transductor, en las técnicas microelectrónicas y en la com

26 Ecocardiografía Tridimensional
CAPÍTULO 2
transductor, en las����������������������������������������
técnicas microelectrónic���������������
as y en la computación (hardware y software). Fue utilizado el láser para
cortar el cristal piezoeléctrico en muchas unidades de tamaño idéntico, formando un elemento matricial. Actualmente, el transductor utilizado más comúnmente consiste
en más de 3.600 (60 x 60°) a 6.400 (80 x 80°) elementos,
con frecuencias que operan en media entre 2-4 MHz. Estos
elementos son dispuestos en la punta del transductor, en
contacto íntimo con la superficie corporal, con una fácil
transmisión y recepción de los impulsos del US. Más de
150 mini circuitos son dispuestos detrás de cada uno de los
elementos, que se conectan a un circuito del transductor y
al equipo de ecocardiografía por medio de más de 10.000
canales.35
El transductor matricial genera energía de US de manera de fase. Aunque la sonda sea mantenida en una orientación estable, el haz emitido puede, automáticamente, seguir múltiples direcciones orientadas electrónicamente y,
así, alcanzar el área deseada. La onda de US recorre en eje
X predeterminado y realiza una línea de barrido (scanning)
en una disposición unidimensional. La línea de barrido recorre un plano acimutal a lo largo del eje Y, produciendo
un sector de imagen bidimensional. Entonces, la imagen
2D sufre una elevación a lo largo del eje Z y, finalmente,
produce una imagen 3D piramidal, en la que la dirección
del escaneo es perpendicular a cada eje X, Y y Z.
El transductor matricial permitió la adquisición de
un bloque volumétrico piramidal de manera rápida con
buena calidad de imagen.36,37 Sin embargo, todavía era necesario controlar el proceso de emisión de los pulsos de
manera tridimensional y en tiempo real.
Para producir una imagen live 3D, era necesaria la
obtención de, por lo menos, 24 imágenes de pirámides 3D
por segundo, siendo necesarias 43.200 líneas de escaneo
por segundo y, al menos, una frecuencia de repetición de
pulsos (FRP) de 43,2 KHz. Así, el intervalo máximo entre dos pulsos consecutivos sería de solo 23,1 s. En este
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odo de tiempo, estos pulsos conseguirán una penetración de apenas 1,73 cm en los tejidos, sin embargo, la
profundidad adecuada para la aplicación clínica del US es
de, por lo menos, 10 cm. Para resolver este problema, fue
desarrollada en la Universidad de Duke por el soporte de
la empresa Philips Corporation (Bothell, Wa, EUA) una
nueva técnica de pulso microelectrónico de transmisión
y recepción, caracterizada por un procesamiento paralelo
del tipo 16:1, en lugar de 1:1, permitiendo que muchos
haces sean emitidos al mismo tiempo.34,36,38 La FRP es
aumentada y el intervalo entre los pulsos es multiplicado
por 16, lo que mejora la profundidad de la transmisión
del US en los tejidos. Cuando la FRP es de 43,2 KHz, el
intervalo de pulso aumenta de 23,1 para 370 s y la pro-
fundidad de 1,73 para 27,7 cm. Otro beneficio del transductor matricial es la posibilidad de la presentación de
dos imágenes ortogonales en tiempo real.27,39
El sistema Eco 3DTR presenta varios modos de adquisición de los datos:
1. Narrow-angled display: consiste en la adquisición de
volúmenes piramidales de 60 x 30°, en tiempo real,
sin la necesidad de realizar maniobras respiratorias,
lo que evita artefactos de movimiento y de discordancia temporal. En este modo, las imágenes son obtenidas de manera rápida y nítida, en live 3D, y pueden
ser analizadas en diferentes proyecciones: frontal,
lateral, superior o inferior. De esta forma, también
es posible la visualización de la anatomía de los orificios valvulares y los defectos septales. Una limitación
de esta técnica consiste en el ángulo del bloque piramidal analizado, ya que para mejorar la resolución
temporal es necesaria la obtención de un bloque de
ángulo estrecho. Así, el bloque adquirido puede que
no englobe todo el corazón, interrumpiendo la continuidad anatómica real, lo que lleva, por ejemplo, a
deformaciones de algunas estructuras, como las paredes miocárdicas.34
2. Zoom display: este modo permite magnificar la visión
de un subsector de un determinado volumen, con una
mayor resolución temporal y presenta un gran valor
en el diagnóstico de las enfermedades valvulares.22
3. Wide-angled display: es llamada también de bloque
volumétrico piramidal. La pirámide es formada por
cuatro a siete sub-volúmenes (15 x 60°), que combinados entre sí componen la imagen piramidal final
(60 x 60°). La adquisición es realizada por el botón
full volumen, y dos imágenes ortogonales 2D son producidas en la pantalla, que auxilia al posicionamiento
correcto del transductor para mejorar el análisis de
la región de interés. A continuación, la adquisición
es realizada por la tecla acquire a partir del registro
electrocardiográfico, durante un breve período de
apnea respiratoria con la finalidad de minimizar los
artefactos de translación cardíaca. Este modo de adquisición, llamado también de bloque volumétrico
(full volumen), incluye de 4 a 7 ciclos cardíacos consecutivos, lo que posibilita un bloque con una mayor
área analizada (mejor resolución espacial), a expensas
de una ligera reducción de la resolución temporal.
