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Acta Ortopédica Mexicana 2008; 22(6): Nov.-Dic: 361-373

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Artículo original

Principios físicos básicos del ultrasonido, sonoanatomíadel sistema musculoesquelético y artefactos ecográficos

Angélica Vargas,* Luis M Amescua-Guerra,** Me. Araceli Bernal,*** Carlos Pineda***

Instituto Nacional de Cardiología Ignacio Chávez

* Departamento de Reumatología, Instituto Nacional de CardiologíaIgnacio Chávez, México.** Departamento de Inmunología, Instituto Nacional de CardiologíaIgnacio Chávez, México.*** Subdirección Investigación Biomédica. Instituto Nacional deRehabilitación, México.

Dirección para correspondencia:Dr. Carlos Pineda Villaseñor. Subdirector de Investigación Biomédica.Instituto Nacional de Rehabilitación. Avenida México-XochimilcoNúm. 289. Col. Arenal de Guadalupe. C. P. 14389, México, DistritoFederal.E-mail: [email protected]

RESUMEN. El ultrasonido es una técnica deimagen sencilla, no invasiva y accesible que permi-te la evaluación del sistema musculoesquelético entiempo real, con la ventaja de examinar las articu-laciones en forma dinámica así como con la ayudadel Doppler de poder se pueden evaluar los fenóme-nos inflamatorios locales, sin someter al paciente aradiaciones. Tiene desventaja de ser dependientedel operador, el cual debe tener un amplio conoci-miento de los principios físicos del ultrasonido, es-tar familiarizado con la sonoanatomía de los teji-dos y de la anatomía musculoesquelética, peroademás es importante que sepa reconocer los fenó-menos sonográficos que pueden presentarse comoconfusores, denominados artefactos. Estos conoci-mientos son deseables para el especialista en pade-cimientos musculoesqueléticos, para poder inter-pretar los estudios ecográficos y reconocer losartefactos y así evitar diagnósticos erróneos y pro-cedimientos innecesarios. En la presente revisión seanalizan los principios básicos de la ecografía, lasonoanatomía normal del sistema musculoesquelé-tico y los artefactos más comunes encontrados enecografía.

Palabras clave: ultrasonido, Doppler, artefac-tos, evaluación.

ABSTRACT. Ultrasound is a simple, non inva-sive and accessible imaging technique that allowsthe evaluation of the musculoskeletal system inreal time, with the advantage of examining thejoints in a dynamic way and with the aid of Dop-pler power, local inflammatory phenomena can beevaluated, without submitting the patient to radia-tion. It has the disadvantage of being operator de-pendant, which has to have a wide knowledge ofthe physical principles of ultrasonography, has tobe familiar with the sonographic anatomy andmusculoskeletal anatomy, but even more it is im-portant that he has the ability to recognize thesonographic phenomena that can present as de-coys, nominated artifacts. This knowledge is desir-able to the specialist in musculoskeletal conditions,so that ecographic studies can be interpreted andrecognizing artifacts and avoiding wrong diagno-sis and unnecessary procedures. In the present re-view, the basic principles of ecography are ana-lyzed, the normal sonographic anatomy of themusculoskeletal system ant the more common arti-facts encountered in ecography.

Key words: ultrasound, Doppler, artifacts, eval-uation.

Características físicas del ultrasonido

La ultrasonografía (US) es una técnica de diagnóstico mé-dico basada en la acción de ondas de ultrasonido. Las imáge-nes se obtienen mediante el procesamiento de los haces ultra-sónicos (ecos) reflejados por las estructuras corporales.

Para una mejor comprensión del concepto de ultrasoni-do debemos definir primero el sonido. Sonido, es la sensa-ción producida en el órgano del oído por una onda mecá-nica originada de la vibración de un cuerpo elástico ypropagada por un medio material. Las ondas de sonidoson formas de transmisión de la energía y requieren de ma-teria para su transmisión.

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Angélica Vargas y cols.

362ACTA ORTOPÉDICA MEXICANA 2008; 22(6): 361-373

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El ultrasonido se define como una serie de ondas mecá-nicas, generalmente longitudinales, originadas por la vibra-ción de un cuerpo elástico (cristal piezoeléctrico) y propa-gadas por un medio material (tejidos corporales) cuyafrecuencia supera a la del sonido audible por el humano:20,000 ciclos/segundo o 20 kilohertzios (20 KHz).1,2

Cuando la energía acústica interactúa con los tejidoscorporales, las moléculas del mismo se alteran levemente yla energía se transmite de una molécula a otra adyacente.La energía acústica se mueve a través del tejido medianteondas longitudinales y las moléculas del medio de trans-misión oscilan en la misma dirección que la onda.3 Estasondas sonoras corresponden básicamente a la rarefacción ycompresión periódica del medio en el cual se desplazan(Figura 1). La distancia de una compresión a la siguiente(distancia entre picos de la onda sinusual) constituye lalongitud de onda (λ) y se obtiene de dividir la velocidadde propagación entre la frecuencia. El número de vecesque se comprime una molécula es la frecuencia (ƒ) y se ex-presa en ciclos por segundo o hertzios.3

De la misma manera en que la luz visible ocupa unaporción mínima dentro del espectro de ondas electromag-

néticas, existe un espectro de vibraciones acústicas en elcual, la gama de frecuencias audibles por el oído humanoocupa un porcentaje muy bajo (Figura 2).

Hoy en día la mayoría de las ondas utilizadas en imageno-logía médica tiene una frecuencia que oscila entre los 2 y los60 millones de hertzios. Algunos métodos de diagnóstico porimagen utilizan ondas del espectro electromagnético (Tabla1), como son la gammagrafía y la radiología convencional(por acción directa de los fotones que impresionan el materialradiosensible) o las imágenes por resonancia magnética (queutilizan el efecto producido por ondas de radio sobre los áto-mos de hidrógeno alineados por un campo magnético).

