De la mano del Efecto Doppler, durante la segunda mitad del Siglo XX el ultrasonido permitió desarrollar estudios seccionales de la anatomía humana que eran inaccesibles para las imágenes hasta ese momento, con una notable mejoría de los resultados de la atención médica global y para cada paciente en particular.

Una de las raíces que hizo posible este avance se encuentra en el año 1842, cuando el matemático y físico austriaco Christian Doppler (1803 –1853) describió un efecto de la física ondulatoria que ocurre cuando una fuente en movimiento emite ondas. En esta situación, un observador que esté situado delante de la fuente observará como la frecuencia de las ondas es mayor que la realmente emitida, mientras que un observador situado detrás de la fuente observará una mayor distancia entre los frentes de onda y por lo tanto una menor frecuencia. Esto es lo que se conocería como el Efecto Doppler.

El ejemplo clásico para ilustrar dicho efecto es el silbato de una locomotora en movimiento acercándose y luego alejándose de un observador inmóvil. Las ondas sonoras viajan a la misma dirección del tren cuando éste se aproxima, por lo cual éstas se comprimen y el receptor recibe más de ellas en la unidad de tiempo. Al alejarse el tren, las ondas viajan en sentido contrario, recibiendo el espectador menos ondas en la unidad de tiempo, por lo tanto, el sonido es más grave.

Las observaciones de Doppler encontraron cierta resistencia al principio entre la comunidad científica, pero finalmente fueron aceptadas e incluso se descubrió que sus principios eran aplicables a todos tipos de ondas, inclusive a las electromagnéticas.

Pese a los avances realizados en el campo de la física, recién a mediados del Siglo XX el Efecto Doppler comenzó a ser aplicado a la medicina, lo cual sucedió en conjunto con otro principio de la acústica: el ultrasonido.


En los animales, la guerra y la medicina

Con frecuencias sonoras que superan los 20.000 ciclos, es decir que están más allá del límite máximo que percibe el oído humano, desde tiempos remotos el ultrasonido se encuentra presente en la naturaleza y es utilizado por algunos animales como medio de orientación, comunicación, localización de alimentos y defensa. Así, polillas, pájaros, perros, murciélagos y delfines, usan un sistema que el ser humano supo reconocer y aprovechar sólo en el último siglo.

El Principio del Ultrasonido consiste en una onda sonora emitida desde una fuente que se mueve a través de un medio sólido, líquido o gaseoso, alcanza un obstáculo a su propagación y produce, al chocar con él, una onda de rebote que se devuelve a la fuente primaria del sonido.

Lejos de la medicina, los primeros usos de los ultrasonidos se encuentran en el hallazgo que los hermanos Pierre y Jacques Curie hicieron en Francia en 1880, al abordar las propiedades de algunos cristales, conocidas como Efecto Piezoeléctrico.

Tras el hundimiento del Titanic en 1912, se empezó a aplicar la técnica a los sistemas de detección bajo el agua, método que también sirvió durante la Primera Guerra Mundial para detectar submarinos. Paralelamente, en Estados Unidos, el médico francés Paul Langévin y el ruso Constantin Chilowsky diseñaron un dispositivo de ultrasonidos de alta potencia que sentó las bases para lo que más adelante sería el ecocardiograma.

El primer médico que aplicó el ultrasonido como método diagnóstico fue el neurólogo y psiquiatra austriaco Karl Dussik, quien el año 1940 utilizó para localizar tumores en los ventrículos cerebrales. Su método consistía en medir la transmisión de la onda a través de la cabeza, empleando un trandusctor en cada lado del cráneo.

En tanto, luego de trabajar para la Royal Air Force (RAF) en el departamento de radares y sonares durante la II Guerra Mundial, en 1955 el médico escocés Ian Donald también empezó a interesarse por el desarrollo de los ultrasonidos, demostrando la utilidad de la nueva técnica al identificar una masa ovárica en una paciente diagnosticada erróneamente de cáncer inoperable.

Posteriormente, al identificar una similitud entre el feto inmerso en el líquido amniótico y un submarino, Donald aplicó un sistema derivado del sónar utilizado durante el conflicto bélico para analizar el desarrollo del futuro bebé. Así, junto a su equipo de la universidad de Glasgow, en 1958 desarrolló el primer aparato de contacto directo con el paciente. El nuevo método permitía que la vejiga, distendida por la orina, actuara como ventana sónica y facilitara el análisis de los órganos pélvicos.

