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).
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.
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.
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.
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.
Transdutores de alta frequência que podem ser utilizados para avaliação da pleura
Apresenta maior especificidade, sendo indicado para algumas situações para avaliação cardíaca ou neurológica;
Por apresentar um formato curvo, permite a visualização de estruturas mais profundas, como fígado, vesícula biliar, ovários, coração, etc.
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.
Transdutor na direção látero-lateral.
Transdutor na direção craniocaudal.
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.