Scansione duplex dei vasi della testa e del collo

Dove eseguire un'ecografia cranica e perché è necessaria l'ecoencefalografia? Consideriamo queste domande. L'ecografia cranica è un metodo diagnostico che può essere utilizzato per identificare patologie cerebrali. L'esame si basa su radiazioni ultrasoniche innocue che penetrano attraverso i tessuti e le ossa del cranio fino alla sostanza cerebrale.

La scansione duplex (ecografia in scala di grigi con codifica color Doppler e analisi Doppler spettrale, applicata alla parte intracranica del sistema vascolare cerebrale - scansione duplex transcranica) è attualmente il metodo principale per la diagnosi di vari tipi di patologie del sistema vascolare cerebrale. La scansione duplex combina la capacità di visualizzare il lume del vaso e i tessuti circostanti in modalità B (modalità ecografica bidimensionale in scala di grigi) con l'analisi simultanea dello stato emodinamico mediante tecnologie Doppler. Sulla base dei risultati dell'esame B-mode, è possibile ottenere dati sullo stato di rigidità ed elasticità della parete vascolare (caratteristiche elastico-elastiche), sullo stato funzionale dell'endotelio (la sua attività vasomotoria), sulla presenza, natura e prevalenza di alterazioni nella struttura e nello spessore della parete vascolare, sulla rottura dell'integrità della parete vascolare (dissezione), sulla presenza di formazioni intraluminali, sulla loro localizzazione, lunghezza, ecogenicità (caratteristica di densità indiretta), sul grado di rottura della pervietà del lume vasale, sulle alterazioni del diametro del vaso, sulla geometria vascolare (presenza di deformazioni, deviazioni del percorso del vaso dalla consueta traiettoria anatomica), sulle anomalie dell'origine, del decorso e della ramificazione dei vasi. Le informazioni sui flussi intraluminali (ottenute elaborando il segnale Doppler riflesso con il metodo della trasformata di Fourier rapida) durante l'ecografia duplex convenzionale e transcranica possono essere presentate sotto forma di cartogrammi a colori (modalità Color Doppler) e/o spettri Doppler (modalità Spectral Doppler). Sulla base dei dati di studio in modalità Color Doppler, si ottengono informazioni qualitative sul flusso sanguigno [presenza, natura (laminare, turbolento), difetti nel riempimento dei cartogrammi, ecc.]. La modalità Spectral Doppler consente una caratterizzazione quantitativa dei flussi intraluminali, ovvero di oggettivare la presenza o l'assenza di disturbi emodinamici, nonché di determinarne il grado di gravità. Le informazioni diagnostiche ottenute in questo caso si basano sull'analisi degli indicatori di velocità e di vari indici calcolati che caratterizzano indirettamente il livello di resistenza periferica e il tono della parete vascolare.

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Indicazioni per l'esame delle sezioni extracraniche dei vasi

• segni clinici di insufficienza cerebrovascolare acuta o cronica, inclusa la sindrome cefalica;
• fattori di rischio per lo sviluppo di malattie cerebrovascolari (fumo, iperlipidemia, obesità, ipertensione arteriosa, diabete mellito);
• segni di danno ad altri bacini arteriosi nel caso di processi vascolari sistemici;
• pianificazione di interventi chirurgici per vari tipi di patologie cardiache, principalmente cardiopatia ischemica (bypass aorto-coronarico, stenting coronarico);
• patologia degli organi e dei tessuti circostanti con potenziali effetti extravasali;
• segni clinici di patologia della vena giugulare (solitamente trombosi).

L'elevata risoluzione dell'ecografia duplex, unita alla non invasività e alla possibilità di ripetuti esami, rende il metodo uno strumento indispensabile non solo in neurologia clinica, ma anche nell'implementazione di uno screening preventivo completo nella popolazione asintomatica. A differenza dell'ecografia doppler, è in grado di rilevare stenosi di piccola e media entità delle arterie carotidi, ampliando significativamente le possibilità di diagnosi differenziale. A questo proposito, si può affermare che l'ecografia duplex è il principale metodo di screening nei soggetti senza sintomi clinici di disturbi cerebrovascolari.

