Overview
Fonte: Amelia R. Adelsperger, Evan H. Phillips, e Craig J. Goergen, Weldon School of Biomedical Engineering, Purdue University, West Lafayette, Indiana
Sistemas de ultrassom de alta frequência são usados para adquirir imagens de alta resolução. Aqui, o uso de um sistema de última geração será demonstrado para a imagem da morfologia e hemodinâmica de pequenas artérias pulsantes e veias encontradas em camundongos e ratos. O ultrassom é um método relativamente barato, portátil e versátil para a avaliação não invasiva de vasos em humanos, bem como animais grandes e pequenos. Essas são várias vantagens fundamentais que o ultraound oferece em comparação com outras técnicas, como tomografia computadorizada (TC), ressonância magnética (RM) e tomografia de fluorescência quase infravermelha (NIRF). A tomografia requer radiação ionizante e a ressonância magnética pode ser proibitivamente cara e até impraticável em alguns cenários. O NIRF, por outro lado, é limitado pela profundidade de penetração da luz necessária para excitar os agentes de contraste fluorescentes.
O ultrassom tem limitações em termos de profundidade de imagem; no entanto, isso pode ser superado sacrificando a resolução e usando um transdutor de menor frequência. O gás abdominal e o excesso de peso corporal podem diminuir severamente a qualidade da imagem. No primeiro caso, a propagação de ondas sonoras é limitada, enquanto, neste último caso, são atenuadas por tecidos sobrelados, como gordura e tecido conjuntivo. Como resultado, não pode ser observado contraste ou contraste fraco. Finalmente, o ultrassom é uma técnica altamente dependente do usuário, exigindo que o sonografista esteja familiarizado com a anatomia e seja capaz de contornar problemas, como o aparecimento de artefatos de imagem ou interferência acústica.
Principles
O ultrassom é uma modalidade comum de imagem clínica. Os princípios fundamentais do ultrassom envolvem a propagação de ondas acústicas, sua interação com o tecido e o registro de ondas refletidas e dispersas (ou seja, ecos). Transdutores de alta frequência recentemente desenvolvidos podem emitir ondas acústicas entre aproximadamente 13-70 MHz. Por exemplo, um transdutor com uma faixa de frequência entre 22 e 55 MHz tem uma frequência central de 40 MHz. Esta faixa permite uma resolução espacial na ordem de 50 μm na direção do feixe de ultrassom, tornando-o adequado para estruturas de imagem na escala milimétrica. Para escanear, um transdutor primeiro emite um feixe de ondas acústicas. Algumas dessas ondas são refletidas de volta ao transdutor quando colidem com um limite entre dois tecidos, que têm diferentes impedâncias acústicas. O tempo de trânsito para uma onda (ou seja, o tempo entre emissão e detecção) é usado para determinar linhas horizontais individuais em uma imagem. A dispersão de ondas acústicas, ou seja, a deflexão das ondas em muitas direções quando interagem com estruturas muito menores que o comprimento de onda, é responsável pela maioria das informações de imagem de ultrassom. Parte dessa dispersão de onda acústica é registrada pelo transdutor, fornecendo os detalhes finos dentro de uma imagem de ultrassom. Ondas acústicas de alta frequência têm menor penetração de profundidade devido à maior atenuação do som no tecido. Por essa razão, transdutores de alta frequência são apenas práticos para imagens até uma profundidade de 15-30 mm. Na imagem vascular, o contraste da imagem do ultrassom aparece ao longo das paredes dos vasos. Glóbulos vermelhos e plaquetas também fornecem contraste de manchas dentro do sangue. A velocidade (v em cm/s) pode ser medida de acordo com o princípio do efeito Doppler:
v = c × ΔF / (2 × Fo × cosφ)
onde c = velocidade do som no tecido (154 cm/s); ΔF = Frequência de turno doppler (1/s); Fo = frequência transmitida (1/s); e φ = ângulo entre o feixe de ultrassom e a direção do fluxo sanguíneo. A imagem doppler dos vasos é usada para avaliar a dinâmica do fluxo sanguíneo em estados saudáveis e doentes.
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Procedure
1. Configuração de imagem
- Ligue o sistema de ultrassom usando o interruptor na parte de trás. Ligue o monitor.
- Ligue a unidade de monitoramento fisiológico e ligue a frequência cardíaca e o monitoramento da temperatura. Ligue o aquecedor de gel e certifique-se de que a luz está acesa.
