Îndreptar de lucrãri practice de fiziologie - Aparatul cardiovascular 61

E C O G R A F I A D O P P L E R

B A Z E L E F I Z I C E A L E E C O G R A F I E I D O P P L E R

Ecografia Doppler reprezintă o modalitate de explorare a aparatului cardiovascular cu ajutorul ultrasunetelor, bazată pe efectul Doppler.

Efectul Doppler a fost descris în anul 1842 de Christian Doppler; el constă în modificarea frecvenţei semnalului recepţionat, atunci când sursa de emisie şi/sau receptorul se deplasează unul faţă de celălalt.

În cazul aparatului cardiovascular, sursa este fixă, studiindu-se modificarea frecvenţei ultrasunetelor reflectate de hematiile în mişcare, faţă de frecvenţa iniţială (fig.III-68).

V

fo

f

f

fo

c

cV

Figura III-68. Aspectul fasciculului de ultrasunete emis de un cristal piezoelectric înainte şi după reflexia lui pe o ţintă mobilă. Atunci când ţinta se apropie de sursa de emisie, frecvenţa reflectată este mai mare, iar atunci când ţinta se îndepărtează, frecvenţa reflectată este mai mică decât cea iniţială.

Diferenţa între frecvenţa undei reflectate şi frecvenţa iniţială este numită semnal Doppler (fig.III-69). Acesta depinde de frecvenţa iniţială de emisie, viteza de propagare a ultrasunetelor, viteza de deplasare a ţintei şi unghiul dintre direcţia de deplasare a ţintei şi direcţia fasciculului de ultrasunete după formula:

∆ f = 2 x fo x v x cos c

α

unde: fo = frecvenţa de emisie a fasciculului de ultrasunete (2 - 10 MHz)

v = viteza de deplasare a ţintei (hematiile) c = viteza de propagare a ultrasunetelor(pentru mediul apos al organismului 1540 m/s) cos α = cosinusul unghiului dintre direcţia de deplasare ţintei şi direcţia de propagare a ultrasunetelor).

62 Îndreptar de lucrãri practice de fiziologie - Aparatul cardiovascular

Figura III-59. Semnalul Doppler (∆f) repre-zintă diferenţa dintre frecvenţa undei reflectate de hematiile în mişcare (f) şi frecvenţa undei emise de cristalul piezo-electric (fo). El poate fi ascultat sau înregistrat grafic.

Prin analiza semnalului Doppler obţinut, se pot obţine informaţii despre direcţia şi viteza de deplasare a sângelui în diferite teritorii.

f

f

fo

v

c

T E H N I C I L E D E E X A M I N A R E

Ecografia Doppler în sistem pulsatil (PWD=Pulsed Wave Doppler) utilizează un singur cristal piezoelectric, care funcţionează atât ca emiţător cât şi ca receptor; acesta emite un semnal de scurtă durată, aşteptând apoi să recepţioneze semnalul reflectat.

În funcţie de parametrii semnalului emis se apreciază caracteristicile circulaţiei sângelui la o distanţă stabilită de examinator, reprezentând eşantionul de volum; evaluarea vitezelor este însă mai puţin exactă.

Tehnica este folosită la studiul cordului, când este necesară localizarea exactă a locului de producere a diverselor fenomene. Stabilirea eşantionului de volum se face prin înregistrarea simultană a ecocardiogramei în modul B.

Ecografia Doppler în sistem continuu (CWD=Continuu Wave Doppler) utilizează un cristal piezoelectric pentru emisia ultrasunetelor şi un altul pentru recepţionarea lor continuă. În acest mod pot fi apreciate cu exactitate vitezele de circulaţie ale sângelui, de-a lungul fasciculului de ultrasunete, fără însă a mai putea localiza eşantionul de volum.

Tehnica este folosită atât la studierea cordului cât şi la studierea circulaţiei în vasele sanguine.

A N A L I Z A S E M N A L U L U I D O P P L E R Analiza semnalului Doppler se poate realiza în două moduri:

Ascultarea semnalului este posibilă întrucât el este cuprins în domeniul frecvenţelor audibile (400-5000 Hz). Are doar o valoare orientativă, depinzând de experienţa examinatorului.

Permite localizarea unor fenomene şi aprecierea tipului de curgere; curgerea laminară produce tonalităţi de tip muzical, de mică intensitate, în timp ce curgerea turbulentă produce un zgomot aspru, rugos, de intensitate mai mare.

Înregistarea grafică a semnalului se poate face pe hârtie sau pe un ecran special; pe baza acesteia se poate evalua cu exactitate viteza de circulaţie.

Îndreptar de lucrãri practice de fiziologie - Aparatul cardiovascular 63

A B

Figura III-70. Reprezentare schematică a principiului ecografiei Doppler în sistem continuu (A) şi pulsatil (B).

