PoCUS - Medicina USP Bauru

Point-of-care-ultrassound

Aspectos Históricos

Com a elaboração da “Teoria do Som” proposta por John William, em 1877, a física inaugurou a acústica moderna; desde então, a ciência expandiu os horizontes, beneficiando várias áreas do conhecimento. Com sucessivas descobertas a respeito do tema, como o efeito piezelétrico, foi possível criar o ultrassom, no qual alguns cristais eram capazes de criar potenciais elétricos, e transformar energia elétrica em energia mecânica a partir do momento que as ondas sonoras entram em contato com diferentes meios. No campo da medicina, os benefícios dessa descoberta vêm sendo cada vez mais explorados e difundidos. 

O Ultrassom começou a ser utilizado por volta da década de 1920, para a terapia física em atletas de futebol. Naquela época era utilizado de maneira empírica e acreditava-se que seria possível curar doenças como Parkinson e Artrite Reumatoide. Foi somente no ano de 1940 que ele foi utilizado na medicina para realização de diagnóstico, na Universidade de Viena. Apesar de não ser o primeiro a utilizar como ferramenta médica, John Wild é considerado o pai do ultrassom em medicina, pois foi ele que instituiu o uso do ultrassom para diagnóstico de tumores na mama. Por volta do ano de 1957, o casal de médicos norte-americanos, Douglas e Dorothy Howry, trouxeram para a prática de diagnósticos, porém naquela época o paciente deveria ficar submerso e imóvel dentro de uma banheira com água.Com o passar dos anos, a banheira com água foi substituída por gel, e isso além de mais prático contribuía para a propagação das ondas a partir do transdutor, e desde então a medicina vem descobrindo inúmeros benefícios sobre a utilização desse método, desde o rápido diagnóstico de patologias, até à extensão exame físico. Por mais que seja um exame relativamente barato, requer um nível de treinamento e experiência extensos, já que se trata de uma ferramenta operador-dependente. A partir desse ponto, fica subentendido que faz-se necessário a apresentação precoce dessa ferramenta aos acadêmicos de medicina, com o intuito de familiarizá-los, tornando a experiência de utilização do ultrassom mais eficaz e mais segura.

Por mais que se trate de um equipamento operador-dependente, o ultrassom fornece dados que podem ser de extrema importância para o manejo clínico do paciente, principalmente em situações de emergência. Compreender os princípios físicos do ultrassom e de como as imagens são formadas é crucial para entender as imagens que são adquiridas ao manusear o transdutor. Dentre as principais características acústicas estão a impedância acústica, que é a resistência do meio pelo qual a onda sonora se propaga, facilitando ou não a penetração dessa onda; pode-se citar também a amplitude, a frequência e a velocidade, sendo esta útil para medir estruturas corporais com base nos princípios da cinética (a uma dada velocidade, em determinado tempo, é possível conhecer a distância percorrida pela onda sonora, sendo esta distância o tamanho da estrutura a ser medida).

Princípios Físicos

Para interpretar com precisão as imagens de ultrassom, é essencial um entendimento básico dos princípios físicos envolvidos na geração de imagens de ultrassom. Diferentemente com o que ocorre no Raio-X por exemplo, as ondas sonoras constituem uma onda longitudinal mecânica, que pode ser descrita a partir do deslocamento de partículas ou pela mudança de pressão. Os principais conceitos físicos envolvidos na criação de imagem do ultrassom são: frequência, velocidade de propagação, ultrassom pulsado, interação do ultrassom com o tecido, ângulo de incidência e atenuação.

Natureza do Som

O som é caracterizado por uma sensação auditiva que nossos ouvidos são capazes de detectar. É produzida pelo movimento organizado das moléculas que compõem o ar. Ao entrar em contato com os materiais do meio, geram uma perturbação, que se propaga até ser captada pelos nossos ouvidos.

