Ultra - Som

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Ultra-Som

Introdução

Há diversas razões para se fazer um ultra-som. Talvez você esteja grávida e seu obstetra queira fazer um ultra-som para verificar o desenvolvimento do bebê ou determinar a data prevista para o parto. Pode ser que você esteja com problemas de circulação do sangue em um membro ou em seu coração, e seu médico tenha solicitado um ultra-som Doppler para ver o fluxo sangüíneo. O ultra-som tem sido uma técnica popular de geração de imagens médicas há muitos anos.

Foto cedida por Philips ResearchExame por ultra-som durante a gravidez

Neste artigo, vamos ver como funciona o ultra-som, que tipo de técnicas de ultra-som estão disponíveis e para que cada técnica pode ser utilizada.

O que é o ultra-som

Ultra-som ou ultra-sonografia é uma técnica de geração de imagens que usa ondas sonoras de alta freqüência e seus ecos. A técnica é similar à ecolocalização usada pelos morcegos, baleias e golfinhos, assim como o sonar usado pelos submarinos. No ultra-som, ocorrem os seguintes eventos:

  1. a máquina de ultra-som transmite pulsos sonoros de alta freqüência (1 a 5 megahertz) para o interior de seu corpo usando uma sonda;

  2. as ondas sonoras se deslocam por seu corpo e atingem um limite entre tecidos, por exemplo, entre um fluido e um tecido macio, entre um tecido macio e um osso;

  3. parte das ondas sonoras é refletida de volta para a sonda, ao passo que outra parte continua se deslocando até atingir outro limite e ser refletida;

  4. as ondas refletidas são captadas pela sonda e retransmitidas para a máquina;

  5. a máquina calcula a distância entre a sonda e o tecido ou órgão (os limites) usando a velocidade do som no tecido (1540 m/s) e o tempo de retorno de cada eco, geralmente da ordem de milionésimos de segundo;

  6. a máquina exibe as distâncias e as intensidades dos ecos na tela, formando uma imagem bidimensional como a mostrada abaixo;

Foto cedida por Karim e Nancy Nice.Imagem por ultra-som de um feto em crescimento (aproximadamente 12 semanas de idade) no interior do útero materno. Esta é uma vista lateral do bebê, mostrando, da direita para a esquerda, a cabeça, o pescoço, o torso e as pernas.

Em um ultra-som típico, milhões de pulsos e ecos são enviados e recebidos a cada segundo. A sonda pode ser movida ao longo da superfície do corpo e colocada em ângulo para obter diversas vistas.

A máquina de ultra-som

Foto cedida por Dynamic Imaging Limited.Máquina de ultra-som com diversas sondas transdutoras

Uma máquina de ultra-som básica possui as seguintes partes:

  • sonda transdutora - sonda que envia e recebe as ondas sonoras;

  • unidade de processamento central (ou CPU) - computador que faz todos os cálculos e contém as fontes de energia elétrica para si e para a sonda transdutora;

  • controles de pulsos do transdutor - altera a amplitude, a freqüência e a duração dos pulsos emitidos pela sonda transdutora;

  • mostrador - exibe a imagem dos dados do ultra-som processados pela CPU;

  • teclado/cursor - introduz dados e faz medições a partir do mostrador;

  • dispositivo de armazenamento em disco (rígido, flexível, CD) - armazena as imagens obtidas;

  • impressora - imprime a imagem a partir dos dados exibidos.

Sonda transdutoraA sonda transdutora é o componente principal da máquina de ultra-som. Ela emite as ondas sonoras e recebe os ecos. Por assim dizer, ela representa a boca e os ouvidos da máquina de ultra-som. A sonda transdutora gera e recebe ondas sonoras usando um princípio chamado efeito piezoelétrico (ou pressão elétrica) , que foi descoberto por Pierre e Jacques Curie, em 1880. Na sonda, há um ou mais cristais de quartzo, chamados cristais piezoelétricos. Quando uma corrente elétrica é aplicada a esses cristais, eles mudam de formato rapidamente. As mudanças rápidas de formato ou vibrações dos cristais produzem ondas sonoras que se deslocam para fora. Por outro lado, quando ondas sonoras ou de pressão atingem os cristais, eles emitem correntes elétricas. Assim, os mesmos cristais podem ser usados para enviar e receber as ondas sonoras. A sonda também possui uma substância absorvente de som, para eliminar reflexos posteriores da própria sonda, e uma lente acústica, para ajudar a focalizar as ondas sonoras emitidas.