Indicazioni per la scansione duplex transcranica

• rilevamento di patologie stenotiche/occlusive nelle sezioni extracraniche delle arterie brachiocefaliche mediante scansione duplex (o Dopplerografia a ultrasuoni) - potenziale fonte di disturbi del flusso ematico cerebrale;
• la presenza di segni indiretti di danno alle arterie intracraniche;
• segni di ischemia cerebrale acuta o cronica senza cause specifiche accertate del suo sviluppo;
• sindrome da cefalea;
• la malattia vascolare sistemica è una potenziale fonte di sviluppo di disturbi cerebrovascolari (ipertensione arteriosa, diabete mellito, vasculite sistemica, ecc.).
• patologia della sostanza cerebrale (rilevata mediante altre tecniche di imaging - TC, RM, scintigrafia, ecc.), accompagnata da alterazioni della sua struttura e della circolazione vascolare cerebrale, segni clinici di ipertensione intracranica;
• la necessità di un monitoraggio dinamico dei parametri del flusso ematico cerebrale per valutare l'efficacia della terapia nella fase acuta dell'ictus ischemico ed emorragico e nell'insufficienza cerebrovascolare cronica, nonché per determinare lo stato dei vasi sanguigni nelle varie fasi della rivascolarizzazione chirurgica, indipendentemente dal tipo di quest'ultima.

Obiettivi dell'esame ecografico dei sistemi arterioso e venoso del cervello a livello extracranico e intracranico:

• diagnostica della patologia stenotica/occlusiva dei sistemi arterioso e venoso cerebrale, valutazione del suo significato patogenetico ed emodinamico;
• identificazione di un complesso di disturbi associati a malattie vascolari sistemiche;
• rilevazione di anomalie dello sviluppo vascolare, aneurismi arteriosi e venosi, malformazioni artero-venose, fistole, vasospasmo cerebrale, disturbi della circolazione venosa;
• identificazione dei segni precoci (preclinici) di patologia vascolare sistemica;
• monitoraggio dell'efficacia del trattamento;
• determinazione delle funzioni dei meccanismi locali e centrali di regolazione del tono vascolare;
• valutazione della capacità di riserva del sistema circolatorio cerebrale;
• stabilire il possibile ruolo eziologico del processo patologico o del complesso sintomatico identificato nella genesi della sindrome (o delle sindromi) clinica (o delle sindromi) presente (o presenti) in un determinato paziente.

L'ambito obbligatorio dello studio durante l'esecuzione di ecografia duplex delle sezioni extracraniche delle arterie brachiocefaliche include la sezione distale del tronco brachiocefalico, le arterie carotidi comuni per tutta la loro lunghezza, le arterie carotidi interne prima dell'ingresso nella cavità cranica attraverso il canalis caroticus, le arterie carotidi esterne nelle sezioni prossimali e le arterie vertebrali nei segmenti V1 e V2. Se vengono rilevati segni indiretti di danno al segmento V3, l'ecolocalizzazione può essere eseguita anche in questa sezione dell'arteria vertebrale.

Quando vengono rilevati segni di patologia che potenzialmente minacciano lo sviluppo di disturbi emodinamici sistemici (intracranici), è necessario esaminare le caratteristiche Doppler del flusso sanguigno nell'arteria sopratrocleare (oftalmica).

