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ANGELO ROSSETTI (ED.)
La filosofia con cui è stato concepito questo testo è quella dell’utilità pratica: il testo mira ad essere essenziale, sintetico e di agevole consultazione. Il testo-atlante è rivolto a tutti gli Specialisti che si interessano di patologia vascolare, ai cultori delle metodiche ultrasonografiche, ai Medici di Medicina Generale, agli Studenti di Medicina e Chirurgia, agli specializzandi in Medicina Interna, Angiologia, Cardiologia, Nefrologia, Neurologia, Chirurgia e Radiologia; il testo potrà inoltre essere di grande interesse per i dottori in scienze infermieristiche. Il testo-atlante è strutturato in due parti: nella prima parte vengono descritte le metodiche ultrasonografiche che portano alla diagnosi delle più frequenti patologie di interesse vascolare, mentre nella seconda parte vengono trattati i farmaci di maggior impiego con le relative indicazioni terapeutiche, i nuovi anticoagulanti orali, le indicazioni chirurgiche e di radiologia interventistica. Questo testo-atlante è il frutto dell’ esperienza di molti Specialisti che si dedicano alla diagnosi e alla cura dei pazienti affetti da malattie vascolari.
Mat tioli 1885
Testo Atlante di
PATOLOGIA VASCOLARE DALL’ECO-COLOR-DOPPLER ALLA DIAGNOSI E ALLA TERAPIA T R A T T A T I
M at t i ol i 1 8 8 5
ANGELO ROSSETTI (ED.)
12:30
ISBN 978-88-6261-196-1
e 60,00
DALL’ECO-COLOR-DOPPLER ALLA DIAGNOSI E ALLA TERAPIA
22-07-2011
TESTO ATLANTE DI PATOLOGIA VASCOLARE
cop:copertina LUI
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TR AT TAT I
Testo Atlante di Patologia Vascolare: dall’ eco-color-Doppler alla diagnosi e alla terapia.
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Editor: ANGELO ROSSETTI
Testo Atlante di Patologia Vascolare: dall’ eco-color-Doppler alla diagnosi e alla terapia
Mat tioli 1885
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editor: ANGELO
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ROSSETTI
titolo TESTO ATLANTE DI PATOLOGIA ALLA DIAGNOSI E ALLA TERAPIA
VASCOLARE : DALL’ ECO-COLOR-DOPPLER
isbn
978-88-6261-196-1
pubblicazione FIDENZA, 2011
© M a t t i o l i 1 8 8 5 spa
www.mattioli1 8 8 5 .com
Questa pubblicazione è soggetta a copyright. Tutti i diritti sono riservati, essendo estesi a tutto e a parte del materiale, riguardando specificatamente i diritti di ristampa, riutilizzo delle illustrazioni, citazione, diffusione radiotelevisiva, riproduzione su microfilm o su altro supporto, memorizzazione su banche dati. La duplicazione di questa pubblicazione intera o di una sua parte è pertanto permessa solo in conformità alla legge italiana sui diritti d’autore nella sua attuale versione, ed il permesso per il suo utilizzo deve essere sempre ottenuto dall’Editore. Qualsiasi violazione del copyright è soggetta a persecuzione giudiziaria in base alla vigente normativa italiana sui diritti d’autore. L’uso in questa pubblicazione di nomi e termini descrittivi generali, nomi registrati, marchi commerciali, ecc., non implica, anche in assenza di una specifica dichiarazione, che essi siano esenti da leggi e regolamenti che ne tutelino la protezione e che pertanto siano liberamente disponibili per un loro utilizzo generale. Limitazioni: Autori ed Editore non possono garantire l’esattezza di tutte le eventuali informazioni che riguardano i dosaggi e le indicazioni contenute in questo volume. In ogni singolo caso il lettore deve controllare la correttezza di tali informazioni consultando la letteratura specializzata.
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Dedico questo manuale di pratica clinica a mia moglie Elisabetta, compagna di vita Angelo Rossetti
Ringraziamenti: A tutti i collaboratori e coautori del libro e Sezione AIPA di Parma e Marco Zannoni per gli splendidi disegni
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Introduzione
La filosofia con cui è stato concepito questo testo è quella dell’utilità pratica: il testo mira ad essere essenziale, sintetico e di agevole consultazione. Il testo-atlante è rivolto a tutti gli Specialisti che si interessano di patologia vascolare, ai cultori delle metodiche ultrasonografiche, ai Medici di Medicina Generale, agli Studenti di Medicina e Chirurgia, agli specializzandi in Medicina Interna, Angiologia, Cardiologia, Nefrologia, Neurologia, Chirurgia e Radiologia; il testo potrà inoltre essere di grande interesse per i dottori in scienze infermieristiche. Il testo-atlante è strutturato in due parti: nella prima parte vengono descritte le metodiche ultrasonografiche che portano alla diagnosi delle più frequenti patologie di interesse vascolare, mentre nella seconda parte vengono trattati i farmaci di maggior impiego con le relative indicazioni terapeutiche, i nuovi anticoagulanti orali, le indicazioni chirurgiche e di radiologia interventistica. Questo testo-atlante è il frutto dell’ esperienza di molti Specialisti (Internisti, Angiologi, Chirurghi Vascolari, Cardiologi, Neurologi, Nefrologi, Radiologi) che si dedicano alla diagnosi e alla cura dei pazienti affetti da malattie vascolari. Desidero ringraziare tutti coloro che hanno permesso con il loro lavoro, con la loro esperienza e professionalità, la realizzazione di questo testo con la speranza che esso possa essere un utile riferimento per la cura degli ammalati di patologie vascolari. Angelo Rossetti
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Prefazione
E’ con piacere che ho accettato di scrivere una breve prefazione al testo curato da Angelo Rossetti, soprattutto per il fatto che non vanto nessun diritto di paternità sul libro e quindi il mio giudizio è privo di condizionamenti. Mi sembra che si tratti di un’opera ben riuscita, di rapida e facile consultazione, un pregio per un libro che si occupa di medicina, una scienza in rapida e continua evoluzione. Ogni volta che nuove ricerche e nuove esperienze cliniche ampliano la nostra conoscenza, è necessario che rapidamente intervengano anche cambiamenti nella gestione dei pazienti,e non solo dal punto di vista terapeutico. Tutto ciò presuppone ovviamente una conoscenza approfondita delle singole patologie, oltre al desiderio, assolutamente imprescindibile, di approfondire ogni argomento di maggior interesse. La scelta di fornire, per ogni argomento trattato, le nozioni fondamentali è stata fatta in questa ottica. Mi sembra inoltre importante sottolineare la volontà degli autori di aver concepito un’opera utile anche per i dottori in scienze infermieristiche, la cui collaborazione nella gestione del paziente diventa sempre più insostituibile, ma che necessitano di poter ampliare le conoscenze fornite durante il corso di laurea. Mi auguro che il giudizio di ognuno di voi non sia molto diverso dal mio. Roberto Quintavalla
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Indice
Capitolo 1 Fisica e tecnologia degli ultrasuoni R. Giacosa
21
Capitolo 2 Ecocolordoppler delle carotidi A. Rossetti
32
Capitolo 3 La misurazione dello spessore miointimale della carotide comune E. Paganelli
43
Capitolo 4 Ecocolordoppler dell’ arteria vertebrale e il furto della succlavia E. Paganelli, A. Rossetti
45
Capitolo 5 Ecocolordoppler dell’ arteria temporale A. Rossetti
50
Capitolo 6 Ecocolordoppler dell’ arteria oftalmica e dell’ arteria centrale della retina A. Rossetti
52
Capitolo 7 Ecocolordoppler transcranico A. Rossetti
54
Capitolo 8 Ecocolordoppler transcranico nella valutazione del Forame Ovale Pervio (PFO) A. Rossetti
60
Capitolo 9 Ecocolordoppler delle arterie degli arti superiori e sindrome dello stretto toracico G. Carolla
64
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Indice Capitolo 10 L’Ecocolordoppler nella patologia aneurismatica dell’ aorta addominale P. Bresciani, G. Negrini
70
Capitolo 11 Ecocolordoppler dell’ arteria renale P. Bresciani, R. Giacosa
75
Capitolo 12 Ecocolordoppler dei vasi arteriosi splancnici (Tronco celiaco, mesenterica superiore, arterie renali) R. Giacosa
82
Capitolo 13 Ecocolordoppler arterioso degli arti inferiori M. Azzarone
84
Capitolo 14 Ecocolordoppler degli aneurismi e pseudoaneurismi degli arti inferiori A. Rossetti
89
Capitolo 15 Ecocolordoppler venoso degli arti superiori A. Rocci
92
Capitolo 16 Ecocolordoppler della vena cava inferiore R. Giacosa
97
Capitolo 17 Ecocolordoppler della vena porta e ipertensione portale R. Giacosa
