Ecocardiogramma

L'ecocardiogramma è uno strumento che serve allo studio dell'anatomia cardiaca (fisiologica e patologica), della funzionalità delle valvole e della contrazione ventricolare. E' un cardine diagnostico della cardiologia, ma non permette la discriminazione tra alterazione strutturale e patologia, cosa che invece fa la CORONAROGRAFIA (circa la metà dei pazienti non mostra sintomi).

L'ecocardiogramma utilizza ultrasuoni, cioè suoni al di sopra della soglia percepibile dall'orecchio umano (in megaHerz) prodotti da una vibrazione di energia. Il loro limite è che non passano attraverso le ossa, ma sono innocui.

L’orecchio umano percepisce suoni che vanno da 16.000 a 20.000 Hz, mentre in ecocardiogramma si usano gli ultrasuoni, ovvero suoni al di sopra del percepibile (da 1 milione a 10 milioni di Herz, detti anche Mega Herz).

Tre sono i fenomeni che si generano con l'uso degli ultrasuoni:

1) ATTENUAZIONE: diminuzione del raggio ultrasonoro in proporzione al suo assorbimento, riflessione e dispersione; è inversamente proporzionale alla frequenza; oggi si usa il metodo HARMONIC IMAGING attraverso cui la sonda riceve l'eco del fascio ultrasonoro a frequenza doppia rispetto alla sua emissione, perché il raggio sonoro che incontra il tessuto viene attenuato in maniera eccessiva se si utilizzano le sonde normali.

2) RIFLESSIONE: all'interfaccia tissutale (o acustica) il raggio sonoro subisce una riflessione, da cui scaturisce una eco, maggiore se il fascio è perpendicolare alla superficie. Se il fascio viene propagato in altre direzioni, l'onda viene, almeno in parte, rifratta.

3) RIFRAZIONE: deviazione dell'onda ultrasonora (vale a dire cambiamento di velocità, che equivale a lunghezza d'onda x frequenza) mentre passa da un mezzo all'altro. La deviazione consiste in un cambiamento di velocità che varia a seconda del tessuto incontrato, e questo è alla base del potere di discriminazione dei vari tessuti.

Queste dipendono anche dall' IMPEDENZA, cioè dalla forza di opposizione del tessuto al passaggio del fascio.

Impedenza = densità del mezzo x velocità

La densità del mezzo è maggiore nei tessuti molli.

Grazie a questi fenomeni, l'ecocardiogramma è dotato di:

1) POTERE DI RISOLUZIONE: capacità di discriminare due zone poste una accanto all'altra; è inversamente proporzionale alla PENETRANZA e dipende dalla frequenza, a sua volta inversamente proporzionale alla lunghezza d'onda. Per avere un potere di risoluzione accettabile, occorre che i mezzi siano separati tra loro di una distanza pari ad almeno 1/4 di lunghezza d'onda.

2) POTERE DI PENETRAZIONE: inversamente proporzionale alla frequenza di emissione

Le onde sonore vengono prodotte attraverso il passaggio di corrente all'interno di un trasduttore contenente un cristallo piezoelettrico. La vibrazione del cristallo e le sue deformazioni, prodotte quando questo è attraversato dalla corrente, creano un segnale che viene captato da due elettrodi posti accanto a un trasduttore.

La corrente posta all'interno del trasduttore è soggetta a tre fenomeni:

- dispersione: parte di essa viene perduta

- riflessione: produce un'eco

- rifrazione: continua il percorson subendo variazioni di direzione

Il cristallo, dunque, non subisce solo deformazioni, ma ha lo scopo di riflettere l'onda che riceve. Quando la corrente viene riflessa - poiché nei tessuti molli, come il cuore, la velocità di propagazione del fascio sonoro è costante - il trasduttore calcola l’intervallo di tempo tra l’invio degli ultrasuoni al cristallo e la ricezione della loro eco da parte degli elettrodi, e lo converte in spazio presente tra quest’intervallo e la struttura.

In altre parole, il trasduttore capta l'eco prodotta dalla riflessione e calcola l'intervallo di tempo tra l'emissione degli ultrasuoni e la ricezione degli echi. In seguito, traduce il tempo in spazio, definendo le dimensioni. Tutto questo è possibile grazie al fatto che la velocità di propagazione del fascio è costante..

Tipi di ecocardiogramma:

MONODIMENSIONALE

Si tratta del primo tipo di ecocardiogramma che è stato inventato.

All'interno vi è un solo raggio ultrasonoro. Le onde sonore riflesse sono visualizzate come punti, dotati di un'intensità diversa al variare della composizione tissutale (cioè della densità tissutale).

