Conceitos de Ultrassonografia

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ULTRASSONOGRAFIA
Conceitos som e ultra-som:
Onda perturbação oscilante no espaço e que possui certa periocidade no tempo. A oscilação é caracterizada pelo comprimento de onda e a periocidade pela frequência da onda. 
Essa energia (onda) pode se propagar em um meio (gasoso, liquido solido), em vácuo (ex: ondas magnéticas), espaço e até matéria (ex: ondas eletromagnéticas) 
Som propagação de uma onda em um meio material, através das ondas longitudinais (pois as moléculas movimentam-se paralelamente à direção propagada). Essa perturbação é caracterizada pela vibracao das moléculas do meio em redor das suas posições iniciais (estado de repouso). As moléculas chocam entre si para transmitir a deformação (perturbação) sofrendo micromovimentos. Quando voltam a posição inicial a pertubacao termina. Tem transporte de energia mas não de matéria 
Características das ondas (inclusive as sonoras):
Frequência: é o período dividido por uma unidade de tempo. Sons audíveis variam de 16-20 a 20.000 Hz de frequência. Valores inferiores a esses são chamados de infra-som e valores acima de 20.000 Hz são chamados de ultra-som 
Período: é o tempo de um ciclo completo de uma oscilação de onda 
Comprimento: é a distância entre dois picos de onda 
Amplitude: é a medida da magnitude de onda durante um de seus ciclos 
Altura: qualidade que distingue o som grave (baixa frequência) e som agudo (alta frequência)
Intensidade: qualidade que distingue sons fracos (baixa amplitude) e sons altos (alta amplitude)
Timbre: qualidade que diferencia sons de mesma intensidade e altura, mas que são de fontes distintas. Depende de harmônicos que acompanha o som principal (sons secundários)
OBS: Hz= unidade que se utiliza para medir as ondas sonoras, ou seja, é uma medição para algo que oscila em intervalos regulares. Foi usado primeiramente nos anos 40 (no radio). É uma homenagem ao físico Heinrich Hertz que descobriu as ondas eletromagnéticas 
Durante sua propagação, a onda pode sofrer alterações como: espelhamento, reflexão, refração e ainda resistência do ar 
História 
Geração de ultrassom:
1- Teoria do som foi exposta pela primeira vez em 1877 pelo cientista inglês, Lorde Rayheigh inaugurando a física acústica moderna 
2- Em 1881- Jacques e pierre curie usaram um ccampo elétrico alternante sobre cristais de quartzo e turmalina, gerando ondas sonoras de altas frequências- efeito piezoeletrico 
3- Em 1883- apito de Galton (cientista e inventor inglês), usava para controlar cães por meio de ultrassons 
Utilização de ultrassom:
1- 1912- sugeriu a utilização de ecos ultra-sônicos para detectar objetos submersos, 1 mês após o naufrágio do Titanic 
2- 1914 a 1918-Foi utilizada na 1ª Guerra Mundial, nos submarinos para detectar icebergs e submarinos inimigos. 