100
Capitolo 18 Ecocolordoppler venoso degli arti inferiori (Trombosi venose profonde, TVP) A. Rossetti
111
Capitolo 19 Ecocolordoppler venoso degli arti inferiori (Trombosi venose superficiali, TVS) P. M. Ferrini
118
Capitolo 20 Ecocolordoppler nell’insufficienza venosa cronica degli arti inferiori A. De Troia
122
Capitolo 21 Lo studio ecocolordoppler della fistola artero-venosa per emodialisi R. Giacosa, S. Mattei
129
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Indice Capitolo 22 L’ ecografia con il contrasto nello studio dei grossi vasi D. Bokor
139
Capitolo 23 Tromboendoarteriectomia carotidea T. Tecchio, L. Biasi
143
Capitolo 24 Terapia chirurgica degli aneurismi dell’ aorta addominale L. Biasi, T. Tecchio
148
Capitolo 25 Terapia Chirurgia della ischemia cronica ed acuta degli arti inferiori M. Azzarone, P.F. Salcuni
156
Capitolo 26 Terapia Chirurgia delle varici degli arti inferiori M. Zannoni
162
Capitolo 27 Il trattamento endovascolare dell’ ischemia cerebrale cronica: prevenzione dello stroke P. Piazza, R. Menozzi
165
Capitolo 28 Angioplastica transluminale C. Rossi, P. Larini, C. Marcato, S. Bruni
170
Capitolo 29 Filtri cavali P. Larini, C. Marcato, C. Rossi, S. Bruni
182
Capitolo 30 Antiaggreganti piastrinici U. Taliani
186
Capitolo 31 Eparine P. Rubino
189
Capitolo 32 La terapia anticoagulante orale (TAO) M.I. Tassoni
192
Capitolo 33 I farmaci trombolitici G.Q. Villani
198
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Indice Capitolo 34 Fondaparinux C. Pattacini
201
Capitolo 35 Effetti vascolari della terapia antipertensiva A. Cabassi, M. Jordana
204
Capitolo 36 Statine D. Ardigò
208
Capitolo 37 Controllo dei fattori di rischio cardiovascolare D. Ardigò
210
Capitolo 38 Cilostazolo, iloprost, bosentan P. Rossetti
212
Capitolo 39 Le calze elastiche nella malattia venosa G. Finzi
219
Capitolo 40 Trombofilia M.R. Lombardi
221
Capitolo 41 Profilassi e terapia del tromboembolismo in gravidanza M.R. Lombardi
224
Capitolo 42 Profilassi del TEV C. Pattacini
228
Capitolo 43 Terapia della trombosi venosa superficiale e profonda P. M. Ferrini
231
Capitolo 44 Terapia della tromboembolia polmonare A. Rossetti
233
Capitolo 45 Terapia della trombosi venosa CVC correlata A. Rossetti
235
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Indice Capitolo 46 Terapia delle trombosi venose in sedi rare C. Pattacini
236
Capitolo 47 Terapia dell’ ipertensione polmonare post-embolica W. Serra
238
Capitolo 48 Tramento della sindrome post-trombotica e dell’ ulcera venosa G. Finzi
244
Capitolo 49 Trattamento dell’ attacco ischemico transitorio (TIA) U. Scoditti, C. Tonelli
251
Capitolo 50 Trattamento dello stroke ischemico acuto, trattamento dello stroke da trombosi dei seni venosi, trattamento dello stroke da dissecazione, profilassi secondaria dello stroke ischemico e dei TIA U. Scoditti, C. Tonelli
254
Capitolo 51 La terapia medica dell’ arteriopatia obliterante periferica S. M. Tardio
259
Capitolo 52 Terapia del F. di Raynaud A. Rossetti, P. Rossetti
263
Capitolo 53 Terapia del M. di Burger A. Rossetti, P. Rossetti
266
Capitolo 54 I nuovi anticoagulanti orali R. Quintavalla
267
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Indice Autori
Editor: Rossetti Angelo Medico Internista, Dirigente Medico, Azienda Ospedaliero-Universitaria di Parma E-mail: arossetti@ao.pr.it
Ardigò Diego Medico Internista, U.O. Clinica e Terapia Medica, Azienda Ospedaliero - Univerditaria di Parma
Ferrini Piera Maria Medico Internista, Dirigente Medico, Azienda OspedalieroUniversità di Parma
Azzarone Matteo Ricercatore Universitario, Chirurgia Vascolare , Università di Parma
Finzi Giuseppe Medico Internista, Dirigente Medico, Azienda OspedalieroUniversitaria di Parma
Biasi Lukla Contrattista, Chirurgia Vascolare, Azienda OspedalieroUniversitaria di Parma
Giacosa Roberto Medico Internista, Responsabile UF. di ecografia diagnostica Casa di Cura Città di Parma
Bokor Daniela Medico Cardiologo, Direzione Medica Bracco
Jordana Mar Spec. in Medicina Interna, Università di Parma
Bresciani Paolo Dirigente Medico, Radiologo, Azienda OspedalieroUniversitaria di Parma
Larini Pietro Dirigente Medico, Radiologo, Azienda OspedalieroUniversitaria di Parma
Bruni Stefano Dirigente Medico, Radiologo, Azienda OspedalieroUniversitaria di Parma
Lombardi Maria Rosa Medico Internista, Dirigente Medico, Azienda OspedalieroUniversitaria di Parma
Cabassi AderviIle Ricercatore Universitario, Dipartimento cardio-nefropolmonare, Azienda Ospedaliero - Univerditaria di Parma
Marcato Carla Dirigente Medico, Radiologo, Azienda OspedalieroUniversitaria di Parma
Carolla Gaetano Medico Internista, Dirigente Medico, Azienda OspedalieroUniversitaria di Parma
Mattei Silvia Dirigente Medico, Nefrologo, ASMN Reggio Emilia Menozzi Roberto Dirigente Medico, Neuroradiologo, Azienda OspedalieroUniversitaria di Parma
De Troia Alessandro Ricercatore Universitario, Chirurgia Vascolare, Università di Parma 17
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Indice Autori Scoditti Umberto Dirigente Medico, Neurologo, Azienda OspedalieroUniversitaria di Parma
Negrini Giulio Spec. in Radiologia, Università di Parma Paganelli Enrico Medico Internista, Dirigente Medico, Azienda OspedalieroUniversitaria di Parma
Serra Walter Dirigente Medico, Cardiologo, Azienda OspedalieroUniversitaria di Parma
Pattacini Corrado Medico Internista, Dirigente Medico, AUSL Parma
Taliani Umberto Dirigente Medico, Cardiologo, Azienda OspedalieroUniversitaria di Parma
Piazza Paolo Dirigente Medico, Neuroradiologo, Azienda OspedalieroUniversità di Parma
Tardio Sergio Michele Medico Internista, Dirigente Medico, Azienda Ospedaliero Universitaria di Parma
Quintavalla Roberto Direttore U.O. Med. Interna Angiologia e Coagulazione, Azienda Ospedaliero-Universitaria Parma
Tassoni Maria Ilaria Medico Internista, Dirigente Medico, Azienda Ospedaliero Universitaria di Parma
Rocci Anna Medico Internista, Dirigente Medico, Azienda OspedalieroUniversitaria di Parma
Tecchio Tiziano Ricercatore Universitario, Chirurgia Vascolare, Università di Parma
Rossetti Pietro Spec. Medicina Interna, U.O. Clinica e Terapia Medica, Azienda Ospedaliero - Univerditaria di Parma
Tonelli Claudio Medico Internista
Rossi Cristina Direttore U.O. di Radiologia, Azienda OspedalieroUniversitaria di Parma
Villani Giovanni Quinto Direttore U.O. di Cardiologia, Ospedale di Piacenza
Rubino Pasquale Contrattista Med. Interna Angiologia e Coagulazione, Azienda Ospedaliero-Universitaria di Parma
Zannoni Marco Ricercatore Universitario, Chirurgia Generale, Università di Parma
Salcuni Pier Franco Professore Ordinario di Chirurgia Vascolare, Università di Parma
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Capitolo 1
Fisica e tecnologia degli ultrasuoni Roberto Giacosa
a) Generazione degli ultrasuoni
1) TECNOLOGIA E REGOLAZIONI DELL’ULTRASONOGRAFIA IN SCALA DI GRIGI (B MODE)
Come tutti i fenomeni ondulatori, le onde ultrasonore sono descritte dai seguenti parametri (Fig. 1): - frequenza: è il numero di cicli di rarefazione-compressione nell’unità di tempo - lunghezza d’onda (λ): è la distanza tra due punti in fase tra loro in due cicli successivi - ampiezza (A): è la massima pressione raggiunta nel mezzo acustico in fase di compressione - periodo (P): è l’inverso della frequenza e rappresenta il tempo impiegato per percorrere una distanza pari alla lunghezza d’onda. All’interno delle sonde esistono gli elementi piezoelettrici, in genere dei cristalli, che investiti dagli impulsi elettrici entrano in vibrazione e trasformano (trasducono) l’energia elettrica in meccanica, generando onde di rarefazione e compressione, gli ultrasuoni, che si trasmettono nella materia. La prima caratteristica degli ultrasuoni emessi dalla sonda che è necessario conoscere è la loro frequenza. Esistono diversi tipi di sonde, a seconda del distretto corporeo da esaminare, che si differenziano tra di loro soprattutto in base alle frequenze di esercizio. Ciascun tipo di sonda inoltre presenta una forma (geometria di sonda) adatta al distretto da analizzare: ad esempio la sonda utilizzata per l’addome presenta una forma convessa (convex), studiata appositamente per favorire la pressione sulle anse intestinali ed allontanarne il meteorismo, mentre per lo studio delle carotidi viene comunemente utilizzata una sonda con superficie lineare.
