Doppler transcranico

Nella maggior parte dei casi di utilizzo diagnostico dell'ecografia dopplerologica, questa dovrebbe essere eseguita insieme all'ecografia dopplerologica transcranica. Fanno eccezione a questa regola i soggetti con finestre temporali insufficientemente espresse o completamente assenti, nonché i pazienti per i quali l'ecografia dopplerologica transcranica è impossibile per altri motivi (7-12% del numero totale di pazienti esaminati). In tutte le situazioni che richiedono una verifica, oltre a determinare la natura della patologia che ha portato alla formazione di alterazioni dopplerografiche, sono indicate l'ecografia duplex o altre procedure diagnostiche di riferimento per l'ecografia dopplerologica.

Indicazioni per l'ecografia Doppler transcranica

L'ecografia Doppler transcranica è attualmente utilizzata sia per la diagnosi delle lesioni vascolari intracraniche e la determinazione delle alterazioni del flusso nei loro lumi, sia per il monitoraggio dei parametri del flusso ematico in vari processi patologici e fisiologici. Indicazioni dirette per la valutazione dinamica dell'emodinamica cerebrale sono il sospetto di microembolia in soggetti con lesioni aterosclerotiche e trombotiche dei tratti extracranici delle arterie brachiocefaliche, cardiopatie, attacchi ischemici transitori di origine embolica e vasospasmo cerebrale patologico. Il monitoraggio con ecografia Doppler transcranica è spesso utilizzato nella fase acuta dell'ictus ischemico. Inoltre, la metodica è ampiamente utilizzata per valutare gli indici di reattività cerebrovascolare nella patologia stenotica/occlusiva dei tratti extracranici e intracranici delle arterie brachiocefaliche, nell'ipertensione e ipotensione arteriosa, in varie forme di angiopatie e vasculiti, accompagnate da danno a diversi tratti del letto circolatorio cerebrale. L'ecografia Doppler transcranica consente il monitoraggio intraoperatorio degli indici emodinamici cerebrali durante interventi chirurgici su cuore e arterie coronarie, sulla sostanza e sul sistema vascolare cerebrale, e consente di valutare l'efficacia della terapia farmacologica. L'ecografia Doppler transcranica può essere utilizzata come metodo diagnostico per rilevare segni Doppler di stenosi di diametro superiore al 50% e/o occlusione delle arterie intracraniche, per determinare il livello di afflusso arterioso attraverso di esse in condizioni normali e con diverse deviazioni (ad esempio, vasospasmo, vasodilatazione, shunt artero-venoso) a riposo e sotto carico. Il significato diagnostico dell'ecografia Doppler transcranica differisce leggermente da quello dell'ecografia duplex transcranica, ad eccezione dell'impossibilità di correzione dell'angolo Doppler. I criteri diagnostici utilizzati in questo caso sono simili a quelli dell'ecografia Doppler.

Metodologia per l'esecuzione dell'ecografia Doppler transcranica

L'ecolocalizzazione Doppler transcranica consente l'accesso alle arterie cerebrali medie (segmenti M1, meno frequentemente M2), anteriori (segmenti A1 e A2), posteriori (segmenti P1 e P2), al tratto intracranico dell'arteria carotide interna, all'arteria basilare, ai tratti intracranici dell'arteria vertebrale (segmenti V4), nonché al seno retto, alle vene di Rosenthal e alla vena di Galeno. È anche possibile registrare gli spettri di flusso di altre arterie e vene più piccole, ma non esistono metodi per confermare la correttezza della loro posizione. Anche la localizzazione diretta delle arterie connettive del circolo di Willis è fondamentalmente impossibile.

Nella maggior parte delle aree, le ossa craniche sono spesse e impermeabili agli ultrasuoni anche a bassa frequenza (1-2,5 MHz). A questo proposito, alcune zone chiamate "finestre" ecografiche vengono utilizzate per localizzare il flusso sanguigno nei vasi intracranici. In queste aree, le ossa craniche sono più sottili o presentano aperture naturali attraverso le quali il fascio di ultrasuoni può entrare liberamente nella cavità cranica. La maggior parte dei vasi intracranici, la cui fondamentale possibilità di localizzazione non è in dubbio, viene esaminata con il sensore posizionato sopra la squama dell'osso temporale. In questo caso, vengono localizzate l'arteria carotide interna, le arterie cerebrali anteriore, media e posteriore (la cosiddetta "finestra" ecografica temporale o approccio acustico temporale). Altre finestre si trovano nella zona della giunzione craniovertebrale ("finestra" ecografica suboccipitale, metodo utilizzato per localizzare i segmenti V4 delle arterie vertebrali e basilari), sopra la protuberanza occipitale ("finestra" transoccipitale, seno retto) e nella zona orbitaria ("finestra" transorbitaria, arteria oftalmica, arteria carotide interna nella regione intracranica).

