ft x Cos Θ 
Ultrassonografia Doppler 
Princípios Físicos 
Doppler colorido 
Ultrassonografia Doppler 
Princípios Físicos 
Doppler espectral 
Ultrassonografia Doppler 
Princípios Físicos 
Doppler espectral 
Ultrassonografia Doppler 
Princípios Físicos 
Doppler espectral 
Ultrassonografia Doppler 
Princípios Físicos 
Doppler espectral 
Vantagens da Ultrassonografia Doppler 
- Todas as vantagens da ultrassonografia em Modo-B 
Exame não invasivo 
Sem risco para o paciente (potencial de aquecimento mínimo) 
Tempo real 
Múltiplas aplicações na medicina humana e veterinária 
Interpretação direta da imagem 
Vantagens da Ultrassonografia Doppler 
- Vantagem adicional 
Múltiplas aplicações em obstetrícia e ginecologia 
Relação direta entre o fluxo sanguíneo e a staus funcional 
do ovário: 
• Viabilidade do folículo e corpo lúteo 
• Formação do antro folicular e composição do fluido 
folicular 
• Qualidade dos oócitos 
• Parâmetro preditivo dos resultados de programas de 
reprodução assistida 
Avaliação do fluxo sanguíneo – Informação funcional 
Ultrassonografia Doppler na Reprodução Animal 
 Avaliação da função folicular (momento da ovulação) 
 Avaliação da função luteal (Receptoras e diagnóstico de 
não gestação) 
 Avaliação das artérias uterinas e ovarianas 
 Avaliação endométrio 
 Avaliação fetal (?) 
Vascularização do folículo ovariano 
Vascularização do folículo ovariano 
Miyamoto et al., 2006 
Vascularização do folículo ovariano 
Acosta et al., 2005 
Vascularização do corpo lúteo 
Vascularização do corpo lúteo 
Vascularização do corpo lúteo 
Fluxo sanguíneo na artéria uterina 
Avaliação de patologias ovarianas 
Feto e anexos 
Ultrassonografia Doppler na Reprodução Animal 
? 
Como quantificar? 
Desafios da Ultrassonografia Doppler na avaliação ovariana 
Exemplos de escalas subjetivas 
 
Escore de classificação da vascularização: CL 
1 2 3 4 5 
Escore de classificação da vascularização: folículos pré-ovulatórios 
1 2 3 4 5 
Avaliação subjetiva: uso de escores de vascularização 
Vantagens 
a) Avaliação em tempo real 
b) Usa informações da vascularização como um todo 
c) Consistência 
Guetti et al., 2012 
Associação entre resultados das avaliações objetiva (área) e subjetiva (escore) da vascularização 
folicular 
(Goodman & Kruskal's Gamma = 0.85; P<0.001) 
Avaliação subjetiva: uso de escores de vascularização 
Limitações 
a) Sensibilidade 
b) Variação entre avaliadores/trabalhos 
c) Magnitude das diferenças 
Avaliação subjetiva: uso de escores de vascularização 
- Identificação do sinal Doppler 
- Mensuração da área de sinal em 1 ou mais imagens 
- Caracterização da vascularização pelo valor absoluto ou relativo (% da 
estrutura) da área de sinal 
Ghetti et al., 2012 
Avaliação Objetiva - Mensuração da área de sinal Doppler 
(2D) 
Avaliação Objetiva - Mensuração da área de sinal Doppler 
(2D) 
Ultraestrutura vascular: Jiang et al., 2003 
Avaliação objetiva - Limitações da mensuração da área (2D) 
Avaliação objetiva - Limitações da mensuração da área (2D) 
Ultraestrutura vascular: Jiang et al., 2003; gráfico: Arashiro et al., 2013 
Avaliação objetiva - Limitações da mensuração da área (2D) 
Avaliação Objetiva - Mensuração de volume com modelagem 3D 
Arashiro et al., 2013 
- Caracterização da vascularização pelo volume vascular (mm3) 
Avaliação Objetiva - Mensuração de volume com modelagem 3D 
- Caracterização da 
arquitetura vascular 
Viana et al., 2013 
Avaliação Objetiva - Mensuração de volume com modelagem 3D 
Limitações 
- Processamento pós-aquisição complexo 
- Distorção espacial 
D
i
r
e
ç
ã
o
 
d
a
 
v
a
r
r
e
d
u
r
a
 
Movimentação do ovário 
Avaliação Objetiva - Mensuração de volume com modelagem 3D 
Obrigado!