Diagnostica per immagini in campo vascolare

1. Diagnostica per immagini in campo vascolare

2. Principi fisici degli US e loro sviluppo nelle tecnologie biomediche • Nelle metodiche ecografiche si utilizzano onde acustiche a frequenza molto elevata. Tali onde si generano da cristalli piezoelettrici o trasduttori (emissione). • I trasduttori a loro volta subiscono una deformazione meccanica quando colpiti da onde acustiche(onde di pressione) • . Tale deformazione viene trasformata in un segnale elettrico (ricezione) Trasduttore trasdutore

3. 30 • 106 1 • 106 20000 Udibile 20 Definizione di US Ultra + Suono A frequenza superiore a quella udibile dall’orecchio umano Energia meccanica trasmessa da onde di pressione in un mezzo materiale Hz

4. Fisica degli Ultrasuoni 1 sec ciclo Ampiezza Lunghezza d’onda Frequenza (Hz): nr di cicli (oscillazioni complete) in 1 sec Ampiezza: max variazione presente in una onda acustica Periodo: tempo necessario per eseguire un ciclo completo Lunghezza d’onda: spazio necessario per eseguire un ciclo Intensità: potenza associata all’onda

5. Tessuti = 1540 m/sec La Velocità di Propagazione di un’onda in un mezzo è determinata dalla densità e dalla rigidità del mezzo

6. Un altro importante parametro è l’Impedenza Acustica, anch’esso dipendente dal mezzo Densità del mezzo x velocità di propagazione degli US

7. Generazione del segnale Ultrasonoro • L’emissione delle onde US può essere continua e pulsata.

8. Generazione del segnale Ultrasonoro • L’emissione delle onde US può essere continua e pulsata. Nel caso di trasduttori ad onda pulsata, la frequenza di ripetizione dell’impulso si definisce PRF (Pulse Repetition Frequency) PRF = numero di impulsi per secondo

9. PRF = numero di impulsi per secondo

10. Focalizzazione degli US d d Fresnel Fraunhofer Regione focale: zona a cavallo del diametro minimo del fascio US dove è concentrata la massima intensità energetica

11. Propagazione degli US 90°= angolo di riflessione ottimale riflessione rifrazione Attenuazione per dispesione e assorbimento. (1db/cm per ogni MHz)

12. Frquenza delle sondenr di cicli (oscillazioni complete) in 1 sec Bassa frequenza=2,5 MHz Alta frequenza=12 MHz 1 secondo

13. Un processo di imaging o di analisi dinamica dei flussi è composto da tre momenti fondamentali • Emissione di un’onda ultrasonora

14. Un processo di imaging o di analisi dinamica dei flussi è composto da tre momenti fondamentali • Interazione tra l’onda e l’interfaccia acustica

15. Un processo di imaging o di analisi dinamica dei flussi è composto da tre momenti fondamentali • Ricezione delle riflessioni prodotte da tale interazione e loro visualizzazione

16. Effetto Doppler quando un insieme di onde ad una certa frequenza incontra una superficie in movimento viene riflesso con una frequenza diversa da quella originaria

17. Effetto Doppler quando un insieme di onde ad una certa frequenza incontra una superficie in movimento viene riflesso con una frequenza diversa da quella originaria DF: differenza di frequenza F0: frequenza di emissione V: velocità del sangue (?) C: propagazione degli US nei tessuti Cos : angolo compreso tra il fascio incidente e la direzione del riflettore DF = 2F0 V cos  /C V = DF C / cos  2F0

18. Doppler ad onda continua e pulsata Onda Pulsata: emette e riceve ad intervallo Angolo di Incidenza < 60° Onda Continua: riceve ed emette continuamente

19. • . . • . . . • • . . . . • • . . . • . . . . . • . . . . • • . . . • • . • . . . . . • • . • • Doppler ad onda continua e pulsata KHz Tempo Volume campione: porzione di spazio indagata

20. Doppler ad onda continua e pulsata PRF alto

21. Doppler ad onda continua e pulsata PRF basso

22. Fenomeno dell’Aliasing Limite di Nyquist frequenza tempo Doppler Continuo Doppler Pulsato

23. Metodiche non invasive di valutazione delle lesioni aterosclerotiche • Doppler Velocità • EcoDoppler Velocità ed Immagine

25. Arterie Carotidi Interna Esterna Bulbo Comune

26. Evoluzione della Placca Disfunzione Endoteliale Ispessimento Medio-Intimale Stenosi > 50% Evento Clinico Placca Evoluzione tecnologica

28. Placca isoecogena a superficie liscia

29. Placca iperecogena con cono d’ombra

30. Classificazione di Strandness-Arteria Carotide Interna-

31. Biforcazione Carotidea

32. Stenosi 50-79%

33. Stenosi 81-99%

34. Diagnostica Vascolare non Invasiva:Applicazioni • Confermare un sospetto clinico • Identificare il paziente candidato a procedure di rivascolarizzazione • Identificare soggetti ad Alto Rischio Cardiovascolare • Screening della Cardiopatia Ischemica

35. Diagnostica Vascolare non Invasiva:Applicazioni • Confermare un sospetto clinico • Segni/Sintomi di insufficienza arteriosa • Soffi vascolari • Eventi cerebrovascolari acuti

36. Diagnostica Vascolare non Invasiva:Applicazioni • Identificare il paziente candidato a procedure di rivascolarizzazione • Stenosi della Carotide Interna ≥ 70% • Patologie occlusive aortoiliaco-femorali • Pressione alla caviglia ≤ 50 mmHg • Stenosi dell’Arteria Renale ≥ 80% • Aneurisma dell’Aorta Addominale (d ≥ 5 cm)

37. Diagnostica Vascolare non Invasiva:Applicazioni • Identificare soggetti ad Alto Rischio Cardiovascolare • Arteriopatia Periferica • Aneurisma dell’Aorta Addominale • Stenosi carotidea > 50% Cardiopatia ischemica o equivalente di rischio della cardiopatia ischemica (Alto Rischio) Più Fattori (+2) di Rischio Cardiovascolare (Rischio Intermedio) 0-1 Fattore di Rischio Cardiovascolare (Rischio Basso)

38. Diagnostica Vascolare non Invasiva:Applicazioni • Screening della Cardiopatia Ischemica

41. Incidenza cumulativa di eventi vascolari acuti (IMA e Stroke) per quintili di IMT NEJM 340: 14-22 1999

42. 1 mm = high risk Intima Media Thickness IMT come predittore di eventi CV Hypertension 20:159-169 2002