Ecografia: tema transversal para o ensino médio
Autor: Marcos Torres | Publicado: 2017-05-14T11:04:00-07:00



Ecografia: tema transversal para o ensino médio

A 
técnica popularmente conhecida como ultrassonografia, tão presente 
atualmente em nosso cotidiano, pode ser um ponto de partida promissor 
para a abordagem de conceitos científicos nas aulas de biologia e 
física. Nesta coluna, Carlos Alberto dos Santos mostra o caminho 
percorrido pela ecografia, desde seu surgimento até o sucesso de sua 
aplicação médica.








A ecografia, também conhecida como 
ultrassonografia, é hoje usada para observar qualquer órgão do corpo 
humano, mas está mais presente na cardiologia e obstetrícia. (foto: 
Alexandra Abreu/ Flickr – CC BY-NC-ND 2.0)
A ecografia é um recurso tecnológico 
presente em praticamente qualquer ambiente hospitalar e em muitos 
consultórios médicos. Surpreende que algo com essa presença em nosso 
cotidiano não mereça a devida atenção por parte dos autores de livros de
 física para o ensino médio. Para preencher essa lacuna, abordarei o 
assunto em duas colunas. Hoje tratarei do contexto médico-hospitalar e, 
na próxima coluna, apresentarei sugestões de intervenção didática em 
aulas de biologia e física.
Os nomes ecografia e ultrassonografia designam a mesma técnica, mas são ligeiramente diferentes na etimologia. Ecografia si
gnifica
 grafia do eco e ultrassonografia significa grafia do ultrassom. O 
interessante é que os dois termos são complementares em relação ao 
procedimento técnico usual, no qual tem-se eco do ultrassom. Ou seja, as
 imagens que vemos nos exames são provenientes de um eco, ou reflexão do
 som, quando emitido na frequência ultrassônica. A técnica é uma 
invenção humana, mas o uso desse fenômeno ocorre naturalmente nos 
morcegos e em alguns mamíferos marinhos, como o golfinho. Tratarei aqui 
apenas da técnica inventada pelo homem.
Usarei o recurso do mapa conceitual, elaborado com a ferramenta CMapTools, para orientar minha narrativa. Em coluna anterior, discuti como usar essa ferramenta para transformar textos de divulgação científica em plano de aula.





O mapa apresentado na figura foi elaborado a partir de dois artigos: ‘The interaction of physicians, physicists and industry in the development of echocardiography’, publicado em 1973 por Carl Hellmuth Hertz, um dos inventores da ecocardiografia, e ‘Evolution of Echocardiography’,
 publicado em 1996 por Harvey Feigenbaum, um dos responsáveis pelo 
renascimento da técnica, em 1963. O mapa é uma espécie de resenha 
gráfica do que consta na literatura, não apenas nos dois artigos 
citados.


O nascimento da técnica
A técnica que hoje conhecemos como ecocardiograma surgiu de um 
encontro casual entre dois estudantes de pós-graduação da Universidade 
de Lund (Suécia): o físico Carl Hertz, que usava ultrassom para a medida
 de distâncias, e o médico Inge Edler, que era responsável pelos 
diagnósticos que antecediam as cirurgias cardíacas. Ao longo da 
conversa, o médico perguntou ao físico se não havia algo como um radar 
que lhe permitisse fazer um diagnóstico mais preciso das enfermidades na
 válvula mitral para orientar procedimentos cirúrgicos.