Nelle arterie carotidi a livello extracranico, diversi stadi di processi patologici possono essere identificati con un'analisi strutturale completa della patologia intraluminale. A causa delle caratteristiche anatomiche della loro posizione, le arterie vertebrali sono visualizzate in modo frammentario e sono accessibili solo alla scansione monoplanare. Ciò limita le capacità del metodo nella diagnosi di vari processi patologici. In particolare, con elevata affidabilità in condizioni di visualizzazione di bassa qualità, è possibile identificare solo lesioni stenotiche con un restringimento del lume vascolare superiore al 40-50% del diametro, localizzate in aree accessibili alla scansione. L'analisi ecostrutturale delle formazioni intraluminali nell'arteria vertebrale non viene solitamente eseguita a causa delle capacità estremamente limitate di visualizzazione delle pareti vasali. Il test di carico viene eseguito per determinare le alterazioni funzionali nei diametri dei vasi. Non vi sono segni ecografici oggettivi specifici di compressione extravasale dell'arteria vertebrale nel canale dei processi trasversi delle vertebre cervicali e nell'area dell'articolazione craniovertebrale. I criteri diagnostici Doppler utilizzati a questo scopo nella pratica quotidiana sono di natura indiretta e richiedono una conferma obbligatoria con metodi che consentano la visualizzazione dell'area di impatto extravasale (tecniche angiografiche in background o con test da stress funzionale).

Lo studio delle vene giugulari (interne ed esterne), così come delle vene del plesso venoso vertebrale, viene eseguito in caso di sospetta trombosi di questi vasi. Il valore diagnostico degli indici di flusso ematico Doppler ottenuti in modalità Doppler spettrale dai lumi dei collettori venosi sopra menzionati, e la loro significatività nel determinare alterazioni patologiche dell'emodinamica venosa cerebrale in tutti gli altri casi, è discutibile, data la variabilità del deflusso venoso dalla cavità cranica al variare della posizione corporea, nonché l'incoerenza della struttura delle vene stesse, la sincronizzazione del flusso sanguigno in esse con la respirazione e la lieve comprimibilità dei lumi.

Lo studio del sistema vascolare cerebrale mediante ecografia transcranica duplex presenta diverse caratteristiche. Data la presenza di un ostacolo sul percorso dei fasci di ultrasuoni, rappresentato dalle ossa craniche, viene utilizzata una bassa frequenza di radiazione (in media 2-2,5 MHz) per aumentarne la capacità di penetrazione. A tali frequenze, la visualizzazione della parete vascolare e la determinazione dello stato dei lumi delle arterie e delle vene intracraniche sono sostanzialmente impossibili. Le informazioni ottenute sono indirette e si basano sui risultati dell'analisi dei cartogrammi a colori dei flussi delle arterie e delle vene intracraniche, nonché sui corrispondenti spettri Doppler. Pertanto, con l'ecografia transcranica duplex, così come con la Dopplerografia transcranica, è impossibile valutare le alterazioni vascolari e diagnosticare processi non accompagnati dalla formazione di disturbi emodinamici locali (e sistemici). A causa del diverso spessore delle ossa craniche, che ne determina la diversa permeabilità agli ultrasuoni, l'ecolocalizzazione viene eseguita in determinate zone chiamate "finestre" ecografiche, che non sono diverse da quelle della Dopplerografia transcranica. Il volume e la qualità delle informazioni ottenute durante l'ecografia duplex transcranica dipendono dalla presenza e dall'entità delle "finestre" ecografiche. Le principali limitazioni in questo caso sono dovute a una significativa diminuzione della qualità dell'immagine ecografica con conseguente diminuzione della "trasparenza" acustica delle ossa craniche.

Durante l'esecuzione dell'ecocardiografia duplex transcranica, il protocollo di ricerca obbligatorio include lo studio delle mappe di flusso a colori, dello spettro Doppler e delle sue caratteristiche nelle arterie cerebrali medie (segmenti M1 e M2), nelle arterie cerebrali anteriori (segmento A1), nelle arterie cerebrali posteriori (segmenti P1 e P2), nel sifone dell'arteria carotide interna e nella sua porzione intracerebrale, nelle arterie vertebrali del segmento V4, nell'arteria basilare e in diversi tronchi venosi (vene di Rosenthal, vena di Galeno, seno retto). Per determinare la capacità funzionale delle arterie di raccordo del circolo di Willis (in caso di equilibrio emodinamico), vengono eseguiti test di compressione (compressione a breve termine, per 3-5 secondi, del lume dell'arteria carotide comune al di sopra dell'orifizio). Tale manipolazione determina alterazioni caratteristiche del flusso sanguigno nel segmento A1 dell'arteria cerebrale anteriore (con la competenza funzionale dell'arteria comunicante anteriore) e nel segmento P1 dell'arteria cerebrale posteriore (con la competenza funzionale dell'arteria comunicante posteriore). La competenza funzionale di altre macroanastomosi (pericallose, extracraniche) in assenza di segni di collateralizzazione del flusso sanguigno a riposo non è stata determinata. Attualmente, si stanno sviluppando attivamente le problematiche relative all'uso di metodi ecografici di visualizzazione nella clinica di angioneurologia d'urgenza. Sulla base delle potenzialità della scansione duplex, gli obiettivi dello studio negli accidenti cerebrovascolari acuti di tipo ischemico sono i seguenti.

