Fundamentos de Ultrasonido y Principios de Ecografía. IEEE 2001.

Ultrasonografía en obstetricia. Sebastián Bongiovanni*, Dr.Gustavo Failla**, Mónica Pacheco*. *UNSJ **Servicio de Emergencias del Hospital Rawson

RESUMEN En este trabajo mostramos una de las aplicaciones del ultrasonido, específicamente en obstetricia. Analizamos algunas de sus características, enfocándonos principalmente en los avances tecnológicos que han hecho posible el diagnóstico por ultrasonido en obstetricia, un método eficaz, inocuo y accesible.

INTRODUCCIÓN La ecografía es una de las innovaciones técnicas más importantes introducidas en la práctica moderna de la obstetricia, y sus numerosos usos han revolucionado el cuidado de la paciente embarazada y de su feto. Uno de los objetivos de nuestro trabajo es proporcionar una guía simple para realizar un examen ecográfico, presentando sus ventajas frente a otros métodos visuales de diagnóstico. El mejor instrumental del que se dispone hoy en día ha incrementado el papel de los ultrasonidos en obstetricia, más allá de la determinación de la edad gestacional, las posiciones de la placenta y el feto, la detección de gestaciones múltiples, las complicaciones del embarazo y las malformaciones congénitas manifiestas. También es objetivo de nuestro trabajo, mostrar algunas de los avances técnicos en los instrumentos ecográficos. Material y Método Para éste trabajo realizamos una extensa investigación bibliográfica, consultamos con especialistas en diferentes centros de ecografía, públicos y privados, analizamos folletería técnica de equipos disponibles en los centros ya mencionados, y obtuvimos información a través de internet. PARTE A A-1. Examen ecográfico [1] A-1.1.a) Diagnóstico de embarazo. Es prudente descartar sonográficamente la presencia de embarazo antes de practicar estudios radiológicos o de administrar substancias potencialmente perjudiciales para la gestación.Las primeras manifestaciones sonográficas de embarazo son la imagen decidual y el aumento de volumen uterino, patentes a los 21 1

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días. El saco aparecerá ecográficamente entre los 26 y 29 días, según la técnica. El confirmar o descartar la presencia de embarazo antes de aparecer el saco es posible gracias al software ginecológico. A-1.1.b) Ventajas del Ultrasonido sobre las pruebas químicas. Las pruebas químicas, a diferencia del ultrasonido, no pueden establecer la integridad, localización, evolución y complicaciones de la gestación. El porcentaje de error de las pruebas químicas es muy alto. La similitud estructural entre la molécula de la HCG y otras hormonas, produce reacciones cruzadas, principalmente en pacientes con niveles elevados de hormona luteinizante en la fase preovulatoria. Los anticuerpos monoclonales, aunque más precisos, no aportan información confiable respecto a la implantación (ectópico), integridad, edad, evolución y complicaciones de la gestación y pueden resultar positivos en ausencia de embarazo. El Ultrasonido revela causas de amenorrea diferentes al embarazo, así como los orígenes de las metrorragias; demuestra quistes, endometriosis, fibromas, etc, lo cual no es posible con pruebas químicas. Antes de generalizarse el empleo del ultrasonido muchos casos de placenta previa y de hemorragia normal de implantación eran tratados a ciegas con estrógenos o con legrados.

A-1.2. Amenaza de aborto. Se puede valorar la viabilidad del feto en la presencia de sangrado vaginal en embarazos tempranos. Los latidos cardíacos fetales son usualmente perceptibles alrededor de las 7 semanas, lo cual nos da un 96% de probabilidades de que el embarazo continúe normalmente. Un aborto inminente, usualmente nos dá cuadros típicos de un saco gestacional deformado y ausencia de polos fetales o de latido cardíaco. El ultrasonido es también muy útil en el diagnóstico temprano de embarazo ectópico y embarazos molares. A-1.3. Determinación de edad gestacional y evaluación de tamaño fetal. Las medidas del cuerpo del feto reflejan su edad de gestacional. Esto es más preciso particularmente en gestaciones tempranas. En pacientes que dudan de su último período menstrual, se deben hacer tales medidas tan temprano como sea posible en el embarazo para llegar a una correcta fecha probable de parto. En los últimos meses del embarazo las medidas del cuerpo nos permiten evaluar el tamaño y crecimiento del feto y poder diagnosticar y manejar oportunamente el retardo del crecimiento intrauterino. a) Cráneo-caudal (CC): Es la distancia entre la cabeza y el coccis. Se puede hacer esta medida entre las 7 y 13 semanas y nos da una estimación muy exacta de la edad gestacional. b) Diámetro biparietal (DBP): El diámetro entre los 2 lados de la cabeza. Esta medida se hace después de la 13a. semana. Aumenta de aproximadamente 2.4 cm. a las 13 semanas hasta 9.5 cm. al término del embarazo. Diferentes bebés del mismo peso, pueden tener el 2