E X A M E N U L D O P P L E R A L V A S E L O R D E S Â N G E

Se face în sistemul Doppler continuu (CWD). Aspectul normal al semnalului Doppler înregistrat la nivel vascular depinde de:

• ejecţia ventriculului stâng, care determină creşterea vitezei sângelui (unda a);

• elasticitatea şi tonusul muscular activ al peretelui vascular, care permite înmagazinarea în sistolă a unei cantităţi de energie,restituită sub forma unei uşoare accelerări diastolice -unda c

• repartiţia vitezelor hematiilor în cadrul coloanei de sânge, semnalul Doppler reprezentând o medie a acestora.

a

b

c

Figura III-71. Aspectul semnalului Doppler înregistrat în mod normal la nivelul vaselor de sânge. Unda a este determinată de ejecţia VS; unda b marchează sfârşitul fazei de ejecţie, când există o uşoară tendinţă de reflux a sângelui în spre VS; unda c este determinată de elasticitatea arterială care determină o accelerare diastolică a coloanei de sânge.

Patologia circulaţiei la nivelul vaselor de sânge cuprinde două entităţi: stenoza şi obstrucţia.

• stenoza reprezintă îngustarea calibrului vascular. Consecinţele hemodinamice se pot localiza la locul stenozei şi/sau distal de aceasta.

- local se produce creşterea vitezei de circulaţie, care atunci când depăşeşte numărul lui Reynolds produce turbulenţă; turbulenţa poate fi produsă şi de neregularităţi ale peretelui vascular.

- distal de stenoză se produce scăderea amplitudinii semnalului Doppler şi accentuarea undei negative protodiastolice

• obstrucţia reprezintă întreruperea circulaţiei într-un anumit teritoriu vascular. La nivelul obstrucţiei, semnalul Doppler este absent, iar distal de acesta el poate apare cu o amplitudine scăzută datorită existenţei circulaţiei colaterale.

64 Îndreptar de lucrãri practice de fiziologie - Aparatul cardiovascular

Figura III-72. Aspectul semnalului Doppler înregistrat proximal ş idistal de o stenoză vasculară. Se remarcă scăderea amplitudinii semnalului şi accentuarea undei negative protodiastolice (b).

aa

b b E X A M E N U L D O P P L E R A L C O R D U L U I

Se face în sistem Doppler pulsatil (PWD), concomitent cu examinarea 2D-ECO; sistemul Doppler continuu este folosit atunci cînd este necesară măsurarea unor viteze mari, cum sunt cele care apar în cazul stenozelor valvulare.

Aspectul normal al semnalului Doppler obţinut depinde de sediul eşantionului de volum (fig.III-73).

Pe baza vitezelor măsurate se pot calcula, luând în considerare legile hemodinamicii, o serie de parametrii ai circulaţiei sângelui în cavităţile inimii. Modelele matematice folosite în acest scop sunt într-o continuă perfecţionare, permiţând aprecierea presiunilor din cavităţile inimii şi vasele mari, a gradientelor presionale transvalvulare, a ariei orificiilor valvulare, precum şi a unor indici de performantă cardiacă (volum bătaie, fracţie de ejecţie, debit cardiac). De asemenea, în situaţii patologie, poate fi apreciată cantitativ severitatea regurgitărilor în insuficienţele valvulare şi valoarea şunturilor între inima stângă şi dreaptă în cazul unor malformaţii cardiace

Compararea rezultatelor obţinute prin această tehnică cu cele obţinute în mod direct, prin cateterismul cardiac au arătat o bună corelaţie.

Figura III-73. Aspectul semnalului Doppler pentru diverse poziţii ale eşantionului de volum. 1.VS-camera de intrare; 2.AS; 3.VS-camera de ejecţie; 4.Aorta ascendentă. Viteza maximă normală este de 90 cm/sec pentru poziţia 1, 60 cm/sec pentru poziţia 2 şi de 130 cm/sec pentru poziţiile 3 şi 4.

Îndreptar de lucrãri practice de fiziologie - Aparatul cardiovascular 65

E C O G R A F I A D O P P L E R C O L O R

Progresele rapide realizate în tehnologia aparatelor de explorare cu ultrasunete, au făcut posibil ca, prin prelucrarea semnalelor cu ajutorul microprocesoarelor, să se realizeze imagini color ale curgerii sângelui.

Afişarea semnalului se face în timp real şi este codificată în două culori primare: roşu, pentru fluxul sanguin care vine spre transductor şi albastru, pentru fluxul sanguin care se depărtează de transductor. Se utilizează o scară semicantitativă cu 16-32 de trepte; dacă viteza creşte, culoarea roşie sau albastră devine mai strălucitoare, iar dacă scade, culoarea devine tot mai închisă.

La ora actuală, examenul Doppler color este utilizat pentru aprecierea calitativă şi cantitativă, cu deosebită acurateţe, a regurgitărilor valvulare, a şunturilor intracardiace, a curgerii sângelui în vasele mari, etc.