De los primeros impulsos al ultrasonido 3D: el nacimiento y la evolución de la ecografía
Tecnología no invasiva, precisa y en constante evolución, la ecografía ha revolucionado el diagnóstico clínico moderno. Su uso hoy es imprescindible en numerosas especialidades médicas, permitiendo obtener imágenes tridimensionales muy detalladas del cuerpo humano y de otras especies animales.
Los orígenes y los primeros intentos
Los primeros enfoques teóricos sobre la ecografía se remontan al siglo XVIII, cuando el físico y biólogo italiano Lazzaro Spallanzani estudió el comportamiento de los murciélagos. Observó que estos animales eran capaces de volar y orientarse perfectamente incluso en total oscuridad.
A través de una serie de experimentos, dedujo que los murciélagos se orientaban mediante el oído, y planteó la hipótesis de un mecanismo de percepción espacial basado en los ecos sonoros, conocido hoy como ecolocalización. Este principio representó el punto de partida para otros estudiosos que, siglos después, lo aplicarían al desarrollo de tecnologías más complejas como la ecografía y el sonar.
Cien años más tarde, en 1880, los hermanos Pierre y Jacques Curie analizaron un fenómeno físico revolucionario: el efecto piezoeléctrico. Descubrieron que ciertos cristales, como el cuarzo, podían generar una carga eléctrica si se les aplicaba presión mecánica. Inversamente, al aplicar una corriente eléctrica, esos cristales vibraban produciendo ondas mecánicas, incluidas las ondas sonoras de alta frecuencia.
Este descubrimiento dio origen a la generación y producción de ultrasonidos, un elemento fundamental en el funcionamiento de los transductores ecográficos. Aún hoy, el efecto piezoeléctrico se utiliza en la ecografía moderna para captar los ecos acústicos y transformarlos en imágenes diagnósticas.
Los desarrollos modernos
En 1940, el físico estadounidense Floyd Firestone ideó el Supersonic Reflectoscope, el primer dispositivo de ultrasonido para la obtención de imágenes por eco, inicialmente destinado a detectar defectos internos en piezas metálicas.
Los primeros intentos de aplicar los ultrasonidos en medicina se dieron en los años siguientes, inicialmente con fines terapéuticos (como la diatermia). Entre 1941 y 1942, el neurólogo austríaco Karl Theo Dussik, en colaboración con su hermano físico Friedrich, fue uno de los primeros investigadores en obtener imágenes ultrasonoras del cuerpo humano, delineando los ventrículos cerebrales.
También hacia finales de los años 40, el médico George Ludwig aplicó por primera vez energía ultrasónica al cuerpo humano en el Naval Medical Research Institute de Bethesda, Maryland. En el mismo periodo, el físico de origen británico John Wild utilizó ultrasonidos para evaluar el grosor del tejido intestinal.
El cambio en los años 50 y 60
A principios de los años 50, la ecografía comenzó a difundirse cada vez más en el ámbito hospitalario, gracias también a la introducción de la llamada modalidad A (Amplitude Mode). Esta técnica permite visualizar los ecos ultrasónicos como picos verticales en un gráfico horizontal, donde la altura del pico representa la intensidad del eco, su posición y la profundidad de la estructura. Aunque proporcionaba información unidimensional, la modalidad A fue fundamental para localizar estructuras y medir distancias.
En los años 60 surgió la modalidad B (Brightness Mode) o bidimensional, donde cada eco se visualiza como un punto cuya luminosidad es proporcional a la intensidad del eco. La exploración secuencial del transductor permitía obtener imágenes seccionadas del cuerpo. El trabajo de Ian Donald y Tom Brown en Escocia, con los primeros prototipos clínicos, permitió visualizar masas abdominales y mejorar el diagnóstico obstétrico, abriendo nuevas oportunidades en medicina.
En los años 70 se introdujeron los primeros dispositivos en tiempo real (real-time), que permitían obtener imágenes dinámicas, haciendo que la ecografía fuera más rápida e interactiva. Esta característica contribuyó a la amplia aceptación de la ecografía como método de imagen de primera línea.
En Italia, por ejemplo, se registró un aumento del uso de la ecografía del +350% entre 1975 y 1985, especialmente en ginecología y medicina interna.
La llegada del Doppler y del Doppler color
A partir de los años 80, la ecografía se extendió también a los campos abdominal, cardiológico (con la ecocardiografía), musculoesquelético y vascular, gracias a las mejoras en la calidad de imagen y a la posibilidad de medir los flujos sanguíneos con Doppler.
El Doppler pulsado permite analizar el flujo sanguíneo en tiempo real. La siguiente innovación fue el Doppler color, que superpone información cromática a la imagen bidimensional en escala de grises, codificando la dirección y velocidad media del flujo. Esta evolución ha sido fundamental para el diagnóstico de estenosis arteriales, trombosis venosas, insuficiencias valvulares y también en obstetricia, para el estudio de la circulación fetoplacentaria.
El mercado global de la ecografía con Doppler se valoró en 3.350 millones de dólares en 2023 y se prevé que alcance los 5.000 millones de dólares en 2032, con una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 4,56%.
Ecografía tridimensional y 4D: nuevas fronteras diagnósticas
En los últimos veinte años se han introducido tecnologías 3D y 4D que han cambiado radicalmente la visualización de las estructuras anatómicas. La ecografía 3D permite reconstruir una imagen volumétrica a partir de secciones bidimensionales, mientras que la modalidad 4D añade la dimensión temporal, mostrando en tiempo real los movimientos del feto o de las estructuras examinadas.
Hoy en día, más del 60% de los centros ginecológicos avanzados en Europa utilizan sistemas 3D/4D para la evaluación morfológica fetal y el diagnóstico precoz de anomalías. Los hospitales son los principales usuarios de estos equipos, representando aproximadamente el 50% del mercado.
Ecografía portátil y point-of-care: la nueva era del diagnóstico inmediato
El desarrollo de la ecografía portátil y de dispositivos conectados a teléfonos inteligentes o tabletas ha hecho posible el uso de la ecografía bedside, es decir, incluso fuera del entorno hospitalario.
Esta revolución tiene un impacto clínico relevante, sobre todo en urgencias, cuidados intensivos y medicina general, donde la ecografía Point-of-Care (POCUS) permite diagnósticos más rápidos. Según un estudio publicado en Critical Care Medicine (2020), el uso de la POCUS redujo en un 40% los tiempos diagnósticos en pacientes críticos respecto al enfoque tradicional.
