Clin Oc 4; 296, 1991
* Dott. A. Valli
* C.I.D.I.M.U. srl. Torino
La tecnica ultrasonora Doppler è relativamente recente e assomma i pregi della non invasività, della facile esecuzione e dell’attendibilità dei risultati.
L’effetto Doppler, da cui prende il nome tale metodica, si basa sulla variazione di frequenza che subisce un’onda elettromagnetica (ultrasuoni, luce, etc.), generata o riflessa da un corpo in movimento. Lo scorrimento delle emazie in un vaso colpito da un fascio di ultrasuoni, determina una variazione di frequenza degli ultrasuoni riflessi proporzionale alla velocità del flusso. Questa differenza di frequenza viene a costituire il segnale doppler e può essere valutato sia acusticamente che graficamente.
Attualmente, in campo diagnostico, vengono usati due tipi di apparecchi ad ultrasuoni: ad onda continua e ad onda pulsante. Gli apparecchi ad onda continua usati più comunemente sono quelli direzionali; essi consentono di valutare la direzione del flusso ematico registrando il flusso che si avvicina al rilevatore come deflessione positiva, quello che se ne allontana come deflessione negativa. Le frequenze operative impiegate variano da 2 a 10 MHz/sec. (variano a seconda dell’assorbimento degli ultrasuoni da parte dei tessuti, tanto più alta è la frequenza tanto più bassa risulta la penetrazione e di conseguenza si riduce la profondita’ di esplorazione).
L’apparecchio Doppler ad onda pulsante è caratterizzato da una emissione brevissima, periodica di ultrasuoni e viene generalmente abbinato ad un ecotomografo B mode in tempo reale, per fornire informazioni emodinamiche associate ad immagine diretta del vaso esaminato o dell’area esplorata Il segnale Doppler esprime le variazioni della velocità del flusso ematico. La sua interpretazione si basa sul reperto acustico, sulla analisi morfologica del segnale e sulla valutazione della direzionalità del flusso. Questi dati costituiscono il fondamento dell’applicazione clinica del metodo.
ASCOLTAZIONE DEL SEGNALE
La prima informazione fornita dall’apparecchio Doppler riguarda l’ascoltazione del segnale acustico del flusso nel vaso esaminato. Le caratteristiche del suono (tonalità, intensità, purezza) variano in rapporto alla velocità del sangue, al tipo di flusso (continuo o discontinuo) e alla eventuale presenza di turbolenze. Si possono riconoscere alterazioni patologiche, fino alla scomparsa del segnale. Il suono normale è formato da un primo tono sistolico di alta intensità, a cui seguono due toni di intensità minore in fase diastolica. In caso di stenosi sono assenti il secondo e il terzo tono.
L’affidabilità della metodica aumenta decisamente se il reperto ascoltatorio viene integrato da una valutazione completa delle frequenze del segnale Doppler, mediante analizzatore spettrale.
ANALISI MORFOLOGICA
Il complesso velocimetrico di base è costituito da un’onda principale sistolica seguita da onde secondarie diastoliche. La componente sistolica del flusso esprime sostanzialmente lo stato dei vasi a monte del punto di rilevamento, mentre la componente diastolica fornisce prevalentemente informazioni sulla situazione vascolare a valle. Le curve velocimetriche variano in relazione al distretto vascolare esaminato. L’interpretazione del tracciato si basa sulla valutazione dei caratteri delle curve (altezza massima, fasi di accelerazione e decelerazione, presenza di incisure) e dalla loro modalità di iscrizione sulla linea zero. La curva esprime la componente pulsatoria del flusso, mentre lo stacco dalla linea zero di base (corrispondente all’assenza di flusso) ne rappresenta la componente continua. Quest’ultima è strettamente connessa con le resistenze vascolari.
Il tracciato registrato a livello dei vasi di afflusso cerebrale, territorio vascolare a basse resistenze, presenta costantemente una quota di flusso continuo.
Se non esiste una patologia cardiaca le modificazioni del complesso velocimetrico dipendono esclusivamente dalle caratteristiche del settore vascolare esaminato, mentre se esiste una alterata emodinamica cardiaca, turbe dell’eiezione o del ritmo, questa si ripercuote sull’onda di velocità variandone la morfologia.
Anche in assenza di arteriopatia clinicamente manifesta esistono differenze morfologiche in relazione all’età. A livello del circolo cerebrale si riscontra una diminuzione della velocità massima, del flusso continuo ed un allungamento dei tempi sistolici (accelerazione e decelerazione dell’onda principale). Questo tipo di morfologia appare costante ed uniforme in tutti i distretti vascolari esplorabili, ed è ascrivibile a fenomeni di sclerosi senile.
Con l’analisi del segnale analogico è possibile distinguere quindi diversi tipi di grafici che si differenziano dalla curva normale, ed in base a questi avere un’indicazione del tipo di alterazione anatomo-funzionale vascolare.
L’aumento delle resistenze determinato da una stenosi implica modificazioni delle curve velocimetriche: una diminuzione delle velocità delle curve a monte della stenosi, un aumento della stessa rispetto alla velocità di base a livello della stenosi, ed una successiva diminuzione nel tratto sotto-stenotico. La curva cresce più lentamente in sistole e ha un apice arrotondato; la fase discendente tende ad occupare completamente la diastole. Il flusso non ritorna mai a livello della linea zero o vi ritorna solo alla fine della diastole.
A valle di un’ostruzione totale il flusso dipende interamente dall’entità del circolo collaterale. La morfologia è quella descritta per la stenosi, esasperata, con velocità di flusso nettamente ridotta. A livello dell’ostruzione, non essendovi flusso, il segnale è nullo.
DIREZIONALITA’ DEL FLUSSO
La conoscenza della direzionalità del flusso è un parametro importante nello studio della patologia vascolare. Tale possibilità risulta indispensabile per indagini esplorative del circolo cerebrale in cui spesso soltanto la valutazione di segni indiretti consente il rilievo della situazione emodinamica. Un’applicazione clinica di assoluta importanza è quella della pervietà o meno della carotide interna in base alla direzione del flusso di un’arteria terminale dell’arteria oftalmicarterie peri-orbitali rappresenta una valida via anastomotica nei casi di occlusione della carotide interna.