Nello studio della mitrale, occorre ricordare che:

E è il punto di massima apertura della mitrale
F è il punto di chiusura dei lembi, in mesodiastole
C è il punto in cui i lembi chiusi
A è il punto in cui i lembi, dopo la chiusura, si riaprono

E esprime la protodiastole, A la telediastole e insieme danno informazioni sul flusso diastolico.

Se E / A > 1 il flusso è normale.

Si ricorda che la mitrale ha un movimento a M anteriore, massimo in protodiastole, e uno speculare a W posteriormente.

Un po' di numeri...

L’atrio sinistro varia da 2-4 cm, il setto non deve essere superiore a 3 mm. Il ventricolo sinistro è 3-5 cm in diastole e 2-3 cm in sistole. Anche il ventricolo destro non arriva mai a più di 3 in diastole.

PORTATA = gittata sistolica x frequenza

INDICE CARDIACO = gittata sistolica / superficie cardiaca

GITTATA SISTOLICA (Q) = Volume telediastolico – Volume sistolico

FRAZIONE DI EIEZIONE = ( Q sistolica / Volume telediastolico ) x 100 = 50-55%

La frazione di eiezione viene calcolata col metodo di Simpson e se va da 55-40 è indice di malattia lieve, 40-30 grave, < 30 severa.

BIDIMENSIONALE

Il trasduttore contiene più cristalli allineati ma attivati in tempi diversi secondo una sequenza temporale predefinita. Bisogna dunque procedere alla sommatoria delle onde da essi generate, riflesse come pixel grigi di diversa intensità a cui è associato un valore numerico.

Finestre acustiche:

- sopraclaveare
- soprasternale
- subxifodea
- apicale

Sezioni:

- asse lungo: piano di scansione sul fianco sinistro e scanalatura di repere sulla spalla destra. Mostra: aorta, mitrale e apice sinistro.

- asse corto: piano di scansione sulla spalla sinistra e scanalatura di repere sulla fossa sopraclaveare destra. Mostra l’aorta, e alzando il trasduttore, anche la mitrale.

- apicale: scanalatura di repere al fianco sinistro, piano di scansione alla scapola destra. Mostra: tutte e 4 le camere cardiache, l’aorta e il setto.

Ogni camera va divisa in cilindri o segmenti di uguale altezza di cui si calcola il volume in sistole e in diastole. Infine, bisogna procedere alla sommatoria.

Un tempo veniva utilizzato il modello a 16 segmenti in cui se la somma dei segmenti era:

1 voleva dire: normale / ipercinetico
2 voleva dire: ipocinesia
3 voleva dire: acinesia
4 voleva dire: discinesia

Sommatoria dei volumi / n. segmenti analizzati = WALL MOTION INDEX

- subxifoidea: utiilizzata solo negli obesi per studiare vene e vasi polmonari.

- soprasternale: mostra i vasi polmonari e l’aorta.

DOPPLER

Effetto Doppler: un fascio sonoro percepito in lontananza vibra a una velocità minore, mentre quando vibra ad una velocità maggiore è percepito come in avvicinamento.

Nell'ecocardiogramma, se il fascio è diretto parallelamente al flusso ematico, la sua velocità è massima, se perpendicolare la sua velocità è 0. Se il fascio si avvicina, il suono è percepito come alto, se no è percipito basso.

A ONDA PULSATA

Aliasing: la velocità dell’onda riflessa è maggiore di quella dell’onda inviata.

In questo caso, l'onda è pulsata, perciò una parte si interrompe e una compare dal lato opposto della linea di base del diagramma flusso/tempo.

PFR = PULSE REPETITION FREQUENCY o frequenza di emissione dell’impulso. La frequenza
massima è ½ (LIMITE DI NYQUIST). L'inverso è il PUNTO DI ANALISI o volume campione.

A ONDA CONTINUA

Un cristallo invia il raggio e uno riceve l'onda riflessa. L'immagine che ne deriva è una linea e non un punto.

COLOR-DOPPLER

Immagine azzurra = flusso ematico si allontana
Immagine rossa = flusso ematico si avvicina
Immagine giallo- verde = turbolenza

Per calcolare i gradienti pressori si utilizza il teorema di Bernoulli: la differenza di pressione attraverso una stenosi comporta una perdita di energia. Il gradiente è 4 x quadrato della velocità ridotta prossimalmente - quadrato della velocità di picco.

ECOCARDIOGRAFIA TRANSESOFAGEA

Viene inserita una sonda flessibile dentro l'esofago. Attaccato alla sonda c'è un trasduttore che permette lo studio dell'anatomia cardiaca.

TECNICHE INNOVATIVE

- Doppler tissutale

- Backscatter intergrato

- Ecocontrastografia miocardica

- Ecocardiografia tridimensionale