Principios físicos de la ultrasonografía

El ultrasonido utiliza la técnica del eco pulsado; esto es,pulsar eléctricamente un cristal y emitir un haz ultrasónico.

Figura 1. La energía acústica (haz ultrasónico) se mueve medianteondas longitudinales a través de los tejidos; las moléculas del me-dio de transmisión oscilan en la misma dirección que la onda. Estasondas sonoras corresponden a la rarefacción y compresión periódi-ca del medio en el cual se desplazan. En la figura se esquematiza lalongitud de onda. La distancia de una compresión a la siguiente(distancia entre picos de la onda sinusal) constituye la longitud deonda (λ) y se obtiene de dividir la velocidad de propagación entrela frecuencia. El número de veces que se comprime una moléculaes la frecuencia (f) y se expresa en ciclos por segundo o hertzios.

Figura 2. El espectro de vibraciones acústicas cuya gama de frecuen-cias son audibles por el oído humano ocupa un porcentaje muy bajo.A su vez las vibraciones ultrasónicas forman parte de este espectro.

Tabla 1. Imagenología médica en el espectroelectromagnético.

Longitud de onda Hz

10-4 Å 3 x 1022

10-3 Å Rayos γ 3 x 1021 Betatron10-2 Å 3 x 1020 Radioterapia-Rx industrial10-1 Å 3 x 1019 Radiología

1 Å 3 x 1018 Cristalografía101 Å Rayos X 3 x 1017 Rx muy blandos102 Å Rayos UV 3 x 1016

103 Å 3 x 1015

104 Å Luz visible 3 x 1014

105 Å 3 x 1013

106 Å Infrarrojo 3 x 1012

10-3 mt 3 x 1011

10-2 mt 3 x 1010 Microondas (radar)10-1 mt Onda corta 3 x 109

1 mt 3 x 108 TV10 mt 3 x 107

102 mt Onda media 3 x 106 Comunicaciones103 mt 3 x 105

104 mt 3 x 104

105 mt Onda larga 3 x 103 Ondas eléctricas106 mt 3 x 102

107 mt 3 x 101 Corriente alterna de 60 hz108 mt 3

Frecuencia que oscila entre los 2 y los 40 millones de hertzios. En la fi-gura observamos la posición que ocupan algunas técnicas de imagencomo los rayos X y la gammagrafía en el espectro electromagnético.

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Transductores

La energía ultrasónica se genera en el transductor, quecontiene a los cristales piezoeléctricos, éstos poseen la ca-pacidad de transformar la energía eléctrica en sonido y vi-ceversa, de tal manera que el transductor o sonda actúacomo emisor y receptor de ultrasonidos2,4 (Figura 3).

La circonita de titanio de plomo es la cerámica usadacomo cristal piezoeléctrico y que constituye el alma deltransductor. Existen cuatro tipos básicos de transductores:Sectoriales, anulares, de arreglo radial y los lineales; difie-re tan sólo en la manera en que están dispuestos sus com-ponentes. Los transductores lineales son los más frecuen-temente empleados en ecografía musculoesquelética, secomponen de un número variable de cristales piezoeléctri-cos de forma rectangular que se sitúan, uno frente al otro,funcionan en grupos, de modo que al ser estimulados pro-ducen o emiten simultáneamente un haz ultrasónico.1

La velocidad de transmisión del sonido varía depen-diendo del tipo de material por el que atraviese. Los facto-res que determinan la velocidad del sonido a través de unasustancia son la densidad y la compresibilidad, así tene-mos que los materiales con mayor densidad y menor com-presibilidad transmitirán el sonido a una mayor velocidad.Esta velocidad varía dependiendo de las características decada tejido; por ejemplo, en la grasa las ondas se muevenmás lentamente; mientras que en el aire, la velocidad depropagación es tan lenta, que las estructuras que lo contie-nen no pueden ser evaluadas por ultrasonido.1,5 Por otrolado, la velocidad es inversamente proporcional a la com-presibilidad; las moléculas en los tejidos más compresi-bles están muy separadas, por lo que transmiten el sonidomás lentamente. Los materiales densos tampoco transmi-

ten las ondas sonoras con rapidez, ya que las moléculastan poco distanciadas son difíciles de comprimir.

Mientras las ondas ultrasónicas se propagan a través delas diferentes interfases tisulares, la energía ultrasónicapierde potencia y su intensidad disminuye progresivamen-te, circunstancia conocida como atenuación y puede ser se-cundaria a absorción o dispersión. La absorción involucrala transformación de la energía mecánica en calor; mien-tras que la dispersión consiste en la desviación de la direc-ción de propagación de la energía. Los líquidos se consi-deran no atenuadores; el hueso es un importante atenuadormediante absorción y dispersión de la energía; mientrasque el aire absorbe de forma potente y dispersa la energíaen todas las direcciones.1,5

El sonido se refleja en las interfases entre diferentes ma-teriales o tejidos. Dos factores influyen sobre la reflectivi-dad: la impedancia acústica de los materiales y el ángulode incidencia del haz del sonido. La impedancia acústicaes el producto de la densidad de un material por la veloci-dad del sonido dentro del mismo.3,6 El contacto de dos ma-teriales con diferente impedancia, da lugar a una interfaseentre ellos (Figura 4). Así como tenemos que la impedan-cia (Z) es igual al producto de la densidad de un mediopor la velocidad del sonido en dicho medio: Z = VD.

Figura 3. El transductor contiene los cristales piezoeléctricos, loscuales son capaces de transformar la energía eléctrica en energía ul-trasónica operando como emisores y actúan como receptores altransformar la energía ultrasónica en energía eléctrica.

Figura 4. La impedancia acústica de los materiales y el ángulo de inci-dencia del haz del sonido influyen sobre la reflectividad. La impedan-cia acústica es el producto de la densidad de un material por la veloci-dad del sonido dentro del mismo. La interfase entre dos materiales condiferente impedancia acústica se produce por el contacto entre ellos.

