A história da ultrassonografia no Brasil e no mundoLa historia de la ecografía en Brasil y el mundoUltrasonography in the history of Brazil and the world |
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| *Farmacêutico, Doutorando em Ciências da Saúde na Universidade Federal
de Goiás, UFG. Mestre em Ciências Farmacêuticas, UFG. Especialista em Tecnologia Industrial Farmacêutica, UFRJ Mestre em Ciências Farmacêuticas (UFG). Goiânia, GO **Médico, Professor e Doutor em Ginecologia e Obstetrícia pela FEBRASGO Professor adjunto da Faculdade de Medicina da UFG, Mestrado e Doutorado em Doenças Infecciosas pelo (IPTSP – UFG), Ex – presidente nacional da Sociedade Brasileira de Ultrassonografia, Presidente da Sociedade Brasileira de Reprodução Humana, Diretor técnico da Clínica Fértile Diagnósticos. ***Fisioterapeuta, Doutoranda em Ciências da Saúde na Universidade Federal de Goiás (UFG). Mestre em Ciências da Saúde (UFG) Especialista em Fisioterapia Cardiovascular e respiratória na Universidade Estadual de Goiás (UEG), Goiânia, GO |
Hugo Campos Oliveira Santos Waldemar Naves do Amaral Kelly Cristina Borges Tacon (Brasil) |
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Resumo O compromisso com o saber científico e a formação médica nos faz dedicar esta obra de revisão à Sociedade Brasileira de Ultrassonografia (SBUS) e a todos que direta ou indiretamente fazem parte com orgulho da história e dos fantásticos avanços da ultrassonografia no Brasil e no mundo. Essa pesquisa se constitui em um importante passo a passo na historia da ultrassonografia ate o avanço em direção a esse instrumento indispensável e eficaz no mundo. Esta revisão teve como objetivo rebuscar na historia a evolução da ultrassonografia no Brasil e no Mundo. A ultrassonografia inicialmente teve uma relevância no âmbito militar, em seguida como terapia física em jogadores de futebol, de forma empírica em várias áreas da medicina, desde o tratamento de artrite reumatóide até tentativas de remissão da Doença de Parkinson em neurocirurgia, ate alcançar o grande marco nas técnicas da ultrassonografia Doppler, tornando-se atualmente um instrumento indispensável na área medica principalmente em Ginecologia e obstetrícia.Unitermos: Ultrassonografia. Doppler. Ginecologia.
Abstract
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EFDeportes.com, Revista Digital. Buenos Aires, Año 17, Nº 167, Abril de 2012. http://www.efdeportes.com/ |
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Introdução
A história do som pode recuar ao momento em que a seleção natural originou um ser com a faculdade de “ouvir”, permitindo-lhe assim, uma maior capacidade de sobrevivência. Evidências demonstram que a música era conhecida e praticada pelo homem desde a Pré ‐ história, provavelmente devido à observação dos sons da natureza(1,2).
O conceito de som pode ser descrito como o resultado da vibração dos corpos, que provoca uma onda mecânica e longitudinal. Ela se propaga de forma circuncêntrica (em todas as direções) em meios com massa e elasticidade, sejam eles meios sólidos, líquidos ou gasosos(3).
Para que as ondas sonoras sejam transmitidas, deve haver uma substância (ou meio) que seja comprimida, por isso, o som não se propaga através do vácuo. Quanto mais denso for o meio, mais rápido ele transmite a onda sonora. É importante lembrar que os líquidos transmitem melhor o som que o ar e que o som viaja rapidamente através de meio sólido, sendo que, algumas substâncias conduzem melhor o som do que outras (3,4)
O ECO é o resultado de uma reverberação múltipla das ondas sonoras e o Hertz é a medida utilizada para medir o número de vibrações por segundo de uma onda sonora. Quanto maior o número de Hertz, mais agudo será o som, quanto menor o número de Hertz, mais grave será o som(3).
A Acústica é o ramo da física que estuda o som, cria instrumentos e ferramentas de forma a fornecer dados necessários aos mais diversos ramos da ciência para a utilização dos sons, de seus meios de propagação e efeitos (1,3,4).