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tamaño de la cabeza diferente, por eso ésta medida no es confiable en etapas tardías del embarazo (fig.1).

Figura1. DBP

c) La longitud del fémur (LF): Mide el hueso más largo en el cuerpo y refleja el crecimiento longitudinal del feto. Su utilidad es similar al DBP. Aumenta de aproximadamente 1.5 cm. a las 14 semanas hasta 7.8 cm. a término ( fig.2).

Figura2. LF

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d) La circunferencia abdominal: Es la medida sola más importante que se hace en embarazos tardíos. Nos refleja más que la edad, el tamaño y el peso del feto. A-1.4. Localización de la placenta. El Ultrasonido ha llegado a ser indispensible en el diagnóstico o exclusión de placenta previa y otras anormalidades de la placenta como en diabetes, hidrops fetal, isoinmunizacion Rh y retardo del crecimiento intrauterino severo (fig.3).

Figura3. Placenta.

A-1.5. Embarazos Múltiples. En esta situación, el ultrasonido es muy valioso para determinar el número de fetos y sus presentaciones, evidencia de retardo del crecimiento y anomalías fetales, la presencia de placenta previa, y cualquier sugerencia de transfusión de gemelo a gemelo. A-1.6. Hidramnios y oligohidramnios. Un aumento o disminución de líquido amniótico, puede ser claramente detectado por ultrasonido. En ambas situaciones se deben excluir malformaciones congénitas en el feto como atresia intestinal, hidrops fetalis o displasia renal. A-1.7. Malformaciones fetales. Muchas anormalidades estructurales en el feto pueden ser diagnosticadas por ultrasonido, y éstas usualmente se pueden hacer antes de las 20 semanas de gestación. Ejemplos muy comunes incluyen hidrocefalia, anencefalia, mielomeningocele, acondroplasia, espina bífida, onfalocele, atresia del duodeno e hidrops fetal. Con equipos más recientes, condiciones como labio leporino y paladar hendido, anormalidades cardíacas congénitas y en casos muy especiales síndrome de Down, pueden

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ser diagnosticadas. El ultrasounido puede asistir también a otros procedimientos en diagnóstico prenatal como amniocentesis y biopsia de vellosidades coriales. A-1.8. Otras áreas. El ultrasonido es de gran valor en otras condiciones obstetricas tales como: a) confirmación de muerte intrauterina. b) Confirmación de la presentación fetal en casos inciertos. c) Evaluación de movimientos fetales, tono y movimientos respiratorios. d) Diagnostico de anormalidades uterinas y pélvicas durante el embarazo como fibromas (miomas) y quistes ováricos. A-2. La frecuencia. No hay ninguna regla rígida acerca del número de ultrasonidos que una mujer debe tener durante su embarazo. Un examen se solicita cuando se sospecha de alguna anormalidad o existan datos clínicos que lo sugieran. Normalmente se solicita: A las 7 semanas para confirmar embarazo, excluír embarazo ectópico o embarazo molar, confirmar latido cardíaco y medir la longitud cráneo caudal y ver si coincide con la fecha. Un segundo ultrasonido se efectúa a las 18 a 20 semanas buscando malformaciones congénitas, excluír embarazos múltiples y verificar fechas y crecimiento. También se determina la posición placentaria. Un tercer examen se hace a veces a alrededor de las 34 semanas para evaluar el tamaño fetal y evaluar su crecimiento. Se vuelve a verificar la posición placentaria. El número total de ultrasonidos puede variar dependiendo de si un previo examen ha descubierto ciertas anormalidades que requieran una evaluación posterior. A-3. Examen transvaginal. Con transductores especialmente diseñados, se puede realizar un ultrasonido a través de la vagina de la paciente. Este método usualmente provee imágenes mejores (y por eso más información) en pacientes que no están embarazadas o están en las fases tempranas de embarazo (fig.4). Se puede observar el latido cardíaco fetal desde las 5 o 6 semanas de gestación. El examen vaginal llega a ser indispensable en el diagnóstico temprano de embarazo ectópico. Se puede diagnosticar un gran número de anormalidades fetales en el primer trimestre del embarazo si se utiliza el transductor vaginal.