In condizioni normali, il gradiente pressorio fa sì che la direzione del flusso avvenga dal distretto carotideo interno a quello esterno. La compressione dell’arteria temporale superficiale e/o (arteria sovratrocleare oppure arteria sovraorbitaria)ciale/adella faciale accentua questa situazione, determinando un aumento di flusso nell’oftalmica dimostrabile con un più evidente segnale Doppler a livello del circolo arterioso periorbitale.
In condizioni di ostruzione completa della carotide interna o di una stenosi superiore al 75%, il flusso nelle arterie periorbitali si inverte, poichè in questa situazione il gradiente pressorio è in favore del circolo carotideo esterno. Tale metodo di indagine si basa su considerazioni anatomo-fisiologiche circa la possibilità di compenso dei distretti della carotide interna e dell’esterna. Le arterie sovraorbitaria e sovratrocleare, rami dell’oftalmica, sono branche terminali della carotide interna; si anastomizzano con rami terminali o collaterali della carotide esterna ed in particolare con l’arteria temporale superficiale. Il circolo arteria temporale superfi. La compressione dell’arteria temporale superficiale e/o della faciale determina la scomparsa del segnale invertito. Se l’ostruzione della carotide interna è distale all’origine dell’oftalmica, il test oftalmico non è significativo.
ANALISI SPETTRALE DEL SEGNALE DOPPLER
Il limite fondamentale di ogni tipo di elaborazione grafica del segnale Doppler consiste nell’impossibilità di evidenziare tutto lo spettro delle frequenze presenti nel segnale riflesso. L’analisi spettrale permette di superare tale limite con un metodo di elaborazione per l’identificazione accurata delle componenti di frequenza del segnale Doppler, e la loro determinazione quantitativa in intensità e in ampiezza.
Mediante l’analisi spettrale è possibile valutare la distribuzione e l’incidenza quantitativa di tutte le frequenze riflesse e quindi di tutte le singole velocità della sezione trasversa del vaso esaminato in un determinato istante.
L’impiego dell’analisi spettrale nell’elaborazione grafica del segnale Doppler offre:
- la possibilità di avere un numero maggiore di dati a disposizione sui quali basare l’interpretazione dei fenomeni eodinamici;
- una maggiore ricchezza di parametri numerici per la quantizzazione del flusso.
L’ecotomografia B mode real-time ad alta risoluzione rappresenta l’ultima generazione delle tecniche impiegate nel campo dell’esplorazione ultrasonora dei vasi, consentendo contemporaneamente una valutazione morfo-funzionale delle strutture vascolari. Il sistema Duplex Scanner abbina all’ecografia bidimensionale un sistema Doppler pulsato, consentendo in tal modo di ottenere contemporaneamente informazioni strutturali e morfologiche dei vasi e precise indicazioni sulle caratteristiche del flusso.
I sistemi Dupplex Scanner attualmente impiegati nell’ambito della patologia vascolare utilizzano un modulo ecografico bidimensonale ad alta risoluzione, dotato di sonde a diversa fraquenza per lo studio morfologico delle strutture superficiali e di quelle profonde, ed un modulo Doppler pulsato con l’analisi spettrale del segnale. Le frequenze utilizzate variano generalmente dai 5 ai 10 MHz.: le frequenze più alte hanno una miglior risoluzione, ma perdono in penetrazione.
Le informazioni emodinamiche che si ottengono con l’abbinamento della tecnica Doppler, in particolare con il Doppler pulsato che consente la valutazione selettiva dei flussi posti ad una data profondità, risultano di notevole importanza.
L’alto grado di integrazione e complementarietà ottenuto con la realizzazione dei sistemi Duplex Scanner (ecodoppler) permette quindi la contemporanea acquisizione di informazioni morfologiche ed emodinamiche.
ARTERIA OFTALMICA
Deriva dal sifone della carotide interna dopo la sua emergenza da seno cavernoso, percorre l’orbita da dietro verso l’avanti e si divide in tre segmenti: intracranico, intracanalare, intraorbitario a sua volta diviso in tre settori: il primo che attraversa l’anello di Zinn nella sua parte inferiore, il secondo che s’incrocia con il nervo ottico ed il terzo che si getta nello spazio intermuscolare tra il m. G. O. ed il Retto Int. . Si vengono in tal modo a costituire due o tre sinuosità durante l’attraversamento dell’orbita.
La porzione che ci interessa maggiormente per lo studio del flusso è la porzione intraorbitaria che incrocia il nervo ottico. Tale incrocio può avvenire o superiormente (80% dei casi) o inferiormente (20% dei casi) e viene comunque a formare una curva ad angolo retto-ottuso nel 93% dei casi. Sono conosciute varietà d’incrocio anomalo che possono rendere più indaginosa l’esecuzione dell’esame ecodoppler. In tale zona presenta un diametro da 1 mm. a 1,4 mm..
L’arteria oftalmica da origine a numerosi rami collaterali i cui rami principali hanno un diametro >= 0.3 mm.: l’arteria centrale della retina, le ciliari lunghe post-est. , le muscolari inf., l’etmoidale post. e ant., le sotto orbitarie e le cilari lunghe post-int..
Il primo dei rami collaterali più frequenti da osservare è l’a. Centrale della retina a cui è demandato il compito di assicurare la totalità della vascolarizzazione della retina. Un’ importante anastomosi dell’a. Oftalmica si ha con la carotide esterna; essa rappresenta la via di irrigazione dell’oftalmica in caso di trombosi della carotide int.( Si avrà allora un’inversione della direzione del flusso ematico verso l’apice orbitario).
Con le sonde ecodoppler ci è possibile posizionare il cursore elettronico del fascio doppler pulsato nelle diverse aree orbitarie a cercare :1° la biforcazione a. Oftalmica-a. Centrale della retina; 2° la flessione che compie l’arteria sul nervo ottico; 3° l’art. Centrale della retine nel suo tratto interno al n. Ottico (pressoché impossibile); 4° l’arteria centrale della retina alla sua emergenza dal disco ottico dove s’incurva e si ramifica.
In tali zone è possibile effettuare la valutazione del flusso ematico.