As sondas transdutoras são feitas em muitos formatos e tamanhos, conforme mostrado acima. O formato da sonda determina seu campo de visão, ao passo que a freqüência das ondas sonoras emitidas determina a que profundidade as ondas sonoras vão penetrar e a resolução da imagem. As sondas transdutoras podem conter um ou mais elementos cristalinos. Em sondas de múltiplos elementos, cada cristal possui seu próprio circuito. As sondas de múltiplos elementos possuem a vantagem de que o feixe ultra-sônico possa ser "direcionado", alterando-se a sincronização na qual cada elemento pulsa: direcionar o feixe é especialmente importante para o ultra-som cardíaco. Veja Princípios básicos de ultra-som (em inglês) para detalhes sobre transdutores). Além da possibilidade de mover as sondas ao longo da superfície do corpo, algumas são projetadas para serem inseridas através das diversas aberturas do corpo (vagina, reto, esôfago), de modo que possam chegar mais perto do órgão que é examinado (útero, próstata, estômago). Chegar mais próximo do órgão pode permitir vistas mais detalhadas.

Os componentes de uma máquina de ultra-som

Unidade de Processamento Central (CPU)A CPU é o cérebro da máquina de ultra-som. Ela consiste basicamente de um computador que contém o microprocessador, a memória, os amplificadores de fontes de alimentação para o microprocessador e a sonda transdutora. A CPU envia correntes elétricas ao transdutor para a emissão de ondas sonoras e também recebe os pulsos elétricos das sondas que foram criados a partir do retorno dos ecos. A CPU faz todos os cálculos envolvidos no processamento dos dados. Assim que os dados brutos são processados, a CPU forma a imagem no monitor. Ela também pode armazenar os dados e/ou imagem processada em um disco.

Controles de pulsos do transdutorOs controles de pulsos do transdutor permitem que o operador, chamado ultra-sonografista, ajuste e altere a freqüência e a duração dos pulsos de ultra-som, assim como o modo de varredura da máquina. Os comandos do operador são traduzidos em correntes elétricas que se alteram e são aplicadas aos cristais piezoelétricos na sonda transdutora.

MostradorO mostrador é um monitor de computador que exibe os dados processados pela CPU. Os mostradores podem ser preto e branco ou coloridos, dependendo do modelo da máquina.

Teclado/cursorAs máquinas de ultra-som possuem um teclado e um cursor,  embutidos. Esses dispositivos permitem que o operador acrescente observações e faça medidas a partir dos dados.

Armazenamento em discoOs dados e/ou imagens processadas podem ser armazenados em disco. Eles podem ser discos rígidos, discos flexíveis, compact discs (CDs) ou discos de vídeo digital (DVDs). Tipicamente, as varreduras de ultra-som de um paciente são armazenadas em um disquete e arquivadas com os registros médicos do paciente.

ImpressorasMuitas máquinas de ultra-som possuem impressoras térmicas que podem ser usadas para capturar uma cópia em papel da imagem do mostrador.

Diferentes tipos de ultra-som

O ultra-som que descrevemos até agora apresenta uma imagem bidimensional ou "fatia," de um objeto tridimensional (feto, órgão). Há dois outros tipos de ultra-som em uso atualmente: a geração de imagens 3D por ultra-som e o ultra-som Doppler.

Geração de imagens 3D por ultra-somNos últimos dois anos foram desenvolvidas máquinas de ultra-som capazes de gerar imagens tridimensionais. Nessas máquinas, várias imagens bidimensionais são captadas pelo movimento das sondas ao longo da superfície do corpo ou girando as sondas inseridas. As varreduras bidimensionais são então combinadas por um software de computador especializado para formar imagens 3D.

Foto cedida por Philips Research.Imagens de ultra-som 3D

A geração de imagens 3D permite que você tenha uma visão melhor do órgão que é examinado, sendo usada principalmente para:

  • detecção precoce de tumores malignos e benignos;

    • exame da próstata para detecção precoce de tumores;

    • procura de massas no cólon e no reto;

    • detecção de lesões nos seios para possíveis biópsias;

  • visualização de um feto para avaliar seu desenvolvimento, especialmente para a observação de desenvolvimento anormal da face e membros;

  • visualização do fluxo sangüíneo em diversos órgãos ou em um feto.

Ultra-som DopplerO ultra-som Doppler se baseia no efeito Doppler. Quando o objeto que reflete as ondas de ultra-som se move, ele altera a freqüência dos ecos, criando uma freqüência mais alta se estiver se movendo na direção da sonda e uma freqüência mais baixa se estiver se afastando dela. A alteração da freqüência depende de quão rápido o objeto se move. Este método mede a mudança na freqüência dos ecos para calcular a rapidez do movimento de um objeto. O ultra-som Doppler tem sido usado principalmente para medir a taxa de fluxo de sangue através do coração e das artérias maiores.

Foto cedida por Philips Research.Ultra-som Doppler usado para medir o fluxo sangüíneo através do coração. A direção do fluxo sangüíneo é mostrada em cores diferentes na tela.

