Ultrassonografia de alta frequência da aorta abdominal

O ultrassom é uma tecnologia de imagem não invasiva comumente usada em imagens clínicas e diagnósticos.

O ultrassom emite ondas sonoras e mede sua reflexão para gerar imagens ao vivo de estruturas e órgãos anatômicos. Tem vantagens sobre outras modalidades de imagem, como tomografia computadorizada, ressonância magnética e exames NIRF, porque é relativamente barato, portátil e versátil e não requer agentes de contraste. No entanto, tem limitações na resolução e profundidade de penetração.

Este vídeo ilustrará os princípios-chave por trás da tecnologia de ultrassom, demonstrará a utilidade de um sistema de ultrassom de alta frequência para imagens de vasos sanguíneos em roedores e fornecerá exemplos de aplicações de imagens de ultrassom.

As imagens de ultrassom são produzidas emitindo um feixe de ondas acústicas do transdutor e registrando os ecos criados à medida que as ondas refletem na fronteira entre tecidos diferentes do corpo. As ondas também podem ser refratadas, absorvidas ou mesmo espalhadas por objetos menores, como células sanguíneas.

A quantidade de ondas refletidas é proporcional à diferença de impedância acústica entre os tecidos. A impedância acústica, Z, depende da densidade do tecido e da velocidade da onda sonora. Se a diferença for alta, como no osso, as ondas sonoras são completamente refletidas. Se a diferença for menor, como acontece com um órgão, as ondas sonoras são apenas parcialmente refletidas.

A intensidade das ondas refletidas recebidas no transdutor, juntamente com a distância do transdutor ao limite do tecido, é usada para criar uma imagem anatômica. Essas distâncias são determinadas usando a velocidade média de propagação do som através do tecido corporal, que é de aproximadamente 1540 metros por segundo, e o tempo que leva para a onda se propagar para o tecido e vice-versa.

O ultrassom pode ser usado para coletar diferentes tipos de imagens, utilizando modos especiais que atendem a aplicações exclusivas. O modo mais comum é o brilho ou modo B, que exibe a impedância acústica de uma fatia bidimensional de tecido. Alternativamente, a imagem de movimento ou modo M fornece uma visão do movimento rápido no tecido, como na função cardíaca. Finalmente, o modo Doppler é usado para avaliar o fluxo sanguíneo.

Agora que discutimos como o ultrassom funciona, vamos dar uma olhada em como capturar imagens usando os diferentes modos de imagem de ultrassom com um pequeno animal.

Primeiro, ligue o sistema de ultrassom usando o interruptor na parte traseira. Em seguida, ligue o monitor e o computador usando o interruptor no lado esquerdo do sistema. Em seguida, conecte o transdutor na porta ativa dedicada do sistema. Em seguida, passe o cabo do transdutor pelos suportes de plástico acima do suporte da sonda.

Observe a linha em relevo em um lado do transdutor. Use-o como ponto de referência ao se referir à imagem exibida no monitor. Acima da barra de tons de cinza da imagem há um pequeno círculo representando o assunto da imagem e uma linha vertical representando a linha em relevo no transdutor. Para começar, o transdutor deve ser preso na braçadeira e colocado a 90 graus em relação ao animal.

Certifique-se de que a unidade de monitoramento fisiológico esteja conectada e pressione os botões de frequência cardíaca e temperatura para ligar esses monitores. Em seguida, ligue o aquecedor de gel e certifique-se de que a luz indicadora esteja acesa.

Para anestesia animal, verifique primeiro o nível de isoflurano no vaporizador e reabasteça se o nível estiver abaixo da linha vazia. Em seguida, ligue o tanque de oxigênio e ajuste o fluxo de ar no medidor de vazão para aproximadamente um litro por minuto.

Agora, conecte o estágio animal e conecte o cabo VGA para coletar sinais de ECG e respiração. Prenda o cone do nariz do animal no lugar e verifique se o tubo de isoflurano preto e o tubo azul de gás residual estão conectados corretamente ao cone do nariz. O animal agora pode ser anestesiado e preparado para imagens. Gire o botão do vaporizador para dois a três por cento quando o animal estiver em uma câmara de anestesia segura.

