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EL ECOGRAFO

XIOMARA GOMEZ LOPEZ Cod: 5034 MARIA FERNANDA PRIETO Cod :4284

ESCUELA COLOMBIANA DE CARRERAS INDUSTRIALES FACULTAD DE INGENIERIA COORDINACION DE INGENIERIA BIOMEDICA BOGOTA 2013 – I

EL ECOGRAFO

XIOMARA GOMEZ LOPEZ MARIA FERNANDA PRIETO

Docente: GUILLERMO CANO

ESCUELA COLOMBIANA DE CARRERAS INDUSTRIALES FACULTAD DE INGENIERIA COORDINACION DE INGENIERIA BIOMEDICA BOGOTA 2013 – I

INTRODUCCION

El siguiente trabajo tiene como objetivo ilustrar, instruir, informar y aclarar de manera más sencilla todo sobre el dispositivo medico como lo es el ecógrafo, también llamado analizadores de tiempo real con exploración en dos dimensiones con una singularidad en imágenes cardiacas, vasculares y abdominales determinadas por el ultrasonido. Además cabe resaltar la realización de un prototipo de manera didáctica con el fin de apreciar, percibir y obtener una perspectiva de él. Por otra parte profundizar de qué manera se obtiene estas imágenes y comportamientos, así mismo colocando interés y ahondando en el ámbito profesional conociendo el contexto y las condiciones en el que se emplean.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL 

Mostrar el prototipo de una manera didáctica con el fin de que los espectadores tengan o con uno y se pueda interpretar como una experiencia formativa

OBJETIVOS ESPECIFICOS   

Concer el proceso de la generación de imágenes a través de ondas sonoras. Entender la metodología de uso básico de un ecógrafo Conocer los principios básicos de un ultrasonido

JUSTIFICACION

Este trabajo lo realizamos con el fin de conocer más a fondo el funcionamiento de uno de los equipos médicos más utilizados en las clínicas y hospitales para el diagnostico de enfermedades y en otros casos para el monitoreo de fetos. En este encontraremos las partes fundamentales de un ecografo, tipos de sondas para la generación de imágenes, métodos de aplicación, beneficios y riesgo que tiene para la salud del paciente, también hablamos de ultrasonido y sus métodos de apliccion. Realizamos un prototipo o maqueta para tener una mejor percepción de lo que en realidad es este equipo, simulando su funcionamiento real, practicando una ecografía fetal.

EL ECOGRAFO El ecógrafo es un producto sanitario electromédico utilizado para realizar ecografías o ultrasonidos el cual toma ventaja de las ondas sonoras de alta frecuencia (supera a los 20 kHz) para generar secuencias de imágenes de órganos y formaciones dentro del cuerpo tales como: corazón, los riñones, el hígado, entre otros. Este aparato es fundamental para monitorear el desarrollo del feto durante el embarazo. El ecógrafo Consta de: Unidad de procesamiento: Recoge la información que le suministra la sonda, la transforma en impulsos eléctricos y la expresa en una imagen Monitor: es la pantalla en la cual se refleja la imagen que nos da la Unidad de Procesamiento. Transductor: pieza fundamental del ecógrafo. Dispositivo portátil pequeño que se parece a un micrófono y que se encuentra conectado al explorador por medio de un cable. El transductor envía ondas acústicas inaudibles de alta frecuencia dentro del cuerpo y luego capta los ecos de retorno de los tejidos del cuerpo. Su funcionamiento se basa en el efecto piezoeléctrico. El efecto piezoeléctrico del Ultrasonido Es la propiedad que tienen algunos cuerpos o materiales de presentar cargas eléctricas en su superficie, producidas por compresiones y dilataciones mecánicas, cuando se aplica una presión. Es un efecto reversible ya que el cristal se comprime y dilata con la frecuencia con que se invierten los polos. El efecto se presenta en el tejido óseo, fibras del colágeno y proteínas corporales. El transductor está formado por varios componentes:  la carcasa proporciona soporte estructural a los componentes internos, de forma que el dispositivo puede ser manipulado sin grandes cuidados.  La cara del conjunto transductor es una ventana acústica protectora diseñada para adaptarse al cristal activo y trasmitir el haz ultrasónico al paciente a través del acoplamiento acústico.  La capa adaptadora con impedancia acústica intermedia entre la de la cara y del tejido para mejorar la transmisión de ultrasonido en el tejido al reducir la reflectividad superficial.