Incidente

Reflejado

Tejido 1

Tejido 2Transmitido

Reflectorespecular



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Las interfases formadas por calcio y gases en contactocon cualquier otro tejido poseen una alta diferencia de im-pedancia acústica. La imagen ecográfica que se obtienedel hueso o de las calcificaciones de los tejidos blandos selimita a una línea muy brillante (hiperecoica) que corres-ponde a su superficie; usualmente, las calcificaciones pro-ducen un artefacto ecográfico que se denomina sombraacústica y que se explicará más adelante.

Cuando un haz ultrasónico es propagado de un medio aotro, parte de él se propaga a través del segundo medio,mientras que un pequeño porcentaje es reflejado a manerade «eco» y llega al transductor (receptor) en donde setransforma en una pequeña onda de voltaje y mediante uncomplejo proceso electrónico se transforma en una ima-gen en la pantalla (Figura 5). El porcentaje del haz que esreflejado, se determina mediante la diferencia en la impe-dancia acústica entre los dos medios.

El conjunto de ondas sonoras se reflejan dependiendodel ángulo de incidencia, de manera similar a como lohace la luz en un espejo. La refracción es máxima cuandola onda sonora incide de forma perpendicular a la interfaseentre dos tejidos. Si el haz se aleja sólo unos cuantos gra-dos de la perpendicular, el sonido reflejado no regresará ala fuente emisora (sonda) y no será detectado.

Creación de la imagen

Las imágenes ecográficas están formadas por una matrizde elementos fotográficos. Las imágenes en escala de grisesestán producidas por la visualización de los ecos regresan-do al transductor como elementos fotográficos (píxeles) va-riando en brillo en proporción a la intensidad del eco.

Figura 5. Un haz ultrasónico sepropaga de un medio a otro, mien-tras que un pequeño porcentaje esreflejado a manera de «eco» y lle-ga al transductor (receptor) en don-de se transforma en una pequeñaonda de voltaje que mediante uncomplejo proceso electrónico setransforma en una imagen en lapantalla.

El transductor se coloca sobre la superficie corporaldel paciente a través de una capa de gel para eliminar elaire. Un circuito transmisor aplica un pulso de pequeñovoltaje a los electrodos del cristal transductor. Éste em-pieza a vibrar y transmite un haz ultrasónico de corta du-ración, el cual se propaga dentro del paciente, donde esparcialmente reflejado y transmitido por los tejidos queencuentra a su paso. La energía reflejada regresa al trans-ductor y produce vibraciones en el cristal, las cuales sontransformadas en corriente eléctrica por el cristal y des-pués son amplificadas.3

El circuito receptor puede determinar la amplitudde la onda sonora de retorno y el tiempo de transmi-sión total, ya que rastrea tanto cuando se transmitecomo cuando retorna. Conociendo el tiempo del reco-rrido se puede calcular la profundidad del tejido re-fractante usando la constante de 1,540 metros/segun-do como velocidad del sonido. La amplitud de la ondasonora de retorno determina la gama o tonalidad degris que deberá asignarse. Los ecos muy débiles danuna sombra cercana al negro dentro de la escala de gri-ses, mientras que ecos potentes dan una sombra cerca-na al blanco.3

Ecografía Doppler

La ecografía Doppler es una técnica rápida y adecuadaen la evaluación ultrasonográfica de las enfermedades delsistema musculoesquelético. El principio básico de la eco-grafía Doppler radica en la observación de cómo la fre-cuencia de un haz ultrasónico se altera cuando se encuen-tra con un objeto en movimiento. Así, la inflamación



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asociada a procesos reumáticos origina un aumento en elflujo vascular o hiperemia que es fácilmente demostrablepor ecografía Doppler.2

En ecografía musculoesquelética, el Doppler color yel Doppler de poder son las dos formas más comunes deadquirir y representar la información referente al flujo.Las imágenes adquiridas con la técnica de Doppler colorexpresan la información relacionada con la velocidad ydirección del flujo, en un espectro codificado en color. Adiferencia de ésta, la técnica de Doppler de poder exponeen color tan sólo la información relacionada con la am-plitud de la señal Doppler; además, es mucho más sensi-ble a los flujos lentos. A diferencia de la ultrasonografíavascular, en la aplicación musculoesquelética, la infor-mación sobre la velocidad y dirección del flujo es depoca utilidad, por tanto, el Doppler de poder general-mente resulta una técnica más valiosa que la proporcio-nada por el Doppler de color.7,8

Resolución

La resolución depende de dos características de la agu-deza visual: el detalle y el contraste. La resolución linealdetermina qué tan lejos se ven dos cuerpos reflejados ydebe ser tal que se pueden discriminar como puntos sepa-rados. La resolución de contraste determina la diferenciade amplitud que deben tener dos ecos antes de ser asigna-dos a diferentes niveles de gris.

Escala de grises

Las estructuras corporales están formadas por distintostejidos, lo que da lugar a múltiples interfases que origi-nan, en imagen digital, la escala de grises. Aquellas es-tructuras que en sus diferentes interfases reflejan más losultrasonidos se denominan hiperecoicas (brillantes, su es-pectro va del blanco al gris claro), ej. tendones; mientrasque aquellas que las propagan menos y producen una me-nor reflectividad se conocen como hipoecoicas (espectrogris oscuro a negro), ej. músculo. Anecoica (desprovistode ecos), es aquella estructura que no refleja el haz ultra-sónico y produce una imagen negra, como es el caso dealgunos líquidos orgánicos, ej. contenido de los quistessinoviales.

El elemento orgánico que mejor transmite los ultrasoni-dos es el agua, por lo que ésta produce una imagen ultraso-nográfica anecoica (negra). En general, los tejidos muy ce-lulares son hipoecoicos, dado su alto contenido de agua,mientras que los tejidos fibrosos son hiperecoicos, debidoal mayor número de interfases presentes en ellos.