• Determinazione delle possibili cause dell'ictus ischemico.
• Studio e valutazione dei parametri del flusso ematico di fondo nelle arterie e nelle vene extracraniche e intracraniche e dello stato di reattività del letto circolatorio cerebrale.
• Determinazione delle fonti di ridistribuzione collaterale dei flussi, della loro fattibilità e sufficienza.
• Monitoraggio del livello del flusso sanguigno in uno o più vasi per confermare l'efficacia della terapia patogenetica e sintomatica.

L'ecografia duplex consente di determinare in modo presuntivo le possibili cause dell'ictus ischemico.

Esaminando le sezioni extracraniche delle arterie brachiocefaliche, è possibile identificare i segni differenziali caratteristici di aterosclerosi stenosante, trombosi, macroembolia, angiopatie e vasculite. L'ecocolordoppler transcranico consente di verificare le lesioni stenosanti/occlusive determinandone il grado di gravità senza specificare equivalenti morfologici, nonché di identificare fenomeni specifici caratteristici di un'interruzione dell'autoregolazione del flusso ematico cerebrale, angiospasmo cerebrale, ecc. Nel rilevamento di lesioni aterosclerotiche stenosanti delle arterie carotidi, viene effettuata un'analisi dell'ecostruttura della placca aterosclerotica e del grado di ostruzione del lume di ciascun vaso interessato. Secondo l'attuale classificazione delle placche aterosclerotiche in base a ecostruttura ed ecogenicità, si distingue tra omogenee (ecogenicità bassa, moderata, aumentata) ed eterogenee (con predominanza di componenti ipoecogene e iperecogene, con presenza di un'ombra acustica). Le placche complicate includono placche aterosclerotiche con ulcerazione, emorragia e aterotrombosi. Queste ultime lesioni sono classificate come cosiddette instabili e sono le più pericolose in termini di sviluppo di embolia e trombosi cerebrale. Se si sospetta la natura embolica dell'ictus ischemico, è innanzitutto necessario prestare attenzione alle placche aterosclerotiche di cui sopra. Il grado di restringimento dei vasi può non svolgere un ruolo significativo, poiché le placche complicate sono spesso quelle accompagnate solo da alterazioni emodinamiche locali dovute a una riduzione insignificante (fino al 40-50%) del lume arterioso. In assenza di cause evidenti di embolia artero-arteriosa, e in alcuni casi anche se presenti, è necessario un esame ecocardiografico per escludere la genesi cardioarteriosa dell'ictus.

La seconda possibile causa di ischemia acuta è l'occlusione (o trombosi non occlusiva) delle arterie cerebrali a livello extracranico e/o intracranico. Nella trombosi dei tratti extracranici delle arterie carotidi e/o vertebrali, si determina un quadro ecografico tipico, comprendente formazioni intraluminali di varia ecogenicità e lunghezza, che portano a una ristrutturazione dell'emodinamica locale e sistemica, determinata in modalità Doppler spettrale. In alcuni casi, analizzando l'ecogenicità, la geometria, il grado di mobilità e la prevalenza della formazione intraluminale, è possibile differenziare un trombo murale primario (associato a danno della parete vascolare) da un embolo. Ulteriori argomenti a favore di quest'ultima opzione sono il rilevamento di un'ostruzione localizzata in modo atipico (ad esempio, biforcazione dell'arteria carotide comune con lumi liberi delle arterie carotidi interna ed esterna), una parete vascolare invariata o leggermente modificata nell'area di formazione e uno spasmo arterioso concomitante. Quando stenosi e occlusione sono localizzate nelle arterie intracraniche, si determinano marcate alterazioni del flusso sanguigno sotto forma di restringimento (scomparsa) della mappa di flusso cromatico nell'area di stenosi (occlusione) dell'arteria, una diminuzione degli indicatori di velocità del flusso sanguigno in combinazione con alterazioni delle caratteristiche spettrali del flusso sanguigno prossimalmente e (eventualmente) nell'area della lesione. Parallelamente, di norma, è possibile registrare segni di collateralizzazione del flusso sanguigno attraverso il sistema di anastomosi naturali (a condizione che siano disponibili e competenti).

