Imagem de ultrassom por meio de mudanças induzidas na energia retroespalhada: simulação computacional

Abstract

A ultrassonografia é um dos métodos de imagem mais utilizados atualmente devido a não oferecer risco potencial ao paciente por ser não ionizante, além de ser não invasivo e de baixo custo. Todavia, se comparado com técnicas como tomografia computadorizada e ressonância magnética, fornece uma imagem com menos detalhes e ainda é operador dependente. Por outro lado, alguns estudos observaram que a variação de temperatura influência nas propriedades acústicas do meio. Assim, avaliando-se as mudanças induzidas se poderia estimar a temperatura de forma não invasiva. A mudança de energia retroespalhada (CBE – Change in backscattered Energy) é uma das caraterísticas sensíveis à variação de temperatura. Este trabalho usa a variação de energia retroespalhada para propor uma nova técnica de formação de imagens de ultrassom que apresenta impacto na melhora da diferenciação dos tecidos com diferentes tipos de espalhador, pois estes têm comportamentos distintos com a variação da temperatura. As plataformas k-Wave e COMSOL foram usadas para realizar a simulação de phantoms numéricos, propagação da onda e imagem. A conclusão principal foi que a nova imagem é influenciada pelo percentual de espalhadores aquosos (músculo) e os lipídicos dominam tal fenômeno. Assim, além do contraste entre os meios gordura e músculo, a imagem teria o potencial de avaliar a quantidade de gordura nos tecidos biológicos.

La ecografía es uno de los métodos de imagen mas utilizados en la actualidad debido a que no ofrece riesgo potencial al paciente al ser no ionizante, ser no invasivo y tener bajo costo. Sin embargo, en comparación con técnicas como tomografía computarizada y resonancia magnética proporciona una imagen con menos detalles y sigue dependiendo del operador. Algunos estudios observaron que la variación de temperatura influencia en las propiedades acústicas del medio. Así, evaluar los cambios inducidos permitiría estimar la temperatura de forma no invasiva. El cambio de energía dispersada (CBE - Change in Backscattered Energy) es una de las características sensibles a la variación de temperatura. Este trabajo utiliza la variación de energía dispersada para proponer una nueva técnica de ecografía que repercute en la mejor diferenciación de tejidos con diferentes tipos de dispersor, ya que estos tienen diferentes comportamientos con la variación de temperatura. El k- Wave y COMSOL se utilizaron para realizar la simulación de phantoms numéricos, propagación de onda e imagen. La principal conclusión fue que la nueva imagen esta influenciada por el porcentaje de dispersores acuosos (músculo) y que los lipídicos dominan este fenómeno. Además del aumento de contraste en medios de grasa y músculo, la imagen tendría el potencial de evaluar la cantidad de grasa en los tejidos biológicos.