Principais usos do ultra-som

O ultra-som tem sido usado em uma variedade de áreas clínicas, incluindo a obstetrícia  a ginecologia, a cardiologia e a detecção do câncer. A principal vantagem do ultra-som é que determinadas estruturas podem ser observadas sem usar radiação. O ultra-som transmite o resultado muito mais rapidamente do que o raio X e outras técnicas radiográficas. Abaixo uma pequena lista de alguns usos para o ultra-som:

  • Obstetrícia e Ginecologia

    • medição do tamanho do feto para determinar a data prevista para o parto;

    • determinação da posição do feto para ver se ele está na posição normal de cabeça para baixo ou com apresentação pélvica;

    • verificação da posição da placenta para ver se ela está se desenvolvendo de modo impróprio sobre a abertura do útero (cérvix);

    • ver o número de fetos no útero;

    • verificar o sexo do bebê (se a área genital puder ser vista claramente);

    • verificar a taxa de crescimento do feto por meio de várias medições ao longo do tempo;

    • detectar a gravidez ectópica, situação de risco de morte na qual o bebê está implantado na trompa de Falópio em vez  de estar no útero;

    • determinar se há uma quantidade apropriada de fluido amniótico amortecendo o bebê;

    • monitorar o bebê durante procedimentos especializados: o ultra-som tem sido útil para ver e evitar atingir o bebê durante a amniocentese (coleta de amostra do fluido amniótico com uma agulha para testes genéticos). No passado, os médicos costumavam efetuar esse procedimento às cegas. Entretanto, com o acompanhamento por meio do ultra-som, os riscos do procedimento diminuíram drasticamente;

    • ver tumores do ovário e seios.

  • Cardiologia

    • ver o interior do coração para identificar estruturas ou funcionamentos anormais;

    • medir o fluxo sangüíneo através do coração e principais vasos sangüíneos.

  • Urologia

    • medir o fluxo sangüíneo através do rim;

    • ver pedras nos rins;

    • detectar precocemente o câncer de próstata.

Além dessas áreas, há um uso crescente do ultra-som como ferramenta para a geração rápida de imagens para diagnóstico em salas de pronto-socorro.

Perigos do ultra-som

Tem havido muitas preocupações a respeito da segurança do ultra-som. Como ele é energia, a questão é "o que essa energia está fazendo com meus tecidos ou meu bebê"? Houve alguns relatos de partos de bebês prematuros de mães que haviam feito exames freqüentes de ultra-som durante a gravidez. Os dois maiores riscos com o ultra-som são os seguintes:

  • desenvolvimento de calor - os tecidos ou a água absorvem a energia do ultra-som, o que aumenta sua temperatura;

  • formação de bolhas (cavitação) - quando gases dissolvidos saem de uma solução em razão do calor local causado pelo ultra-som.

Entretanto, não há relatos de efeitos adversos confirmados e documentados em estudos quanto ao ultra-som, seja em pessoas ou animais. Dito isso, o ultra-som deveria ser usado somente quando necessário, ou seja, é melhor ser cauteloso.

Um exame de ultra-som

Para um exame de ultra-som, você entra em uma sala com um técnico e a máquina de ultra-som. Acontece o seguinte:

  1. você tira suas roupas, todas ou somente aquelas sobre a área de interesse;

  2. o ultra-sonografista coloca um pano sobre qualquer área exposta que não seja necessária para o exame;

  3. o ultra-sonografista aplica vaselina à base de óleo mineral em sua pele. Ela elimina o ar entre a sonda e sua pele para ajudar a passar as ondas sonoras para o interior de seu corpo;

  4. o ultra-sonografista cobre a sonda com uma capa plástica;

  5. ele passa a sonda sobre sua pele para obter as imagens requeridas. Dependendo do tipo de exame, a sonda pode ser introduzida em seu corpo;

  6. talvez você tenha que mudar de posição algumas vezes para obter vistas melhores da área de interesse;

  7. depois que as imagens foram obtidas e as medidas foram feitas, os dados são armazenados em disco. Você poderá obter uma cópia das imagens;

  8. receberá papel-toalha para se limpar;

  9. e irá se vestir.

  10. O futuro do ultra-som

  11. Como acontece com a tecnologia dos computadores, as máquinas de ultra-som provavelmente ficarão mais rápidas e terão mais memória para armazenar os dados. As sondas transdutoras poderão ficar menores e mais sondas de inserção serão desenvolvidas para obter imagens melhores de órgãos internos. Mais provavelmente, o ultra-som 3D será desenvolvido com maior intensidade e se tornará popular. Toda a máquina de ultra-som provavelmente será menor, talvez até se torne um equipamento de mão para uso em campo, por exemplo, por paramédicos, em triagem de campos de batalha. Uma área de pesquisa empolgante é o desenvolvimento de mostradores do tipo geração de imagens por ultra-som combinados com mostradores no nível dos olhos/realidade virtual (em inglês) que permitirão que um médico "veja" o interior de seu corpo enquanto efetua um procedimento minimamente invasivo ou não invasivo, como uma amniocentese ou biópsia.

  12. Para mais informações sobre ultra-som, veja a seção na próxima página.

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