Il quadro ecografico appare diverso in caso di trombosi non occlusive delle arterie intracraniche. La differenza principale in questo caso sarà l'assenza di una differenza emodinamica locale nell'area dell'ostacolo, probabilmente dovuta alla complessa configurazione del canale stenotico. Questa circostanza diventa spesso fonte di errori diagnostici nell'ecografia duplex transcranica e di discrepanze con i dati ottenuti durante l'angiografia.

Nella fase acuta dell'ictus ischemico, è essenziale studiare gli indici di flusso ematico cerebrale a riposo sia nei vasi che irrorano le aree di sviluppo delle lesioni focali del tessuto cerebrale, sia in altri bacini accessibili all'esame. Lo sviluppo di un ictus ischemico può essere conseguenza di un'interruzione dei meccanismi di autoregolazione del flusso ematico cerebrale, in altri casi è accompagnato da tale interruzione. A questo proposito, nella maggior parte dei pazienti si possono registrare alterazioni patologiche del flusso ematico cerebrale in uno o più bacini vascolari. Quando l'autoregolazione viene interrotta al suo limite inferiore (con un calo critico della pressione intraluminale), si osserva una marcata diminuzione degli indici di velocità del flusso ematico e si sviluppa iperperfusione al limite superiore, accompagnata da un aumento delle velocità dei flussi intraluminali. Le cause di ipoperfusione cerebrale sono spesso lesioni stenotiche/occlusive o situazioni con un calo acuto della pressione arteriosa sistemica. L'iperperfusione cerebrale è solitamente dovuta a un aumento patologico della pressione arteriosa sistemica. Allo stesso tempo, in caso di fallimento locale dell'autoregolazione in individui con ipertensione (solitamente in aree di irrorazione sanguigna adiacente) con formazione di infarti lacunari, gli indici di flusso ematico di fondo nelle principali arterie afferenti potrebbero non differire significativamente da quelli normativi medi. Allo stesso tempo, i test da carico finalizzati all'attivazione dei meccanismi di autoregolazione consentono di registrare disturbi locali e/o generalizzati della reattività cerebrovascolare. È altrettanto importante studiare la presenza, la consistenza e il grado di attività funzionale del sistema di anastomosi naturali. L'oggettivazione di un'adeguata ridistribuzione compensatoria del flusso ematico attraverso di esse in caso di lesioni stenotiche/occlusive dei vasi brachiocefalici è un segno prognostico favorevole. Nei casi in cui non si osservi la collateralizzazione del flusso ematico a riposo, è necessario utilizzare test di compressione per determinarne le potenziali fonti. Quest'ultimo richiede cautela in caso di lesioni aterosclerotiche diffuse delle arterie carotidi.

In caso di ictus ischemico aterotrombotico e cardioembolico, è possibile effettuare un trattamento patogenetico: la terapia trombolitica. L'ecocolordoppler consente di monitorare il flusso sanguigno e di determinare le reazioni vascolari nell'area interessata, sia nella trombolisi sistemica che in quella selettiva. La normalizzazione del flusso nel vaso interessato o un aumento della velocità del flusso sanguigno nel suo lume, una diminuzione dell'intensità o la scomparsa della collateralizzazione sono segni oggettivi dell'efficacia della terapia. L'assenza di una dinamica positiva del quadro ecografico può essere considerata un criterio di inefficacia. Spesso possono esserci discrepanze tra il successo della rivascolarizzazione e l'effetto clinico.