Per confermare la correttezza dell'ecolocalizzazione, si utilizza una serie di parametri: la profondità del vaso, la direzione del flusso sanguigno nel lume del vaso rispetto al piano di scansione del sensore, nonché la risposta del flusso sanguigno nel lume ai test di compressione. Questi ultimi comportano una compressione a breve termine (per 3-5 secondi) del lume dell'arteria carotide comune al di sopra dell'orifizio (o distale) sul lato di localizzazione. Un calo di pressione nel lume dell'arteria carotide comune distale al sito di compressione e un rallentamento o una completa cessazione del flusso sanguigno in esso portano a una contemporanea diminuzione (cessazione) del flusso nel tratto localizzato dell'arteria cerebrale media (segmento M1 o M2). Il flusso sanguigno nell'arteria cerebrale anteriore (A1) e nell'arteria cerebrale posteriore (P1) durante la compressione dell'arteria carotide comune dipende dalla struttura del circolo di Willis e dalla capacità funzionale delle arterie comunicanti anteriore e posteriore, rispettivamente. In assenza di patologia, il flusso sanguigno nelle arterie di collegamento (se presenti) a riposo può essere assente, bidirezionale o orientato verso una delle arterie di collegamento, a seconda del livello di pressione nei loro lumi. Inoltre, la lunghezza delle arterie di collegamento e l'estrema variabilità della loro posizione non consentono l'utilizzo dei segni indiretti sopra riportati per confermare la correttezza dell'ecolocalizzazione. Pertanto, i test di compressione vengono utilizzati anche per determinare la capacità funzionale (e non la presenza o l'assenza anatomica) delle arterie di collegamento del circolo di Willis. I principali limiti diagnostici della Dopplerografia transcranica sono legati alla fondamentale impossibilità di visualizzare la parete vascolare e alla conseguente ipoteticità delle interpretazioni qualitative dei dati ottenuti, alle difficoltà nella correzione dell'angolo Doppler durante la localizzazione "cieca" dei flussi nei vasi intracranici, nonché all'esistenza di molteplici varianti della struttura, dell'origine, della localizzazione delle arterie e delle vene intracraniche (la frequenza nella popolazione raggiunge il 30-50%), nelle quali si riduce il valore dei segni che consentono la verifica della correttezza dell'ecolocalizzazione.

