A ciencia detrás dos ultrasóns: ​​como funciona e as súas aplicacións médicas

A tecnoloxía de ultrasóns converteuse nunha ferramenta indispensable na medicina moderna, que ofrece capacidades de imaxe non invasiva que axudan a diagnosticar e controlar unha ampla gama de condicións médicas. Desde as exploracións prenatais ata o diagnóstico de enfermidades de órganos internos, a ecografía xoga un papel vital na atención sanitaria. Pero como funciona exactamente o ultrasóns e que o fai tan valioso en aplicacións médicas? Este artigo explora a ciencia detrás dos ultrasóns e as súas diversas aplicacións no campo médico.

Que é o ultrasóns?

Os ultrasóns refírese a ondas sonoras con frecuencias superiores ao límite superior da audición humana, normalmente por riba dos 20 kHz. En imaxes médicas, os dispositivos de ultrasóns usan habitualmente frecuencias que van de 1 MHz a 15 MHz. A diferenza dos raios X, que usan radiacións ionizantes, os ultrasóns dependen das ondas sonoras, polo que é unha alternativa máis segura tanto para os pacientes como para os profesionais sanitarios.

Como funciona o ultrasóns

A imaxe de ultrasóns baséase no principio da reflexión da onda sonora. Así é como funciona o proceso:

1. Xeración de Ondas Sonoras: Un dispositivo chamado transdutor emite ondas sonoras de alta frecuencia ao corpo. O transdutor contén cristais piezoeléctricos que xeran e reciben ondas sonoras cando se someten a un sinal eléctrico.
2. Propagación e reflexión: A medida que estas ondas sonoras viaxan por diferentes tecidos, atopan interfaces entre diferentes estruturas (como os líquidos e os tecidos brandos ou os ósos). Algunhas ondas pasan, mentres que outras son reflectidas de volta ao transdutor.
3. Detección de eco: O transdutor recibe as ondas sonoras reflectidas (ecos) e un ordenador procesa os sinais de retorno para crear imaxes en tempo real.
4. Formación da imaxe: As distintas intensidades dos ecos convértense nunha imaxe en escala de grises que se mostra nunha pantalla, que representa diferentes tecidos e estruturas do corpo.

Aplicacións dos ultrasóns en medicina

1. Diagnóstico por Imaxe

Unha das aplicacións máis coñecidas dos ultrasóns é no diagnóstico médico. Algunhas das áreas clave onde se usa a ecografía inclúen:

• Obstetricia e Xinecoloxía: Úsase para controlar o desenvolvemento fetal, comprobar as anomalías conxénitas e avaliar as complicacións do embarazo.
• Cardioloxía (ecocardiografía): Axuda a visualizar as estruturas cardíacas, avaliar o fluxo sanguíneo e diagnosticar afeccións cardíacas como trastornos valvulares e defectos conxénitos.
• Imaxe abdominal: Úsase para examinar o fígado, a vesícula biliar, os riles, o páncreas e o bazo, detectando problemas como tumores, quistes e cálculos biliares.
• Ecografía musculoesquelética: Axuda a avaliar as lesións nos músculos, tendóns e articulacións, de uso habitual na medicina deportiva.
• Imaxe da tiroide e da mama: Axuda a identificar quistes, tumores ou outras anomalías na glándula tireóide e no tecido mamario.

2. Ecografía intervencionista

Os ultrasóns tamén se usan amplamente para guiar procedementos mínimamente invasivos como:

• Biopsias: A biopsia por aspiración con agulla fina guiada por ultrasóns é unha técnica común para tomar mostras de tecidos de órganos como o fígado, a mama ou a tireóide.
• Procedementos de drenaxe: Axuda a guiar a colocación de catéteres para drenar as coleccións de líquido (por exemplo, abscesos, derrames pleurais).
• Anestesia Rexional: Úsase para guiar a inxección precisa de anestésico preto dos nervios para o manexo da dor.

3. Ultrasonido Terapéutico

Ademais da imaxe, os ultrasóns teñen aplicacións terapéuticas, incluíndo:

• Fisioterapia e Rehabilitación: Os ultrasóns de baixa intensidade úsanse para promover a cicatrización dos tecidos, reducir a dor e mellorar a circulación.
• Ultrasonido enfocado de alta intensidade (HIFU): un método de tratamento non invasivo usado para destruír as células cancerosas en condicións como o cancro de próstata.
• Litotricia: Usa ondas de ultrasóns para descompoñer as pedras nos riles en fragmentos máis pequenos que poden ser excretados de forma natural.

Vantaxes dos ultrasóns

• Non invasivo e seguro: A diferenza das radiografías ou TC, a ecografía non expón aos pacientes a radiacións ionizantes.
• Imaxe en tempo real: Permite a observación dinámica de estruturas en movemento como o fluxo sanguíneo e os movementos do feto.
• Portátil e rendible: En comparación coas exploracións por resonancia magnética ou por TC, as máquinas de ultrasóns son relativamente accesibles e pódense usar nas instalacións de cabeceira.
• Versátil: Útil en diversas especialidades médicas, desde obstetricia ata cardioloxía e medicina de urxencias.

Limitacións da ecografía

A pesar dos seus moitos beneficios, a ecografía ten algunhas limitacións:

• Penetración limitada: As ondas de ultrasóns de alta frecuencia non penetran profundamente no corpo, o que dificulta a visualización dos órganos profundos.
• Dependencia do operador: A calidade das imaxes de ultrasóns depende da habilidade e experiencia do operador.
• Dificultade para obter imaxes de estruturas óseas ou cheas de aire: Os ultrasóns non funcionan ben para imaxes de estruturas rodeadas de aire (por exemplo, pulmóns) ou ósos, xa que as ondas sonoras non poden atravesalas con eficacia.

Desenvolvementos futuros en tecnoloxía de ultrasóns

Os avances na tecnoloxía de ultrasóns seguen mellorando as súas capacidades. Algúns desenvolvementos prometedores inclúen:

• Integración da Intelixencia Artificial (IA).: O ultrasón alimentado por IA pode axudar na interpretación de imaxes, reducindo os erros e mellorando a precisión do diagnóstico.
• Imaxe 3D e 4D: As técnicas de imaxe melloradas proporcionan vistas anatómicas máis detalladas, especialmente beneficiosas en imaxes fetais e cardioloxía.
• Dispositivos de ultrasóns portátiles e sen fíos: Os dispositivos de ultrasóns portátiles fan que as imaxes médicas sexan máis accesibles, especialmente en zonas remotas e en situacións de emerxencia.
• Elastografía: unha técnica que avalía a rixidez do tecido, axudando a diagnosticar afeccións como a fibrose hepática e os tumores.