CARACTERISTICAS DEL ULTRASONIDO  Las examinaciones por ultrasonido no utilizan radiación ionizante (como se usa en los rayos x). Debido a que las imágenes por ultrasonido se capturan en tiempo real, pueden mostrar la estructura y el movimiento de los órganos internos del cuerpo, como así también la sangre que fluye por los vasos sanguíneos.  Las imágenes por ultrasonido es un examen médico no invasivo que ayuda a los médicos a diagnosticar y tratar condiciones médicas.  El ultrasonido convencional presenta las imágenes en secciones delgadas y planas del cuerpo.  Los avances en la tecnología con ultrasonido incluyen el ultrasonido tridimensional (3-D) que transforma los datos de ondas acústicas en imágenes de 3-D.  Las imágenes de un ultrasonido en cuatro dimensiones (4-D) consisten en un ultrasonido en 3-D en movimiento.  Los exámenes por ultrasonido pueden ayudar a diagnosticar diversas enfermedades y a evaluar el daño en los órganos luego de una enfermedad.  El ultrasonido se usa para ayudar a los médicos a diagnosticar síntomas tales como: • dolores • hinchazón • infección • hematuria (sangre en la orina)  El ultrasonido es una forma útil de examinar muchos de los órganos internos del cuerpo: •corazón y vasos sanguíneos, incluyendo la aorta abdominal y sus principales ramificaciones •hígado •vesicula biliar •bazo •páncreas •riñones •vejiga •útero, ovarios y niño no nato (feto) en pacientes embarazadas •glándula tiroides y glándula paratiroides

ULTRASONIDO DOPPLER El ultrasonido Doppler consiste en una técnica especial de ultrasonido que evalúa la circulación de la sangre a través de los vasos sanguíneos, incluyendo las arterias y venas más importantes del organismo que se encuentran en el abdomen, brazos, piernas y cuello.  Las imágenes por ultrasonido Doppler pueden ayudar al médico a ver y evaluar:  obstrucciones en el flujo sanguíneo (tales como coágulos).  estrechamiento de los vasos sanguíneos.  tumores o malformaciones vasculares congénitas OTROS USOS DEL UTASINIDO  Guiar procedimientos como biopsias por aspiración, en las que se usan agujas para extraer muestras de células de un área anormal para realizar pruebas de laboratorio.  Obtener una imagen de los senos y guiar la biopsia para detectar cáncer de seno. METODOS DE APLICACIÓN DEL ULTRASONIDO 

ACOPLAMIENTO DIRECTO: El cabezal se aplica sobre la piel limpiándola previamente con jabón o alcohol al 70%. Se debe aplicar en el área a tratar una capa fina de gel de o.

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ACOPLAMIENTO SUBCUTANEO:(bajo agua), se sumergen el transductor y el segmento de la extremidad a tratar en una cubeta con agua que actúa como transmisor o medio de o. Es el método ideal para tratar regiones irregulares (mano-pie), o zonas en las que la presión del mismo resulta dolorosa. El agua debe ser previamente desgasificada o hervida para evitar la formación de burbujas de gas. La T° adecuada es de 36-37°

C. El cabezal se sitúa a menos de 3 cm de la zona a tratar, manteniéndolo en movimiento

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ACOPLAMIENTO MIXTO: Para tratar regiones cóncavas y que no pueden ser sumergidas, como la axila, se pueden interponer un globo de látex o plástico lleno de agua y que se adapte a la zona. Se coloca un gel de o entre transductor y globo, y entre éste y la piel para completar el acoplamiento.