Introduzione Gli ultrasuoni sono onde sonore non udibili dall’orecchio umano, con una frequenza (in diagnostica ecografica) compresa tra 1 e 17 milioni di cicli al secondo (Mega Hertz). Si tratta di onde meccaniche di rarefazione e compressione della materia, che non si trasmettono nel vuoto ma soltanto attraverso un mezzo acustico, con il quale presentano numerose interazioni, da cui scaturiscono gli impieghi in diagnostica. Affronteremo i principali parametri fisici e tecnologici degli ultrasuoni suddividendo a scopo didattico l’argomento in 3 capitoli: a) generazione degli ultrasuoni b) trasmissione degli ultrasuoni nella materia ed interazioni ultrasuoni-materia c) ricostruzione dell’immagine ecografica sullo schermo (rappresentazione degli ultrasuoni riflessi). Negli apparecchi ecografici, gli ultrasuoni vengono generati all’interno delle sonde, o trasduttori, si trasmettono nel mezzo acustico (l’organismo) ove si verificano le interazioni ultrasuoni-materia, ritornano infine alla sonda ove vengono nuovamente trasdotti in impulsi elettrici e rappresentati sotto forma di pixel luminosi sullo schermo. Ciascuno di questi procedimenti prevede dei controlli nell’apparecchiatura ecografica, che devono essere opportunamente regolati dall’operatore e che sono fondamentali per ottenere un immagine diagnostica corretta ed affidabile. Nota Nei box si troveranno indicazioni sulle regolazioni, corrispondenti a tasti e controlli specifici presenti sull’apparecchio ecografico.
Figura 1.
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R. Giacosa La prima regolazione che effettuiamo è la scelta della sonda. La scelta della sonda dipende dal distretto corporeo da analizzare. Ciascuna sonda ha un range di frequenze adatto allo studio del distretto a cui è dedicata. In linea di massima, per l’addome si utilizza la sonda convex (frequenza compresa tra 1 e 7 MHz). Per le strutture superficiali, compresi i vasi, si utilizza la sonda lineare (5-17 MHz), per lo studio cardiaco la sonda settoriale (1-4,5 MHz), che ha una superficie ridotta ed è adatta ad essere inserita tra gli spazi intercostali.
Il controllo FREQUENZA degli apparecchi ecografici permette di regolare la frequenza di uscita degli ultrasuoni. Ogni sonda presenta un range di frequenze di emissione (sonde multifrequenza larga banda). Utilizzando frequenze basse si ottiene una migliore penetrazione in profondità (consigliabile in pazienti obesi, strutture profonde), ma una minore risoluzione. Per lo studio di strutture più superficiali, si consiglia di utilizzare la massima frequenza disponibile della sonda.
presenta un risoluzione minore della sonda lineare, ma è in grado di penetrare in profondità fino a 25-30 cm. Le moderne sonde non lavorano ad una singola frequenza, ma possiedono un ampio range di frequenze di esercizio, che può essere variata dall’operatore. Per ottenere un’immagine ecografica affidabile, dobbiamo regolare correttamente l’apparecchiatura per ciascun paziente e per ogni particolare distretto corporeo da analizzare, al fine di ottenere sempre la massima risoluzione. Per risoluzione in genere si intende la capacità dell’apparecchiatura di discriminare strutture distinte. Esistono almeno 4 tipi fondamentali di risoluzione, cui si riferiscono differenti regolazioni dell’apparecchiatura ecografica: - risoluzione assiale - risoluzione laterale - risoluzione temporale - risoluzione di contrasto. La risoluzione assiale è la capacità degli ultrasuoni di riconoscere come distinti due punti situati su di una linea verticale (Fig. 2). All’aumentare della frequenza aumenta la risoluzione assiale. La risoluzione laterale si riferisce alla capacità degli ultrasuoni di distinguere due punti situati su una linea orizzontale. Essa dipende dalla densità delle linee di vista, cioè le linee di propagazione degli ultrasuoni, presenti in un determinato punto nel fascio ultrasonoro. Come mostrato nella figura 3, gli ultrasuoni emessi dalla sonda non si propagano in linea retta, ma presentano piuttosto una morfologia a clessidra, con una zona prossimale, detta zona di Fresnel, in cui le linee di vista sono tra di loro ravvicinate e dense; un punto di strozzatura o focalizzazione, ove la densità delle linee di propagazione degli ultrasuoni è massima; ed infine una zona distale, detta zona di Fraunhofer, ove le linee di vista si disperdono allontanandosi le une delle altre e la risoluzione laterale diminuisce.
Come mostrato in figura 2, gli ultrasuoni con una frequenza alta, per definizione, presentano una lunghezza d’onda relativamente breve (ad esempio per una frequenza di 10 MHz la lunghezza d’onda è di circa 0,1 mm): pertanto presentano molti fronti d’onda nell’unità di tempo. Questo significa che le onde ultrasonore attraversando la materia subiscono molte interazioni col mezzo acustico: da ciò deriva una migliore capacità di risoluzione spaziale, cioè di visualizzare strutture come distinte, ma minore capacità di penetrare in profondità, in quanto vengono maggiormente attenuate. Ne deriva pertanto che le frequenze più alte (7.5 – 17 Mega Hertz), in diagnostica medica, vengono utilizzate per lo studio di superficie (collo, vasi, muscoloscheletrica, mammella, endocavitarie), forniscono un’immagine molto dettagliata, ma non permettono di ‘sfondare’ in profondità oltre gli 8-10 cm. La sonda ad alta frequenza generalmente ha una geometria lineare, perché meglio si adatta allo studio delle strutture superficiali. La sonda dedicata allo studio dell’addome, la convex, presenta un range di frequenze comprese tra 1 e 7 MHz:
Figura 2. Rappresentazione schematica delle interazioni ultrasuoni-materia e della risoluzione assiale di due sonde a diversa frequenza.
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Fisica e tecnologia degli ultrasuoni Il controllo FOCUS o FOCALIZZAZIONE dell’apparecchiatura ecografica permette di spostare a piacimento la zona di massima focalizzazione, ove le linee di vista sono più dense. Con questo sistema è possibile avere la massima risoluzione laterale in corrispondenza della struttura che si vuole esaminare. Pertanto è sempre consigliabile spostare la focalizzazione in corrispondenza della struttura in esame, per migliorare la qualità dell’immagine. In caso di più strutture da esaminare è possibile aumentare il numero di focalizzazioni fino a 3-4 punti, oppure estendere il range di focalizzazione come una banda. Il comando PROFONDITA’ permette di aumentare o diminuire la scala verticale del campo di vista. Con il controllo ZOOM è possibile ingrandire a piacimento una zona di interesse, mantenendo automaticamente la massima risoluzione assiale e laterale.