A técnica que hoje conhecemos como ecocardiograma
 surgiu de um encontro casual entre dois estudantes de pós-graduação da 
Universidade de Lund
O ano era 1953, e a Tekniska Röntgencentralen, empresa alemã que 
realizava ensaios não destrutivos de materiais, havia acabado de 
adquirir um reflectoscópio de ultrassom. Hertz visitou a Tekniska para 
verificar se algum eco do seu coração seria observado por meio daquele 
equipamento. Com o resultado positivo, ele conseguiu o equipamento por 
empréstimo, para experimentá-lo durante um fim de semana no hospital de 
Lund.
Estava nascendo a ideia da ecocardiografia, mas sua consolidação 
exigiria muito esforço da dupla e da comunidade científica. Não tendo 
ainda o título de doutor, Hertz e Edler não podiam solicitar recursos 
para a compra dos equipamentos necessários ao ambicioso projeto, mas 
convenceram os diretores da Siemens a lhes emprestar um reflectoscópio 
que a empresa estava construindo para um cliente. Era para ficar um ano 
no hospital de Lund, mas terminou sendo doado pela Siemens.
Logo nos primeiros ensaios, eles conseguiram registrar 
simultaneamente sinais de ultrassom e eletrocardiograma. Edler percebeu a
 correlação entre os sinais e a obstrução da válvula mitral. O problema 
era que os resultados só eram evidentes em pacientes com severas 
enfermidades cardíacas. Sinais de pacientes saudáveis apresentavam baixa
 resolução, por causa da baixa sensibilidade do cristal de quartzo, o 
transdutor de ultrassom (dispositivo que transforma um sinal 
ultrassônico em sinal elétrico e vice-versa) usado na época. A situação 
alcançou um patamar superior quando, em 1956, a Siemens fabricou, 
especialmente para eles, um transdutor de titanato de bário, o precursor
 dos modernos transdutores.


Atravessando a rebentação
Depois que a técnica atingiu um nível aceitável na resolução dos 
sinais, permitindo a análise de vários órgãos, a comunidade científica 
passou a enfrentar a falta de conhecimento da interação do ultrassom com
 os diferentes tecidos humanos, o que dificultava a interpretação dos 
novos resultados. Paralelamente a esses estudos, pesquisadores no Japão 
demonstraram que sinais de efeito Doppler (fenômeno presente em ondas 
emitidas ou refletidas por um objeto que se movimenta em relação a um 
observador) podiam ser detectados em função do movimento das válvulas do
 coração e do fluxo sanguíneo.






Em A, primeiro reflectoscópio de ultrassom utilizado por Edler e Hertz. O
 equipamento havia sido produzido para uso industrial, de modo que os 
pesquisadores tiveram que adaptar uma câmara fotográfica na frente da 
tela para registrar os exames médicos. Em B, ecocardiógrafo moderno, com
 Doppler, em uso no Hospital do Coração de Natal. (fotos: A – Wikimedia 
Commons; B – Carlos Alberto dos Santos)


Entre o fim dos anos 1960 e o início dos 1970, ninguém seria capaz de
 prever o sucesso que a ultrassonografia faz nos dias atuais. O uso do 
efeito Doppler tão festejado e banalizado atualmente enfrentou o 
ceticismo da comunidade médica por mais de duas décadas. Só depois de 
meados dos anos 1970, a ecografia Doppler entrou na rotina clínica. Na 
verdade, o grande salto se deu no final daquela década, quando ficou 
demonstrado que dados hemodinâmicos podiam ser precisamente obtidos com o
 efeito Doppler.
Embora possa ser usada para observar qualquer órgão do corpo humano, é
 na cardiologia que a ecografia, sob a denominação de ecocardiograma, se
 faz presente com maior intensidade. E foi por meio da cardiologia que a
 ecografia tornou-se popular na obstetrícia. Com o objetivo de monitorar
 a pulsação fetal, os médicos desenvolveram o que genericamente 
denomina-se ecografia fetal ou ultrassonografia fetal, em meados dos 
anos 1960. O uso rotineiro da técnica na clínica médica teve início nos 
anos 1980 e, hoje em dia, é impensável o acompanhamento de uma gestação 
sem o uso sistemático da ecografia.
O estrondoso sucesso da técnica deve ser creditado às inovações 
tecnológicas na captação e no tratamento de imagens, uma arte que passa 
pela fabricação de incríveis transdutores para emissão e captação de 
ultrassom, pela matemática envolvida na transformação de sinais 
elétricos em imagens tridimensionais e pela eletrônica associada.
Graças à criatividade de engenheiros, físicos e matemáticos, os 
médicos contemporâneos têm à sua disposição um recurso não invasivo 
capaz de acompanhar visualmente a dinâmica do corpo humano em tempo 
real.

Carlos Alberto dos Santos
Professor aposentado do Instituto de Física da Universidade Federal do 
Rio Grande do Sul (UFRGS) e professor visitante da Universidade Federal 
Rural do Semi-árido (Ufersa)

http://www.cienciahoje.org.br/noticia/v/ler/id/4922/n/ecografia:_tema_transversal_para_o_ensino_medio