Equipo

Un equipo de alta resolución y buena calidad es indis-pensable para la exploración del sistema musculoesquelé-tico y articular. La elección del transductor dependerá del

tipo de estudio por realizar. Los transductores lineales dealta frecuencia (7 a 20 MHz) son adecuados para demos-trar las estructuras anatómicas localizadas superficialmen-te, como algunos tendones, ligamentos y pequeñas articu-laciones. A diferencia, los transductores de baja frecuencia(3-5 MHz) son los preferidos para articulaciones grandes yprofundas, como la coxofemoral.9

En US existe una interrelación constante entre la re-solución de la imagen y la profundidad a la que pene-tran las ondas de ultrasonido. Los transductores de altafrecuencia proveen de una mejor resolución espacial,aunque poseen poca penetración, a diferencia de lostransductores de baja frecuencia. El tamaño de la «hue-lla» (superficie del transductor en contacto con la piel)es también un factor importante en el examen ultraso-nográfico; por ejemplo, los transductores con una «hue-lla» grande son inadecuados para visualizar de maneracompleta articulaciones pequeñas como las metacarpo-falángicas, ya que el transductor no puede ser manipu-lado satisfactoriamente y la superficie de contacto entreel transductor y la región anatómica desproporciona-dos, condicionando grandes áreas de transductor sincontacto tisular.

En la ecografía musculoesquelética, se requiere de equi-pos de alta resolución, capaces de definir estructuras muypequeñas como la inserción de un tendón extensor en losdedos, la mínima cantidad de líquido normalmente pre-sente en una bursa o el cartílago de las pequeñas articula-ciones metacarpofalángicas.7,10

Bases técnicas

Un tejido puede observarse con mejor definición eco-gráfica si el haz ultrasónico incide de forma perpendiculara las interfases del tejido, por lo que es necesario el em-pleo de transductores lineales para estudiar las estructurasrectilíneas que conforman el sistema musculoesquelético yarticular (tendones, ligamentos, etc.). Ocasionalmente sesugiere el empleo de transductores convexos que se adap-tan mejor a ciertas áreas anatómicas como la axila o el hue-co poplíteo.11 Sin embargo, implica adquirir un transduc-tor adicional, con costo elevado y al que se dará poco uso.

Algunos ecógrafos tienen el equipamiento para simularque se emplea una sonda convexa, se les denomina «con-vexo virtual», ya que electrónicamente amplían el campode visión.

Otra manera de ampliar la zona anatómica que cubre lasonda, es mediante el empleo de la pantalla dividida, secoloca la parte inicial de la imagen en la mitad derecha oizquierda de la pantalla y se hace coincidir la otra parte dela región anatómica estudiada en la pantalla restante.

Cada estructura anatómica debe estudiarse de manerarutinaria por lo menos en los planos longitudinal y trans-versal (planos ortogonales), con respecto al eje mayor dela estructura estudiada y cubriendo toda el área anatómi-ca. Es recomendable realizar un estudio comparativo con



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Figura 6. Se observan una serie de líneas hiperecoicas, paralelascon patrón fibrilar, trayectoria recta y estrechamente agrupadas.

el lado contralateral o supuestamente sano o al menos conla porción asintomática de la estructura evaluada, con elfin de resaltar y comparar las estructuras normales de laspresuntamente patológicas y hacer más claras sus diferen-cias o similitudes.

Las ventanas acústicas son áreas anatómicas en dondela ausencia de estructuras óseas permite que el haz ultrasó-nico penetre al interior de la articulación, logrando de estamanera evaluar la anatomía intra-articular.

Orientación y señalamiento de las imágenes

Es recomendable que las estructuras anatómicas explora-das sean documentadas de manera estandarizada, para poderasegurar su reproducibilidad y mejor entendimiento poraquellos que no participaron en el proceso de adquisiciónde las imágenes. Para poder asegurar su presencia, los ha-llazgos patológicos deben ser documentados en planos or-togonales (longitudinal y transversal). Es habitual marcaren la imagen el nombre y el lado de la estructura explorada,por ejemplo rodilla derecha, o bien, de manera más específi-ca, tendón supraespinoso derecho. Es común señalar la o lasestructuras anormales por medio de flechas u otros símbo-los, lo que facilita su identificación por el médico no espe-cialista. Mediante el empleo de cursores se miden las es-tructuras o zonas de interés en dos ejes (longitudinal ytransversal), estas mediciones aparecerán a un costado o alpie de la imagen con las unidades de medida utilizadas.

Las zonas focales son áreas de mayor definición dentrode la imagen general. Estos focos son movibles y varia-bles en número, el operador decide cuantos focos requierey dónde ubicarlos, generalmente se colocan en las zonasde máximo interés.

Técnica dependiente del operador y del equipo

La US es una técnica dependiente del operador y tieneuna prolongada curva de aprendizaje. Un buen estudio re-quiere de una adecuada técnica de adquisición, basada enun profundo conocimiento de la anatomía normal y de lapatología en cuestión. Es «fácil» detectar las anormalida-des cuando conocemos las estructuras anatómicas estudia-das y el tipo de patología que estamos buscando. Tambiénes «fácil perderse» si desconocemos la sonoanatomía o nosabemos distinguir los hallazgos patológicos presentes enuna estructura.

Se ha estimado que un reumatólogo requiere de seis me-ses para volverse experto en US, siempre y cuando practi-que frecuentemente (más de 300 estudios/año), con unequipo de por lo menos 7.5 MHz o transductores de mayorfrecuencia para mantener su competencia. De lo anterior sedesprende que la US no solo es una técnica de imagen de-pendiente del operador, sino también del equipo. El prin-cipal riesgo del ultrasonido radica en emitir un diagnósti-co equivocado debido a limitaciones técnicas o deloperador.