Para que o som seja propagado, ele necessita de um meio, que pode ser sólido, líquido ou gasoso. A onda sonora entra em contato com as partículas do meio, gerando a perturbação e com isso fazendo com que o som seja captado pelos ouvidos; assim, é importante saber que o som não pode ser propagado no vácuo.

Uma onda sonora é delimitada por frentes de onda, que se movem a uma determinada velocidade. A frequência de uma onda sonora é dada pela contagem do número de frentes de onda que passam por um certo ponto, por um determinado tempo, e pode ser dada pelo número de vibrações por segundo, medida em Hertz (Hz). A frequência é determinada apenas pela fonte de som e não pelo meio em que o som está viajando.

O comprimento de onda é dado pela distância, em centímetros, entre uma crista de onda e a seguinte.

O ultrassom nada mais é que uma onda sonora com frequência superior a 20 KHz, que já perpassa a capacidade da audição humana. As frequências de ultrassom típicas usadas para fins clínicos estão na faixa de 2 MHz a 10 MHz.

Formação da Imagem

Para que ocorra o aparecimento de imagens no Ultrassom, deve-se considerar as interações físicas entre os princípios do som, abordados acima, e o meio com o qual eles estão interagindo. Isso quer dizer que para cada tipo de tecido no qual o raio sonoro perpassa, há um tipo de imagem formada. Muitos dos objetos e artefatos vistos em imagens de ultrassom são devidos às propriedades físicas dos feixes de ultrassom, como reflexão, refração e atenuação; com isso, esses artefatos físicos são importantes para o diagnóstico clínico.

Tipos de Transdutores

Os transdutores são partes fundamentais para o funcionamento do aparelho de ultrassom, e e tem como mecanismo básico de funcionamento a emissão de sinais ultrassônicos, que atravessam a superfície a ser inspecionada e reflete sua interface, produzindo ecos; os ecos retornam para o transdutor e gera o sinal elétrico correspondente à imagem. Cada tipo de transdutor tem uma aplicabilidade diferente, e seu formato determina as funções diagnósticas específicas e quais estruturas são melhor visualizadas.

Linear

Transdutores de alta frequência que podem ser utilizados para avaliação da pleura

Setorial

Apresenta maior especificidade, sendo indicado para algumas situações para avaliação cardíaca ou neurológica;

Convexo

Por apresentar um formato curvo, permite a visualização de estruturas mais profundas, como fígado, vesícula biliar, ovários, coração, etc.

Conceitos importantes

Ecogenicidade é um termo utilizado para descrever a cor visualizada na imagem de ultrassom. A classificação e a respectiva cor a ser visualizada são:

a) Hiperecogênica = branca

b) Hipoecogênico = cinza

c) Anecogênico = preto

Eixos são os planos nos quais os transdutores são posicionados. Cada eixo proporciona uma visualização de imagem diferente.

Axial

Transdutor na direção látero-lateral.

Longitudinal

Transdutor na direção craniocaudal.

Doppler

O Ultrassom com Doppler surgiu como recurso adicional para aprimorar os métodos diagnósticos. Consiste em uma programação gráfica que colore os vasos, permitindo avaliar a perfusão dos tecidos adjacentes.

O Doppler é muito utilizado na prática clínica, e tem diversas aplicações diagnósticas e terapêuticas. É um recurso disponível em todos os tipos de transdutores, no qual é medido a velocidade do fluxo sanguíneo no interior dos vasos.

REFERÊNICAS:

1. VELASCO et. al. PROCEDIMENTOS COM ULTRASSOM NO PROTNO SOCORRO. 1ª Edição, São Paulo. Manole, 2020. 

    Este website foi desenvolvido como parte do projeto PUB-USP – Construção e validação de ferramenta online para ensino de ultrassom point-of-care na graduação – pelo aluno João Marcos Bonifácio da Silva, sob orientação do Prof. Dr. Marcos Antonio Marton Filho.