La risoluzione temporale è la capacità dell’apparecchiatura ecografica di mostrare in tempo reale gli ultrasuoni riflessi provenienti dai tessuti. La sonda ecografica lavora in modo ciclico: emette treni di impulsi ultrasonori, poi si arresta e attende gli ultrasuoni riflessi provenienti dai tessuti per trasformarli in immagini sullo schermo. Questa alternanza tra emissione e ricezione si verifica circa 30-40 volte al secondo. All’interno della nostra sonda, in ogni secondo, si alternano circa 30-40 cicli di emissione-ricezione degli ultrasuoni. Questa frequenza è il frame rate (frequenza di refresh) e corrisponde al numero di volte, nell’unità di tempo, in cui l’ecografo rinnova l’immagine ecografica. Si ricordi, in base alle leggi della cinematografia, che quando il frame rate scende al di sotto di un valore limite (16 Hertz, cioè 16 cicli al secondo) l’occhio umano percepisce le immagini in movimento non come continue (come in un film) ma ‘a scatti’, come un susseguirsi di fotogrammi statici.
Quanto maggiore è il frame rate, tanto maggiore è la risoluzione temporale delle immagini.
Figura 3. Rappresentazione schematica delle linee di propagazione degli ultrasuoni e loro focalizzazione.
Figura 4. Interazioni ultrasuoni-materia.
La risoluzione di contrasto: Vedi oltre nel paragrafo “rappresentazione degli ultrasuoni riflessi”.
b) Interazioni ultrasuoni-materia Le onde ultrasonore si propagano nei tessuti e, interagendo con le diverse interfacce acustiche che incontrano tra i vari diversi tessuti, subiscono fenomeni di riflessione (deviazione con ritorno verso la sonda – freccia rossa), rifrazione (prosecuzione nel mezzo acustico con angolatura diversa – freccia gialla) e diffusione (dispersione in tutte le direzioni – frecce azzurre) (Fig. 4). Le componenti dell’onda ultrasonora che, dopo aver interagito con i tessuti, ritornano in superficie verso la sonda vengono a loro volta trasdotte in impulsi elettrici che vengono rappresentati sullo schermo sotto forma di pixel luminosi (vedi oltre ‘rappresentazione degli ultrasuoni riflessi’).
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R. Giacosa per descrivere l’intensità degli echi. Anecogeno è proprio di una struttura completamente asonica, priva di echi all’interno, come i liquidi omogenei; iperecogeno presenta una maggiore ecogenicità, mentre ipoecogeno ne presenta una minore. Isoecogeno descrive l’uguaglianza di ecogenicità tra due strutture.
In base alle strutture attraversate dagli ultrasuoni, si riconoscono 3 tipi fondamentali di immagine ecografica (Fig. 5): - immagini di vuoto acustico, in cui gli ultrasuoni attraversano una struttura, generalmente liquida omogenea: in tal caso prevalgono i fenomeni di rifrazione, mentre saranno scarsi o nulli gli ultrasuoni riflessi che faranno ritorno sonda. Pertanto la rappresentazione dell’immagine è di vuoto acustico (nero); questo è il caso delle cavità a contenuto liquido (vescica, colecisti, contenuto dei vasi); - immagini di parenchima, in cui prevale il fenomeno della diffusione (scattering) e l’immagine che ne deriva è costituita da un omogeneo tappeto di fini echi puntiformi o trattiformi: è l’immagine tipica dei parenchimi (fegato nella foto); - immagini di parete, in cui prevale il fenomeno della riflessione, e si verifica quando gli ultrasuoni incontrano una struttura ad elevata impedenza acustica (una parete) e ne vengono in gran parte riflessi, da cui deriva la rappresentazione di strutture lineari ad elevata ecogenicità (diaframma, pareti di vasi, parete della colecisti, etc). La terminologia ecografica di riferimento prevede l’utilizzo del termine ‘ecogenicità’ nelle sue sfumature
A
c) Rappresentazione degli ultrasuoni riflessi Gli ultrasuoni riflessi dai tessuti vengono rappresentati sullo schermo come pixel luminosi e vengono organizzati in base al tempo che scorre e in base alla loro sede di provenienza (spazio) per formare l’immagine ecografica. Rappresentazione degli echi in base al tempo Esistono tre diverse modalità di rappresentazione degli ultrasuoni nel tempo, che prendono il nome dall’iniziale del modo stesso: - A-mode: amplitude-mode, oggi usata solo in oculistica e biometria oculare, prevede la rappresentazione degli ultrasuoni sotto forma di singoli picchi in modulazione di ampiezza; in altri termini ogni eco riflesso viene rappresentato come un picco, la cui ampiezza è proporzionale all’intensità dello stesso (Fig.6);
B
C
Figura 5. Semeiotica ecografica fondamentale a: immagine di vuoto acustico; b: immagine di parenchima (fegato); c: immagine di parete.
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Fisica e tecnologia degli ultrasuoni sposta sullo schermo con lo scorrere del tempo. Utilizzato prevalentemente in cardiologia, permette di studiare strutture in movimento rapido (come i lembi valvolari) (Fig. 8).
Opportuni tasti o potenziometri sulla tastiera o sui touch-screen dei nostri ecografi permettono di attivare i modi di visualizzazione B-mode, M-mode e CF-mode (color-flow).
Rappresentazione degli echi in base allo spazio La ricostruzione dell’immagine in B-mode prevede l’utilizzo di convenzioni per l’orientamento spaziale dell’immagine ecografica.
- B-mode: brightness-mode, è la modalità di rappresentazione utilizzata abitualmente in diagnostica, perché permette di visualizzare lo scorrere degli echi in tempo reale, rappresentando i singoli echi in modulazione di luminosità; in altre parole ogni eco è un punto luminoso sullo schermo, la cui luminosità (brightness) dipende dall’intensità dello stesso, ed il complesso di echi costituisce l’immagine ecografica, che viene rinnovata nel tempo (frame rate) (Fig. 7); - M-mode: time-motion mode, in cui gli echi sono rappresentati come una singola linea di vista che si
Orientamento longitudinale In senso verticale, le strutture più superficiali sono rappresentate nella parte alta dello schermo, le strutture più profonde si trovano invece in basso. Per non sbagliare conviene sempre osservare la scala graduata in centimetri a lato dell’immagine (Fig. 9).
Figura 6. A-mode.
Orientamento laterale Per orientarci nell’immagine ecografica in senso laterale (destra-sinistra), è sempre opportuno riferirsi al repere. Ogni sonda ecografica, se ne osserviamo i lati, presenta una fessura, scanalatura, linea colorata, punto luminoso od altro, che serve a differenziare i due lati della sonda. Così la sonda presenta sempre un lato identificato dal repere ed uno sprovvisto di repere. Per convenzione il repere deve essere orientato come segue: - per le scansioni trasversali l’operatore, che sta alla destra del paziente, mantiene il repere verso di sè (Fig. 10). Ciò che si trova a destra del paziente (in questo caso l’angioma epatico del segmento VII) viene rappresentato nella parte sinistra dello schermo, in cor-
Figura 7. B-mode.
Figura 8. M-mode.
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R. Giacosa Quando gli ultrasuoni provenienti dai tessuti vengono trasdotti in impulsi elettronici, gli ecografi prevedono una serie di parametri regolabili dall’operatore al fine di migliorare ulteriormente l’immagine che si forma. In questo contesto, la risoluzione di contrasto è la capacità dell’apparecchiatura di evidenziare come distinte zone ad impedenza acustica ed ecogenicità tra di loro simile. Questa risoluzione dipende da caratteristiche intrinseche dello strumento (il rumore di fondo, la densità di elementi piezo-elettrici della sonda, la sequenza di attivazione dei cristalli, l’indice meccanico) e da un complesso di regolazioni, che va sotto il norme di post-processing, volte ad ottimizzare l’immagine in fase di acquisizione.
Imaging armonico L’attivazione dell’armonica tissutale permette all’operatore di selezionare tra i diversi echi provenienti dai tessuti soltanto quelli che presentano una frequenza doppia o multipla rispetto alla frequenza incidente di emissione. Grazie a questo procedimento elettronico, vengono ‘tagliate’ tutte quelle frequenze parassite che costituiscono il rumore di fondo dell’apparecchiatura, con un netto miglioramento della nitidezza dell’immagine. L’uso dell’imaging armonico è consigliabile nello studio delle strutture liquide (colecisti, vescica, cisti renali, etc) e nello studio dei calcoli renali.
Figura 9. Orientamento longitudinale.
rispondenza del repere. - per le scansioni longitudinali, la sonda viene sempre ruotata di 90° in senso orario, in modo da portare il repere verso l’alto. In questo modo (Fig. 11) il polo superiore di un organo (in questo caso il rene destro) viene rappresentato nella parte sinistra dello schermo, in corrispondenza del repere, il polo inferiore nella parete destra.