- Verifique o nível isoflurane no vaporizador anestésico e rechee se necessário.
- Ligue o tanque O2 ou a fonte de ar filtrada e ajuste o fluxo de ar no vaporizador para aproximadamente 1 L/min.
- Conecte o mouse ou o estágio do rato e, em seguida, conecte o cabo VGA a esse estágio. Fixar o nariz correspondente no lugar e verificar se os tubos de isoflurane (preto) e gás de resíduo (azul) estão devidamente conectados ao nariz.
- Escolha um transdutor para usar para o seu procedimento e conecte-o na porta "ativa" abaixo do sistema de imagem. Execute o cabo transdutor através de suportes plásticos acima do suporte da sonda e fixe o transdutor no grampo. Observe que há uma linha pequena e elevada em um lado de cada transdutor para determinar a orientação da imagem.
- Anestesiar o animal de acordo com as diretrizes da AVMA e prepará-lo para a imagem. Adicione pomada oftalmica aos olhos, segure as patas nos eletrodos do palco e remova os cabelos na área de interesse usando um creme depilatório. Cubra a área a ser imagens com gel transdutor ultrassônico aquecido.
2. Aquisição de Imagens
- No sistema, inicie um novo estudo selecionando o New and Study, ou encontre um estudo que você tenha iniciado anteriormente e selecione Novo e Série. Uma vez em uma nova série, selecione um usuário fora do menu e nomeie sua série apropriadamente.
- Uma vez criada a série, selecione o modo B (modo de brilho) do teclado. Todas as teclas da modalidade de imagem estão na linha inferior do teclado preto.
- Role o transdutor até o local desejado, certificando-se de olhar para a tela para evitar aplicar muita pressão ao animal. Verifique a taxa respiratória (RR)que aparece na tela também, pois muita pressão pode fazer com que o RR caia.
- Ao olhar para a imagem do modo B, ajuste a colocação do transdutor girando suavemente os botões do eixo x e y encontrados no palco até encontrar o local desejado.
- Depois de ter o local desejado, aguarde que a barra branca na parte inferior da imagem seja preenchida antes de pressionar o Rótulo da Imagem para salvar a imagem. Ao rotular sua imagem, o tipo de modalidade será indicado ao lado do rótulo de imagem na tela de gerenciamento do estudo, para que você não precise se preocupar em incluí-la na etiqueta de imagem.
- Para imagens no modo M, selecione o modo M (modo de movimento) do teclado. Use o portão SV para estreitar ou ampliar as barras amarelas e o cursor para alinhar as barras sobre o local desejado. Uma vez colocado corretamente, empurre o modo M novamente. A colocação das barras pode ser ajustada no modo M.
- Para imagens EKV, selecione o modo B e certifique-se de que você está no local adequado. Em seguida, selecione EKV, ajuste as configurações e empurre Digitalizar. A modalidade EKV tem uma média de muitas imagens de modo B ao longo de vários ciclos cardíacos.
- Para usar doppler de cores, selecione o modo B,verifique se você está no local adequado e selecione Cor. Selecione Atualizar e mova o cursor para cima, para baixo, para a esquerda ou para a direita para alcançar o tamanho da caixa desejada e selecione Atualizar para bloqueá-lo. Em seguida, você pode usar o cursor para mover a caixa para o local desejado. Girar o botão Velocity aumenta o limiar de velocidade e pode diminuir o sinal de fundo.
- Para usar doppler de onda pulsada para medir a velocidade do fluxo sanguíneo, é útil primeiro estar no modo Doppler colorido antes de pressionar PW. Duas linhas amarelas e angulares aparecerão. O usuário deve alinhar a linha mais curta e pontilhada para ser paralela às paredes anteriores e posteriores do vaso, ajustando o ângulo do feixe e girando o botão PW Angle. A linha pontilhada e amarela ficará azul se o ângulo entre as duas linhas for muito grande. Uma vez que isso esteja alinhado, pressione PW e, em seguida, ajuste os controles Baseline, Velocity e Doppler Gain para centralizar e iluminar as formas de onda.
- Para usar o modo 3D, comece no modo B e alinhe a sonda no centro da estrutura que deseja imaginar. Use gating respiratório e eCG-trigger para aplicações cardiovasculares. Pressione 3D e defina a distância de varredura desejada e o tamanho da etapa. Uma vez que a varredura esteja concluída, clique em Carregar em 3D para visualizar seus dados 3D.