MATERIALI E METODI
Abbiamo utilizzato un ecotomografo B mode in real time ad elevato potere di risoluzione, corredato di un modulo Doppler pulsato (ACCUSON 128 Duplex Scanner USA). Per la diagnostica tale apparecchio sfrutta soprattutto l’apparato B mode, il cui elevato potere di risoluzione è ottenuto da un sistema di ingrandimento (lenti acustiche) che non altera la qualità delle immagini, pur ingrandite 6 volte, mantenendo un potere di risoluzione assiale di 0,3 mm.
Sono stati esaminati 50 pazienti che non presentavano patologie vascolari ed oculari in atto al fine di ottenere dei valori di confronto. I valori della velocità del flusso in tali soggetti è risultata da 0.280-0.360 m/s con un valore medio di 0.323 m/s, ed una deviazione standard di 0.034 m/s. La differenza tra i valori reperiti in OD rispetto ad OS è stata di un massimo di +- 0.015 m/s.
Abbiamo quindi sottoposto ad esame ecodoppler 40 pazienti affetti da patologia carotidea che erano stati precedentemente valutati con ecodoppler e doppler ai vasi epiaortici e in alcuni casi con angiografia o angio-Tac. La quasi totalità dei soggetti avevano manifestato episodi di T.I.A. ed alcuni erano stati colpiti da paresi parcellari nei periodi precedenti alla diagnosi di placche alteranti i flussi cerebrali mono e bilaterali.
Dai risultati ottenuti si è potuta osservare la concordanza di alterazioni dei valori velocimetrici monolaterali in corrispondenza di maggiori alterazioni del flusso carotideo con una elevata coincidenza dell’ alterazione dei tracciati dal lato colpito da stenosi significative.
ECODOPPLER VASI EPIAORTICI
ECODOPPLER A. OFTALMICA
(Variazione > 0.050 m/s )
STENOSI CAROTIDEA DX. 20
AUMENTO DEL FLUSSO DX 7
DIMINUZIONE FLUSSO DX 13
Flusso SIN nei limiti di norma
STENOSI CAROTIDEA SIN. 18
AUMENTO DEL FLUSSO SIN 8
DIMINUZIONE FLUSSO SIN 10
Flusso DX nei limiti di norma
STENOSI TOTALE C. SIN. 2
INVERSIONE DEL FLUSSO 2
Dai dati si evince la marcata corrispondenza della specificità della lateralità nell’evidenziare patologie vascolari fornendo inoltre informazioni sulla velocità del flusso ematico. Tali dati consentono una valutazione della gravità della stenosi in quanto un aumento delle velocità del flusso e’ peculiare di stenosi restringenti il lume vasale ma non riducenti l’apporto ematico in maniera significativa. Un rallentamento della velocità del flusso è tipico di stenosi che riducono la pervietà del vaso in maniera consistente sino ad avere una stenosi totale del vaso con inversione dei flussi all’ arteria oftalmica.
Interessanti risultati sono stati ottenuti su casi di glaucoma sine ipertensione in cui sono stati costantemente riscontrati valori di flusso molto abbassati rispetto ai controlli (circa il 40 % in meno), permettendo quindi di rilanciare un’ipotesi di tipo vascolare come causa prima di tale patologia. Anche casi di trombosi retiniche hanno presentato flussi ridotti. Sono stati studiati pazienti con degenerazioni maculari sclerotiche o senili o con pseudoforo maculare ; anche questi casi hanno manifestato riduzioni dal 10 al 30 % rispetto ai normali.
Abbiamo anche potuto evidenziare come in pazienti molto agitati o con stress emotivo marcato il flusso aumenta significativamente sino
al 80 %. Attualmente stiamo studiando il comportamento di farmaci vaso attivo sulla portata ematica vascolare nei casi di ipoafflusso.
BIBLIOGRAFIA
Arbeille P.,Benanou A.,Sales S.,La Gueyre M.,Pourcellot L. Ecotomographie et analys spectrale du signal doppler dans le bilan de la valutation du systeme carotidienne.
Juornal des maladies vasculaires. 9,171,1984
Bill A. – Blood circulation and fluid dynamics in the eye.
Physiol. rev. 55,383,1975
Cibelli P.,Boles Carenini A.,Brogliatti B. – Il Langham Ocular Blood Flow System nello studio di patologie oculari diverse.
Atti dell’ incontro Milano – Amburgo
Duke-Elder S. – The ocular circulation: its normal pressure relationship and their physiological significance.
Br. J. Ophthalmol 10,982,1971
Franceschi C. – L’investigation vasculair par ultrasonographie doppler Masson – Paris – 1979
Gickam J.B., Schieve J.F., Wilson W.P. – The relation between retinal and cerebral vascular reactivity in normal and arteriosclerotic subjects. Circulation 7,84,1953
Hemerici M.,Freund H. J. – Efficacy of C.W. doppler and duplex-system examinations for the evaluations of extracranial carotid deseases.
J. Clin. Ultrasound, 12,155,1984
Kaskel D., Baumgart W., Metzler U., Fink H. – Blood pressure, blood flow and intraocular pressure. Ophthalmic Res. 6,338,1974
Langham M.E., Farrell R.A., O’ Brian V., Silver D.M., Schiilder P. –
Blood flow in the uman eye
Acta Ophthalm. 67 suppl. 191,19,1989
Schilder P. – Ocular blood flow changes with increased vascular resistance external and internal to the eye.
Acta Ophthalm. 67 suppl. 191,1989
Clin Oc 4; 296, 1991
* Dott. A. Valli
* C.I.D.I.M.U. srl. Torino
La tecnica ultrasonora Doppler è relativamente recente e assomma i pregi della non invasività, della facile esecuzione e dell’attendibilità dei risultati.
L’effetto Doppler, da cui prende il nome tale metodica, si basa sulla variazione di frequenza che subisce un’onda elettromagnetica (ultrasuoni, luce, etc.), generata o riflessa da un corpo in movimento. Lo scorrimento delle emazie in un vaso colpito da un fascio di ultrasuoni, determina una variazione di frequenza degli ultrasuoni riflessi proporzionale alla velocità del flusso. Questa differenza di frequenza viene a costituire il segnale doppler e può essere valutato sia acusticamente che graficamente.
