Ultrassonografia: Conceitos básicos
Sabe-se que o som é produzido pela deformação do meio no qual ele se propaga devido a diferenças de pressão. Ou seja, o som é uma onda mecânica, sendo normalmente produzido por objetos vibrantes.
Para entender um pouco mais sobre ondas, acesse os links abaixo:
1) Ondulatória : Neste link você encontra materiais desenvolvidos GREF, grupo de reelaboração do ensino da física. Os textos explicitam o conteúdo de forma inteligente e simples, partindo sempre de elementos vivencias dos estudantes para explicar a física.
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Contudo, o ouvido humano é capaz de interpretar como som, apenas uma faixa de frequência entre 20 Hz e 20 kHz. Quando a vibração produz uma onda cuja frequência é menor do que o limite inferior, ocorre o infrassom e quando é maior do que o limite superior ocorre o ultrassom.
Sendo assim, o ultrassom é uma onda sonora com uma frequência acima do limite audível ao ser humano. Essa é a onda utilizada nos exames chamados de ultrassonografia ou ecografia.
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| Figura 1: Representação esquemática do processo de ultrassonografia do útero de uma grávida. (10) |
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| Figura 2: Imagem da ultrassonografia do útero de uma gestante. (11) |
Como o próprio nome introduz, o método da ultrassonografia consiste na emissão de ondas (ultrassom) que são traduzidas em imagens (grafia) do meio atravessado por elas, ao serem refletidas ou transmitidas por ele.
De maneira simplificada, o exame ocorre da seguinte forma: um pulso de ondas é emitido em direção à região a qual se quer examinar; as ondas são refletidas pelas estruturas-alvo e retornam ao emissor de ondas, que converte o eco em uma imagem.
As informações sobre as estruturas atingidas tornam-se possíveis devido ao fenômeno da impedância acústica. Esse fenômeno estabelece uma relação som/tecido, possibilitando a identificação de um dado órgão ou região.
Impedância acústica
“É a diferença de impedância acústica entre dois tecidos que define a quantidade de reflexão na interface, promovendo sua identificação na imagem.” (6)
Ou seja, os ecos se formam sempre que o som passa pela interface entre meios com impedâncias diferentes.
A impedância (Z) é dada pelo produto da densidade (ρ) do meio pela velocidade (V) do som naquele meio:
Z=ρ*V
Contudo, nos tecidos moles a velocidade do som é aproximadamente constante, o que permite fazer uma relação direta entre a impedância e a densidade do meio.
Tabela 1: Valores de densidade (r), velocidade (V) e impedância (Z).
As principais interfaces biológicas são:
a) -gordura-músculo
Figura 3: Pode-se observar a camada de gordura anterior ao músculo (seta branca), formando a interface músculo-gordura na face interna da coxa esquerda. A seta vermelha indica esta mesma interface na face externa. Nota-se que na face externa, a camada de gordura é significativamente menor.
b) -músculo-fáscia
A fáscia muscular é uma camada de tecido conjuntivo fibroso que envolve os feixes de fibras musculares do corpo.
Figura 4: Indicação da fáscia envolvendo os feixes de fibras musculares. (12)
c) -tendão-periósteo
Periósteo é uma membrana de tecido conjuntivo denso que reveste toda a superfície externa do osso, exceto a região articular.
Tendão é um cordão fibroso constituído por tecido conjuntivo. É responsável pela inserção dos músculos nos ossos.
d) -ligamento-periósteo
Os ligamentos são constituídos por fibras colágenas, sendo maleáveis e flexíveis. São responsáveis pelas articulações e junturas funcionais entre diferentes ossos do esqueleto.
Figura 5: Interfaces tendão-periósteo e ligamento-periósteo.
Efeito Doppler acústico
Outro fenômeno importante que deve ser entendido é o Efeito Doppler.
Para entender um pouco mais acesse o link:
Através deste efeito, a ultrassonografia possibilita a aquisição de imagens de estruturas corporais em movimento, como o coração. Uma de suas principais peculiaridades é que através do Efeito Doppler é possível estudar a hemodinâmica corporal de maneira não invasiva. A hemodinâmica inclui os diferentes fatores que regem a circulação sanguínea no organismo[1].