Assim que o animal parecer profundamente anestesiado, mova-o para o cone do nariz no palco, certificando-se de mudar o fluxo de isoflurano. Faça uma pitada no dedo do pé para confirmar que o animal não acorda imediatamente e, em seguida, aplique pomada oftálmica nos olhos. Em seguida, prenda as patas aos eletrodos do palco usando adesivo e remova os pelos abdominais usando um creme depilatório. Aplique lubrificante na sonda retal e insira-a no reto do animal para medições da temperatura corporal. O abdômen é então coberto com gel transdutor ultrassônico aquecido.

Para começar, abra o software e selecione "Novo estudo". Uma vez em uma nova série, selecione um usuário no menu e nomeie sua série adequadamente. Depois que sua série for criada, selecione o modo B, que significa modo de brilho, no teclado. Todas as teclas de modalidade de imagem estão na linha inferior do teclado preto.

Agora você está pronto para começar a fazer imagens. Role o transdutor pelo abdômen do animal. Observe a tela para monitorar a frequência respiratória. Uma queda na taxa será observada se o transdutor estiver aplicando muita pressão no animal. Gire suavemente os botões dos eixos X e Y no stage para ajustar o posicionamento do transdutor. Faça isso até que uma imagem clara da aorta abdominal seja encontrada. Depois de as imagens desejadas na tela, aguarde o preenchimento da barra branca na parte inferior da imagem antes de pressionar o botão do rótulo da imagem para salvar a imagem. A modalidade será salva automaticamente com o rótulo da imagem e não precisa ser incluída no nome salvo.

Para capturar imagens no modo M ou no modo de movimento, selecione o modo M usando o teclado. Ajuste a marcha SV para estreitar ou alargar as barras amarelas e o cursor para alinhar as barras sobre uma seção da aorta abdominal. Uma vez colocado corretamente, pressione o modo M novamente. O posicionamento das barras pode ser ajustado no modo M. Assim como no modo B, aguarde até que a barra branca na parte inferior da imagem seja preenchida antes de pressionar o botão do rótulo da imagem.

Para realizar imagens de visualização de quilohertz dependentes de EKV ou ECG, primeiro selecione o modo B no teclado, posicione o transdutor sobre uma seção da aorta abdominal e certifique-se de que haja um sinal de ECG limpo. Em seguida, pressione EKV, escolha o tipo de aquisição desejado, a densidade de linha e a taxa de quadros e inicie a verificação. Após a aquisição, os dados da imagem serão exibidos.

Para usar o Doppler colorido, primeiro selecione o modo B, verifique se o transdutor está sobre a aorta abdominal e selecione Cor. Pressione Atualizar, mova o trackball para ajustar o tamanho da caixa para a área a ser digitalizada e pressione Atualizar novamente para bloquear o tamanho. Em seguida, use o cursor para mover a caixa. Gire o botão de velocidade para aumentar o limite de velocidade e diminuir o sinal de fundo.

Para quantificar a velocidade do fluxo sanguíneo, o modo Doppler de onda pulsada é usado. Comece no modo Doppler colorido e pressione PW. Duas linhas angulares amarelas aparecerão na tela. Ajuste o ângulo do feixe e gire o botão do ângulo PW para trazer a linha pontilhada mais curta paralela à parede anterior e posterior do vaso. A linha amarela pontilhada ficará azul se o ângulo for muito grande. Quando houver alinhamento, pressione PW e ajuste a linha de base, a velocidade e os controles do jogo Doppler para centralizar e iluminar as formas de onda. Você pode visualizar as imagens adquiridas anteriormente a qualquer momento durante a geração de imagens, pressionando o gerenciamento do estudo e selecionando as imagens desejadas.

Depois de adquirir todas as imagens necessárias para uma série, selecione Fechar Série na tela de gerenciamento do estudo. Para transferir dados para análise posterior em um computador diferente, vá para a tela de gerenciamento do estudo e clique nas caixas de seleção dos estudos ou séries individuais. Clique em Copiar para, selecione o local do arquivo desejado e pressione OK. Por fim, gire o botão do vaporizador para zero, remova o animal do palco e deixe-o se recuperar da anestesia.