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Figura 4. Transductor endocavitario de 140º de apertura.

PARTE B B.1. Ecografía en color La ecografía en color es un postproceso desarrolado para resaltar la patología mejorando así el diagnóstico. Se puede ahora diagnosticar patología como la adenomiosis, cuyo diagnóstico estaba anteriormente reservado a la inspección de la pieza quirúrgica, pues su diagnóstico preoperatorio era casi imposible, pese a su frecuencia. Se ha encontrado un aumento importante en la sensitividad del proceso, así como es su especificidad. Casos como el de la adenomiosis son sólo ejemplos, pues se hac onfirmado considerables mejoras en el diagnóstico de otras entidades, como las alteraciones quísticas ováricas, la endometriosis, la mastopatía fibroquística, los abscesos mamarios, enfermedades prostáticas, vesiculitis seminal, alteraciones placentarias, patología hepática, testicular, tiroidea, muscular, etc. En nuestras consultas con especialistas, se nos informó que en obstetricia la ecografía en color no es de gran importancia (fig .B-1.1 y B-1.2).

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Figura B-1.1: Ecograf. Blanco y negro (izq.). Ecograf. color(der.).

Figura B-1.2. Ecog. color

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B-2. Ultrasonido Doppler La ecografía Doppler es una técnica basada en ultrasonidos que permite estudiar de una manera no invasiva, en tiempo real y de forma indirecta la vascularización de los órganos. Desde hace mucho tiempo se ha usado el principio del doppler para detectar el corazón fetal; pero en años recientes, la tecnología se ha desarrollado mucho y su aplicación en la obstetricia moderna indica de manera confiable el estado de bienestar fetal. Existen hoy en día dos tipos de ecografía Doppler: el Doppler color y el Doppler pulsado. Con el primero podemos identificar de una manera precisa los vasos que queremos estudiar y tener una idea de la dirección del flujo sanguíneo. En cuanto al Doppler pulsado, se puede combinar con el Doppler color y con la ecografía bidimensional en tiempo real, lo que nos va a permitir estudiar de una manera semicuantitativa o indirecta el flujo sanguíneo. De esta manera se determina la velocidad de la sangre y la resistencia al flujo sanguíneo en un punto concreto del vaso que se desea estudiar. El uso de ultrasonido color, puede claramente mostrarnos la dirección del flujo de sangre en los vasos sanguíneos del feto. El doppler a color, es particularmente indispensable en el diagnóstico y evaluación de las anormalidades congénitas del corazón. Una de las principales desventajas que tiene la ecografía Doppler esque depende mucho del operador, es decir, del examinador que realiza la prueba. Además, su coste resulta en ocasiones elevado, por lo que su uso no está extendido de una manera global La gran ventaja que supone esta técnica es que permite conocer de una manera bastastante fiable el estado hemodinámico del feto o bien de la circulación a nivel de la placenta o de las arterias uterinas, pudiendo ser útil en la determinación o en la evaluación de diferentes estados patológicos.

Fig.6: Eco doppler color de placenta.