En este modo de adquisición, más estructuras cardíacas y sus relaciones espaciales pueden ser delineadas en tiempo real, y, adicionalmente, las estructuras
contiguas sufren menos interrupción, lo que facilita
las mediciones de los volúmenes ventriculares y de
la masa cardíaca. Con esta técnica, es posible la detección de varias anormalidades complejas y el análisis del movimiento de los segmentos miocárdicos,
pudiendo ser utilizado, también, en asociación con
agentes de contraste para la evaluación de la perfusión cardíaca. Su limitación consiste en la ocurrencia
de artefactos de movimiento, principalmente en pacientes con ritmo cardíaco irregular e imposibilitados
de realizar un breve período de apnea respiratoria.34
4. Color-Doppler flow display: Es el avance más reciente de la Eco 3DTR y de manera semejante al wideangled display, la imagen piramidal es adquirida en
un bloque volumétrico (full volumen) que contiene
información morfológica del flujo sanguíneo.
Siete sub volúmenes, obtenidos en ciclos cardíacos consecutivos, son combinados para formar un
bloque de imagen piramidal (30 x 30°). En este modo,
la localización, la fase, la dirección, la longitud, la extensión, el área, el curso y la gravedad de las lesiones
estenóticas y de la insuficiencia valvular, además de
los shunts, pueden ser evaluados, en conjunto con la
disposición anatómica tridimensional de las estructuras cardíacas. Por medio de este modo, es posible
el análisis cuantitativo de volúmenes regurgitantes y
del área de orificios regurgitantes efectiva. Su mayor
limitación consiste en el hecho de que el ángulo del
bloque adquirido (30°) no es suficiente para evaluar
regiones amplias, ocurriendo que chorros extensos
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puede que no sean demostrados completamente; otra
limitación consiste en el hecho de que la velocidad de
los flujos, en el estudio de mapeo de flujo a color en la
Eco 3D, sea una estimativa media de las velocidades
evaluadas, siendo, por lo tanto, diferente a las velocidades analizadas por el estudio Doppler bidimensional.22 Las Figuras 2-1 a 2-4 muestran el tamaño proporcional de los elementos de la ultrasonografía tridimensional, los cristales involucrados en la generación
de la imagen tridimensional, la disposición espacial
del haz tridimensional y la formación de los diferentes bloques de haces de ultrasonografía tridimensional. Las Figuras 2-5 a 2-11 muestran la comparación
Fig. 2-1. Visión microscópica del transductor phase-array
matrix. Cada cuadro pequeño es un elemento activo de
ultrasonido. El tamaño de hilo de cabello humano es
mostrado para la comparación. (Cortesía de la Philips Medical
Systems, Andover, MA, EUA.)
Fig. 2-2. A la izquierda, demostración de los cristales imperfectos orientados de manera aleatoria de los transductores
convencionales; a la derecha, demostración de los cristales de ondas puras con arreglo casi perfecto y uniforme. (Cortesía de la
Philips Medical Systems, Andover, MA, EUA.)
CAPÍTULO 2
Principios Físicos y Evolución