Attualmente, in campo diagnostico, vengono usati due tipi di apparecchi ad ultrasuoni: ad onda continua e ad onda pulsante. Gli apparecchi ad onda continua usati più comunemente sono quelli direzionali; essi consentono di valutare la direzione del flusso ematico registrando il flusso che si avvicina al rilevatore come deflessione positiva, quello che se ne allontana come deflessione negativa. Le frequenze operative impiegate variano da 2 a 10 MHz/sec. (variano a seconda dell’assorbimento degli ultrasuoni da parte dei tessuti, tanto più alta è la frequenza tanto più bassa risulta la penetrazione e di conseguenza si riduce la profondita’ di esplorazione).
L’apparecchio Doppler ad onda pulsante è caratterizzato da una emissione brevissima, periodica di ultrasuoni e viene generalmente abbinato ad un ecotomografo B mode in tempo reale, per fornire informazioni emodinamiche associate ad immagine diretta del vaso esaminato o dell’area esplorata Il segnale Doppler esprime le variazioni della velocità del flusso ematico. La sua interpretazione si basa sul reperto acustico, sulla analisi morfologica del segnale e sulla valutazione della direzionalità del flusso. Questi dati costituiscono il fondamento dell’applicazione clinica del metodo.
ASCOLTAZIONE DEL SEGNALE
La prima informazione fornita dall’apparecchio Doppler riguarda l’ascoltazione del segnale acustico del flusso nel vaso esaminato. Le caratteristiche del suono (tonalità, intensità, purezza) variano in rapporto alla velocità del sangue, al tipo di flusso (continuo o discontinuo) e alla eventuale presenza di turbolenze. Si possono riconoscere alterazioni patologiche, fino alla scomparsa del segnale. Il suono normale è formato da un primo tono sistolico di alta intensità, a cui seguono due toni di intensità minore in fase diastolica. In caso di stenosi sono assenti il secondo e il terzo tono.
L’affidabilità della metodica aumenta decisamente se il reperto ascoltatorio viene integrato da una valutazione completa delle frequenze del segnale Doppler, mediante analizzatore spettrale.
ANALISI MORFOLOGICA
Il complesso velocimetrico di base è costituito da un’onda principale sistolica seguita da onde secondarie diastoliche. La componente sistolica del flusso esprime sostanzialmente lo stato dei vasi a monte del punto di rilevamento, mentre la componente diastolica fornisce prevalentemente informazioni sulla situazione vascolare a valle. Le curve velocimetriche variano in relazione al distretto vascolare esaminato. L’interpretazione del tracciato si basa sulla valutazione dei caratteri delle curve (altezza massima, fasi di accelerazione e decelerazione, presenza di incisure) e dalla loro modalità di iscrizione sulla linea zero. La curva esprime la componente pulsatoria del flusso, mentre lo stacco dalla linea zero di base (corrispondente all’assenza di flusso) ne rappresenta la componente continua. Quest’ultima è strettamente connessa con le resistenze vascolari.
Il tracciato registrato a livello dei vasi di afflusso cerebrale, territorio vascolare a basse resistenze, presenta costantemente una quota di flusso continuo.
Se non esiste una patologia cardiaca le modificazioni del complesso velocimetrico dipendono esclusivamente dalle caratteristiche del settore vascolare esaminato, mentre se esiste una alterata emodinamica cardiaca, turbe dell’eiezione o del ritmo, questa si ripercuote sull’onda di velocità variandone la morfologia.
Anche in assenza di arteriopatia clinicamente manifesta esistono differenze morfologiche in relazione all’età. A livello del circolo cerebrale si riscontra una diminuzione della velocità massima, del flusso continuo ed un allungamento dei tempi sistolici (accelerazione e decelerazione dell’onda principale). Questo tipo di morfologia appare costante ed uniforme in tutti i distretti vascolari esplorabili, ed è ascrivibile a fenomeni di sclerosi senile.
Con l’analisi del segnale analogico è possibile distinguere quindi diversi tipi di grafici che si differenziano dalla curva normale, ed in base a questi avere un’indicazione del tipo di alterazione anatomo-funzionale vascolare.
L’aumento delle resistenze determinato da una stenosi implica modificazioni delle curve velocimetriche: una diminuzione delle velocità delle curve a monte della stenosi, un aumento della stessa rispetto alla velocità di base a livello della stenosi, ed una successiva diminuzione nel tratto sotto-stenotico. La curva cresce più lentamente in sistole e ha un apice arrotondato; la fase discendente tende ad occupare completamente la diastole. Il flusso non ritorna mai a livello della linea zero o vi ritorna solo alla fine della diastole.
A valle di un’ostruzione totale il flusso dipende interamente dall’entità del circolo collaterale. La morfologia è quella descritta per la stenosi, esasperata, con velocità di flusso nettamente ridotta. A livello dell’ostruzione, non essendovi flusso, il segnale è nullo.
DIREZIONALITA’ DEL FLUSSO
La conoscenza della direzionalità del flusso è un parametro importante nello studio della patologia vascolare. Tale possibilità risulta indispensabile per indagini esplorative del circolo cerebrale in cui spesso soltanto la valutazione di segni indiretti consente il rilievo della situazione emodinamica. Un’applicazione clinica di assoluta importanza è quella della pervietà o meno della carotide interna in base alla direzione del flusso di un’arteria terminale dell’arteria oftalmicarterie peri-orbitali rappresenta una valida via anastomotica nei casi di occlusione della carotide interna.
In condizioni normali, il gradiente pressorio fa sì che la direzione del flusso avvenga dal distretto carotideo interno a quello esterno. La compressione dell’arteria temporale superficiale e/o (arteria sovratrocleare oppure arteria sovraorbitaria)ciale/adella faciale accentua questa situazione, determinando un aumento di flusso nell’oftalmica dimostrabile con un più evidente segnale Doppler a livello del circolo arterioso periorbitale.
In condizioni di ostruzione completa della carotide interna o di una stenosi superiore al 75%, il flusso nelle arterie periorbitali si inverte, poichè in questa situazione il gradiente pressorio è in favore del circolo carotideo esterno. Tale metodo di indagine si basa su considerazioni anatomo-fisiologiche circa la possibilità di compenso dei distretti della carotide interna e dell’esterna. Le arterie sovraorbitaria e sovratrocleare, rami dell’oftalmica, sono branche terminali della carotide interna; si anastomizzano con rami terminali o collaterali della carotide esterna ed in particolare con l’arteria temporale superficiale. Il circolo arteria temporale superfi. La compressione dell’arteria temporale superficiale e/o della faciale determina la scomparsa del segnale invertito. Se l’ostruzione della carotide interna è distale all’origine dell’oftalmica, il test oftalmico non è significativo.