Interpretazione dei risultati dell'ecografia Doppler transcranica

Informazioni oggettive sullo stato del flusso ematico cerebrale secondo l'ecografia Doppler transcranica si basano sui risultati della determinazione degli indici di velocità lineare e degli indici di resistenza periferica. Nelle persone praticamente sane, se esaminate a riposo, le caratteristiche Doppler dei flussi nelle arterie intracraniche possono variare in modo significativo, il che è dovuto a molti fattori (attività funzionale del cervello, età, livello di pressione arteriosa sistemica, ecc.). La simmetria del flusso ematico e dei suoi indici nelle arterie pari della base dell'encefalo sono molto più costanti nel tempo (di solito l'asimmetria nei valori degli indici assoluti delle caratteristiche di velocità lineare dei flussi nelle arterie cerebrali anteriore, media e posteriore non supera il 30%). Il grado di asimmetria delle velocità lineari e delle resistenze periferiche nei tratti intracranici dell'arteria vertebrale è espresso in misura maggiore rispetto al bacino carotideo, a causa della variabilità della struttura dell'arteria vertebrale (asimmetria ammissibile del 30-40%). La determinazione degli indicatori del flusso sanguigno nei vasi intracranici a riposo fornisce informazioni importanti sullo stato della circolazione sanguigna nel tessuto cerebrale, ma il suo valore è significativamente ridotto a causa della presenza del sistema di autoregolazione del flusso sanguigno cerebrale, grazie al suo funzionamento il livello di perfusione rimane costante e sufficiente in un'ampia gamma di pressione arteriosa sistemica (intraluminale locale) e pressione parziale dei gas nel sangue (pO ₂ e pCO ₂). Questa costanza è possibile grazie al funzionamento di meccanismi locali di regolazione del tono vascolare, che costituiscono la base dell'autoregolazione della circolazione cerebrale. Tra i meccanismi sopra menzionati, si distinguono quelli miogenici, endoteliali e metabolici. Per determinare il grado di stress funzionale, la Dopplerografia transcranica valuta gli indici di reattività cerebrovascolare, che caratterizzano indirettamente la potenziale capacità delle arterie e delle arteriole cerebrali di modificare ulteriormente il proprio diametro in risposta all'azione di stimoli che attivano selettivamente (o relativamente selettivamente) vari meccanismi di regolazione del tono vascolare. Gli stimoli con azione prossima a quelli fisiologici vengono utilizzati come carico funzionale. Attualmente, esistono metodi per determinare lo stato funzionale dei meccanismi miogenici e metabolici di autoregolazione del flusso ematico cerebrale per il pool vascolare cerebrale. Per attivare il meccanismo miogenico (il cui grado di disfunzione corrisponde approssimativamente a quello del meccanismo endoteliale), vengono utilizzati test ortostatici (sollevamento rapido della metà superiore del corpo di 75° dalla posizione iniziale di decubito orizzontale), antiortostatici (abbassamento rapido della metà superiore del corpo di 45° dalla posizione iniziale di decubito orizzontale) e compressivi (compressione a breve termine, 10-15 s, del lume dell'arteria carotide comune sopra la bocca), con l'introduzione (solitamente sublinguale) di nitroglicerina. Quest'ultima porta all'attivazione simultanea dei meccanismi endoteliali e miogenici di regolazione del tono vascolare, poiché l'azione di questo farmaco si realizza direttamente attraverso gli elementi muscolari lisci della parete arteriosa e indirettamente - attraverso la sintesi di fattori vasoattivi secreti dall'endotelio. Per studiare lo stato del meccanismo metabolico di autoregolazione del flusso ematico cerebrale, vengono utilizzati il test ipercapnico (inalazione per 1-2 minuti di una miscela di CO₂ al 5-7% _con aria), il test di apnea (trattenimento del respiro a breve termine per 30-60 secondi), il test di iperventilazione (respiro forzato per 45-60 secondi) e la somministrazione endovenosa dell'inibitore dell'anidrasi carbonica acetazolamide. In assenza di segni di stress funzionale dei meccanismi regolatori a riposo, la reazione ai test è positiva. In questo caso, si osserva una variazione degli indicatori di velocità del flusso ematico e delle resistenze periferiche corrispondenti al carico applicato, valutata dai valori degli indici di reattività che riflettono il grado di variazione dei parametri Doppler del flusso ematico in risposta alla stimolazione con carico rispetto a quelli iniziali. Con stress dei meccanismi di autoregolazione dovuto ad un aumento o una diminuzione della pressione intraluminale nelle arterie cerebrali o della _pCO₂Nel tessuto cerebrale, rispetto ai loro valori ottimali, si registrano reazioni negative, paradossali o positive accentuate (a seconda della direzione iniziale delle variazioni di tono, del diametro dei vasi cerebrali e del tipo di stimolazione del carico utilizzato). In caso di fallimento dell'autoregolazione della circolazione cerebrale, solitamente caratterizzato da una distribuzione non uniforme nel tessuto cerebrale, le reazioni ai test miogenici e metabolici cambiano. Con una pronunciata tensione dell'autoregolazione, è possibile una direzione patologica delle reazioni miogeniche con una natura positiva delle risposte ai test metabolici. Negli individui con patologia stenotica/occlusiva, la tensione dei meccanismi di autoregolazione si verifica a causa del fallimento o dell'insufficiente sviluppo del compenso collaterale. Nell'ipertensione arteriosa e nell'ipotensione, le deviazioni della pressione arteriosa sistemica dal suo valore ottimale portano all'inclusione del sistema di autoregolazione. Nelle vasculiti e nelle angiopatie, le limitazioni delle reazioni toniche sono associate alla trasformazione strutturale della parete vascolare (alterazioni fibrosclerotiche, necrotiche e altri processi generalizzati che portano a disturbi strutturali e funzionali).

