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APPARECCHIATURA

L’esame Doppler è unanimamente considerato l’indagine primaria per studiare il flusso di sangue nei vasi allo scopo di rilevare ostruzioni o occlusioni che possono creare rischi per la salute del Paziente.
Dal punto di vista tecnico l’analisi Doppler del flusso di sangue rappresenta uno dei problemi più complessi nello sviluppo delle apparecchiature a ultrasuoni. Il numero di impulsi di ultrasuoni necessari per acquisire le informazioni è molto elevato e la gestione dei fasci di ultrasuoni è particolarmente complicata per la necessità di ottenere informazioni quantitative accurate e riproducibili. A causa di questa complessità gli apparecchi Doppler soffrono di limitazioni tecniche che incidono sulle modalità di utilizzo.
L’analisi Doppler convenzionale viene di solito eseguita utilizzando due modalità:

  • la modalità color Doppler per visualizzare il flusso e individuare una regione di interesse. Va segnalato che le apparecchiature eco-color Doppler convenzionali generano un limitato numero di immagini/secondo (tipicamente da 3 a 15) con la modalità Color Doppler e subiscono il compromesso tra dimensioni dell'immagine e numero di immagini/secondo 
  • la modalità ad onda pulsata (PW) per effettuare misurazioni quantitative della velocità dei globuli rossi in corrispondenza della zona di interesse identificata dal color Doppler. La modalità PW consente la raccolta di informazioni quantitative esclusivamente in un unico piccolo volume campione (2-4 mm) per volta.

 

Durante gli esami clinici l'Operatore passa continuamente da una modalità all’altra sulla base dei riscontri color Doppler.
Per ovviare a questa limitazione che allunga il tempo d’esame era stata introdotta la modalità triplex (ecografia – color Doppler – PW in contemporanea) che non ha avuto particolare successo in quanto penalizza sia il numero di immagini/secondo visualizzate sia la qualità dello spettro Doppler. In questo scenario, non ulteriormente migliorabile con le tecnologie convenzionali, si è inserito di recente l’Ultrafast Imaging, in grado di superare tali limitazioni e aprire nuove prospettive di analisi Doppler sia in termini di prestazioni sia nelle modalità di lavoro dell’Operatore.
L’Ultrafast Imaging è una nuova tecnica di imaging ecografico che genera un numero di immagini al secondo centinaia di volte superiore alle apparecchiature convenzionali. E’ frutto di geniali intuizioni di un gruppo di ingegneri e della svolta tecnologica basata sull’avvento di processori con architettura cosiddetta “multicore” e di schede grafiche, sviluppate per l’industria dei videogame, che processano migliaia di canali in contemporanea.
Lo stesso tipo di sequenze ultraveloci utilizzabili per l’ecografia B-mode possono essere applicate anche nelle indagini Doppler. Migliaia di onde piane con diversa inclinazione vengono inviate nei tessuti e gli echi retrodiffusi sono coerentemente sommati per ricostruire le immagini ecografiche. Successivamente può essere eseguita l’elaborazione Doppler come sulle immagini convenzionali.
Ciò indica che le immagini Doppler vengono acquisite da 10 a 15 volte più velocemente rispetto all’approccio convenzionale. Tale netto aumento della velocità di acquisizione, che genera da 100 a 200 immagni/secondo, può essere utilizzato in vari modi:

  • per incrementare la risoluzione temporale e la sensibilità dell’imaging Doppler;
  • per aumentare le prestazioni di modalità come il Triplex che richiedono molte immagini/secondo;
  • per migliorare la precisione dell'esame e ridurre il tempo d’esecuzione.

 

L’UltraFast Doppler fornisce immagini del flusso con risoluzione temporale mai raggiunta prima dalle apparecchiature a ultrasuoni ed indipendentemente dalle dimensione dell’area in esame. Flussi complessi e veloci possono essere visualizzati in modo molto più fine.
Per l'imaging del flusso più lento non sono necessarie molte immagini/secondo; l’UltraFast Doppler può dunque essere sintonizzato per aumentare la risoluzione spaziale e la sensibilità verso i flussi lenti semplicemente incrementando il numero di onde piane con angoli utili per calcolare la variazione di frequenza Doppler.

Basandosi sull'architettura Ultrafast, l’utilizzo del Doppler può essere impostato in modo completamente diverso: l’informazione quantitativa viene acquisita al tempo stesso del color Doppler per ognuno dei pixel del tratto di vaso esaminato con la modalità color Doppler, superando pertanto l’incompatibilità tra imaging qualitativo e misurazioni quantitative.
Dal punto di vista pratico l’Operatore attiva la visualizzazione del flusso endovasale con la modalità color Doppler; l’apparecchiatura memorizza un videoclip della durata di 2-6 secondi. L’Operatore può poi rivedere il clip, individuare le immagini che meglio raffigurano le alterazioni del flusso e eseguire misurazioni PW in diversi punti contemporaneamente, permettendo per la prima volta nella storia del Doppler un confronto di spettri da diversi volumi campione nella stesso ciclo cardiaco.
La revisione retrospettiva dei dati acquisiti è particolarmente utile innanzitutto perché può essere eseguita in qualunque momento, anche dopo l’esame, e in secondo luogo perché possono essere aggiunti molti strumenti automatici per aiutare il medico nella diagnosi:

  • confronto dei dati di flusso in diversi punti del vaso (come descritto sopra)
  • localizzazione automatica del punto con la velocità di picco sistolico per una più accurata quantificazione
  • calcolo e visualizzazione della velocità media e della velocità di picco in tutta l'immagine
  • calcolo e compensazione automatica dell'angolo Doppler.

 

L’Ultrafast imaging apre nuove prospettive per le applicazioni Doppler, migliorando le sue prestazioni, consentendo la visualizzazione di flussi molto veloci ed effettuando una quantificazione accurata sull’intera area in esame.
Può consentire anche una riduzione significativa della durata dell’esame in quanto tutti i dati necessari per la diagnosi in un tratto di vaso vengono acquisiti in pochi secondi.
In futuro l’UltraFast Doppler potrebbe essere utilizzato per ricavare nuove informazioni, quali lo shear stress delle pareti arteriose e l'analisi e la quantificazione dei flussi vorticosi.


Vantaggi dell’UltraFast Doppler

  • Cambia il modo di visualizzare il flusso sanguigno.
  • Individua in pochi secondi i flussi a maggior velocità riducendo il tempo di esame.
  • Permette un’accurata e riproducibile quantificazione spettrale Doppler in modo retrospettivo, con più volumi campione nello stesso ciclo cardiaco. 
  • Genera immagini di alta qualità del flusso di sangue, senza compromessi tra numero di immagini/secondo visualizzate e dimensioni dell’area in esame. 
  • Visualizza il flusso di sangue generando sino a 200 immagini/secondo, ovvero dieci volte la performance degli apparecchi convenzionali. 
  • Rileva dei dettagli sulle caratteristiche dei flussi turbolenti non visualizzabili con le apparecchiature convenzionali.