TIPOS DE ECOGRAFOS ECOGRAFOS ANALOGOS En los que la imagen aparece en su lugar y su correspondiente nivel de gris en una pantalla. ECOGRAFOS DIGITALES Se basan en la digitalización de la imagen. Una imagen puede ser dividida en múltiples pequeńos cuadrados y a cada uno de ellos se le puede asignar un valor numérico . Los ordenadores pueden tratar esa imagen suavizando contornos, aplicando algoritmos de eliminación de ruidos, optimizando la presentación, archivándola en soportes informáticos magnéticos o de láser.

ECOGRAFOS EN TIEMPO REAL Permiten observar la imagen en el mismo momento en que se está tomando. Puede visualizarse el movimiento de la zona que estamos explorando. Es posible “congelar una imagen” que nos interesa, dejándola fija en pantalla para poder estudiarla con más cuidado y, en su caso, fotografiarla.

ECOGRAFOS EN TIEMPO DIFERIDO En los que se forma una imagen estática bajo un control más directo del operador. Están cediendo su puesto, predominante hasta hace unos ańos, a los ecógrafos a tiempo real.

COMO FUNCIONA Se asemeja al sonar de los radares y a la emisión de ondas acústicas de los animales que carecen de ojos como los topos, algunos peces de aguas profundas y los murciélagos. Se trata de ondas de ultrasonido, que a diferencia del sonido, son inaudibles para el oído humano, pero producen, de todos modos, una frecuencia de onda. Todas las ondas sean de sonido o de ultrasonido producen un “eco” cuando chocan contra un objeto y las mismas regresan avisando que allí hay algo. Este principio es el que utilizan los radares de los submarinos o de los aviones, y los animales sin visión. El ecógrafo no es otra cosa que un aparato que emite ultrasonido, choca contra el órgano que se está estudiando y la onda regresa. Como es el funcionamiento del ecografo: La imagen del órgano y de todo lo que hay en su interior se va formando en la pantalla de una computadora conectada al emisor de ondas de ultrasonido o trasductor . En este caso el ecógrafo se programa para que emita ondas hacia el útero y todo lo que hay en su interior , el embrión, la placenta, etc.- y al regresar a la computadora se traducen en imágenes. BASES FÍSICAS: 

Eco: Es un fenómeno acústico que se produce cuando un sonido choca contra una superficie que lo refleja, este sonido rebotado es lo que se denomina eco.



Sonido: Es el resultado del recorrido de la energía mecánica a través de la materia en forma de una onda que produce alternativamente los fenómenos de compresión y rarefacción.

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Frecuencia: Es el número de ciclos completos por unidad de tiempo. Se mide en Hertzios (Hz),1Hz=1 ciclo por segundo. El rango de frecuencias acústicas se encuentra entre menos de 1 Hz y más de100.000 Hz.



Ultrasonidos: Son ondas acústicas de muy alta frecuencia, entre 1.5 a 60 Mhz. Son las ondas que se usan en la ecografía. LAS SONDAS: Gracias a la vibración de un cristal piezoeléctrico se transforma la energía eléctrica en ultrasonidos que se enfocan hacia el lugar a estudio, por otra parte de la misma sonda se recogen los ECOS que regresan rebotados de las estructuras y se transforman en energía eléctrica que una vez procesada nos dará lugar a las imágenes del estudio. Tipos de Sondas: Lineales: Proporcionan un formato rectangular de la imagen. Se utilizan para el estudio de estructuras más superficiales como osteomuscular y de mama. Trabajan en frecuencias de entre 7.5 y 13 MHz, aunque existen hasta 20 MHz.

Sectoriales: Proporcionan un formato de imagen triangular o en abanico con una base de inicio de la emisión de los ecos mínima. Se usan en la exploración cardiaca y abdominal ya que permiten tener un abordaje intercostal. Trabajan en frecuencias de entre 3.5 y 5 MHz, debido a que las estructuras están más profundas.

Convex: Tienen una forma curva y proporcionan un formato de imagen de trapecio. Se usan en la exploración abdominal general y obstétrica. Trabajan a las mismas frecuencias que las sondas sectoriales.