- Você pode visualizar suas imagens adquiridas a qualquer momento durante a imagem pressionando o Gerenciamento de Estudos do canto superior direito das duas colunas de botões do lado esquerdo.
- Quando terminar de adquirir imagens em uma série, selecione Série fechada na tela de gerenciamento do estudo. Agora você pode abrir uma nova série dentro do seu estudo, se necessário.
3. Transferência e limpeza de dados
- Para transferir dados para análise, selecione os estudos ou séries individuais que deseja copiar na tela de gerenciamento do estudo.
- Clique em Copiar para o canto superior direito na tela de gerenciamento de estudo. Selecione o local do arquivo desejado e pressione ok.
- Agora você pode remover a anmial e devolvê-la à sua casa para se recuperar.
- Para limpar a configuração do ultrassom, pulverize uma toalha de papel com t-spray e limpe o estágio aquecido e a sonda retal. Nunca pulverize o desinfetante diretamente no palco.
- O transdutor deve ser limpo com 70% de etanol em uma toalha de papel antes de ser colocado de volta no suporte.
- Para desligar o ar, desligue o tanque O2 ou a fonte de ar filtrada. Você deve ver o fluxo de ar cair lentamente para 0 no vaporizador.
- Depois de terminar o sistema, clique no botão de alimentação na tela de gerenciamento de estudo no canto superior direito e deixe que o monitor desligue completamente.
- Desligue o botão de alimentação na parte de trás do sistema somente depois que o monitor estiver completamente desligado. Você deve ouvir o ventilador parar uma vez que ele foi devidamente desligado.
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 em relação a outras modalidades de imagem, como tomografia computadorizada, ressonância magnética e nirf, pois é relativamente barata, portátil e versátil e não requer agentes de contraste. No entanto, tem limitações na resolução e profundidade de penetração.
Este vídeo ilustrará os principais princípios por trás da tecnologia de ultrassom, demonstrará a utilidade de um sistema de ultrassom de alta frequência para a imagem de vasos sanguíneos em roedores e fornecerá exemplos de aplicações de ultrassom.
As imagens de ultrassom são produzidas através da emissão de um feixe de ondas acústicas do transdutor e registrando os ecos criados à medida que as ondas refletem na fronteira entre tecidos diferentes no corpo. As ondas também podem ser refratadas, absorvidas ou até mesmo espalhadas por objetos menores, como células sanguíneas.
A quantidade de ondas refletidas é proporcional à diferença de impedância acústica entre tecidos. A impedância acústica, Z, depende da densidade tecidual e da velocidade da onda sonora. Se a diferença é alta, como com osso, então as ondas sonoras são completamente refletidas. Se a diferença é menor, como com um órgão, então as ondas sonoras são apenas parcialmente refletidas.
A intensidade das ondas refletidas recebidas no transdutor juntamente com a distância do transdutor até o limite tecidual é usada para criar uma imagem anatômica. Essas distâncias são determinadas usando a velocidade média de propagação para o 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 para trás.
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 o modo B, que exibe a impedância acústica de uma fatia bidimensional de tecido. Alternativamente, a imagem do modo movimento ou modo M fornece uma olhada no movimento rápido no tecido como com função cardíaca. Finalmente, o modo Doppler é usado para avaliar o fluxo sanguíneo.
Agora que discutimos como funciona o ultrassom, vamos dar uma olhada em como capturar imagens usando os diferentes modos de imagem de ultrassom com um animal pequeno.
Primeiro, ligue o sistema de ultrassom usando o interruptor na parte de trás. 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, execute o cabo transdutor através dos suportes plásticos acima do suporte da sonda.
Observe a linha elevada em um lado do transdutor. Use isso como um ponto de referência ao se referir à imagem exibida no monitor. Acima da barra de escala de cinza para a imagem está um pequeno círculo representando o sujeito da imagem e uma linha vertical representando a linha elevada no transdutor. Para começar, o transdutor deve ser fixado no grampo e colocado a 90 graus ao animal.
Certifique-se de que a unidade de monitoramento fisiológico está conectada e pressione os botões de frequência cardíaca e temperatura para ligar esses monitores. Em seguida, ligue o gel mais quente e certifique-se de que a luz indicadora esteja acesa.