Sonoanatomía

La ecogenicidad de los tejidos puede variar con la fre-cuencia del transductor. En la apariencia general tambiéninfluye la ecogenicidad de los tejidos adyacentes, porejemplo, una estructura puede aparecer hipoecoica cuandose encuentra rodeada por tejidos hiperecoicos, pero relati-vamente ecogénica cuando se encuentra rodeada por teji-dos hiperecoicos, pero relativamente ecogénica cuando seencuentra rodeada por tejidos hipoecoicos. Utilizando untransductor de alta frecuencia (7MHZ o más) los tejidosaparecen sonográficamente de la siguiente manera:

Tendones. Considerando que estructuralmente lostendones están conformados por haces de fibras de colá-gena dispuestas una sobre otra, de manera paralela. En elexamen longitudinal, los tendones se presentan como unconjunto de líneas hiperecoicas delgadas, distribuidas demanera paralela, con una trayectoria recta, agrupadascompactamente a todo lo largo y ancho del tendón. Aeste conjunto de atributos se le conoce como patrón fi-brilar (Figura 6). En el examen transversal, los tendonesse presentan como una estructura oval o redondeada, hi-perecoica, bien limitada, con un patrón densamente pun-teada (correspondiente al patrón longitudinal fibrilar).12

Vainas tendinosas. Anatómicamente corresponden auna extensión de la cápsula articular que envuelve a algu-nos tendones, a manera de estuche. Sonográficamente sepresentan como una capa o anillo anecoico que rodea laestructura tendinosa, su grosor varía de 1 a 2 mm.11,12

Ligamentos. Los ligamentos son similares ultrasono-gráficamente a los tendones. Se presentan como bandasparalelas hiperecoicas, localizadas cerca de las superficiesóseas (recordar que se extienden de un segmento óseo aotro), poseen una apariencia aplanada, irregular, menos de-finida y compacta que los tendones.



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Cápsula articular. La cápsula articular frecuentementecorre junto con los ligamentos y se fusiona con éstos, po-see una ecotextura y ecoestructura similar a ellos, por loque en ocasiones no la podemos identificar de manera ais-lada. La primera estructura hiperecoica alrededor de la ar-ticulación es la cápsula articular. La membrana sinovialnormalmente recubre el interior de la cápsula articular,siendo ésta una muy delgada (microscópica) capa de célu-las, indetectable por US con equipos ordinarios en situa-ciones normales.13 Sin embargo, en presencia de patolo-gía, hipertrofia o sinovitis es fácilmente detectable.

Entesis. Las entesis representan el origen e inserción deligamentos, tendones, aponeurosis, anillo fibroso y cápsu-las articulares. En general, son zonas con alta anisotropía,por lo que habrá que evaluarlas detalladamente y realizarmaniobras de punta-talón o balanceo con el transductorpara definirlas adecuadamente.14

Músculos. Ecográficamente los músculos se comportancomo hipoecoicos; sin embargo, los haces musculares es-tán separados por septos de tejido conectivo fibroso-adi-poso (perimisio), por túnicas que rodean al músculo entero(epimisio) y por las fascias que se interponen, dando lugara una serie de interfases ecogénicas o hiperecoicas quecruzan el fondo magro hipoecoico. Así, el músculo mues-tra una imagen típica que se ha denominado «en pluma deave» en las imágenes longitudinales y «moteada» o «encielo estrellado» en las transversales (Figuras 7A y 7B) al-gunas estructuras vasculares pueden detectarse en su inte-rior. La ecogenicidad de los músculos aumenta si se ejercepresión con la sonda.7,9

Cartílago articular. La delgada capa de tejido cartila-ginoso interpuesta entre las superficies óseas articuladases adecuadamente evaluada mediante el examen ecográfi-co, de hecho podemos distinguir entre los dos tipos princi-pales de cartílago, el fibrocartílago y el cartílago hialino,ya que poseen una ecotextura diferente y distintiva.

Fibrocartílago. Conforman una estructura hiperecoicay homogénea. Ocasionalmente presentan un patrón fibri-lar muy sutil que puede identificarse a través de su eje ma-

yor y su forma es generalmente triangular. Los labrum o ro-detes que están compuestos por fibrocartílago son identi-ficables también por su patrón fibrilar compacto y formatriangular, éstos no poseen áreas anecoicas.

Cartílago hialino. Es una capa homogénea anecoica ohipoecoica que cubre la superficie ósea articular. En eladulto joven no presenta ecos en su interior; sin embar-go, su ecogenicidad aumenta paulatinamente con la edadtornándose hipoecoico, además, su grosor también se vedisminuido. El cartílago hialino es homogéneo, con bor-des bien definidos tanto en sus superficies articular comoósea, no presenta irregularidades, está yuxtapuesto alhueso subcondral y su grosor es variable (Figura 8). Enuna superficie ósea convexa la porción central del cartí-lago es la más gruesa y se va adelgazando hacia los már-genes articulares.

Nervios. Por US son similares a los tendones, presen-tando un patrón «fascicular», se pueden distinguir de éstospor ser relativamente hipoecoicos y porque sus fibras soncontinuas, más largas y sin interdigitaciones, además deposeer un margen o borde hiperecoico paralelo que co-rresponde al epineuro (Figura 9). En el examen dinámico,se distinguen de los tendones por la ausencia o bajo gradode movilidad y por la ausencia de anisotropía. En cortestransversales se representan como una estructura ovoide osemicircular con un patrón moteado o incluso con equi-pos de alta gama se distingue un patrón folicular.

Grasa. El tejido subcutáneo se presenta como una capahipoecoica con estrías hiperecoicas, las áreas hipoecoicascorresponden a grasa subcutánea y tejido conectivo laxo,mientras que las estrías curvilíneas hiperecoicas corres-ponden a septos fibrosos. La ecogenicidad de la grasa de-pende del tamaño de la célula adiposa; por lo tanto, si losadipocitos son pequeños, la apariencia general será de unaestructura ecogénica, mientras que si los adipocitos songrandes, el tejido será hipoecoico.