A ciência do som iniciou-se na Grécia, com os antigos gregos. Pitágoras, conhecido por seu teorema sobre triângulos retângulos, inventou o sonômetro, que foi usado para estudar os sons musicais. O filosófo Romano Boécio é considerado na história como o primeiro a comparar as ondas sonoras de ondas produzidas por jogar uma pedrinha na água calma (1,2,3,4).
Em 1687, a primeira teoria matemática da propagação sonora no ar surge no magistral livro The Principia: Mathematical Principles of Natural Philosophy (1686) de Isaac Newton. O inglês escreveu seus princípios matemáticos de filosofia natural que incluem o primeiro tratado de som (1). A formulação de Newton foi aperfeiçoada e corrigida, em alguns pontos, por Euler, d’Alembert e Lagrange, com base na mecânica dos meios Contínuos (1,2,3,4).
Já em 1793, foi realizada a primeira observação sobre os morcegos pelo italiano Spallanzani. Ele constatou que os morcegos, mesmo impedidos de enxergar, desviavam-se de obstáculos e apanhavam as suas presas no ar. E que, quando eram impedidos de ouvir, mesmo com a visão mantida, perdiam completamente a capacidade de orientação em vôo (4).
As raízes do ultrassom
Em 1877, a “Teoria do Som” foi publicada pela primeira vez, este tratado praticamente inaugurou a física acústica moderna, iniciada por um cientista inglês John William Strutt, também conhecido por Lorde Rayleigh. Esta teoria foi posta em prática Durante a Primeira Guerra Mundial, através da utilização de geradores de sons de baixa freqüência facilitava a navegação submarina, permitindo a detecção de icebergs(5).
A maioria dos pesquisadores e historiadores consideram a descoberta físico francês Pierre Curie de piezoeletricidade em 1877 como o momento em que o ultrassom foi concebido(4).
Em 1880, os irmãos Curie descobriram o efeito piezelétrico. Este efeito resulta da aplicação de uma pressão mecânica sobre a superfície de certos cristais que são capazes de gerar um potencial elétrico entre superfícies opostas, produzindo som numa freqüência superior a 20 KHz, conhecido como ultrassom.
Estes cientistas perceberam também que a aplicação do ultrassom nos cristais resultava na conversão de energia mecânica em eletricidade e quando um pulso de ultrassom é direcionado a uma substância, uma parte deste som é refletida de volta a sua fonte com informações sobre o tipo de estrutura que penetrou(4,6,7).
Durante a Segunda Guerra Mundial, foi aprimorado o estudo da utilidade do ultrassom para fins militares com o desenvolvimento do SONAR (Sound Navigation and Ranging) para a navegação e determinação da distância pelo som. Também, nesta época foi desenvolvido o RADAR (Radio Detection and Ranging) ou detecção de distâncias através de ondas de rádio utilizava-se do eco de ondas de rádio para a determinação de distâncias e localização de objetos no ar.
Neste período, iniciam-se o desenvolvimento dos ultrassons para fins não-militares, principalmente na metalurgia que foram considerados precursores dos aparelhos de ultrassonografia utilizados em medicina(4,7,8,9,10,11,12,13,14).
O físico soviético Sergei Sokolov (1928) sugeriu o uso de energia ultra-sônica para fins industriais, incluindo a detecção de falhas em metais, através da emissão de um pulso ultrassônico que, chegando a um objeto, retorna como um eco, cujas características possibilitam determinar a localização, tamanho, velocidade e textura deste objeto. As ondas acústicas podem ser classificadas em infra-sons, sons e ultra-sons.
Na década de 1920 e 1930, o ultrassom foi utilizado para a terapia física, principalmente para membros de equipes da Europa de futebol. Na medicina a utilização de ultra-sons iniciou-se na em âmbito terapêutico, de forma empiricamente em várias áreas, desde o tratamento de artrite reumatóide até tentativas de remissão da Doença de Parkinson em neurocirurgia(4,7,8,9,10,11,12,13,14).
O Efeito Doppler
Johann Doppler nasceu na Áustria e realizou seus primeiros estudos em Salzburgo, sua cidade natal. Os estudos secundários foram realizados em Linz e mais tarde, em 1825, formou-se em matemática na Universidade Técnica de Viena, onde estudou matemática, mecânica e astronomia e foi director do Instituto de Física e professor de Física Experimental na Universidade de Viena.