Para anestesia animal, primeiro verifique o nível isoflurane no vaporizador e refile se o nível estiver abaixo da linha vazia. Em seguida, ligue o tanque de oxigênio e ajuste o fluxo de ar no medidor de fluxo para aproximadamente um litro por minuto.
Agora, conecte o estágio animal e conecte o cabo VGA para coletar sinais de ECG e respiração. Fixar o cone do nariz animal no lugar e verificar se o tubo de isoflurane preto e o tubo de gás de resíduo azul estão devidamente conectados ao cone do nariz. O animal agora pode ser anestesiado e preparado para imagens. Gire o mostrador vaporizador para 2 a 3 por cento uma vez que o animal está em uma câmara de anestesia segura.
Uma vez que o animal apareça profundamente anestesiado, mova-o para o cone do nariz no palco, certificando-se de mudar o fluxo de isoflurane. Faça uma beliscão no dedo do dedo do dedo para confirmar que o animal não acorda imediatamente e, em seguida, aplique pomada oftalmica aos olhos. Em seguida, fixar as patas nos eletrodos do palco usando adesivo e remover o cabelo abdominal usando um creme depilatório. Aplique lubrificante na sonda retal e insira-o 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. Uma vez criada a série, selecione o modo B, que significa modo de brilho, a partir do teclado. Todas as teclas da modalidade de imagem estão na linha inferior do teclado preto.
Agora você está pronto para começar a imagem. Enrole o transdutor pelo abdômen do animal. Observe a tela para monitorar a taxa respiratória. Uma queda na taxa será observada se o transdutor estiver aplicando muita pressão sobre o animal. Gire suavemente os botões do eixo X e Y no palco para ajustar a colocação do transdutor. Faça isso até que uma imagem clara da aorta abdominal seja encontrada. Uma vez que as imagens desejadas na tela, aguarde que a barra branca na parte inferior da imagem seja preenchida antes de pressionar o botão de etiqueta de 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 do modo M ou modo de movimento, selecione o modo M usando o teclado. Ajuste a marcha SV para estreitar ou ampliar as barras amarelas e o cursor para alinhar as barras sobre uma seção da aorta abdominal. Uma vez colocado corretamente, empurre o modo M novamente. A colocação das barras pode ser ajustada no modo M. Assim como no modo B, aguarde que a barra branca na parte inferior da imagem seja preenchida antes de pressionar o botão de etiqueta de imagem.
Para executar imagens de visualização de kilohertz com ekv ou ecg, selecione primeiro o modo B no teclado, posicione o transdutor sobre uma seção da aorta abdominal e certifique-se de que há um sinal ECG limpo. Em seguida, pressione o EKV, escolha o tipo de aquisição desejado, a densidade da linha e a taxa de quadros e inicie a varredura. Após a aquisição, os dados da imagem serão exibidos.
Para usar a cor Doppler, primeiro selecione o modo B, verifique se o transdutor está sobre a aorta abdominal e selecione Cor. Pressione a atualização, mova o trackball para ajustar o tamanho da caixa para a área a ser digitalizada e pressione a Atualização novamente para bloquear o tamanho. Em seguida, use o cursor para mover a caixa. Gire o botão de velocidade para aumentar o limiar de velocidade e diminuir o sinal de fundo.
Para quantificar a velocidade do fluxo sanguíneo, o modo Doppler de onda pulsada é usado. Inicie no modo Doppler colorido e pressione PW. Duas linhas em ângulo amarelo aparecerão na tela. Ajuste o ângulo do feixe e gire o botão de ângulo PW para trazer a linha pontilhada mais curta paralela à parede do vaso anterior e posterior. A linha amarela pontilhada ficará azul se o ângulo for virado muito longe. Uma vez que haja alinhamento, pressione PW e, em seguida, ajuste os controles de linha de base, velocidade e do jogo Doppler para centralizar e iluminar as formas de onda. Você pode visualizar as imagens adquiridas anteriormente a qualquer momento durante a imagem, pressionando o gerenciamento do estudo e selecionando as imagens desejadas.
Depois de adquirir todas as imagens necessárias para uma série, selecione Série fechada na tela de gerenciamento do estudo. Para transferir dados para análise posterior em um computador diferente, acesse a tela de gerenciamento do estudo e clique nas caixas de seleção para os estudos ou séries individuais. Clique em Copiar para e selecione o local de arquivo desejado e pressione OK. Por fim, gire o mostrador vaporizador a zero, remova o animal do palco e permita que ele se recupere da anestesia.