3- Na segunda Guerra Mundial foi aprimorado e usado no SONAR (para detectar submarinos-emite ultrassom que interage com o material/corpo/estrutura que emite de volta ecos e eles são captados definindo sua distância, formato, natureza de constituição). Também na metalurgia para detectar fissuras em metais 
Utilização na medicina:
1- Para fins médicos, inicialmente foi usado para tratamento de doenças como artrite reumatoide, ulceras gástricas, asma, tireotoxicose, hemorroidas, incontinência urinaria, angina, doença de parkison e elefantíase
2- Em 1940, foi considerado o remédio para todos os males (panaceia) mas não se fundamentava em comprovações cientificas e foi abandonado por faltas e resultados satisfatórios 
3- Somente em 1950, um neuropsiquiatria da Universidade de Viena resolveu usar essa técnica na medicina diagnostica, com objetivo de localizar tumores cerebrais através da mensuração da transmissão dos sons pelo crânio 
4- Na década de 50 esse método mesmo difundido não era prático e com baixa qualidade, uma vez que o paciente deveria ficar submerso e imóvel dentro de uma banheira com agua para a realização. No final dessa década, teve avanços sendo essa pratica substituída por pequena quantidade de gel (que aumenta a superfície de contato entre a pele o transdutor)
 
5- Em 1966 foi muito usado na obstetrícia e grandes centros de pesquisa na europa, japao e estados unidos investiram nessa área 
6- Em 1973, Hugh Robinson foi capaz de realizar a medicao do comprimento cracio-caudal do feto através da US. A partir dai outras mal-formações fetasi (como espinha bífida) foram diagnosticadas cno pre-natal 
7- E durante anos, o uso de US ficou restrito a essa área da obstetrícia e depois foi usada em outros ramos 
Na década de 40, os trandutores usavam critais piezelétricos sintéticos (x: titanato de bário) e foram substituídos por zircônio-titanato de chumbo (PZT) em 1954 quando foi descoberto 
Substâncias ou cristais piezoelétricos são capazes de mudar de formato ou vibrar quando submetidos à corrente elétrica alternada. Essa vibração produz o ultrassom a ser emitido aos tecidos. Quando o ultrassom é refletido e retorna ao transdutor, ocorre o fenômeno inverso: o cristal deforma-se e produz energia elétrica a ser processada por um sistema computadorizado projetado especificamente para esse fim, formando a imagem
Principios básicos da Ultrassonografia 
 Efeito piezelétrico foi observado 1880, através de Jaccques e Pierrer Curie
O transdutor possui superfície com cristais que possuem capacidade de converter energia elétrica em energia mecânica e vice-versa 
A receber um estimulo elétrico, os cristais piezelétricos o transformam em energia mecânica (ondas de ultrassom). Elas irão penetrar no corpo do paciente onde serão absorvidas, refratadas e refletidas. As ondas refletidas voltam para o transdutor onde, mais uma vez, acionam os cristais piezelétricos que irão convertê-los em energia elétrica 
Os cristais mais utilizados são: quartzo, turmalina e os sintéticos (que são mais baratos) 
O que acontece: quando um cristal assimétrico é submetido a uma tensão mecânica, se produz uma reordenação nas cargas elétricas, causando um deslocamento relativo nas cargas negativas e positivas, criando assim uma diferença de potencial entre as cargas do cristal. Existe assim o efeito piezoeletrico reverso (eletricidade gerando ondas). Para que se emita ultrassom precisa de uma energia de alta frequência
Quando recebe o eco, o sinal é mandado para o processador de vídeo para que a faixa de amplitude dos ecos seja igual a faixa de resposta dos monitores de vídeo. Logo em seguida a imagem é armazenada pelo computador. Essa etapa final é muito importante, uma vez que, evita perdas e permite o congelamento da imagem durante o exame em tempo real 
Equipamento 
Gerador e receptor de ultrassom (transdutor)
Amplificação, compensação e discriminação dos ecos 
Processador de vídeo e display de imagem 
Sincronização de imagem 
Tipos de transdutores:
Linear indicado para áreas superficiais (ex: tireoide, tendão). São de alta frequência, cerca de 7,5-10 MHz 
Convexo usado para área de entrada pequena, mas precisa-se de uma área de visão grande (fígado, entre as costelas, baco, visualizar rins por tras das alcas intestinais. Quanto mais profundo, mais sofre atenuação progressiva, por isso utiliza transdutores de baixa frequência, cereca de 3,5 MHz
Cavitário usado em exame ginecológico e da próstata (transvaginal e transretal), pois possibilita que o ultrassom fique mais perto das estruturas a serem avaliadas 
Tipos de ultrassonografia
Modo A sistema ultrassonográfico simples, baseia-se nos registros das amplitudes dos ecos. Nesse tipo de imagem do objeto, os ecos são visualizados no monitor sob forma de ondas em agulha (spike). Não é mais utilizado, tendo sido substituído pelo modo B 
Modo B permite a visualização da forma do objeto estudado 
Modo M 
Doppler