Johann Doppler
Em 1842, editou a obra Sobre as Cores da Luz Emitida pelas Estrelas Duplas (Über das farbige Licht der Doppelsterne), onde descreve o efeito Doppler. Em 1850 foi nomeado diretor do Instituto de Física Experimental da Universidade de Viena. Doppler observou que o comprimento de uma onda sonora produzida por uma fonte em movimento se alterava (16,17,18).
O Efeito Doppler é uma característica observada nas ondas quando emitidas ou refletidas por um objeto que está em movimento com relação ao observador. Foi-lhe atribuído este nome em homenagem a Johann Christian Andreas Doppler, que o descreveu teoricamente pela primeira vez em 1842. A primeira comprovaçao foi obtida pelo cientista alemão Christoph B. Ballot, em 1845, numa experiência com ondas sonoras (18,19).
Em ondas eletromagnéticas, este mesmo fenômeno foi descoberto de maneira independente, em 1848, pelo francês Hippolyte Fizeau. Por este motivo, o efeito Doppler também é chamado efeito Doppler-Fizeau. Cada onda emitida está mais próxima da onda anteriormente emitida, logo seu comprimento de onda tem um valor diferente, dependendo do ponto onde se observe a onda. O comprimento de onda observado é maior ou menor conforme sua fonte se afaste ou se aproxime do observador. Se o comprimento de onda variar, a sua frequência varia também(18,19).
O efeito Doppler permite medir a velocidade de objetos através da reflexão de ondas emitidas pelo próprio equipamento de medida, que podem ser radares, baseados em radiofrequência, ou lasers, que utilizam frequências luminosas. Sendo muito utilizado para medir a velocidade de automóveis, aviões, bolas de tênis e qualquer outro objeto que cause reflexão, como, na mecânica dos fluidos e na Hidráulica(16,17).
Na medicina, um ecocardiograma utiliza este efeito para medir a direção e velocidade do fluxo sanguíneo ou do tecido cardíaco. O ultrassom Doppler é uma forma especial do ultrassom, útil na avaliação do fluxo sanguíneo do útero e vasos fetais. Pode ser mostrado de várias formas: com som audível, com espectro de cores dentro do vaso ou na forma de gráficos que permitem a mensuração na velocidade sanguínea nos tecidos normais(16,17,19).
O Doppler contínuo é um método utilizado para determinar se a velocidade do fluxo é muito alta, determina também, a direção do fluxo, porém, não determina a sua localização. Isto, porque, no Doppler contínuo o feixe ultra-sônico é constante, portanto, todos os alvos em movimento dentro do feixe produzem sinais Doppler. Então, não há possibilidade de saber onde estão os alvos individuais e nem determinar se há mais de um alvo em movimento.
Para obter imagens ótimas, usam-se transdutores de baixa freqüência. Como a velocidade também é uma função da freqüência transmitida é muito difícil registrar velocidade baixa com transdutor de baixa freqüência. Essa situação é oposta àquela utilizada para obtenção da imagem eco uni ou bi.
O Doppler contínuo tem mais aplicação na obstétrica, precisamente para a ausculta dos batimentos cardíacos fetais e para avaliar o fluxo do sangue nos vasos periféricos. O transdutor tem dois cristais, um dele sendo transmissor e outro receptor, feitas de forma contínua. Tem as vantagens de alcançar todos os movimentos no eixo longitudinal; avaliar o espectro Doppler de análise qualitativa, representar as freqüências Doppler e conhecer o perfil de velocidades de determinado fluxo. As analises quantitativas pode medir as frequências sistólicas e diastólicas necessárias para calcular parâmetros circulatórios.
O Doppler pulsátil usa somente um cristal, a emissão do ultrassom fazendo-se em pulsações, entre os intervalos dos pulsações recebendo-se os ecos (os sons refletidos). Trata-se do sistema chamada de Doppler – duplex. Ele facilita muito a analise do fluxo vascular, a seleção do vaso estará feita automaticamente e representada em cores de cinza, não importando em nada a profundidade do vaso. É um método e engenhoso porque exclui, praticamente, ecos emitidos pelas outras estruturas.