Após cada procedimento, limpe a configuração do ultrassom e limpe o estágio animal e a sonda retal. Nunca pulverize o desinfetante diretamente no palco. O transdutor deve ser limpo com 70% de etanol em uma toalha de papel antes de ser colocado de volta no suporte. Lembre-se de desligar o tanque de oxigênio e deixar que o fluxo de ar reduza a zero no medidor de fluxo.
Uma vez que toda a imagem e exportação esteja completa, o botão de alimentação na tela de gerenciamento do estudo e aguarde que o monitor e o computador sejam desligados. Depois que o monitor estiver completamente desligado, desligue o botão de ligar na parte de trás do sistema para "desligar". Você deve ouvir os fãs pararem uma vez que tenha sido devidamente desligado.
Depois que a sessão de imagem estiver concluída e o sistema for desligado, os resultados podem ser analisados.
Com este procedimento, foi realizada a imagem anatômica e funcional da aorta abdominal. Alguns dados, como as varreduras do modo B, são prontamente analisados durante ou imediatamente após a coleta de dados, enquanto as varreduras em outros modos são melhor analisadas após a cópia dos dados para análise com o software.
As varreduras bidimensionais do modo B podem fornecer medições de diâmetro aórtico ou área transversal. O diâmetro pode ser medido utilizando a ferramenta de medição de comprimento à distância e a área usando a ferramenta de medição da área. O modo M pode ser usado para determinar a tensão cíclica circunferencial no vaso. Olhando para uma varredura no modo M da aorta, o usuário pode ver onde as linhas brilhantes estão correspondendo à parede do vaso anterior e posterior. A parede anterior exibe mais movimento do que a parede posterior.
A cepa cíclica circunferencial é determinada a partir dos valores de diâmetro aórtico interno durante o pico de sistóstole, DS, e diastole final, DD. O sistemestole de pico ocorre quando a aorta é estendida ao seu maior tamanho, e diastole final quando está em seu menor tamanho. A cepa cíclica circunferencial é, portanto, calculada usando esta fórmula.
Color Doppler pode ser usado para determinar a direção do fluxo sanguíneo e velocidade. As imagens do Doppler de cor fornecem ao usuário uma avaliação qualitativa da dinâmica sanguínea. A escala de cores vermelha e azul indica a direção e magnitude da velocidade do fluxo sanguíneo detectado. Vermelho indica fluxo em direção ao transdutor e fluxo azul para longe. A cor mais escura representa baixo fluxo de velocidade e a cor mais clara maior fluxo de velocidade.
Agora que os princípios gerais e o procedimento para ultrassom foram revistos, vamos dar uma olhada em algumas aplicações onde esta modalidade de imagem é usada.
A placenta humana é altamente inacessível para pesquisas enquanto ainda está no útero. O ultrassom de alta frequência pode ser usado para visualizar a veia umbilical e a artéria uterina. Isto é realizado para medir o diâmetro do vaso e a velocidade máxima do fluxo sanguíneo em ambos os lados da placenta. Isso se combina com dados de amostras de sangue coletadas dos lados materno e fetal da placenta para calcular as concentrações arteriovenosas de nutrientes e substâncias liberadas à circulação. Este estudo fornece uma visão da função placentária humana.
O ultrassom craniano é uma ferramenta confiável para recém-nascidos com anomalias congênitas ou lesões cerebrais. O método não é invasivo e pode ser feito ao lado da cama nas unidades de terapia intensiva neonatal. 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 de cor é geralmente usado para visualização dos vasos intracerebrais. Os seios transversais são imagedos e quaisquer coágulos podem ser detectados.
Você acabou de assistir a introdução do JoVE ao ultrassom. 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!
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Results
Este procedimento permitiu a imagem anatômica e funcional da aorta abdominal. A aquisição de imagens em tempo real em eixo curto e longo eixo por modo B, modo M e ultrassom Doppler leva pelo menos trinta minutos e, portanto, requer um monitoramento cuidadoso do animal anestesiado. Alguns dados são facilmente analisados em tempo real, como varreduras bidimensionais do modo B (Fig. 1). Esses dados podem fornecer medições de diâmetro aórtico ou área transversal. Outros dados, como o modo B tridimensional (Fig. 2), o modo M (Fig. 3), o Doppler colorido (Fig. 4) e as imagens PW Doppler (Fig. 5), geralmente são analisados offline para determinar o volume aórtico, a tensão cíclica circunferencial e a velocidade do fluxo sanguíneo. Juntos, esses conjuntos de dados fornecem informações quantitativas e qualitativas sobre a morfologia tridimensional, bem como a hemodinâmica e pulsalidade da aorta abdominal.