A
B Figura 10. A: posizione del repere in base all’operatore, in scansione trasversale. B: orientamento trasversale dell’immagine: ciò che del paziente sta dalla parte del repere, viene rappresentato sullo schermo dal lato del repere stesso (pallino giallo in alto alla sinistra del campo di vista).
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Fisica e tecnologia degli ultrasuoni Il POST-PROCESSING: I controlli BORDO e CONTRASTO permettono di demarcare in modo più o meno evidente le differenze tra echi contigui, rendendo l’immagine più definita. La regolazione della SCALA DI GRIGI permette di scegliere tra differenti modalità di codifica dei bianchi-grigi-neri, corrispondenti agli echi riflessi provenienti dai tessuti. La regolazione di PERSISTENZA permette di controllare per quanto tempo persistono gli ultrasuoni del fotogramma precedente in quello successivo. Se la persistenza è OFF l’immagine sarà più definita e dinamica. Il RANGE DINAMICO influenza la capacità dell’ecografo di discriminare segnali con differente intensità.
li rossi in movimento all’interno dei vasi. Essi ne restituiscono una seconda frequenza (frequenza riflessa), differente, che viene captata dalla sonda ed analizzata. Il doppler shift è appunto la differenza tra la frequenza incidente e la frequenza riflessa, viene misurata in Hertz, ed inserita nella formula di Doppler: Δf (doppler shift) =
2F . V cos α c
Ove: • F è la frequenza incidente e c’è una costante fisica legata al mezzo in cui si propagano gli ultrasuoni; • V è l’informazione fondamentale fornita dal doppler riguardo un flusso ematico, cioè la sua velocità, che può essere positiva o negativa (cioè la sua direzione); • Cos α: è il coseno dell’angolo (α) che si forma tra gli ultrasuoni incidenti e l’asse longitudinale del vaso. Grazie al modulo color-doppler, l’ecografo fornisce il calcolo della velocità del flusso, nonché la sua direzione. Per eseguire calcoli corretti, la macchina ha bisogno di conoscere l’angolo (α), che esprime la reciproca posizione della sonda rispetto ai vasi. Tale valore deve essere fornito dall’operatore, utilizzando il controllo apposito (vedi box). Nota: Angolazioni superiori a 60° non sono accettabili, per la scarsa affidabilità e riproducibilità dei valori di velocità che se ne ricavano. Si consideri infatti che il coseno di 90° è pari a 0, pertanto, più il valore angolare supera i 50-60°, più i valori di velocità che se ne ricavano risultano inaffidabili e scarsamente riproducibili. Se gli ultrasuoni incidenti e l’asse vasale determinano un angolo troppo ortogonale, e comunque superiore a 60°, occorre eseguire un nuovo campionamento,
Figura 11. Orientamento in scansione longitudinale. Il repere viene portato verso l’alto e corrisponde sempre a ciò che sta craniale.
2) PRINCIPI DI ANALISI COLOR-DOPPLER La sirena dell’autoambulanza ha un suono diverso a seconda della direzione da cui proviene e della sua velocità. Questa comune esperienza, chiamata ‘effetto doppler’, si fonda sul principio fisico descritto dal fisico danese Hans Christian Doppler, per il quale una sorgente sonora in movimento emette una frequenza (percepita come) differente in base alla direzione e velocità della sorgente stessa. Direzione e velocità sono appunto le due fondamentali informazioni che forniscono le apparecchiature ecografiche con color-doppler, riguardanti le sorgenti sonore in movimento. Queste sorgenti sonore in movimento non sono altro che i ‘gruppetti’ (pacchetti) di globuli rossi all’interno dei vasi sanguigni. Le apparecchiature doppler emettono una frequenza di insonazione (frequenza incidente) che investe i globu-
L’attivazione del modulo COLOR permette di inserire nell’immagine ecografica la rappresentazione delle strutture mobili all’interno dei vasi, cioè i pacchetti di globuli rossi in movimento. Essi sono rappresentati in colore rosso se il flusso si avvicina alla sonda, in colore blu se il flusso si allontana. Con il modulo POWER si attiva una modalità di visualizzazione dei flussi che dipende dalla loro energia e non dalla loro velocità. 27
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R. Giacosa La CORREZIONE ANGOLARE compare sulla testiera degli apparecchi ecografici generalmente sotto forma di un potenziometro con la denominazione ‘angolo’, ‘angle’, oppure ‘correzione angolo’. E’ fondamentale fornire l’esatta angolazione del vaso rispetto agli ultrasuoni incidenti al fine di misurare correttamente la velocità. Ciò si esegue avvalendosi di una semiretta, che compare sul monitor all’accensione dello spettro doppler, che può essere ruotata con l’apposito potenziometro, fino a renderla parallela all’asse maggiore del vaso in questione. Ciò permette di leggere l’angolo α sullo schermo stesso.
obliquando opportunamente la sonda oppure utilizzando il controllo steering per ottenere angoli di insonazione più accettabili. Per convenzione, è considerata positiva la direzione di un flusso che si avvicina alla sonda, negativa una direzione che si allontana dalla sonda.
Lo STEERING è un utile strumento che permette di modificare artificialmente l’inclinazione degli ultrasuoni uscenti dalla sonda. In altre parole, se lo steering è regolato su 0°, gli ultrasuoni escono dalla sonda senza alcuna inclinazione, mentre al variare dello steering (in genere variabile tra +20° e -20°), l’angolazione degli ultrasuoni viene obliquata all’origine.
Il modulo colore
0°
All’accensione del box colore, la macchina sovrappone all’immagine in scala di grigi (B-mode) l’immagine doppler proveniente dal flusso ematico nei vasi. L’immagine diventa duplex, perché contiene una doppia informazione, il B-mode ed il box colore. Il box colore mostra una codifica della velocità e della direzione dei flussi basata su scale cromatiche (Fig. 12): - la scala delle temperature: per le velocità positive,
-20°
+15°
Questo artifizio è particolarmente utile (indispensabile) nello studio dei vasi del collo e delle gambe, in cui i vasi hanno un decorso pressochè ortogonale (90°) rispetto alla superficie della sonda.
Figura 12. Scala delle temperature e scala del cielo per la codifica color delle velocità rispettivamente positive e negative.
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Fisica e tecnologia degli ultrasuoni dimostra che non vi sono globuli rossi che vanno ad una velocità diversa dal gruppo. Il tracciato doppler riflette la presenza di un flusso pulsatile, con sistole e diastole, tipico delle arterie, o di un flusso continuo fasico come nei distretti venosi.
cioè per i flussi che si avvicinano alla sonda, in cui i flussi più lenti sono rappresentati in rosso scuro, mentre all’aumentare delle velocità il colore che la rappresenta diventa arancione - giallo - bianco (massime velocità); - la scala del cielo: per le velocità negative, cioè in allontanamento della sonda, in cui i flussi più lenti sono rappresentati in blu scuro, mentre all’aumentare delle velocità negative il colore che le rappresenta diventa blu - azzurro - bianco (massime velocità).
Il modulo doppler L’interrogazione doppler dei vasi prevede l’introduzione sul monitor del nostro ecografo di una terza informazione, oltre al B-mode ed al modulo colore, cioè la visualizzazione diretta della traccia delle velocità con lo spettro doppler. L’immagine pertanto diventa triplex, in quanto esprime la codifica di una triplice informazione. All’accensione del doppler, compare sullo schermo una linea di vista che rappresenta la linea di campionamento della traccia doppler. Utilizzando il comando ‘aggiorna’ o ‘update’, l’apparecchiatura mostra una traccia che rappresenta lo spettro delle velocità presenti nel vaso in esame (Fig. 13). Nello spettro (o traccia) doppler, tramite la trasformata rapida di Fourier (FFT), ciascuna linea bianca verticale rappresenta la velocità di un singolo pacchetto di globuli rossi. Questa velocità si legge a lato nella scala numerica oppure posizionando il caliper (calibro) in corrispondenza del punto di flusso che si desidera misurare. Quando il flusso è laminare, tutti i pacchetti di globuli rossi presenti nei vasi hanno la stessa velocità (ad eccezione di quelli più prossimi alla parete vasale che subiscono un lieve rallentamento): in questo caso lo spettro delle velocità doppler (Fig. 14) presenta una finestra, cioè un’area vuota nella traccia stessa, che
Figura 13. Spettro doppler in un’immagine triplex.