La base della rilevazione ecografica della microembolia cerebrale è la capacità di identificare segnali atipici nello spettro Doppler del flusso ematico distale (nelle arterie della base cerebrale) che presentano caratteristiche peculiari che consentono di distinguerli dagli artefatti. Monitorando il flusso ematico nei vasi intracranici mediante Dopplerografia transcranica, è possibile non solo registrare i segnali microembolici, ma anche determinarne il numero per unità di tempo e, in alcune situazioni, la natura del segnale microembolico (per distinguere l'embolia gassosa da quella materiale), il che può influenzare significativamente le successive strategie di gestione del paziente.

La diagnosi e il monitoraggio del vasospasmo cerebrale rappresentano uno dei compiti metodologici più importanti della Dopplerografia transcranica, data l'importanza dell'angiospasmo nella genesi del danno ischemico al tessuto cerebrale causato da un'interruzione del meccanismo metabolico di autoregolazione con conseguente formazione di un fenomeno emodinamico simile allo shunt arteriolo-venoso. Il vasospasmo cerebrale patologico si sviluppa in caso di disturbi emorragici della circolazione cerebrale, gravi traumi craniocerebrali, lesioni infiammatorie del tessuto cerebrale e delle sue membrane (meningite, meningoencefalite). Cause meno comuni di questa condizione sono l'uso di farmaci (ad esempio, alcuni citostatici) e l'irradiazione cranica a scopo di ablazione nei pazienti oncologici. I segni diagnostici del vasospasmo cerebrale all'ecodoppler transcranico sono un aumento significativo degli indici di velocità lineare del flusso sanguigno, una diminuzione delle resistenze periferiche, segni Doppler di turbolenza generalizzata nei flussi delle arterie spasmodiche, reazioni paradosse o negative durante lo stress test del meccanismo metabolico di autoregolazione del flusso ematico cerebrale. Con il progredire del vasospasmo, si nota una reazione spastica delle grandi arterie extracraniche e intracraniche di varia entità, con una prevalenza maggiore in queste ultime. Quanto più grave è lo spasmo, tanto maggiori sono le velocità lineari del flusso e tanto minori sono gli indici di resistenza periferica. Poiché la reazione spastica extracranica e intracranica si esprime in modo diverso, ma con un rapporto ben preciso, che aumenta con l'aumentare della gravità dello spasmo (a causa della crescente gravità nelle sezioni intracraniche), per la sua verifica e gradazione vengono utilizzati indici specifici calcolati. In particolare, per caratterizzare il grado di vasospasmo nel sistema carotideo, viene utilizzato l'indice di Lindegard, che riflette il rapporto tra la velocità di flusso sistolico di picco nell'arteria cerebrale media e quella nel tratto extracranico della corrispondente arteria carotide interna. Un aumento di questo indice indica un peggioramento del vasospasmo.

Lo studio del sistema venoso cerebrale mediante Doppler transcranico è determinato, da un lato, dalla variabilità della struttura delle vene cerebrali e, dall'altro, dai limiti degli approcci acustici e dei metodi per la verifica della correttezza dell'ecolocalizzazione (particolarmente importante per le vene profonde e i seni paranasali). Di fondamentale importanza pratica è la determinazione delle caratteristiche Doppler del flusso sanguigno nel seno retto a riposo e durante test di carico funzionale volti a modificare (aumentare) la pressione intracranica. L'importanza di tali procedure è determinata dalla possibilità di verifica e valutazione non invasiva della gravità dell'ipertensione intracranica, nonché di una serie di altre condizioni patologiche (ad esempio, trombosi dei seni paranasali della dura madre). In tali situazioni, i criteri dopplerografici diagnostici significativi sono un aumento degli indicatori di flusso sanguigno lineare nelle vene profonde e nel seno retto, nonché reazioni atipiche durante carichi antiortostatici con uno spostamento del "punto di flesso" dovuto a una limitazione della riserva di compensazione volumetrica ed elastica.

In caso di aumento significativo della pressione intracranica (a un livello paragonabile o superiore alla pressione arteriosa), si sviluppa una situazione emodinamica caratterizzata da una significativa diminuzione o completa cessazione del flusso arterioso al cervello ("arresto circolatorio cerebrale"), che porta alla morte cerebrale. In questo caso, non è possibile ottenere lo spettro Doppler del flusso sanguigno dalle arterie intracraniche (o si riscontra un flusso bidirezionale con velocità nettamente ridotta); nei tratti extracranici delle arterie brachiocefaliche, la velocità lineare mediata nel tempo del flusso sanguigno è ridotta o pari a zero. L'opportunità di effettuare ricerche con l'ecografia Doppler del flusso sanguigno nelle vene extracraniche (giugulari interne) non è stata ancora determinata.