ANALISI SPETTRALE DEL SEGNALE DOPPLER
Il limite fondamentale di ogni tipo di elaborazione grafica del segnale Doppler consiste nell’impossibilità di evidenziare tutto lo spettro delle frequenze presenti nel segnale riflesso. L’analisi spettrale permette di superare tale limite con un metodo di elaborazione per l’identificazione accurata delle componenti di frequenza del segnale Doppler, e la loro determinazione quantitativa in intensità e in ampiezza.
Mediante l’analisi spettrale è possibile valutare la distribuzione e l’incidenza quantitativa di tutte le frequenze riflesse e quindi di tutte le singole velocità della sezione trasversa del vaso esaminato in un determinato istante.
L’impiego dell’analisi spettrale nell’elaborazione grafica del segnale Doppler offre:
- la possibilità di avere un numero maggiore di dati a disposizione sui quali basare l’interpretazione dei fenomeni eodinamici;
- una maggiore ricchezza di parametri numerici per la quantizzazione del flusso.
L’ecotomografia B mode real-time ad alta risoluzione rappresenta l’ultima generazione delle tecniche impiegate nel campo dell’esplorazione ultrasonora dei vasi, consentendo contemporaneamente una valutazione morfo-funzionale delle strutture vascolari. Il sistema Duplex Scanner abbina all’ecografia bidimensionale un sistema Doppler pulsato, consentendo in tal modo di ottenere contemporaneamente informazioni strutturali e morfologiche dei vasi e precise indicazioni sulle caratteristiche del flusso.
I sistemi Dupplex Scanner attualmente impiegati nell’ambito della patologia vascolare utilizzano un modulo ecografico bidimensonale ad alta risoluzione, dotato di sonde a diversa fraquenza per lo studio morfologico delle strutture superficiali e di quelle profonde, ed un modulo Doppler pulsato con l’analisi spettrale del segnale. Le frequenze utilizzate variano generalmente dai 5 ai 10 MHz.: le frequenze più alte hanno una miglior risoluzione, ma perdono in penetrazione.
Le informazioni emodinamiche che si ottengono con l’abbinamento della tecnica Doppler, in particolare con il Doppler pulsato che consente la valutazione selettiva dei flussi posti ad una data profondità, risultano di notevole importanza.
L’alto grado di integrazione e complementarietà ottenuto con la realizzazione dei sistemi Duplex Scanner (ecodoppler) permette quindi la contemporanea acquisizione di informazioni morfologiche ed emodinamiche.
ARTERIA OFTALMICA
Deriva dal sifone della carotide interna dopo la sua emergenza da seno cavernoso, percorre l’orbita da dietro verso l’avanti e si divide in tre segmenti: intracranico, intracanalare, intraorbitario a sua volta diviso in tre settori: il primo che attraversa l’anello di Zinn nella sua parte inferiore, il secondo che s’incrocia con il nervo ottico ed il terzo che si getta nello spazio intermuscolare tra il m. G. O. ed il Retto Int. . Si vengono in tal modo a costituire due o tre sinuosità durante l’attraversamento dell’orbita.
La porzione che ci interessa maggiormente per lo studio del flusso è la porzione intraorbitaria che incrocia il nervo ottico. Tale incrocio può avvenire o superiormente (80% dei casi) o inferiormente (20% dei casi) e viene comunque a formare una curva ad angolo retto-ottuso nel 93% dei casi. Sono conosciute varietà d’incrocio anomalo che possono rendere più indaginosa l’esecuzione dell’esame ecodoppler. In tale zona presenta un diametro da 1 mm. a 1,4 mm..
L’arteria oftalmica da origine a numerosi rami collaterali i cui rami principali hanno un diametro >= 0.3 mm.: l’arteria centrale della retina, le ciliari lunghe post-est. , le muscolari inf., l’etmoidale post. e ant., le sotto orbitarie e le cilari lunghe post-int..
Il primo dei rami collaterali più frequenti da osservare è l’a. Centrale della retina a cui è demandato il compito di assicurare la totalità della vascolarizzazione della retina. Un’ importante anastomosi dell’a. Oftalmica si ha con la carotide esterna; essa rappresenta la via di irrigazione dell’oftalmica in caso di trombosi della carotide int.( Si avrà allora un’inversione della direzione del flusso ematico verso l’apice orbitario).
Con le sonde ecodoppler ci è possibile posizionare il cursore elettronico del fascio doppler pulsato nelle diverse aree orbitarie a cercare :1° la biforcazione a. Oftalmica-a. Centrale della retina; 2° la flessione che compie l’arteria sul nervo ottico; 3° l’art. Centrale della retine nel suo tratto interno al n. Ottico (pressoché impossibile); 4° l’arteria centrale della retina alla sua emergenza dal disco ottico dove s’incurva e si ramifica.
In tali zone è possibile effettuare la valutazione del flusso ematico.
MATERIALI E METODI
Abbiamo utilizzato un ecotomografo B mode in real time ad elevato potere di risoluzione, corredato di un modulo Doppler pulsato (ACCUSON 128 Duplex Scanner USA). Per la diagnostica tale apparecchio sfrutta soprattutto l’apparato B mode, il cui elevato potere di risoluzione è ottenuto da un sistema di ingrandimento (lenti acustiche) che non altera la qualità delle immagini, pur ingrandite 6 volte, mantenendo un potere di risoluzione assiale di 0,3 mm.
Sono stati esaminati 50 pazienti che non presentavano patologie vascolari ed oculari in atto al fine di ottenere dei valori di confronto. I valori della velocità del flusso in tali soggetti è risultata da 0.280-0.360 m/s con un valore medio di 0.323 m/s, ed una deviazione standard di 0.034 m/s. La differenza tra i valori reperiti in OD rispetto ad OS è stata di un massimo di +- 0.015 m/s.