Cojinetes grasos. Los cojinetes grasos se ubican en laregión anterior del codo, en la rodilla (Hoffa) y en el tobi-llo (Kager). Algunos son hiperecoicos, otros hipoecoicos y

Figura 7. Ultrasonográficamentelos haces musculares se observanhipoecoicos; el perimisio separalos compartimentos muscularesdemostrándose como líneas hipe-recoicas, mientras que el epimisioy las fascias rodean al músculo,proveyendo a una serie de inter-fases ecogénicas o hiperecoicas.A) Corte longitudinal en la que elmúsculo muestra una imagen en«pluma de ave». B) Corte trans-versal en la que se observa laimagen en «cielo estrellado».



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algunos más heterogéneos, habitualmente no se detectaflujo sanguíneo.

Hueso. Dado que los ultrasonidos se reflejan en la su-perficie del hueso y no penetran en él, sólo la superficieósea es visible y el hueso subcortical no. La cortical ósease identifica como una línea hiperecoica bien definida, sininterrupciones, con una sombra acústica posterior, a menosque el hueso sea extremadamente delgado como el huesotemporal en los niños.

Bursas. Normalmente las bursas no se visualizan, conexcepción de la bursa suprapatelar. Ocasionalmente apare-cen como una línea hipoecoica de 1 a 2 mm de espesor.Que corresponde a una mínima cantidad de fluido normal-mente presente. Están delimitadas por dos líneas hipere-coicas dadas por la grasa peribursal que normalmente ro-dea las bursas. El revestimiento sinovial interno no esnormalmente detectado por US. No son detectadas a me-nos que tengan líquido en su interior. Su ubicación es sub-tendinosa, submuscular, subfascial y subcutánea.12

Piel. La dermis y epidermis se distinguen como una lí-nea o banda hiperecoica de 1.5 a 4 mm de grosor. No sedetecta flujo sanguíneo en el estrato cutáneo.

Los artefactos

Todas las modalidades de imagen son susceptibles demostrar artefactos exclusivos de cada técnica. En los siste-mas radiográficos, los artefactos degradan la imagen y re-ducen su valor diagnóstico. El US asume que el haz de so-nido sale (emisión) recto desde el transductor y regresa(recepción) recto al mismo.

La mayoría de los artefactos en US musculoesqueléticase producen cuando una de estas dos reglas es alterada; sinembargo, algunos artefactos pueden ser utilizados para be-neficio, ya que facilitan el diagnóstico o la localizaciónde una estructura. Por lo tanto, es importante conocer losdiferentes tipos de artefactos y las circunstancias en lasque se producen, de tal manera que se puedan identificar,

Figura 8. Corte transversal de laarticulación femoral distal dondese observa una capa hipoecoicasobre la superficie ósea articular(flechas) y que corresponde al car-tílago hialino.

Figura 9. Corte longitudinal delnervio mediano, que muestra unpatrón «fascicular» con fibras con-tinuas y largas, relativamente hi-poecóicas, con un borde hiperecoi-co que corresponde al epineuro(puntas de flecha).



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así como corregir o ignorar los que disminuyen la calidadde la imagen o reducen la capacidad diagnóstica.1,15

Artefactos de sombra

Las sombras acústicas se producen cuando el haz ultra-sónico choca contra una interfaz muy reflejante como unacalcificación o un metal y pasa poco o ningún sonido através del reflector (dependiendo del tamaño del reflectorcon respecto al haz ultrasónico). Esto trae como resultadoque todo el haz sea reflejado y por detrás de éste se obser-ve ausencia de señal (sombra).16

Las sombras se describen como limpias cuando no haysonido detrás del reflector y sucias cuando la sombra tienealgunos ecos (Figuras 10A, B y C). Una sombra limpia seproduce cuando el haz ultrasónico choca contra una super-ficie rugosa con poco radio de curvatura, puede ser produ-cido por tejido cicatricial, septos fibrosos normales, calci-ficaciones dentro de los tejidos blandos y superficiesóseas.9 Las sombras sucias se asocian con la presencia degas, se producen cuando un objeto de superficie lisa conun gran radio (como una burbuja de gas) rebota el sonidohacia atrás y hacia delante del reflector muchas veces (re-verberación), entonces, los ecos que se localizan profun-dos al reflector rellenarán la sombra.16,17 Este artefactopuede observarse en patologías como miositis osificante,calcificaciones arteriales y cuerpos extraños.16

La ausencia de artefacto de sombra puede ser secunda-ria al empleo de transductores de baja resolución. Cuandolos objetos reflectores son muy pequeños (microcalcifica-ciones), el componente energético que choca con la micro-calcificación es reflejado mientras que el resto del hazpasa y penetra tejidos profundos, por lo que no se produ-cen sombras por detrás de las mismas.1,13

Las inserciones tendinosas pueden causar sombra acús-tica, la cual se presenta en una interfase entre tejidos quetransmiten el sonido a diferentes velocidades. La sombratiende a disminuir o desaparecer al cambiar la posición deltransductor.15

Artefacto de lóbulos laterales o por ángulo crítico

Este artefacto se presenta cuando se evalúan estructurascon superficies muy curvas. Una sombra se presenta en losbordes laterales de la estructura, donde el haz ultrasónico

contacta la interfase (incluso aunque no sea muy reflejan-te) en un ángulo muy oblicuo. Debido a los fenómenos dereflexión y refracción, ninguno de los haces ultrasónicosincidentes regresa al transductor de esa zona, produciendouna sombra anecoica en los segmentos laterales de la es-tructura curva (Figura 11).1,16

El artefacto de ángulo crítico o de lóbulos laterales sepresenta en arterias grandes, vesícula biliar, venas varicosas,diáfisis de los huesos largos y en los bordes de los muñonesde tendones rotos o desgarrados que se han retraído.17,18

