Ecografía

La ecografía dibuja el interior del cuerpo a partir de ecos. Una sonda apoyada en la piel envía breves ráfagas de sonido, muy por encima de lo que oye el oído, y escucha los débiles ecos que vuelven de los límites entre órganos y tejidos. El tiempo que tarda cada eco da su profundidad, y su fuerza, su brillo. En 1948 George Ludwig, en el Instituto de Investigación Médica de la Armada estadounidense, empezó a detectar cálculos biliares en tejidos animales por sus ecos ultrasónicos; las imágenes en dos dimensiones llegaron en 1952, y hoy el método se usa desde el control del embarazo hasta el corazón.

Qué es

La ecografía muestra en una pantalla los órganos, los vasos y el feto que crece, mientras el paciente permanece tumbado, quieto y despierto. Una sonda sujeta con la mano se desliza por la piel sobre una película de gel, y la imagen cambia a medida que se mueve. Los médicos la usan para examinar el abdomen, la mama, el ojo, el corazón y el flujo de sangre, para seguir un embarazo y para guiar una aguja durante una biopsia.

El método usa sonido en lugar de rayos X. Como no envía radiación ionizante a través del cuerpo, es la prueba habitual durante el embarazo.

Cómo funciona

Los elementos de cerámica de la sonda envían el sonido y también captan sus ecos.

La sonda contiene una fila de pequeñas placas de cerámica piezoeléctrica. Un breve impulso eléctrico hace vibrar cada placa, que emite una ráfaga de sonido muy por encima de lo que oye el oído. El gel llena el hueco entre la sonda y la piel para que el sonido entre en el cuerpo. Cada vez que el sonido encuentra el límite entre dos tejidos, una parte rebota. Las mismas placas recogen esos ecos y los vuelven a convertir en señales eléctricas.

El sonido atraviesa los tejidos blandos a unos 1540 m/s. El equipo cronometra cada eco: un eco que vuelve el doble de tarde viene del doble de profundidad. Su fuerza fija el brillo de un punto en la pantalla, y los ecos más fuertes se ven más claros. Disparando línea tras línea a lo largo de la fila de placas, el equipo compone un corte del cuerpo, el abanico gris llamado modo B. Repetidos muchas veces por segundo, los cortes dan una imagen en movimiento de un corazón que late o de un feto que se mueve. Un modo Doppler mide el pequeño cambio de tono de los ecos que devuelve la sangre en movimiento para mostrar su flujo. Las frecuencias más altas dan un haz más estrecho y más detalle, pero llegan a menos profundidad, porque los tejidos las absorben más.

Cómo hacerlo

Girado paso a paso, un telémetro ultrasónico traza el contorno de los objetos que tiene delante.

Un telémetro ultrasónico barato muestra el principio del eco en el aire. El módulo HC-SR04, por ejemplo, funciona con la alimentación de 5 voltios de una placa con microcontrolador como una Arduino Uno alimentada por USB.

Conecte el pin VCC del módulo a 5 V, GND a masa, Trig a un pin digital y Echo a otro. En el programa, envíe a Trig un impulso corto de la duración que indica la hoja de datos del módulo: este emite entonces una ráfaga de ultrasonidos y mantiene Echo en alto hasta que vuelve el eco. Mida ese tiempo, divídalo por dos, porque el sonido fue y volvió, y multiplíquelo por la velocidad del sonido en el aire para obtener la distancia. Deje una pausa entre medidas para que el último eco se haya apagado.

Pegue el módulo de pie sobre un disco de cartón marcado cada 10 grados y ponga algunas cajas sobre la mesa delante de él, dentro del alcance que indica la hoja de datos. Gire el disco paso a paso de 0 a 180 grados, anote la distancia en cada ángulo y lleve los puntos a papel polar. Los puntos dibujan la cara delantera de las cajas. El haz se abre al salir del módulo, así que los bordes salen borrosos.

Historia y evolución

Karl y Friedrich Dussik hacían pasar el sonido a través de la cabeza de un transductor a otro, con la cabeza y los transductores bajo el agua.

Pierre Curie describió el efecto piezoeléctrico en 1880. En 1915 Paul Langevin construyó un hidrófono ultrasónico para detectar submarinos, y en 1928 Serguéi Sokolov propuso usar ultrasonidos para encontrar defectos en el metal. En enero de 1940 H. Gohr y Th. Wedekind, de Colonia, sugirieron en la Klinische Wochenschrift que los ecos, como en el control de metales, podrían revelar tumores, derrames o abscesos, pero no pudieron publicar resultados convincentes. Karl Dussik, neurólogo en Viena, empezó hacia 1937 a estudiar los ultrasonidos para el diagnóstico. Su artículo de 1942 sobre las vibraciones mecánicas de alta frecuencia como ayuda diagnóstica trataba de distinguir los tejidos por el sonido que los atraviesa y daba cuenta de sus primeros ensayos. Con su hermano Friedrich construyó un aparato que enviaba un haz de ultrasonidos a través de la cabeza de un transductor a otro, con la parte alta de la cabeza y los dos transductores en un baño de agua, y registraba el resultado como manchas de luz en papel termosensible. En 1947 obtuvieron lo que tomaron por imágenes de los ventrículos del cerebro, pero en 1952 W. Güttner y sus colegas de Siemens demostraron que esas figuras eran artefactos.

Los ecos dieron resultados más fiables. En 1948 George Ludwig, joven oficial del Instituto de Investigación Médica de la Armada en Bethesda (Maryland), empezó a experimentar con tejidos animales y un transductor hecho para buscar defectos en metales, y detectó cálculos biliares por sus ecos. Informó de su trabajo en junio de 1949 y más tarde colaboró con el laboratorio de bioacústica del MIT. En 1952 John Wild y su ingeniero John Reid publicaron imágenes de eco en dos dimensiones, y Douglass Howry, en Denver, publicó las suyas, obtenidas sumergiendo en agua desgasificada la parte del cuerpo examinada. En Glasgow, Ian Donald, John MacVicar y Tom Brown sustituyeron el tanque de agua por una sonda en contacto con la piel; su artículo en The Lancet de 1958 marca el inicio de la ecografía obstétrica, y su trabajo llevó al equipo Diasonograph.

El Vidoson, desarrollado por Richard Soldner en Siemens a mediados de los años sesenta, mostraba imágenes en movimiento en tiempo real. El convertidor de barrido de George Kossoff, de finales de los sesenta, trajo la escala de grises, el segundo equipo ADR de matriz lineal, el modelo 2130, llegó en 1975 y el Acuson 128 de Sam Maslak en 1983.