Abbiamo quindi sottoposto ad esame ecodoppler 40 pazienti affetti da patologia carotidea che erano stati precedentemente valutati con ecodoppler e doppler ai vasi epiaortici e in alcuni casi con angiografia o angio-Tac. La quasi totalità dei soggetti avevano manifestato episodi di T.I.A. ed alcuni erano stati colpiti da paresi parcellari nei periodi precedenti alla diagnosi di placche alteranti i flussi cerebrali mono e bilaterali.
Dai risultati ottenuti si è potuta osservare la concordanza di alterazioni dei valori velocimetrici monolaterali in corrispondenza di maggiori alterazioni del flusso carotideo con una elevata coincidenza dell’ alterazione dei tracciati dal lato colpito da stenosi significative.
ECODOPPLER VASI EPIAORTICI
ECODOPPLER A. OFTALMICA
(Variazione > 0.050 m/s )
STENOSI CAROTIDEA DX. 20
AUMENTO DEL FLUSSO DX 7
DIMINUZIONE FLUSSO DX 13
Flusso SIN nei limiti di norma
STENOSI CAROTIDEA SIN. 18
AUMENTO DEL FLUSSO SIN 8
DIMINUZIONE FLUSSO SIN 10
Flusso DX nei limiti di norma
STENOSI TOTALE C. SIN. 2
INVERSIONE DEL FLUSSO 2
Dai dati si evince la marcata corrispondenza della specificità della lateralità nell’evidenziare patologie vascolari fornendo inoltre informazioni sulla velocità del flusso ematico. Tali dati consentono una valutazione della gravità della stenosi in quanto un aumento delle velocità del flusso e’ peculiare di stenosi restringenti il lume vasale ma non riducenti l’apporto ematico in maniera significativa. Un rallentamento della velocità del flusso è tipico di stenosi che riducono la pervietà del vaso in maniera consistente sino ad avere una stenosi totale del vaso con inversione dei flussi all’ arteria oftalmica.
Interessanti risultati sono stati ottenuti su casi di glaucoma sine ipertensione in cui sono stati costantemente riscontrati valori di flusso molto abbassati rispetto ai controlli (circa il 40 % in meno), permettendo quindi di rilanciare un’ipotesi di tipo vascolare come causa prima di tale patologia. Anche casi di trombosi retiniche hanno presentato flussi ridotti. Sono stati studiati pazienti con degenerazioni maculari sclerotiche o senili o con pseudoforo maculare ; anche questi casi hanno manifestato riduzioni dal 10 al 30 % rispetto ai normali.
Abbiamo anche potuto evidenziare come in pazienti molto agitati o con stress emotivo marcato il flusso aumenta significativamente sino
al 80 %. Attualmente stiamo studiando il comportamento di farmaci vaso attivo sulla portata ematica vascolare nei casi di ipoafflusso.
BIBLIOGRAFIA
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Clin Oc 4; 296, 1991
* Dott. A. Valli
* C.I.D.I.M.U. srl. Torino
La tecnica ultrasonora Doppler è relativamente recente e assomma i pregi della non invasività, della facile esecuzione e dell’attendibilità dei risultati.
L’effetto Doppler, da cui prende il nome tale metodica, si basa sulla variazione di frequenza che subisce un’onda elettromagnetica (ultrasuoni, luce, etc.), generata o riflessa da un corpo in movimento. Lo scorrimento delle emazie in un vaso colpito da un fascio di ultrasuoni, determina una variazione di frequenza degli ultrasuoni riflessi proporzionale alla velocità del flusso. Questa differenza di frequenza viene a costituire il segnale doppler e può essere valutato sia acusticamente che graficamente.
Attualmente, in campo diagnostico, vengono usati due tipi di apparecchi ad ultrasuoni: ad onda continua e ad onda pulsante. Gli apparecchi ad onda continua usati più comunemente sono quelli direzionali; essi consentono di valutare la direzione del flusso ematico registrando il flusso che si avvicina al rilevatore come deflessione positiva, quello che se ne allontana come deflessione negativa. Le frequenze operative impiegate variano da 2 a 10 MHz/sec. (variano a seconda dell’assorbimento degli ultrasuoni da parte dei tessuti, tanto più alta è la frequenza tanto più bassa risulta la penetrazione e di conseguenza si riduce la profondita’ di esplorazione).
L’apparecchio Doppler ad onda pulsante è caratterizzato da una emissione brevissima, periodica di ultrasuoni e viene generalmente abbinato ad un ecotomografo B mode in tempo reale, per fornire informazioni emodinamiche associate ad immagine diretta del vaso esaminato o dell’area esplorata Il segnale Doppler esprime le variazioni della velocità del flusso ematico. La sua interpretazione si basa sul reperto acustico, sulla analisi morfologica del segnale e sulla valutazione della direzionalità del flusso. Questi dati costituiscono il fondamento dell’applicazione clinica del metodo.
ASCOLTAZIONE DEL SEGNALE
La prima informazione fornita dall’apparecchio Doppler riguarda l’ascoltazione del segnale acustico del flusso nel vaso esaminato. Le caratteristiche del suono (tonalità, intensità, purezza) variano in rapporto alla velocità del sangue, al tipo di flusso (continuo o discontinuo) e alla eventuale presenza di turbolenze. Si possono riconoscere alterazioni patologiche, fino alla scomparsa del segnale. Il suono normale è formato da un primo tono sistolico di alta intensità, a cui seguono due toni di intensità minore in fase diastolica. In caso di stenosi sono assenti il secondo e il terzo tono.
L’affidabilità della metodica aumenta decisamente se il reperto ascoltatorio viene integrato da una valutazione completa delle frequenze del segnale Doppler, mediante analizzatore spettrale.
ANALISI MORFOLOGICA
Il complesso velocimetrico di base è costituito da un’onda principale sistolica seguita da onde secondarie diastoliche. La componente sistolica del flusso esprime sostanzialmente lo stato dei vasi a monte del punto di rilevamento, mentre la componente diastolica fornisce prevalentemente informazioni sulla situazione vascolare a valle. Le curve velocimetriche variano in relazione al distretto vascolare esaminato. L’interpretazione del tracciato si basa sulla valutazione dei caratteri delle curve (altezza massima, fasi di accelerazione e decelerazione, presenza di incisure) e dalla loro modalità di iscrizione sulla linea zero. La curva esprime la componente pulsatoria del flusso, mentre lo stacco dalla linea zero di base (corrispondente all’assenza di flusso) ne rappresenta la componente continua. Quest’ultima è strettamente connessa con le resistenze vascolari.