Existe um problema de disponibilidade do Doppler pulsátil, enquanto ele está limitado a uma capacidade máxima de detectar velocidades. (a limite de Nyquist). Isto faz que, se uma velocidade sanguínea é elevada, logo a freqüência máxima de deslocação excede a metade da freqüência de repetição é expressa com polaridade inversa (aliasing), representando-se no lado oposto da linha de base na análise espectral, e, se for associada ao Doppler em cores, pela cor oposta(17,18,19).
O Doppler colorido e utilizado para obter informações sobre a velocidade de um determinado fluxo, também, para avaliar a direção e a magnitude dele. A técnica permite avaliar simultaneamente, e no tempo real o sentido de deslocação e a velocidade(1,2).
O Doppler colorido usa uma escala de cores para representar as diferentes velocidades do fluido dentro dos vasos. A possibilidade de mapeamento que resulta pela esta técnica faz ela se tornar superior em relação com as técnicas que representam tudo em varias tonalidades de cinza (16,17,18).
Estes benefícios tem importância principalmente nos primeiros 3 meses de gestação quando os vasos de sangue do feto são tão aproximados que quase não conseguimos distinguir o setor arterial daquele venoso. As “extremidades” cromáticas são representadas pelas cores vermelho (ondas que se aproximam de transdutor) e azul (ondas que se afastam), daqui, as tonalidades diferentes são interpretadas como sendo velocidades diferentes, num sentido ou outro. As turbulências são, então, representadas em cores misturadas(16).
A importância do Doppler em ginecologia e obstetrícia
A gestação basicamente apresenta três áreas circulatórias que podem ser alvos de movimento: Uterina, Placentária e Fetal. O Doppler pode avaliar a circulação uterina e trazer informações sobre a possibilidade que a mãe terá de apresentar pressão alta na gravidez. Em relação à circulação fetal e placentária, o Doppler pode indicar sinais de sofrimento fetal (18,19).
A ecografia endovaginal e uma opção para avaliar a circulação uteroplacentária, apesar de limitação da sua aplicabilidade prática devido à sobreposição dos índices de impedância vascular dos vasos miometriais (artérias uterinas, arqueadas, radiais e espiraladas), retrotrofoblásticos e da região intervilosa(16,17).
As principais indicações do Doppler em ginecologia e obstetrícia relacionam-se à capacidade de identificar vasos sanguíneos no interior ou na periferia de tumores ou cistos. Estas observações podem ajudar no diagnóstico presuntivo de benigno ou maligno(16,17,18,19).
A técnica da ultrassonografia Doppler tem a ver com os ecos de retorno usadas para determinar a velocidade das estruturas em movimento. A medição das velocidades sistólicas e diastólicas fornecem dados sobre a resistência vascular(18,19).
A fluxometria colorida Doppler mostrou-se com alta sensibilidade, também na malignidade ovariana. O Doppler, apesar de oferecer a possibilidade de visualização em tempo real, pode também descobrir fenômenos relacionado com o desenvolvimento de tumores (16,17,18,19).
A história do ultrassom na medicina
Em 1940 visto como uma panacéia, o ultrassom foi utilizado pela primeira vez em medicina diagnóstica por Karl Theodore Dussik em neuropsiquiatria na Universidade de Viena. Dussik tentava localizar tumores e verificar o tamanho dos ventrículos cerebrais através da mensuração da transmissão dos sons pelo crânio (4).
Alguns heróis do ultrassom incluem John Reid e John Wild (considerado o pai da ultrassonografia em medicina), que, em 1950, construiu uma linear, de mão, instrumento do modo B-para os tumores de mama, e José Holmes, que, em 1951, juntamente com engenheiros Howry e outros, produziram o primeiro 2D B-mode scanner composto linear (4,5).
Em 1957, Douglas Howry, médico Americano, e sua esposa também médica, Dorothy Howry, são considerados os pioneiros na utilização da ultrassonografia diagnóstica. Nesta época o paciente tinha que ficar submerso e imóvel dentro de uma banheira com água para a realização do exame. Um procedimento nada prático e que produzia imagens de baixa qualidade e resolução (4,15).