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PARTE C C-1.Ultrasonido Tridimensional [2] El ultrasonido tridimensional ha revolucionado el diagnóstico de anomalías congénitas. El equipo requiere transductores especiales y software para acumular las imágenes. Las medidas volumétricas son más exactas y ambos, médicos y padres pueden apreciar bien una anormalidad o la ausencia de ella. C-1.1. Desrrollo del ultrasonidoen 3-D en obstetricia: Aspectos técnicos y posibilidades: Para obtener imágenes con ultrasonido en 3-D, se utilizan los siguientes métodos: 1. Lente enfocada 2. Procesamiento por computadora 2.1. Reconstrucción de sección 2.2. Representación de superficie 2.3. Representación de volumen 3. Trazo irradiado para ultrasonido en Tiempo-Real C-1.1.1 Lente enfocada Este método es referido al volumen imaginario de una delgada rebanada de la imagen en 3-D. El método es simple y no demanda muchos gastos. El aparato consiste en un simple array lineal o convexo y una lente enfocante adherida a su superficie. La lente acústica es adherida a la superficie de la sonda, obteniendo un haz que converge en la dirección de la rebanada en su anchura, que es consecuentemente delgada. Con la lente el haz ultrasónico diverge en la dirección del corte (fig.1). Al escanear una imagen, se obtiene una imagen tomográfica (Fig. 2-A). Además se obtiene una imagen del volumen porque todos los ecos con el haz de ultrasonidos se muestran (Fig. 2-B). Rotando la sonda es posible obtener una buena percepción visual de la estructura en 3-D. Con este método es posible la observación en Tiempo-Real del feto, pero si la pared uterina está cerca de la zona en observación se superponen las imágenes y la observación se hace difícil. C-1.1.2 Procesamiento por computadora Al presente, este método es la elección para el ultrasonido en 3-D. El proceso es le siguiente: (a) adquisición del dato en 3-D. (b) construcción del dato en 3-B. (c) proyección del dato en 3-D en una plano de 2-D (pantalla). a) Adquisición del dato en 3-D: El dato en 3-D es adquirido por un gran número de tomografías consecutivas obtenidas por el movimiento de la sonda de ultrasonido. Son aplicables una variedad de métodos de escaneo, incluyendo el paralelo, el tipo abanico y escaneo libre de superficie y rotación.

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Figura 1

Figura 2

Figura4

Figura 3

Figura 5 10

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Cada sonda es fabricada como convexa o sectorial, cuyos haces son producidos en forma de abanico como muestra la fig.3-A. Cuando un sensor electromagnético es adherido a la superficie de una sonda convencional, cada posición relativa de la sonda podrá ser sensada (fig.3-B). Cada tomografia es digitalizada colocada en la computadora junto con la información de su posición. b) Construcción del dato en 3-D: El dato obtenido por la sonda está simplemente compuesto por varias tomografías. Este dato tridimensionalmente dado, deberá ser reconstruido en un dato 3-D y luego colocado en la computadora (fig.4). Esto incluye interpolación y filtrado. El dato en 3-D está compuesto por una cantidad de voxels (elemento de volumen), a cada cual se le asigna un valor de gris o de brillo. c) Proyección del dato en 3-D en una pantalla bidimensional: La computadora genera varias imágenes de ultrasonido en 3-D utilizando los datos en 3-D. El dato 3-D es visualizado por una reconstrucción de la sección, representación de superficie o de volumen. C-1.1.2.1 Reconstrucción de la sección. La visualización se volumen es simple y fácil con este método (fig.5). Una imagen seccional arbitraria rotando y trasladando el dato en 3-D y determinando el valor de gris de cada pixel por interpolación con otros grises vecinos. Las imágenes mostradas son tomogramas, pero reconstruidas. C-1.1.2.2 Representación de la superficie. Los objetos son extraídos y proyectados en un plano bidimensional como muestra la fig.6. La dirección de la vista es elegida rotando el dato en 3-D (fig.6-b). La región de interés (ROI), se remueven las partes innecesarias, como la pared abdominal materna, pared uterina y placenta (fig.6-c). La figura del feto es separada de la del líquido amniótico por la diferencia en los valores de grises entre el líquido y la estructura del feto (fig.6-d). Con un alto umbral el esqueleto del feto se puede extraer. El feto extraído es proyectado en el plano de proyección (fig.6-e). La dirección de la vista se podrá elegir rotando el dato en 3-D. Para la proyección es necesario aplicar sombreado y así dar la apariencia tridimensional, el valor de grises, simplemente se aumenta en proporción a la profundidad del pixel, de esta manera los componentes más cercanos aparecen claros y los más lejanos oscuros. La reconstrucción de la superficie se podrá utilizar también en torrentes sanguíneos utilizando datos obtenidos mediante Doppler color, incluyendo medidas de caudal. C-1.1.2.3 Reconstrucción de volumen. El dato 3-D es proyectado directamente en el plano 2-D sin la extracción del dato fetal. Este método se lo llama trazado de volumen por rayo, en el que una línea normal al plano de proyección, o rayo de proyección, es dibujado en el dato 3-D colocando de cada pixel un valor de gris determinándose por la proyección de cada voxel que atraviesa el rayo 11

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correspondiente (fig.7). De esta manera la imagen se torna similar a la obtenida de una placa radiográfica. Pero aún no posee apariencia 3-D, pero cuando la imagen de la pantalla se rota usando varias imágenes de diferentes direcciones, apareciendo así la imagen en 3-D.