Após cada procedimento, limpe a configuração do ultrassom e limpe o estágio animal e a sonda retal. Nunca borrife o desinfetante diretamente no palco. O transdutor deve ser limpo com etanol a 70% em uma toalha de papel antes de ser colocado de volta no suporte. Lembre-se de desligar o tanque de oxigênio e deixar o fluxo de ar reduzir a zero no medidor de vazão.

Quando todas as imagens e exportações estiverem concluídas, clique no botão liga/desliga na tela de gerenciamento do estudo e aguarde o desligamento do monitor e do computador. Depois que o monitor estiver completamente desligado, coloque o botão liga/desliga na parte traseira do sistema em "desligado". Você deve ouvir os ventiladores pararem assim que for desligado corretamente.

Após a conclusão da sessão de imagem e o desligamento do sistema, os resultados podem ser analisados.

Com esse procedimento, foram realizadas imagens anatômicas e funcionais da aorta abdominal. Alguns dados, como varreduras no modo B, são prontamente analisados durante ou imediatamente após a coleta de dados, enquanto as varreduras em outros modos são melhor analisadas depois que os dados são copiados para análise com o software.

As varreduras bidimensionais do modo B podem fornecer medições do diâmetro aórtico ou da área da seção transversal. O diâmetro pode ser medido usando a ferramenta de medição de comprimento sobre distância e a área usando a ferramenta de medição de área. O modo M pode ser usado para determinar a tensão cíclica circunferencial no vaso. Olhando para uma varredura em modo M da aorta, o usuário pode ver onde as linhas brilhantes correspondem à parede anterior e posterior do vaso. A parede anterior exibe mais movimento do que a parede posterior.

A tensão cíclica circunferencial é determinada a partir dos valores do diâmetro interno da aorta durante o pico da sístole, DS e da diástole final, DD. O pico da sístole ocorre quando a aorta é estendida para seu maior tamanho e a diástole final quando está em seu menor tamanho. A deformação cíclica circunferencial é, portanto, calculada usando esta fórmula.

O Doppler colorido pode ser usado para determinar a direção e a velocidade do fluxo sanguíneo. As imagens Doppler coloridas fornecem ao usuário uma avaliação qualitativa da dinâmica do sangue. A escala de cores vermelha e azul indica a direção e a magnitude da velocidade do fluxo sanguíneo detectado. Vermelho indica fluxo em direção ao transdutor e azul flui para longe. A cor mais escura representa o fluxo de baixa velocidade e a cor mais clara o fluxo de maior velocidade.

Agora que os princípios gerais e o procedimento para imagens de ultrassom foram revisados, vamos dar uma olhada em algumas aplicações em que essa modalidade de imagem é usada.

A placenta humana é altamente inacessível para pesquisa enquanto ainda está no útero. O ultrassom de alta frequência pode ser usado para visualizar a veia umbilical e a artéria uterina. Isso é realizado para medir o diâmetro do vaso e a velocidade máxima do fluxo sanguíneo em ambos os lados da placenta. Isso é combinado com dados de amostras de sangue coletadas dos lados materno e fetal da placenta para calcular as concentrações arteriovenosas de nutrientes e substâncias liberadas para a circulação. Este estudo fornece informações sobre a função placentária humana.

A ultrassonografia craniana é uma ferramenta confiável para neonatos com anomalias congênitas ou lesões cerebrais. O método não é invasivo e pode ser feito à beira do leito nas unidades de terapia intensiva neonatal. As imagens de ultrassom são coletadas nos planos coronal e sagital para auxiliar na visualização do cérebro neonatal. Essas imagens podem ajudar a visualizar quaisquer lesões presentes no cérebro. O modo Doppler colorido é geralmente usado para visualização dos vasos intracerebrais. Os seios transversos são fotografados e quaisquer coágulos podem ser detectados.

Você acabou de assistir a Introdução à imagem de ultrassom da JoVE. Agora você deve entender os princípios da imagem de ultrassom, os métodos gerais de coleta e análise de imagens e várias aplicações. Obrigado por assistir!