O método de ultrassonografia utilizado hoje foi desenvolvido ainda nesta década. A banheira de água foi substituída pelo gel de ultrassom, que serve para aumentar e melhorar a superfície de contato entre a pele e o “transdutor” (dispositivo que transforma os impulsos elétricos que chegam através dos fios em som, ou seja, energia elétrica em energia sonora) (4).
Don Baker, Dennis Watkins, e John Reid em 1966 desenvolveram o Doppler pulsado, o que permitiu a detecção de fluxo de sangue a partir de diferentes profundidades no coração. Don Baker também era um membro da equipe de engenharia que desenvolveu mais tarde com Doppler colorido e digitalização duplex. Em tempo real de ultrassom começaram a aparecer no início de 1980. Já na década de 1990, o campo foi um passo adiante com imagens 3D e até 4D que o público poderia interpretar (4,15).
Hoje, o exame ultrassonográfico acomoda-se confortavelmente ao paciente, onde o transdutor é o responsável por transformar os ecos refletidos pelo interior do corpo humano em sinais que serão decodificados eletronicamente em uma imagem que, por sua vez, será interpretada pelo médico que estiver realizando o exame (4,14,15).
Este método é largamente difundido mundialmente e em praticamente todas as áreas médicas, devido à simplicidade com que é feito, ao seu baixo custo em relação a outros métodos diagnósticos e, principalmente, por ser inócuo e não promove alterações secundárias à sua aplicação. O ultrassom é um exame que pode utilizado na área preventiva, para diagnosticar lesões no organismo ou para controlar lesões que estejam sendo tratados na clínica, na cirurgia ou com outros métodos(14,15,18,19).
Início da ultrassonografia no Brasil
A ultrassonografia na medicina do Brasil iniciou-se nos anos de 1970, como um novo campo profissional, ligado principalmente a ultrassonografia obstétrica e os ensinamentos do professor Bonilla. Inicialmente o ultrassom era considerado como uma ferramenta de valor diagnóstico no acompanhamento pré-natal. Sua evolução e penetração no meio médico ampliaram-se a ponto de se constituir praticamente como uma sub-especialidade no campo do diagnóstico por imagem(20)..
A história do pioneirismo e da expansão da ultrassonografia no Brasil deve-se considerar uma investigação histórica rica e complexa para o entendimento da implantação da ultrassonografia brasileira.
Nos anos de 1960 e 1980, Políticas públicas produziram efeitos que modelaram direta e indiretamente o quadro referencial tecnológico e de recepção do ultrassom. Definindo assim, o Estado como agente social relevante para a implantação e desenvolvimento da ultrassonografia no Brasil (20).
Em dezembro de 1973 no Recife/PE o aparelho Vidoson utilizado pelo Dr. Paulo Costa (médico-ginecologista), em seu consultório particular, no Casarão da Rosa e Silva, considerado pioneiro e proprietário do primeiro equipamento de ultrassom utilizado no Brasil, conforme reportagem da época, utilizado em ginecologia e obstetrícia(20).
Vidoson 635. Fonte: Siemens.com
Outro dado interessante ocorreu em fevereiro de 1974, onde um programa apresentou reportagem e anunciou que o aparelho Vidoson 635, de propriedade da Maternidade de São Paulo, foi na época, o primeiro equipamento de ultrassom existente no Brasil e o primeiro da América do Sul.
Outro fato histórico importante seriam os investimentos de fábricas de equipamentos de ultrassom financiando viagens e estudos para a classe médica. O que favoreceu em 1974 a implantação do primeiro equipamento de ultrassom no Rio de Janeiro. O grupo médico era composto por professores de obstetrícia da Universidade Federal do Rio de Janeiro(20)..
Ao longo das últimas décadas, no Brasil, o ultrassom tornou-se um equipamento de suma importância para as especialidades médicas, adicional de imagens tridimensionais e com os recursos do efeito Doppler. Permitindo investigações detalhadas e não invasivas que podem ser avaliadas quantitativa e qualitativamente, não só do ponto de vista morfológico, mas também funcional.
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