Quando uma fonte sonora ou seu receptor estão se movendo ocorre uma alteração aparente na frequência percebida do som. Essa mudança na frequência é denominada de Efeito Doppler.
Quando o movimento relativo entre emissor e receptor é de aproximação ocorre um aumento na frequência, e quando é de afastamento ocorre uma diminuição da frequência percebida. Sendo assim, na ultrassonografia, o Efeito Doppler é o fenômeno físico pelo qual se verifica a alteração da frequência das ondas sonoras, permitindo que os objetos que se movem em relação ao transdutor (emissor de ondas sonoras do ultrassom) possam ser identificados.
A ultra-sonografia Ecodoppler, como é chamado o exame neste caso particular, permite a medição de fluxos nos vasos sanguíneos e também o registro do movimento das paredes e das válvulas do coração.
Para saber sobre o exame de ecocardiografia, acesse o link abaixo; nele você encontra um vídeo com uma explicação simples de como entender um exame obtido através do Efeito Doppler e visualiza o exame.
A velocidade (Vr) com que o refletor se move é dada por:
Onde:
As tecnologias que exploram o efeito doppler são:
1) Ecodoppler pulsado: utiliza um feixe ultra-sônico pulsado para captar o eco.
2) Ecodoppler de alta frequência de repetição: utiliza um conjunto de pulsos ultra-sônicos antes de passar para o ciclo de escuta, que é o intervalo de tempo entre a emissão do pulso e a sua recepção no transdutor.
3) Ecodoppler com fluxo em cores: diferencia os tecidos refletores em repouso dos tecidos refletores em movimento através das cores. Em repouso são mostrados como pontos brilhantes em escala cinza e quando em movimento são coloridos. Para refletores em aproximação, usa-se a cor vermelha e em afastamento, a cor azul.
4) Ecodoppler de onda contínua: emitem feixe ultra-sônico contínuo.
Referências:
(1) GARCIA, E. A. C., Biofísica, Ed. Sarvier, 2002.
(2) Okuno, E. e Caldas, I. L. e Chow, C., Física para Ciencias Biológicas e Biomédicas, Ed. Harbra, 1982.
(3) Luciano Santa Rita Oliveira – Tecnólogo em Radiologia.
http://www.lucianosantarita.pro.br/ultra_som.html ; acessado em 24/10/2011.
(4) Ondulatoria – Página desenvolvida pelo 2º colegial A/2001 da Escola Estadual Prof. Ascendino Reis.
http://ww2.unime.it/weblab/awardarchivio/ondulatoria/index.htm ; acessado em 24/10/2011.
(5) Curso Prático em Ultrassonografia.
http://www.parlatore.com.br/cpu/artigos_show.php?cod=91&tipo=10 ; acessado em 24/10/2011.
(6) Física da Ultrassonografia.
http://www.hcnet.usp.br/inrad/departamento/graduacao/aula/apostilafisicausg.pdf ; acessado em 24/10/2011.
(7) CARVALHO (C.F.), CHAMMAS (M.C.) E CERRI (G.G.); Princípios Físicos do Doppler em Ultrassonografia; Ciência Rural, Santa Maria 2008.
http://www.scielo.br/pdf/cr/v38n3/a47v38n3.pdf ; acessado em 24/10/2011.
(8) Leituras de Física; GREF.
http://fisica.cdcc.usp.br/GREF/eletro05.pdf; acessado em 24/10/2011.
(9) Ciência e Cultura na Escola.
http://www.ciencia-cultura.com/fisica.asp; acessado em 24/10/2011.
(10) Net bebês: Ecografia obrigatórias, o seu objetivo e quando devem ser realizadas.
http://www.net-bebes.com/gravidez/ecografias-obrigatorias-o-seu-objectivo-e-quando-devem-ser-realizadas/attachment/ecografia; acessado em 24/10/2011
(11) Aplicações-Ecografia
http://www.prof2000.pt/users/mrsd/8ano/Aplicacoes.htm; acessado em 24/10/2011.
(12) Target Plantar Fasciitis
http://www.targetplantarfasciitis.com/; acessado em 24/10/2011.
Muito bom!
ResponderExcluirValeu!
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