Hasta entonces los especialistas en ginecología y obstetricia tenían dificultades para estudiar esa zona, debido a la presencia de intestinos que alojan gases que dispersan el sonido y distorsionan la imagen. El método de Donald, en cambio, evitaba la pérdida de la información que emiten los ultrasonidos, presentando una imagen bidimensional creada a través de puntos de mayor o menor intensidad, dependiendo del tejido que se estuviera analizando, resultados que aparecían en una pantalla. El mismo procedimiento se utilizó para realizar ecocardiogramas, donde gracias a la cercanía del corazón a la parte externa del pecho, no resultaba necesario crear ventanas sónicas adicionales.

Al comienzo estos hallazgos fueron utilizaron para detectar problemas ajenos al embarazo, pues se tenían dudas sobre la influencia que las ondas podían producir en el feto. Sin embargo, ese temor se disipó rápidamente tras analizar los resultados experimentales.

En esta época los equipos eran de gran tamaño y ocupaban espacios considerables, tampoco existía aún el gel conductor y los pacientes eran sumergidos en estanques llenos con una solución conductora donde debían permanecer sin moverse durante la adquisición de las imágenes. Además, inicialmente los equipos producían fotografías en blanco y negro, aspecto que fue mejorado en 1972, año en que se introdujo la posibilidad de producir escalas de grises incrementando la resolución de las imágenes. A fines de esta misma década, se agregaron los micro-procesadores controlados, logrando finalmente imágenes en tiempo real de alta resolución, lo que conllevó una mayor aceptación clínica, ya que se demostró una perspectiva real para el uso masivo de esta técnica inocua, de bajo costo y portátil.

Una década más tarde, con la introducción de los métodos computacionales en los ecógrafos, el procedimiento tuvo avances notables permitiendo tanto procesar las ondas directamente, como obtener imágenes en movimiento y en tiempo real. A esto se sumó la posibilidad de que los médicos imprimieran algunas imágenes para realizar seguimientos y conocer el tamaño exacto de los órganos.

En la actualidad el desarrollo de la computación también ha permitido almacenar las imágenes digitalizadas, enviarlas a través del correo electrónico o utilizarlas en diagnósticos de telemedicina.

Pero más allá de su uso para los análisis del embarazo, los transductores de ultrasonidos han sido fabricados en cientos de formas especializadas para conseguir un seguimiento externo de algunos órganos o bien para ser insertados en ciertas cavidades del organismo.

Al ser considerados inocuos y no invasivos, pues la baja frecuencia de sus radiaciones los hacen preferible a los rayos X y otros sistemas de contraste, métodos ultrasónicos como la ecografía son muy apreciados en el diagnóstico de dolencias de tejidos blandos. A esto se suma que sus resultados son altamente fiables, con procedimientos cómodos para el paciente y sencillos para el médico y, además, la evolución de la tecnología ha significado el desarrollo de equipos cada vez más pequeños, que pueden adaptarse a diversas áreas de estudio y que entregan imágenes de alta calidad, incluso tridimensionales y con color.


El caso chileno

A Chile los primeros ecógrafos estáticos llegaron a fines de los años ’70, siendo manejados por médicos gineco-obstetras y radiólogos de distintos hospitales, para quienes significó un gran desafío en cuanto al diagnóstico interpretar las imágenes, aunque con el desarrollo tecnológico el método fue validándose al poco tiempo como una herramienta de alta calidad, confiable y costo efectiva.

Entre los radiólogos que abordaron este ámbito en sus inicios, se encuentran los doctores Patricio Barriga, del Hospital Clínico de la Pontificia Universidad Católica de Chile; Nicolás Zderich, del Hospital Paula Jara Quemada, y Adriana Chamorro, del Hospital Clínico de la Universidad de Chile. Posteriormente, otros hospitales y clínicas adquirieron equipos. Asimismo se organizaron talleres, jornadas y congresos que promovían y difundían la técnica en nuestro país y que contaban en muchas ocasiones con invitados internacionales de primer nivel, y algunos médicos comenzaron a viajar para especializarse en el extranjero

El ultrasonido fue incorporado a la enseñanza de la especialidad de Radiología en Chile en 1982 en las Universidades de Chile y en la Pontificia Universidad Católica y a mediados de la misma década el Ministerio de Salud adquirió 40 equipos para gran parte de los hospitales del país.

En la actualidad el desarrollo de estos métodos en nuestro país ha alcanzado un gran nivel de sofisticación, demostrando una importante utilidad diagnóstica en la atención ambulatoria, hospitalaria y de urgencia.

Por Paloma Baytelman