Il tracciato registrato a livello dei vasi di afflusso cerebrale, territorio vascolare a basse resistenze, presenta costantemente una quota di flusso continuo.
Se non esiste una patologia cardiaca le modificazioni del complesso velocimetrico dipendono esclusivamente dalle caratteristiche del settore vascolare esaminato, mentre se esiste una alterata emodinamica cardiaca, turbe dell’eiezione o del ritmo, questa si ripercuote sull’onda di velocità variandone la morfologia.
Anche in assenza di arteriopatia clinicamente manifesta esistono differenze morfologiche in relazione all’età. A livello del circolo cerebrale si riscontra una diminuzione della velocità massima, del flusso continuo ed un allungamento dei tempi sistolici (accelerazione e decelerazione dell’onda principale). Questo tipo di morfologia appare costante ed uniforme in tutti i distretti vascolari esplorabili, ed è ascrivibile a fenomeni di sclerosi senile.
Con l’analisi del segnale analogico è possibile distinguere quindi diversi tipi di grafici che si differenziano dalla curva normale, ed in base a questi avere un’indicazione del tipo di alterazione anatomo-funzionale vascolare.
L’aumento delle resistenze determinato da una stenosi implica modificazioni delle curve velocimetriche: una diminuzione delle velocità delle curve a monte della stenosi, un aumento della stessa rispetto alla velocità di base a livello della stenosi, ed una successiva diminuzione nel tratto sotto-stenotico. La curva cresce più lentamente in sistole e ha un apice arrotondato; la fase discendente tende ad occupare completamente la diastole. Il flusso non ritorna mai a livello della linea zero o vi ritorna solo alla fine della diastole.
A valle di un’ostruzione totale il flusso dipende interamente dall’entità del circolo collaterale. La morfologia è quella descritta per la stenosi, esasperata, con velocità di flusso nettamente ridotta. A livello dell’ostruzione, non essendovi flusso, il segnale è nullo.
DIREZIONALITA’ DEL FLUSSO
La conoscenza della direzionalità del flusso è un parametro importante nello studio della patologia vascolare. Tale possibilità risulta indispensabile per indagini esplorative del circolo cerebrale in cui spesso soltanto la valutazione di segni indiretti consente il rilievo della situazione emodinamica. Un’applicazione clinica di assoluta importanza è quella della pervietà o meno della carotide interna in base alla direzione del flusso di un’arteria terminale dell’arteria oftalmicarterie peri-orbitali rappresenta una valida via anastomotica nei casi di occlusione della carotide interna.
In condizioni normali, il gradiente pressorio fa sì che la direzione del flusso avvenga dal distretto carotideo interno a quello esterno. La compressione dell’arteria temporale superficiale e/o (arteria sovratrocleare oppure arteria sovraorbitaria)ciale/adella faciale accentua questa situazione, determinando un aumento di flusso nell’oftalmica dimostrabile con un più evidente segnale Doppler a livello del circolo arterioso periorbitale.
In condizioni di ostruzione completa della carotide interna o di una stenosi superiore al 75%, il flusso nelle arterie periorbitali si inverte, poichè in questa situazione il gradiente pressorio è in favore del circolo carotideo esterno. Tale metodo di indagine si basa su considerazioni anatomo-fisiologiche circa la possibilità di compenso dei distretti della carotide interna e dell’esterna. Le arterie sovraorbitaria e sovratrocleare, rami dell’oftalmica, sono branche terminali della carotide interna; si anastomizzano con rami terminali o collaterali della carotide esterna ed in particolare con l’arteria temporale superficiale. Il circolo arteria temporale superfi. La compressione dell’arteria temporale superficiale e/o della faciale determina la scomparsa del segnale invertito. Se l’ostruzione della carotide interna è distale all’origine dell’oftalmica, il test oftalmico non è significativo.
ANALISI SPETTRALE DEL SEGNALE DOPPLER
Il limite fondamentale di ogni tipo di elaborazione grafica del segnale Doppler consiste nell’impossibilità di evidenziare tutto lo spettro delle frequenze presenti nel segnale riflesso. L’analisi spettrale permette di superare tale limite con un metodo di elaborazione per l’identificazione accurata delle componenti di frequenza del segnale Doppler, e la loro determinazione quantitativa in intensità e in ampiezza.
Mediante l’analisi spettrale è possibile valutare la distribuzione e l’incidenza quantitativa di tutte le frequenze riflesse e quindi di tutte le singole velocità della sezione trasversa del vaso esaminato in un determinato istante.
L’impiego dell’analisi spettrale nell’elaborazione grafica del segnale Doppler offre:
- la possibilità di avere un numero maggiore di dati a disposizione sui quali basare l’interpretazione dei fenomeni eodinamici;
- una maggiore ricchezza di parametri numerici per la quantizzazione del flusso.
L’ecotomografia B mode real-time ad alta risoluzione rappresenta l’ultima generazione delle tecniche impiegate nel campo dell’esplorazione ultrasonora dei vasi, consentendo contemporaneamente una valutazione morfo-funzionale delle strutture vascolari. Il sistema Duplex Scanner abbina all’ecografia bidimensionale un sistema Doppler pulsato, consentendo in tal modo di ottenere contemporaneamente informazioni strutturali e morfologiche dei vasi e precise indicazioni sulle caratteristiche del flusso.
I sistemi Dupplex Scanner attualmente impiegati nell’ambito della patologia vascolare utilizzano un modulo ecografico bidimensonale ad alta risoluzione, dotato di sonde a diversa fraquenza per lo studio morfologico delle strutture superficiali e di quelle profonde, ed un modulo Doppler pulsato con l’analisi spettrale del segnale. Le frequenze utilizzate variano generalmente dai 5 ai 10 MHz.: le frequenze più alte hanno una miglior risoluzione, ma perdono in penetrazione.
Le informazioni emodinamiche che si ottengono con l’abbinamento della tecnica Doppler, in particolare con il Doppler pulsato che consente la valutazione selettiva dei flussi posti ad una data profondità, risultano di notevole importanza.