Figura 14. Lo spazio vuoto (nero) all’interno della traccia doppler rappresenta la cosiddetta ‘finestra’.
Il modulo doppler si attiva dalla tastiera dell’ecografo con i comandi DC e DP, rispettivamente per il doppler continuo (usato in ecocardiografia) e per doppler pulsato (tutti gli altri usi). L’attivazione del doppler consente la comparsa sullo schermo di una traccia verticale (linea di vista), che può essere spostata a piacimento dell’operatore (tramite la trackball) per collocare il campione all’interno di un flusso vasale. Per attivare la comparsa dello spettro doppler è necessario premere il tasto ‘aggiorna’ o ‘update’. L’ampiezza del volume campione può essere regolata, in base al calibro del vaso in esame: in genere si preferisce un volume campione che copra almeno il 50% del lume del vaso in esame. Fondamentale nei controlli doppler è la PRF (o scala), che rappresenta nel doppler pulsato la frequenza di ripetizione dell’impulso all’interno del volume campione. All’aumentare delle velocità dei flussi in esame (come avviene in presenza di stenosi), la PRF deve essere aumentata fino ai valori massimi, al fine di ottenere uno spettro doppler correttamente rappresentato. 29
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Figura 15. Doppler continuo.
pulsi lungo la linea di vista alternati a fasi di ricezione, in cui ‘ascolta’ la frequenza riflessa proveniente dalle strutture in movimento nei vasi. Questo tipo di impulso doppler permette la regolazione del volume campione, che può essere spostato a piacimento dell’operatore per scegliere esattamente dove campionare il flusso. Ai massimi valori di PRF può campionare flussi fino a 2-3 m/sec (Fig. 16). Nell’eseguire il campionamento doppler, occorre sempre tenere presente la legge di Nyquist, secondo la quale (Fig. 17) la rappresentazione della traccia di velocità è corretta solo se la frequenza di ripetizione degli impulsi (PRF), all’interno del volume campione, è almeno il doppio della massima velocità presente nello spettro. In altre parole, come mostrato in figura 18, se non aumentiamo correttamente la PRF all’aumentare delle velocità dei flussi che analizziamo, rischiamo di avere una rappresentazione distorta e ‘amputata’ dello spettro di velocità. Si ribadisce che le regolazioni fondamentali per un corretto campionamento doppler delle velocità sono: - angolo α di insonazione: permette all’ecografo di calcolare correttamente la velocità del flusso - PRF (pulse repetition frequency): permette all’ecografo di ‘leggere’ e rappresentare correttamente lo spettro di velocità , presente in un determinato distretto. Anche nel caso del modulo colore e della traccia doppler esistono i controlli di post-processing, che l’apparecchiatura digitale mette in atto al momento di costruire l’immagine ecografica che noi vediamo sullo
Figura 16. Doppler pulsato.
Tipi di campionamento doppler: • DC: doppler continuo: viene utilizzato in ecocardiografia perché permette di campionare flussi molto veloci, fino a 8-10 m/sec (come si verifica nella stenosi aortica); la macchina emette in continuo treni di impulsi lungo la linea di vista e contemporaneamente analizza la frequenza riflessa dalle strutture in movimento nei vasi. Questo tipo di doppler non prevede la presenza di un volume campione, dal momento che il campionamento dei flussi avviene continuamente lungo tutta la lunghezza della linea di vista (Fig. 15). • DP: doppler pulsato: è quello di più largo impiego in diagnostica vascolare. L’ecografo emette treni di im-
Figura 17. Legge di Nyquist. La PRF (pulse repetition frequency), cioè la frequenza del campionamento all’interno del vaso, deve essere almeno doppia rispetto alla massima velocità di flusso del vaso stesso.
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Figura 18.A sinistra: errata regolazione della PRF, troppo bassa per il flusso in esame (si noti la scala a lato del flusso che va da -40 a +40 cm/sec), per cui la rappresentazione della traccia doppler risulta ‘amputata’ e distorta. A destra: nello stesso vaso, corretta regolazione della PRF (si noti la scala a lato che va da 120 a + 120 cm/sec).
L’accensione del box colore prevede attualmente l’utilizzo di diverse modalità di campionamento: COLOR-DOPPLER: viene rappresentata su scala cromatica la VELOCITA’, la DIREZIONE ed i CARATTERI (laminare/turbolento) del flusso. POWER-DOPPLER: rappresentazione colorimetrica funzionale all’ENERGIA complessiva dei globuli rossi in movimento (che è proporzionale al numero dei GR): utile per il flussi lenti (come quelli intra-parenchimali), ha le caratteristiche di essere meno sensibile agli artefatti da movimento. Viene rappresentata in scala di arancione, di intensità proporzionale all’energia dei globuli rossi in movimento. Non prevede velocità negative, dal momento che non fornisce informazioni sulla direzione del flusso. POWER-DIREZIONALE o CONVERGENZA: è un mix tra i due precedenti, in cui viene sfruttata la capacità del power di visualizzare flussi lenti, unitamente alle caratteristiche del color che ne forniscono la direzione.
CONTROLLI DI POST-PROCESSING: C/D gain: guadagno complessivo del segnale colore o della traccia doppler: da adattare caso per caso. BOX COLORE: regola le dimensioni del box colore: più strette sono, migliore è la qualità dell’immagine. FOCUS: se la focalizzazione in B-mode è scorretta, si degrada anche l’immagine color. WALL FILTER: il filtro di parete taglia le frequenze indesiderate (rumore) provenienti dalle pareti vasali in movimento. PERSISTENZA CD: stabilisce per quanto tempo persiste il fotogramma colore precedente nell’immagine attuale: migliora la qualità dell’immagine colore in presenza di alta persistenza. COLOR MAP: disegna una diversa scala cromatica all’interno del vaso, rappresentato in maniera più o meno accentuata le differenze di velocità tra i pacchetti di globuli rossi all’interno del vaso stesso. 2. Harvey CJ, Pilcher JM, Eckersley RJ, Blomley MJ, Cosgrove DO. Advances in ultrasound. Clin Radiol 57(3):157-77; 2002. 3. Desser TS, Jeffrey RB. Tissue harmonic imaging techniques: physical principles and clinical applications. Semin Ultrasound CT MR 22(1) :1-10. 2001. 4. Evans DH. Doppler ultrasound: physics, instrumentation and clinical applications. John Wiley & Sons, Chichester 1989.
schermo. Tutti questi controlli, spesso sofisticati, permettono di ottimizzare e migliorare l’aspetto della nostra immagine di flusso e la qualità delle nostre misurazioni.
Bibliografia essenziale 1. Zagzebski J. Essentials of ultrasound physics. Mosby Year Book, St. Luis, 1996.
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Capitolo 2
Ecocolordoppler delle carotidi Angelo Rossetti
con i criteri precedentemente esposti, si potrà risolvere il problema andando a “picchiettare” con il dito medio l’ arteria temporale (ramo dell’ arteria CE) davanti al trago. Se la carotide sonorizzata è l’ esterna, si osserverà la comparsa sul monitor di piccole onde a livello dello spettro doppler provocate dalla nostra compressione (Fig. 2a).
L’ ecocolordoppler delle carotidi rappresenta la metodica non invasiva d’ elezione per la valutazione della patologia ateromasica, traumatica ed infiammatoria dei vasi del collo (TIA, stroke, dissecazioni ed arteriti). Lo studio con ultrasuoni delle carotidi prevede scansioni trasversali e longitudinali; si utilizzano sonde lineari con una frequenza tra 8-4 MHz. Con la scansione trasversale (paziente in decubito supino con il collo ben esteso) si valuta la carotide comune con la biforcazione carotidea (Fig. 1), con la stessa scansione è possibile individuare la carotide interna (CI), la carotide esterna (CE), l’ arteria vertebrale ed eventuali stenosi. Con le scansioni longitudinali, ponendo la sonda davanti o dietro al muscolo sterno-cleido-mastoideo, con il collo del paziente girato verso il lato opposto relativamente alla carotide in esame, si analizzano le placche sia da un punto di vista morfologico che velocimetrico. In base alla morfologia e allo studio ultrasonografico (valutazione della velocità di picco sistolico con un angolo di sonorizzazione tra 45°- 60°) si quantifica il grado di stenosi determinato dalla placca. Durante la valutazione ecografica delle carotidi nelle scansioni trasversali (carotide comune, biforcazione carotidea) si ha la possibilità di valutare anche la tiroide (eventuali noduli) e le vene giugulari (eventuali trombosi). La CI presenta un tratto cervicale ed un tratto intracranico (petroso, cavernoso e sovraclinoideo). Per differenziare la CI dalla CE si possono utilizzare i seguenti criteri: 1) Maggior ampiezza del flusso diastolico della CI (in quanto destinata a parenchima a basse resistenze) rispetto alla CE (in quanto irrora territori e muscoli a più alte resistenze) *; 2) La CE presenta subito dopo l’ origine una collaterale (a. tiroidea superiore) mentre la CI non presenta collaterali; 3) La CI presenta un calibro maggiore rispetto alla CE. Nell’ incertezza dell’ identificazione delle due carotidi
*La componente diastolica decresce dalla carotide interna, alla vertebrale, alla carotide comune fino alla carotide esterna. Anomalie di decorso 1) Curvature (Coiling) (Fig. 2b). 2) Angolature con inginocchiamenti (Kinking) (Fig. 3). Quando l’ arteria presenta curvature, angolature o inginocchiamenti si osserva un incremento delle velocità di flusso che non sono da considerare patologiche.