Intracavitarias: Pueden ser lineales o convex. Se usan para exploraciones intrarectales e intravaginales. Las frecuencias de trabajo suelen ser entre 5 y 7.5 MHz.

CÓMO SE GENERAN LOS PULSOS DE SONIDO Para generar una onda de sonido hay que generar la equivalente onda eléctrica. Las características de esta onda se pueden modificar manualmente por el operador del sistema 

Forma de onda: De todo tipo, desde ondas monopolares cuadradas, hasta otras mucho más complicadas.



Amplitud: De 2 a 300 voltios.

Duración de los pulsos: o o o o o

Pulsos de duración corta para aplicaciones normales. Conseguimos una señal de banda ancha. Pulsos de duración larga para aplicaciones doppler (se hablará de ellas más adelante). Conseguimos una señal de banda estrecha. La duración del pulso, normalmente menor de 1 ms, que es el tiempo necesario para emitir el equivalente a 2 a 3 longitudes de onda, para después quedar en silencio el tiempo suficiente para recibir los ecos superficiales así como lo provenientes de tejidos profundos para seguidamente emitir el siguiente pulso.

La onda sonora puede ser caracterizada en relacion con el tamaño de la onda ( longitud de onda ), frecuencia y velocidad. Velocidad = frecuencia x longitud de onda En el caso del ultrasonido, en la ecuación de la onda la velocidad es variable. La velocidad del ultrasonido depende de la densidad del medio en que se transmite, de su facilidad para la compresión y descompresion. La velocidad del ultrasonido depende del medio en el que viaja o atraviesa. Por lo general cuanto mas alta sea la densidad del medio, mayor sera la velocidad del sonido. Los gases tienen pequeña densidad y por tanto baja velocidad. ( gran compresibilidad ) El hueso tiene alta densidad ( baja compresibilidad ) y por tanto alta velocidad. Los tejidos blandos son intermedios en densidad, encontrandose su velocidad entre ambos extremos. Velocidad del Ultrasonido en distintos medios Aire 348 m/seg Hueso 3.360 m/seg Grasa 1.500 m/seg Higado 1.550 m/seg Músculo 1.580 m/seg T. Blando 1.540 m/seg Agua 1.480 m/seg

Los otros dos parámetros incluidos en la ecuación de la onda, frecuencia y longitud de onda, son inversamente proporcionales. Al aumentar la frecuencia disminuye la longitud de onda.

El ultrasonido de alta frecuencia ( longitud de onda corta ) proporciona mejor resolucion espacial que el de frecuencia baja. Pero al elevarse la frecuencia, aumenta el grado de interacción con el medio conductor y aumenta la absorción del haz de ultrasonido. Por tanto el haz de ultrasonido de alta frecuencia tiene menor poder de penetración. Por tanto, como veremos mas adelante, los transductores de alta frecuencia se utilizan para examinar estructuras superficiales, que se encuentren próximas al transductor ( ej. Tiroides, mama, testículo, celular subcutáneo ). La amplitud es equivalente a la intensidad del sonido o a la ganancia. Cuando la amplitud del ultrasonido es alta, las ondas de compresión y descompresion son más altas, lo cual da lugar a una intensidad y potencia del ultrasonido mayor.

BENEFICIOS Y RIESGOS Beneficios 

La exploración por ultrasonido no es invasiva (sin agujas o inyecciones).



Ocasionalmente, un examen por ultrasonido puede resultar incómodo en forma temporaria, pero casi nunca es doloroso. El ultrasonido es un método que se encuentra ampliamente disponible, es fácil de utilizar y es menos costoso que otros métodos por imágenes.



Las imágenes por ultrasonido son extremadamente seguras y no utilizan radiación ionizante.



La exploración por ultrasonido proporciona una imagen clara de los tejidos blandos que no se visualizan bien en las imágenes de rayos X.



El ultrasonido es la modalidad de imágenes preferida para el diagnóstico y el control de las mujeres embarazadas y los bebés nonatos.