L’alto grado di integrazione e complementarietà ottenuto con la realizzazione dei sistemi Duplex Scanner (ecodoppler) permette quindi la contemporanea acquisizione di informazioni morfologiche ed emodinamiche.
ARTERIA OFTALMICA
Deriva dal sifone della carotide interna dopo la sua emergenza da seno cavernoso, percorre l’orbita da dietro verso l’avanti e si divide in tre segmenti: intracranico, intracanalare, intraorbitario a sua volta diviso in tre settori: il primo che attraversa l’anello di Zinn nella sua parte inferiore, il secondo che s’incrocia con il nervo ottico ed il terzo che si getta nello spazio intermuscolare tra il m. G. O. ed il Retto Int. . Si vengono in tal modo a costituire due o tre sinuosità durante l’attraversamento dell’orbita.
La porzione che ci interessa maggiormente per lo studio del flusso è la porzione intraorbitaria che incrocia il nervo ottico. Tale incrocio può avvenire o superiormente (80% dei casi) o inferiormente (20% dei casi) e viene comunque a formare una curva ad angolo retto-ottuso nel 93% dei casi. Sono conosciute varietà d’incrocio anomalo che possono rendere più indaginosa l’esecuzione dell’esame ecodoppler. In tale zona presenta un diametro da 1 mm. a 1,4 mm..
L’arteria oftalmica da origine a numerosi rami collaterali i cui rami principali hanno un diametro >= 0.3 mm.: l’arteria centrale della retina, le ciliari lunghe post-est. , le muscolari inf., l’etmoidale post. e ant., le sotto orbitarie e le cilari lunghe post-int..
Il primo dei rami collaterali più frequenti da osservare è l’a. Centrale della retina a cui è demandato il compito di assicurare la totalità della vascolarizzazione della retina. Un’ importante anastomosi dell’a. Oftalmica si ha con la carotide esterna; essa rappresenta la via di irrigazione dell’oftalmica in caso di trombosi della carotide int.( Si avrà allora un’inversione della direzione del flusso ematico verso l’apice orbitario).
Con le sonde ecodoppler ci è possibile posizionare il cursore elettronico del fascio doppler pulsato nelle diverse aree orbitarie a cercare :1° la biforcazione a. Oftalmica-a. Centrale della retina; 2° la flessione che compie l’arteria sul nervo ottico; 3° l’art. Centrale della retine nel suo tratto interno al n. Ottico (pressoché impossibile); 4° l’arteria centrale della retina alla sua emergenza dal disco ottico dove s’incurva e si ramifica.
In tali zone è possibile effettuare la valutazione del flusso ematico.
MATERIALI E METODI
Abbiamo utilizzato un ecotomografo B mode in real time ad elevato potere di risoluzione, corredato di un modulo Doppler pulsato (ACCUSON 128 Duplex Scanner USA). Per la diagnostica tale apparecchio sfrutta soprattutto l’apparato B mode, il cui elevato potere di risoluzione è ottenuto da un sistema di ingrandimento (lenti acustiche) che non altera la qualità delle immagini, pur ingrandite 6 volte, mantenendo un potere di risoluzione assiale di 0,3 mm.
Sono stati esaminati 50 pazienti che non presentavano patologie vascolari ed oculari in atto al fine di ottenere dei valori di confronto. I valori della velocità del flusso in tali soggetti è risultata da 0.280-0.360 m/s con un valore medio di 0.323 m/s, ed una deviazione standard di 0.034 m/s. La differenza tra i valori reperiti in OD rispetto ad OS è stata di un massimo di +- 0.015 m/s.
Abbiamo quindi sottoposto ad esame ecodoppler 40 pazienti affetti da patologia carotidea che erano stati precedentemente valutati con ecodoppler e doppler ai vasi epiaortici e in alcuni casi con angiografia o angio-Tac. La quasi totalità dei soggetti avevano manifestato episodi di T.I.A. ed alcuni erano stati colpiti da paresi parcellari nei periodi precedenti alla diagnosi di placche alteranti i flussi cerebrali mono e bilaterali.
Dai risultati ottenuti si è potuta osservare la concordanza di alterazioni dei valori velocimetrici monolaterali in corrispondenza di maggiori alterazioni del flusso carotideo con una elevata coincidenza dell’ alterazione dei tracciati dal lato colpito da stenosi significative.
ECODOPPLER VASI EPIAORTICI
ECODOPPLER A. OFTALMICA
(Variazione > 0.050 m/s )
STENOSI CAROTIDEA DX. 20
AUMENTO DEL FLUSSO DX 7
DIMINUZIONE FLUSSO DX 13
Flusso SIN nei limiti di norma
STENOSI CAROTIDEA SIN. 18
AUMENTO DEL FLUSSO SIN 8
DIMINUZIONE FLUSSO SIN 10
Flusso DX nei limiti di norma
STENOSI TOTALE C. SIN. 2
INVERSIONE DEL FLUSSO 2
Dai dati si evince la marcata corrispondenza della specificità della lateralità nell’evidenziare patologie vascolari fornendo inoltre informazioni sulla velocità del flusso ematico. Tali dati consentono una valutazione della gravità della stenosi in quanto un aumento delle velocità del flusso e’ peculiare di stenosi restringenti il lume vasale ma non riducenti l’apporto ematico in maniera significativa. Un rallentamento della velocità del flusso è tipico di stenosi che riducono la pervietà del vaso in maniera consistente sino ad avere una stenosi totale del vaso con inversione dei flussi all’ arteria oftalmica.
Interessanti risultati sono stati ottenuti su casi di glaucoma sine ipertensione in cui sono stati costantemente riscontrati valori di flusso molto abbassati rispetto ai controlli (circa il 40 % in meno), permettendo quindi di rilanciare un’ipotesi di tipo vascolare come causa prima di tale patologia. Anche casi di trombosi retiniche hanno presentato flussi ridotti. Sono stati studiati pazienti con degenerazioni maculari sclerotiche o senili o con pseudoforo maculare ; anche questi casi hanno manifestato riduzioni dal 10 al 30 % rispetto ai normali.
Abbiamo anche potuto evidenziare come in pazienti molto agitati o con stress emotivo marcato il flusso aumenta significativamente sino
al 80 %. Attualmente stiamo studiando il comportamento di farmaci vaso attivo sulla portata ematica vascolare nei casi di ipoafflusso.
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