Artefacto de reforzamiento posterior

La intensidad de los ecos que regresan al transductordisminuye exponencialmente a mayor profundidad delos tejidos examinados. Los ecos superficiales pueden ser100 veces mayores en amplitud que aquellos que se ge-neran en los tejidos profundos, si la discrepancia no secorrige, resultará en una pérdida de la definición de laimagen de las estructuras profundas. Una manera de com-pensar esta situación es amplificar los ecos que regresanal transductor de las estructuras profundas; este métodode procesamiento de la imagen asume que todos los teji-dos atenúan el sonido de la misma manera. Situación fal-sa, por lo que, cuando el haz ultrasónico encuentra unaestructura que atenúa poco el sonido, más energía ultra-sónica llega a estructuras profundas y produce el reforza-miento posterior.3,16,19

Por lo tanto, los ecos que regresan al transductor ten-drán una mayor amplitud y se amplifican con la compen-sación del tiempo de ganancia, lo que trae como resultadola falsa impresión de que las estructuras profundas poseenuna mayor ecogenicidad.17

Este artefacto de realce por aumento de la transmisiónes comúnmente observado por detrás de estructuras ane-coicas como bursas con líquido, gangliones o quistes sim-ples20 (Figura 12).

Artefactos de múltiple reflexión de ecos

Los artefactos por reflexión de múltiples ecos se origi-nan cuando la energía ultrasónica presenta múltiples re-verberaciones en el mismo tejido, lo cual puede presentar-se por la reflexión de múltiples ecos entre el transductor yel tejido subcutáneo o las facias musculares. Las estructu-

Figura 10. Se produce cuando elultrasonido choca con una interfasemuy ecogénica y no puede atrave-sarla no detectándose ninguna ima-gen detrás de esta interfase tan eco-génica. A y B. Sombra limpia. Nohay sonido detrás del reflector.Cortes longitudinal (A) y transver-sal (B) de una calcificación. C)Sombra sucia. Tiene algunos ecos,secundarios a reverberación.



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ras musculares superficiales también pueden reflejar múlti-ples ecos en diferentes trayectorias.1,16

Artefacto en espejo

Estos artefactos pueden ser engañosos y si no son reco-nocidos, resultan en un diagnóstico incorrecto; afortuna-damente, son muy raros en la práctica diaria del ultrasoni-do musculoesquelético.

El fenómeno de reverberación tiene lugar en interfasesaltamente reflejantes. El sonido es rebotado en variasocasiones dentro del cuerpo, lo que trae como resultadola formación de una imagen fantasma o en espejo (Figu-ra 13), la cual se observa como una estructura más pro-funda. Los sitios en donde se puede encontrar más fre-cuentemente este fenómeno son la pelvis, el diafragma yla tibia.3, 17 Las imágenes en espejo pueden observarse enel Doppler color en modo B o en el análisis Doppler enonda de pulso.21

Artefacto de cola de cometa

Es producido por múltiples reverberaciones pequeñasdentro de un cúmulo de burbujas de aire o bien, de otrosreflectores muy juntos. El resultado es que los ecos adicio-nales se ven por abajo del reflector.

Figura 11. En el esquema A seejemplifica el mecanismo de pro-ducción del artefacto en ángulocrítico y en el B el de lóbulos late-rales. C. Pocos haces ultrasónicosincidentes sobre una estructuraredondeada regresan al transduc-tor produciendo una sombra ane-coica en los segmentos laterales.D. Debido a los fenómenos de re-flexión y refracción, ninguno delos haces ultrasónicos incidentesregresa al transductor de esazona, produciendo una sombraanecoica en los segmentos latera-les de la estructura curva.

El metal, el vidrio y el aire resuenan en respuesta alcontacto con el haz ultrasónico, por lo que se produce in-cremento en la ecogenicidad por debajo del objeto a ma-nera de bandas que cruzan las diferentes interfases entretejidos y su intensidad va disminuyendo con la distanciadel objeto, dando la apariencia de la cola de un cometa(Figura 14).3,16 La periodicidad de las bandas dentro de lacola del cometa es igual al grosor del objeto.

El reconocimiento de este artefacto ayuda al operador adiagnosticar cuerpos extraños dentro de los tejidos blan-dos, sobre todo cuando éstos no son radio-opacos. La po-sición de los objetos extraños puede ser establecida de ma-nera precisa; sin embargo, el tamaño de los objetospequeños no puede ser evaluado con precisión.22

Artefacto por refracción

Este artefacto consiste en la producción de imágenes deestructuras reales en localización falsa. La refracción ocu-rre cuando en interfases entre tejidos que transmiten el hazultrasónico a diferentes velocidades, como en el caso de lagrasa (1,450 metros/segundo) y el músculo (1,585 metros/segundo). Lo que se provoca es que el haz ultrasónico sedesvíe entre los dos tipos de tejidos, produciendo imáge-nes de estructuras reales pero en posiciones incorrectas.Dado que no podemos controlar la velocidad del sonido



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en los tejidos, el artefacto de refracción debe ser minimiza-do al mantener el ángulo de incidencia cercano a los 90°,tanto como sea posible.17

Este artefacto puede ser un factor de error cuando seefectúa intervencionismo y se pretende puncionar, infil-trar, aspirar o biopsiar una lesión, sobre todo si se utilizauna guía de aguja.