Figura 1. Biforcazione carotidea
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Ecocolordoppler delle carotidi Ispessimento miointimale (vedi capitolo 3) Valutazione della stenosi carotidea
Figura 2a. Occlusione della carotide interna; la compressione dell’ arteria temporale a livello del trago permette di identificare come pervia la carotide esterna
Il grado di stenosi carotidea può essere valutato attraverso diversi criteri: il criterio NASCET (North American Symptomatic Carotid Endarterectomy), il criterio ECST (European Carotid Surgery Trial) (Fig. 5) e il criterio della valutazione della velocità di picco sistolico. Il nostro gruppo utilizza principalmente, come valutazione del grado di stenosi, la velocità di picco sistolico misurata subito dopo la stenosi. Le velocità di picco sistolico di riferimento sono 125-230 cm/s. Per velocità inferiori a 125 cm/s la stenosi è inferiore al 50%; per velocità tra 125 cm/s e 230 cm/s la stenosi è compresa tra
Figura 2b. Coiling della carotide interna
Figura 4. Ispessimento miointimale diffuso e regolare che simula un’arterite
B
A C
Figura 3. Kinking della carotide interna distale con piccola placca fibro-calcifica all’origine
Metodo ECST:
C-A C
x 100% stenosi
Metodo NASCET:
B-A B
x 100% stenosi
Figura 5. Criteri NASCET ed ECST per quantificare il grado di stenosi
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A. Rossetti 50 e 70%, per velocità superiori a 230 cm/s la stenosi è maggiore del 70%. Nelle stenosi pre-occlusive e nell’ occlusione completa si può assistere ad una riduzione della velocità di flusso fino all’ assenza del flusso e alla comparsa dello stump-flow (flusso mozzato) per l’ occlusione a valle del vaso (Fig. 6, 7, 8, 9).
2) Criterio ecografico: • Placca anecogena - ipoecogena • Placca isoecogena • Placca iperecogena Alcuni autori classificano le placche carotidee in 4 –5 tipi: tipo 1: ecolucenti (sinonimi: anecogena, fibrosa, molle, soft) tipo 2: ecolucenti con piccole aree ecogene tipo 3: ecogene con piccole aree ecolucenti tipo 4: ecogene Oppure: tipo 1: ipoecogena omogenea tipo 2: placca prevalentemente ipoecogena tipo 3: placca prevalentemente iperecogena tipo 4: placca iperecogena omogenea tipo 5: placca calcifica con cono d’ ombra
Caratteristiche della placca Per descrivere la placca possono essere utilizzati fondamentalmente due criteri, un criterio anatomopatologico ed un criterio ecografico. 1) Criterio anatomo-patologico: • Placca fibrosa • Placca fibro-calcifica • Placca calcifica
Figura 6. Stump flow a livello della carotide comune
Figura 8. Stump flow a livello della carotide interna
Figura 7. Stump flow a livello della carotide interna
Figura 9. Stump flow a livello della carotide interna
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Figura 10. Placca ulcerata della carotide interna
Figura 13. Placca ulcerata della carotide interna
Figura 11. Placca ulcerata della carotide interna
Figura 14. Stent carotideo
Figura 12. Placca ulcerata della carotide interna.
Figura 15. Stent carotideo
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Figura 16. Stent carotideo
Figura 19. Stent carotideo
Figura 17. Stent carotideo
Figura 20. Stent carotideo
Figura 18. Stent carotideo
Figura 21. Occlusione della carotide interna e della carotide comune
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Figura 22. Occlusione della carotide interna
Figura 25. Occlusione della carotide interna e della carotide comune
Figura 23. Occlusione della carotide interna
Figura 26. Occlusione della carotide interna
Figura 24. Occlusione della carotide interna
Figura 27. Occlusione della carotide interna
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Figura 28. Occlusione della carotide interna
Figura 31. Placca fibro-calcifica concentrica all’ origine della carotide interna con stenosi del 62%
Figura 29. Placca prevalentemente isoecogena all’ origine della carotide interna che determina una stenosi del 50%
Figura 32. Placca iso-ipoecogena all’ origine della carotide interna
Figura 30. Placca prevalentemente isoecogena all’ origine della carotide interna che determina una stenosi del 50%
Figura 33. Placca prevalentemente fibrosa all’ origine della CI destra con stenosi del 50%
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Figura 34. Placca concentrica all’ origine della carotide interna con una velocità di picco sistolico di 281 cm/s (stenosi > 70%)
Figura 37. Placca ipoecogena con cappuccio isoecogeno all’ origine della carotide interna che determina una stenosi del 66%
Figura 35. Placca isoecogena non emodimamica all’ origine della carotide interna
Figura 38. Placca iso-ipoecogena all’ origine della carotide interna che determina una stenosi del 70-75%
Figura 36. Stenosi della carotide esterna con velocità di picco sistolico di 386 cm/s ed occlusione della carotide interna
Figura 39. Placca fibro-calcifica all’ origine della carotide interna che determina una stenosi del 70-75%
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Figura 40. Placca iso-ipoecogena all’ origine della carotide interna che determina una stenosi del 75 - 80%
Figura 43. Stenosi della carotide interna dell’80 - 90%
Figura 41. Stenosi del 70-75% della CI (velocità di picco sistolico 281cm/s)
Figura 44. Stenosi della carotide interna con velocità di picco sistolico di 481 cm/s (stenosi > 70%)
La placca può essere considerata omogenea o disomogenea, eccentrica o concentrica. La superficie della placca può essere regolare, irregolare o ulcerata (Fig 10-11-12-13). Le placche ulcerate sono placche instabili. La descrizione accurata della placca, nelle stenosi uguali o superiori al 50% è importante per identificare quelle placche a maggior rischio trombo-embolico e per seguirne l’ evoluzione. Le placche instabili sono quelle placche che si presentano ulcerate e che vanno facilmente incontro a fatti embolici o a trombosi completa del vaso per trombosi sulla placca. Anche le placche anecogene, “ecolucenti”, fibrose o molli (modi di dire diversi per definire la stessa placca) sono a rischio embolico. Le placche con stenosi uguali o superiori al 60-70% sono da proporre al Chirurgo Vascolare se sono sinto-
Figura 42. Stenosi della carotide interna dell’80 - 90%
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Ecocolordoppler delle carotidi matiche, se sono asintomatiche si dovrà valutare caso per caso. L’ecocolordoppler delle carotidi è di grande importanza nel controllo post-tromboendoarteriectomia (TEA) per rilevare eventuali sviluppi di iperplasia fibro-intimale, restenosi precoci o tardive e nel controllo delle procedure endovascolari di posizionamento di stent (da Fig.14 a Fig.20). Dissecazione carotidea Quando ci troviamo di fronte ad uno stroke in un giovane è necessario escludere patologie che non siano strettamente legate all’ ateromasia. E’ quindi importante escludere la presenza di forame ovale pervio, fibrillazione atriale, causa cardioembolica, vasculite, connettivite, malattia di moya-moya, disturbo emocoagulativo pro-trombotico o dissecazione carotidea ( 20% degli stroke che interessano i giovani). La dissecazione carotidea può essere traumatica o spontanea.