L'obiettivo principale delle metodiche di imaging ecografico (così come USDG e TCDG) nell'ictus emorragico è monitorare il flusso ematico arterioso e venoso nelle arterie e nelle vene intracraniche per determinare la presenza e la gravità del vasospasmo cerebrale e dell'ipertensione intracranica. La diagnosi ecografica dell'angiospasmo cerebrale si basa sulla registrazione di aumenti patologici degli indici di velocità lineare del flusso ematico nelle arterie spasmodiche (velocità sistolica di picco, velocità massima del flusso ematico mediata nel tempo) e sui risultati della determinazione dell'indice di Lindegard (rapporto tra la velocità sistolica di picco nell'arteria cerebrale media e lo stesso indice nell'arteria carotide interna). Un'alterazione nella risposta ai test di carico funzionale metabolico può essere utilizzata come ulteriore segno di angiospasmo. Il monitoraggio dei parametri Doppler del flusso ematico cerebrale consente una tempestiva e adeguata correzione farmacologica delle reazioni vasospastiche.

Diversi tipi di accidenti cerebrovascolari, così come altre condizioni patologiche, possono causare gravi disturbi della perfusione cerebrale con conseguente sviluppo di morte cerebrale. L'ecocardiografia duplex è uno dei metodi di base che fornisce informazioni preziose in questa condizione. La base per la conclusione sulla presenza di segni di arresto della circolazione cerebrale è la valutazione degli indicatori lineari e volumetrici del flusso sanguigno nelle sezioni extracraniche delle arterie brachiocefaliche, nonché degli indicatori lineari del flusso sanguigno nei vasi intracranici. Nelle sezioni extracraniche delle arterie carotidi interne e delle arterie vertebrali, è possibile rilevare segni di riverberazione del flusso sanguigno. Il valore del flusso ematico cerebrale emisferico è inferiore ai valori critici di 15-20 ml/100 g/min. Con l'ecocardiografia duplex transcranica, i segni di flusso sanguigno arterioso nelle arterie intracraniche sono assenti.

Nei disturbi cronici della circolazione cerebrale di varia genesi (aterosclerosi, causati da ipertensione, angiopatie diabetiche, involuzione senile, vasculite, gravi cardiopatie accompagnate da insufficienza circolatoria, ecc.), l'ecografia duplex delle sezioni extracraniche delle arterie brachiocefaliche può rivelare segni di vari processi patologici non sempre direttamente correlati allo sviluppo di disturbi del flusso ematico cerebrale. A differenza della catastrofe cerebrale acuta, nei disturbi cronici della circolazione cerebrale, sullo sfondo di lesioni aterosclerotiche dei rami dell'arco aortico, il grado di stenosi delle arterie brachiocefaliche e la prevalenza del processo sono più importanti, dato il ruolo di questi fattori nella genesi dell'ischemia cerebrale cronica e la limitazione delle possibilità di un adeguato compenso collaterale.

L'ecografia duplex, come qualsiasi altra tecnica ecografica, è operatore-dipendente e, in una certa misura, soggettiva. Il successo dell'utilizzo di una serie di metodiche ecografiche di visualizzazione in neurologia clinica, oltre all'esperienza e alle competenze dell'operatore, dipende in larga misura dalle caratteristiche tecniche dell'apparecchiatura utilizzata. A questo proposito, in tutti i casi diagnostici controversi, così come nella pianificazione del trattamento chirurgico dei vasi cerebrali, il metodo di riferimento in relazione all'ecografia è l'angiografia con mezzo di contrasto a raggi X e le sue varianti, riconosciute come il "gold standard" in angiologia.

L'ecografia è un'eccellente alternativa alla costosa risonanza magnetica o alla TAC. La diagnosi non richiede una preparazione specifica ed è approvata per pazienti di tutte le età, sia donne in gravidanza che neonati. La procedura dura 20-25 minuti, è indolore e sicura per l'organismo.