Artefacto de anisotropía

Un material anisotrópico es aquel que demuestra dife-rentes propiedades, dependiendo de la dirección de la

medición. Es un fenómeno común en la US musculoes-quelética, ya se presenta especialmente en los tendones.Estas estructuras presentan diferente ecogenicidad de-pendiendo del ángulo de incidencia del haz ultrasóni-co. De esta forma un tendón puede mostrarse hiperecoi-co si el haz de sonido lo incide perpendicularmente ehipoecoico si lo incide en un ángulo diferente a los 90°(Figura 15).7,9,14

Diversas condiciones patológicas pueden hacer que es-tructuras como músculos y tendones tengan un aspecto hi-poecoico, debido al edema que separa las interfases tisula-res normales de las inflamadas, por lo que debediferenciarse si se trata de un artefacto o una condiciónpatológica. En operadores no entrenados, este artefactopuede llevar a un diagnóstico erróneo como por ejemplo,una ruptura o desgarro del tendón del supraespinoso en unsegmento no perpendicular al haz ultrasónico (como en suinserción sobre la tuberosidad mayor del húmero).15,23 Porotra parte, la anisotropía se puede convertir en una ventajapara el explorador y servir como guía para identificar lostendones y diferenciarlos de otras estructuras.16,24

Para minimizar su factor de error se recomienda evaluarla zona de interés perpendicular al haz de sonido y en dosposiciones (longitudinal y transversal), ya que si el defec-to hipoecoico desaparece al corregir la posición del trans-ductor y al examinar en planos ortogonales, entonces setrata del artefacto de anisotropía.15

Al examinar un tendón se debe hacer bajo tensión, deotra manera su porción central será ecogénica, mientras

Figura 13. Se produce en interfases altamente reflejantes; en estecaso observamos imagen en espejo producida por hemorragia sub-perióstica en la porción media de la tibia. La imagen reflejada es laubicada por debajo de la línea tibial cortical.

Figura 12. Cuando el haz ultrasónico atraviesa una zona quísticade menor densidad, el haz penetra con mayor energía y resalta lasestructuras localizadas por debajo de esta zona. En este caso unquiste o ganglión del tendón flexor del dedo medio izquierdo pro-voca una zona hiperecoica localizada de reforzamiento posterior.

Figura 14. Producido por múltiples pequeñas reverberaciones den-tro de un fuerte reflector en este caso metal (aguja), produciendoecos adicionales se ven por abajo del reflector que dan la aparien-cia de la cola de un cometa.



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que sus sitios de inserción se mostrarán hipoecoicos, simu-lando patología. Esta misma situación se presenta si seemplea un transductor curvo en lugar de uno lineal paraexaminar una estructura rectilínea.17

Artefacto de movimiento

El movimiento del paciente puede degradar las imáge-nes ultrasonográficas. Cuando se produce un movimientola imagen se torna borrosa, limitando su valor diagnóstico.Para minimizar este artefacto, los equipos modernos po-seen una función conocida como cine-loop; mediante estafunción el operador puede regresar manualmente las imá-genes y observar los últimos cuadros antes de que se pre-sentara el artefacto.7,17

Artefacto de color en estructuras no vasculares

Áreas de baja ecogenicidad como los quistes o conduc-tos pueden observarse con color en el Doppler. Cualquiermovimiento inducido desde un reflector hacia el transduc-tor puede producir cambios en el Doppler. La mayoría delos procesadores Doppler tienen discriminadores de movi-miento, que separan el flujo verdadero de movimientosaleatorios de los tejidos blandos reflectores. Sin embargo,señales de bajo nivel procedentes de tejidos blandos hi-poecoicos pueden escapar al discriminador de movimien-to y mostrar ecos en su interior.

Artefacto por ruido eléctrico

La interferencia electromagnética de algunos transfor-madores de alto voltaje y otros equipos degradan la cali-dad y nitidez de la imagen. Los superconductores utiliza-dos en los equipos de resonancia magnética producen unamarcada distorsión de las imágenes. Los equipos común-mente utilizados en quirófano como aspiradores o electro-cauterios también pueden producir artefactos de ruidoeléctrico.16

Conclusión

La ecografía ofrece considerables ventajas sobre otrastécnicas de imagen, como permitir el estudio dinámico delaparato musculoesquelético y articular. El examen entiempo real muestra la imagen en movimiento de las dis-tintas estructuras, lo que adicionalmente permite valorarsu capacidad funcional. Por otro lado, la ecografía muscu-loesquelética es una técnica inocua, rápida, sencilla, ase-quible y se cuenta con algunos equipos portátiles, porta-bles y rodables, que facilitan el traslado de la unidad hastadonde se encuentra el paciente.

La ecografía tiene fundamentalmente dos limitaciones.La primera, de tipo técnico, es la imposibilidad de exami-nar el hueso subcortical, por lo que sólo es posible estu-diar lesiones del hueso cortical y del periostio. En segun-do lugar, su precisión diagnóstica depende en gran medida

Figura 15. Un material anisotrópi-co demuestra diferentes propieda-des, dependiendo de la direcciónde la medición. Los tendones sonaltamente anisotrópicos. En laimagen A se esquematiza la formaen que inciden y se reflejan losecos en un tendón a un ángulo de90º; lo cual ultrasonográficamentese observa como un tendón hipe-recoico en la imagen C. Mientrastanto la anisotropía se evidencia alincidir el eco en un ángulo dife-rente a los 90° (B), lo que ultraso-nográficamente se traduce comouna imagen hipoecoica (D).



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de la experiencia del explorador. Este hecho es común acualquier procedimiento diagnóstico clínico o por ima-gen; sin embargo, a diferencia de la radiología simple, to-mografía computada o resonancia magnética, en esta técni-ca tanto la adquisición como la interpretación de lasimágenes son efectuados por la misma persona. Ésta tanllevada y traída desventaja de la ecografía queda paliadasi se estandarizan tanto el método de exploración como lasemiología ecográfica.

Es indudable que el aprendizaje y dominio de la eco-grafía del aparato locomotor exige un conocimiento rigu-roso de la anatomía topográfica para poder buscar e iden-tificar las estructuras musculoesqueléticas. La exploraciónecográfica de rutina debe seguir una rutina sistemática,con una combinación de cortes longitudinales y transver-sales respecto al eje mayor de la estructura en estudio. Esimprescindible realizar siempre un examen comparativodel lado contralateral, muy probablemente asintomático,con el fin de distinguir las áreas o estructuras anormales delas variantes anatómicas normales.

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Principios físicos básicos del ultrasonido, sonoanatomía ... · Características físicas del...

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