Figura 45. Tumore glomico
Cause di dissecazione spontanea: - Ateromasia - Ipertensione arteriosa - Displasia fibro-muscolare - Necrosi cistica della media - Sindrome di Marfan - Malattia di Ehlers-Danlos - Malattia di moya-moya (nuvola di fumo – nebbia) La dissecazione è un processo che interessa la tunica media l’ intima vasale con uno scollamento delle pareti che porta alla formazione di un’ ematoma intramurale su cui si sviluppano delle trombosi emboligene. La sintomatologia della dissecazione è caratteristica in quanto il paziente accusa, in fase acuta, dolore al collo e alla emi-faccia associati a TIA o Stroke. Segni ecografici di dissecazione carotidea: - Flap intimale (segno diretto) - Ematoma (segno diretto) - Flusso ad alte resistenze per presenza di stenosi da ematoma della CI cervicale distale non rilevabile nel punto in esame (segno indiretto) - Doppia direzione di flusso “va e vieni”, fino alla comparsa dello stump flow (flusso mozzato) per la chiusura completa della carotide interna intracranica.
Figura 46. Tumore glomico
Aneurisma della carotide interna Figura 47. Tumore glomico
L’ aneurisma della carotide interna extra-cranica è relativamente raro. Clinicamente si presenta come una 41
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A. Rossetti artery stenosis: gray-scale and Doppler US Diagnosis-Society of Radiologist in Ultrasound Consensus Conference. Radiology 2003;229:340-346. - Rubin BG. Impact of plaque characterization on carotid interventions. Prospect Vasc Surg Endovasc Ther 2006;18:312314. - Kern R, Szabo K, Hennerici M, Meairs S. Characterization of carotid artery plaques using real-time compound B-mode ultrasound Stroke 2004;35:870. - Schievink WI. Spontaneous dissection of the carotid and vertebral arteries. N Engl J Med 2001; 344: 898-906. - Gaitini D, Soudack M. Diagnosing carotid stenosis by Doppler sonography. State of the Art. J Ultrasound Med 2005;24:1127-1136. - Mayor I, Momjian S, Lalive P, Sztajzel R. Carotid plaque: comparison between visual and grey-scale median analysis. Ultrasound Med Biol 2003;29:961-966. - Wardlaw MJ, Lewis S. Carotid stenosis measurement on colour Doppler ultrasound: Agreement of ECST, NASCET and CCA methods applied to ultrasound with intra-arterial angiographic stenosis measurement. Eur J Radiol 2005; 1-7. - Hathout GM, Fink JR, El-Saden SM, Grant EG. Sonographic NASCET index: a new doppler parameter for assessment of internal carotid artery stenosis. Am J Neuroradiol 2005 ; 26 : 68-75. - Alecu C, Fortrat JO, Ducrouq X, Vespignani H, de Bray JM. Duplex scanning diagnosis of internal carotid artery dissection Cerebrovasc Dis 2007;23:441-447. - Walker J, Naylor AR. Ultrasound based measurement of carotid stenosis > 70%: an audit of UK practice. Eur J Vasc Endovasc Surg 2006 ;31 :487-490. - Maeda H, Handa N, et al. Carotid lesion detected by B-mode ultrasonography in Takayasu’s arteritis”: macaroni sign” as an indicator of the disease. Ultrasound Med Biol 1991; 17 (7): 695-701. - Griffiths GD, Razzaq R, et al. Variability in measurement of internal of internal carotid artery stenosis by arch angiography and duplex ultrasonography. Time for a reappraisal? Eur J Vasc Endovasc Surg 2001: 21, 130-136. - Eocolordoppler vascolare, Edizione Minerva Medica, Editors Claudio Rabbia, Luigi Matricardi. - Ecocolordoppler transcranico, testo atlante per la formazione in neurosonologia editor G. Malferrari, Edizione Mattioli Fidenza - Diagnostica Vascolare Ultrasonografica, Società Italiana di Diagnostica Vascolare SIDV-GIUV, Società Editrice Universo. - Eco-Doppler delle arterie carotidi e vertebrali, doppler transcranico, aspetti pratici. F. Cattin, JF Bonneville, Verducci Editore.
massa pulsante all’ angolo della mandibola. Mediante la metodica di ecocolordoppler possiamo differenziare aneurismi fusiformi e sacciformi, determinarne le dimensioni, eventuali trombi endoluminali, flap o dissecazioni della parete. Arteriti Tra le arteriti, quelle che impegnano più frequentemente l’ “ecodopplerista”, sono l’ arterite di Horton e la malattia di Takayasu. Per quanto riguarda l’ arterite di Horton rimandiamo al capitolo 5. Nella malattia di Takayasu , che solitamente colpisce il sesso femminile e la popolazione asiatica, si assiste ad un ispessimento della tonaca media dell’ aorta e delle grosse arterie fino a portare ad una occlusione; si può evidenziare a livello carotideo un aspetto ecografico detto a “maccherone” (ispessimento miointimale tubulare diffuso) (Fig. 4). Tumore glomico Il tumore glomico si rileva come una formazione ovoidale, omogenea o disomogea, più o meno vascolarizzata, posta tra la carotide interna ed esterna che generalmente le divarica determinando una tipica forma a “coppa” (Fig.45-47). Bibliografia essenziale - Slovut DP, Romero JM, Hannon KM, Dick J, Jaff MR. Detection of common carotid artery stenosis using duplex ultrasonography: A validation study with computed tomographic angiography. J Vasc Surg 2010; 51:65-70. - Rohren EM, Kliewer MA, Carroll BA, Hertzberg BS. A spectrum of doppler waveforms in the carotid and vertebral arteries. AJR 2003; 181:1695-1704. - Sachar R, Yadav JS, Roffi M, Cho L, Reginelli JP, AbouChebl A, Bhatt DL, Bajzer CT. Severe bilateral carotid stenosis . The impact of ipsilateral stenting on doppler-definided contralateral stenosis. J Am Coll Cardiol 2004;43:1358-62. - Grant EG, Benson CB, Moneta GL, Baker JD et al. Carotid
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Capitolo 3
La misurazione dello spessore miointimale della carotide comune Enrico Paganelli
Negli individui asintomatici il riscontro di un ispessimento miointimale della carotide comune è predittivo di futuri eventi cardiovascolari; la misurazione periodica è inoltre utilizzata in corso di terapia con statine ed ACE inibitori per verificarne l’efficacia. Lo spessore miointimale viene misurato sulla carotide comune 1 cm prima del bulbo carotideo o 2 cm prima della biforcazione. Il vaso viene esaminato in BMode in sezione longitudinale, l’immagine viene congelata in telediastole ed adeguatamente ingrandita. L’imaging in seconda armonica esalta il contrasto tissutale migliorando sensibilmente la qualità dell’immagine. La misurazione viene condotta dall’interfaccia lume-intima (prima linea iperecogena partendo dal lume) all’interfaccia media-avventizia (seconda linea iperecogena) (Fig.1-2-3). Non vi è attualmente consenso su quale spessore miointimale sia più opportuno misurare: sono stati proposti a) lo spessore medio di un tratto di 10 mm di carotide interna a 2 cm dalla biforcazione b) lo spessore massimo rilevato in tale segmento c) la media degli spessori delle due carotidi comuni a 2 cm dalla biforcazione (è il metodo utilizzato
nel nostro ambulatorio; lo spessore della carotide comune sinistra e di solito maggiore). Attualmente i sistemi automatici permettono di elaborare in meno di 100 millisecondi la media di 150 misurazioni condotte in un segmento di 10 mm (Fig.4).
Figura 1. Modalità di misurazione dello spessore miointimale della carotide comune distale
Figura 3. Spessore miointimale nei limiti di norma
Figura 2. Spessore miointimale nei limiti di norma
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E. Paganelli
Figura 4. Esempio di misurazione automatizzata dello spessore miointimale eseguita con il sistema QLAB (Philips)
Figura 6. Ispessimento miointimale
Figura 5. Ispessimento miointimale
Figura 7. Ispessimento miointimale
Spessore miointimale : valori normali
Bibliografia essenziale
12-18 anni: 0.50 mm 25-45 anni: 0.60 mm 60-75 anni: 0.80 mm Si considera ispessimento miointimale patologico uno spessore superiore o uguale a 0.95 mm (Fig. 5 - 6 - 7).
- Bots ML, Hoes AW, Koudstaal PJ et al : “Common carotid intima-media thickness and risk of stroke and myocardial infarction “. Circulation 1997;96:1432-37. - Touboul PJ, Hennerici MG,Meairs S et al : “Mannheim carotid intima-media thickness consensus (2004-2006)” Cerebrovasc Dis 2007;23 (1) : 75-80. - Polak JF : “Carotid intima-media thickness: an early marker of cardiac disease”. Ultrasound Quarterly 2009;25(2) : 55-61.
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