Figura 1: Dissecando aneurisma de aorta em um rato. A artéria celíaca e a artéria mesentérica superior podem ser vistas ramificando-se do topo da nave. O sinal ECG do mouse (linha verde) e o sinal de respiração (linha amarela) são mostrados abaixo da imagem.
Figura 2: Traço do modo de movimento (modo M) da aorta suprarenal em um rato saudável. Uma imagem de scout no modo B é mostrada acima dos dados unidimensionais do modo M, que são adquiridos na direção anteroposterior. Os dados do modo M mostram movimento pulsante, particularmente na parede anterior. Isso sugere que as medições da tensão do vaso serão normais.
Figura 3: Renderizações de volume (malha ciano) de uma aorta suprarenal de camundongos com (esquerda) e sem (direita) um aneurisma de aorta abdominal dissecando. Os dados de ultrassom de um plano coronal são mostrados e a cabeça do animal está em direção ao topo da tela. O aneurisma expandiu-se para a esquerda e o volume e o diâmetro máximo do aórtico são notavelmente maiores do que antes da expansão.
Figura 4: Imagem doppler de cor de uma aorta suprarenal saudável. A cabeça do rato é para a esquerda, a cauda é para a direita, e o animal está posicionado supino. Os sinais de ECG (verde) e respiratório (amarelo) do camundongo são mostrados abaixo da imagem. A escala à esquerda quantifica a velocidade do fluxo sanguíneo por cor. O fluxo vermelho é em direção ao transdutor enquanto o fluxo azul está longe do transdutor. A escala à direita representa a profundidade em mm.
Figura 5: Imagem de Onda Pulsada (PW) de uma aorta suprarenal saudável. O cursor amarelo é colocado paralelamente às paredes do vaso no centro da aorta. O modo doppler de cores ajuda o usuário a decidir onde ele vai captar um sinal forte. As formas de onda de velocidade são mostradas abaixo da imagem. A escala à direita dos picos é a velocidade de fluxo sanguíneo em mm/s. Os picos acentuados representam o fluxo arterial.
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Applications and Summary
Transdutores de ultrassom de alta frequência recentemente desenvolvidos são adequados para visualizar pequenas estruturas a uma profundidade de até 3 cm. Aqui foi demonstrada a versatilidade de um pequeno sistema de ultrassom animal para a aquisição de dados de imagem in vivo da dinâmica da aorta do rato. Essa técnica requer prática e reconhecimento de dificuldades comuns, como sombras abdominais e alinhamento de doppler scan. Apesar dessas limitações, é uma técnica poderosa e versátil para a obtenção rápida de dados de imagem não invasivos. É importante ressaltar que essa técnica se presta bem à imagem serial do mesmo animal para estudos longitudinais de progressão ou tratamento da doença.
O ultrassom de alta frequência de animais de pequeno porte pode ser usado em uma variedade de aplicações cardiovasculares. As aplicações vasculares incluem a triagem de doenças aórticas (como aneurismas e dissecções de aorta), a detecção de placa aterosclerótica e a medição do fluxo sanguíneo em pacientes com doença arterial periférica. Artérias carótidas, artérias ilíacas e a veia cava inferior, podem ser facilmente imagens com ultrassom. A imagem cardíaca também é uma grande aplicação desta técnica e é usada para ser capaz de visualizar os atria e ventrículos de camundongos ou corações de ratos. A imagem de ultrassom cardíaco pode dar ao usuário muitas informações sobre o coração, incluindo dimensões anatômicas, contrateriedade, rigidez, saída cardíaca, padrões de fluxo, função da válvula e/ou formação de trombos, para citar alguns. O ultrassom também pode ser usado para imagens do sistema reprodutivo (como útero e colo do útero) ou na bexiga. A imagem do sistema reprodutivo seria útil para olhar as estruturas e obter dimensões para o útero, colo uterino e/ou vagina. Filhotes também podem ser visualizados e medidos em um rato ou rato grávida. Devido aos avanços na tecnologia transdutor e inovações na tecnologia de ultrassom, essas aplicações funcionam bem em animais de pequeno porte e também podem ter aplicabilidade à imagem humana superficial.
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