C-1.1.3 Trazo de la radiación ultrasónica en Tiempo-Real Es el método más reciente para ultrasonido en 3-D utilizado en obstetricia. Este principio es mostrado en la fig.8. La sonda 3-D es convexa que oscila en la dirección de la amplitud de la rebanada. Se obtiene una imagen en modo B y Tiempo-Real. Después de recibir cada dato de la amplitud del eco producido por cada pulso, se calcula una cantidad de trazos de volumen por rayo y se conducen a una unidad de operación donde de genera la imagen en 3-D mientras dura el escaneo. Para eliminar la pared abdominal, útero y placenta simplemente se mide la profundidad del rayo antes del escaneo. Los datos son transmitidos inmediatamente y simultáneamente a la pantalla. Cuando transcurren unos pocos segundos, una imagen realista en 3-D aparece de inmediato. Al colocar varias imágenes seguidas, se obtiene la percepción del movimiento en Tiempo-Real.

Figura 6

Figura 7

Figura 6

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Figura 8

C-2. Principales pasos para la ultrasonografía en 3-D: Un examen en 3-D esta dado por los siguientes pasos: 1. Escaneado en 3-D Orientación en Tiempo-Real en modo 2-D Definición de la región de interés (caja de volumen) 2. Análisis multiplanar de volumen Tres planos perpendiculares movibles libremente en el bloque volumétrico 3. Reconstrucción en 3-D La reconstrucción en 3-D se puede lograr utilizando las técnicas de reconstrucción de volumen. C-3. Aplicaciones en obstetricia La 3D puede emplearse durante todo el embarazo, si bien, como en 2D, sólo en las primeras 12 semanas permite visualizar el embrión in toto. Se han observado gestaciones entre quinta y sexta semanas, visualizando embriones (desde los 4 mm), vesícula vitelina, amnios, cordón, hasta observar el desarrollo de las facies durante las 14 primeras semanas. A la séptima semana pueden verse ya los esbozos de los miembros, y a la décima hasta las manos. El perfil de un embrión, especialmente en la semana 10, es totalmente visible, de modo que pueden delimitarse los arcos ciliares, ojos, nariz y boca (fig. 9). Un detalle extraordinariamente interesante en estas edades gestacionales, es la amplitud en la fontanela mayor, que está prácticamente conformada en la semana 16.

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Se han diagnosticado casos de Higroma colli, labio leporino, paladar hendido, mano en garra, onfalocele, etc. Si bien sólo el labio leporino pasó inadvertido a la 2D, la 3D viene a completar el diagnóstico cuando se sospecha esta malformación. Se han descrito casos de estenosis duodenal, genitales internos ambiguos combinados con oligoamnios y otras malformaciones del sistema nervioso central y periférico, aparato digestivo y sistema excretor.

Es interesante comprobar cómo puede visualizarse el cierre de la pared abdominal entre las semanas octava y la oncena, de manera que se hace visible hasta esta época la herniación fisiológica, así como los genitales masculinos a partir de la semana duodécima. Dado que la técnica 3D permite igualmente estudiar como con rayos X todo el aparato óseo, así como continuar meticulosamente la exploración de la columna, se abren nuevas posibilidades para el diagnóstico de las malformaciones, tan difíciles de determinar hoy día.