El ultrasonido proporciona una imagen en tiempo real, por lo que es una buena herramienta para guiar procedimientos de invasión mínima tales como las biopsias por aspiración y las aspiraciones con aguja.

Riesgos 

No se conocen efectos nocivos en humanos con respecto a los ultrasonidos de diagnóstico

ELABORACION DEL PROTOTIPO REFERENCIA Ecografo MicroMaxx Es un ecógrafo totalmente digital que puede emplearse de forma portátil o fijo sobre carro. Posee tecnología de banda ancha que le proporciona una excelente calidad de imagen. Además de los transductores convencionales, acepta transductores transesofágico, intraoperatorio, peedoof y laparoscópico.

MATERIALES

-Cartón

-Bombas

-Engrudo

-Cinta

-Papel

-Linterna

-Pintura -Periódico PROCEDIMIENTO En primera medida realizamos un maniquí con la forma de una mujer embarazada usamos 3 bombas, 2 para formar el busto, una para la barriga, y el pecho lo hicimos con cartulina.

Las forramos con engrudo (periódico, papel higiénico, colbon y agua) dándole la forma y dejamos secar por varios días.

Cuando la forma de mujer embarazada este completamente seca procedimos a pintarla para darle mas realismo.

Para el ecografo hicimos la carcasa con cartón paja, fijándolo bien de manera que quede similar al ecógrafo de referencia y utilizando un portátil como unidade de procesamiento y monitor.

Al tener la forma del computador en cartón lo pintamos de color plateado para darle realismo.

Para realizar la ecografía pondremos un video

Para realizar la forma del transductor forramos una linterna con engrudo que también dejamos secar y procedimos a pintarlo le conectamos un cable previamente pintado de color plata. Al tener la forma del computador en cartón lo pintamos de color plateado para darle forma del ecógrafo de referencia

Conclusiones Gracias a este trabajo pudimos conocer las diferentes funciones que tiene el ecografo, como equipo de diagnostico, es uno de los equipo más utilizados en las clínicas porque no es invasivo, no emite radiación ionizante por lo tanto no tiene ningún riesgo. Nunca nos habíamos preguntado que había más allá de esas imágenes o como eran generadas, porque para muchos son abstractas, pero fue muy interesante conocer el mecanismo que hace posible esta función, la formación de ondas sonoras diminutas que entran en el tejido del cuerpo y se convierten en ondas eléctricas estas y estas al ser procesadas generan las imágenes. Gracias a las nuevas tecnologías de estos equipos hoy en día se pueden ver con mas nitidez estas imágenes, se pueden fotografiar con una calidad 3D.

BIBLIOGRAFIA

http://www.lpi.tel.uva.es/ http://www.efisioterapia.net/ http://www.nlm.nih.gov/ http://www.notibebes.com/

Vamos simular la ecografía abdominal de un bebe Tomamos como referencia el ecografo MicroMaxx Es un ecógrafo totalmente digital que puede emplearse de forma portátil o fijo sobre carro. Posee tecnología de banda ancha que le proporciona una excelente calidad de imagen. El ecografo consta de una sonda o transductor que es el aparato desde donde salen las ondas sonoras, el monitor donde se ve la imagen y la unidad de procesamiento que en este caso esta ahí mismo ya que es portátil. El trasducor es de tipo sectorial Para garantizar que las ondas sonoras viajen correctamente es necesario aplicar un gel conductor que se aplica en la zona o en la cabeza del trasductor En la ecografía Los liquido como la sangre y el liquido amniótico se ven de color negro y las demás partes se van a ver de color blanco o en escala de grises. Para practicar la ecografía se apoya el transductor sobre el abdomen de la madre y se desplaza sobre el . En la ecografía Los liquido como la sangre y el liquido amniótico se ven de color negro y las demás partes se van a ver de color blanco o en escala de grises. Esta es una ecografía en 2D La imagen puede ser borrosa si el feto se encuentra en movimiento. A pesar de sencillez son las más adecuadas para realizar un diagnóstico fetal.