Fig.9. Imágenes 3D

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PARTE D En la actualidad hay una gran cantidad de equipos disponibles, quisimos incluir en el presente trabajo las características de uno de los equipos mas nuevos. SonoAce-9900, el primer ecógrafo 3D multi-beam del mundo, con su tecnología 3D, muestra el futuro de la ecografía en las más diversas áreas de aplicación. ‰

Radiología

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Oncología

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Obstetricia

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Ginecología

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Urología

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Perinatología

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Medicina Interna

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Ecografía Mamaria

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Pequeñas Partes

D-1. Tecnología MULTI-BEAM para imágenes 3D. La ecografía convencional transmite y recibe un pulso de ultrasonido por vez. Por el contrario, el método multibeam transmite y recibe 4 pulsos a la vez, lo cual permite obtener una mayor frecuencia de cuadros e imágenes libres de artefactos. Ahora se ha agregado otra dimensión a la tecnología multibeam, estableciendo una real diferencia en cuanto al cuidado del paciente. Una característica indispensable de un sistema de ultrasonido es la tecnología digital. Solamente un procesador digital y un beamforming digital pueden garantizar la obtención de imágenes de alta pureza y resolución.

D-2. Transductores 3D volumétricos Este tipo de transductores permiten adquirir información de un volumen en lugar de información de un plano. Una vez adquirido un bloque de tejido, pueden obtenerse cortes completamente arbitrarios, almacenarse para una revisión posterior o enviarse via red para ser analizados por cualquier especialista del mundo.

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Figura 1. Transductor volumétrico de partes blandas (izq) y abdominal (der)

Figura 2. 3D convencional (izq) y 3D Multi-bean (der)

D-3. Craracterísticas Principales D-3.1 VOCAL™ (Virtual Organ Computer Aided anaLysis) Las mediciones automáticas de volúmenes son realizadas utilizando un algoritmo para detectar automáticamente el conorno de estructuras tales como próstata, quistes y lesiones. D-3.2 IMAGEN MULTIPLANAR SonoAce-9900 puede mostrar la información de un volumen en 3 planos ortogonales: longitudinal, transversal y coronal.

Figura 3

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D-3.3 MAGICUT PLUS ™ MagiCut Plus™ es un software de edición que permite cortar cualquier parte no deseada de la imagen multiplanar o del rendering 3D.

Figura 4 D-3.4 SONOVIEW II ™ n-SONO ™ Las capacidad de conexión en red combinada con el DICOM 3.0 integrado permite acceder a las imágenes desde cualquier lugar en el momento que se desee. n-Sono™ proporciona la forma más sencilla de conectar en red un conjunto de ecógrafos y estaciones de trabajo. D-4. POWER DOPPLER 3D La imagen de Power Doppler 3D no solo elimina artefactos y provee una imagen pura sino que también permite apreciar la estructura anatómica vascular.

Figura 5

D-5. SEGUNDA ARMONICA BIDIRECCIONAL La imagen por segunda armónica bidireccional mejora la resolución espacial y el contraste en el campo medio para permitir un diagnóstico preciso aún en los pacientes más difíciles de examinar.

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Figura 6. Convencional (izq) y 2da. Armónica bidireccional (der)

D-6. CAFE PLUS ™ CAFE Plus™ es un filtro de imágenes que elimina el artefacto tipo flash que se encuentra en una imagen Doppler Color.

Figura 7. Sin café plus (izq) y con café plus (der) CONCLUSION Concluimos afirmando que la ecografía ocupa el lugar primordial entre los estudios de diagnóstico que se realizan durante el embarazo. Porque permite el seguimiento del embarazo normal, detección de malformaciones y asistir en procedimientos invasivos. El ultrasonido en 3D permite detectar anomalías que con las otras modalidades era imposible o muy dificil, esto ayuda a tomar conductas terapéuticas que puedan mejorar en forma definitiva o transitoria el desarrollo normal y en algunos casos la interrupción temprana del embarazo. Asociada al doppler la ecografía potencia su utilidad, principalmente en lo que al estado hemodinámico del feto se refiere. Además su uso es inocuo y no presenta contraindicaciones.

AGRADECIMIENTOS Por el asesoramiento, la información y la bibliografía brindada, agradecemos infinitamente a los especialistas: 18

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Dr. José Crim Dra. Rosario Fuentes Dr. Saturnino Camargo Que con su incondicional apoyo logramos cumplir con los objetivos de este trabajo.

REFERENCIAS 1- Ultrasonografía en Obstetricia y Ginecología, P. W. Callen, 1989. 2- 3D Ultrasonography in Obstetrics and Gynecology, Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia 1998.

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