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Dr. Vittorio Dall'Aglio - Medico Chirurgo specialista in Cardiologia - Pordenone
 

Visualizzazione e caratterizzazione del jet transvalvolare nella stenosi mitralica mediante Doppler a codice di colori


EUGENIO MORO - GIAN LUIGI NICOLOSI - PAOLA PIGNONI - DANIELA PAVAN - VITTORIO DALL’AGLIO
GIOVANNI D’ANGELO - CHIARA LESTUZZI - DOMENICO ZANUTTINI

Estratto da:
GIORNALE ITALIANO DI CARDIOLOGIA Vol. XVII/II, n. 10 Ottobre 1987
Lavoro pervenuto in Redazione il 18 febbraio 1987. Accettato per la pubblicazione II 31 agosto 1987.

VISUALIZATION AND CHARACTERIZATION OF TRANSMITRAL FLOW BY DOPPLER COLOR FLOW IMAGING IN PATIENTS WITH MITRAL STENOSIS

Two-dimensional Color Doppler flow imaging is a new non-invasive technique which allows real-time visualization of intracardiac blood flow and provides informations about its direction, velocity and presence of turbolence. As a consequence the identification of jets configuration across stenotic valve orifices is now possible by Color flow imaging. This non invasive tool may be particulary helpful in patients with rheumatic mitral valve disease in whom distortion of mitral valve apparatus is often present, determining a non uniform and variable appearence of jets. Therefore the aim of this study was to describe our initial experience with color flow imaging in the visualization of transtenotic mitral jets in order to characterize different spatial configurations. We studied 45 patients with clinical and echocardiographic diagnosis of mitral stenosis. The mean age of these patients was 59 years (range from 36 to 72 years), 34 were women and 11 men. The different types of transmitral jets were caracterized by real time and frame by frame analysis. The following characteristics of transmitral jets have been evaluated:
A) appearence (« Candle flame », « Mushroom », « Scimitar »-shaped, « Double-jets »);
B) direction (centrally directed or eccentric);
C) extension Into the left ventricle (basal, mid-ventricular and apical);
D) persistence of turbolent flow during diastole (early-, mid-, late diastole). Mitral valve area was calculated from the velocity tracings obtained by continuous wave Doppler, applying the pressure half-time method. Color flow Imaging of good quality for analysis was obtained in 41 of 45 patients (91 %). In the other 4 patients the quality of color flow images was suboptimal however the direction and configuration of the jets could still be visualised. Comprehensive analysis of color flow images revealed a variety of jet configurations. Such configurations were best assessed in the apical four chamber view. In 29 patients the jet was central and extended to the apex; in 19 of these 29 patients the jet configuration assumed a « Candle flame » appearence, on the other hand in 10 it was « Mushroom » shaped. Ten patients presented an eccentric jet configuration that was isterally directed and curved toward the apex (« Scimitar» - shaped). The remaining two patients had a « Double jet» configurations.
By frame by frame analysis the temporal sequence of events during diastole could be characterized. During early-diastole the jet tipically consisted of a central blu zone (aliasing) surrounded by hues of yellow and orange (turbolence); during middiastole in most patients the jet assumed an homogeneous yellow-orange appearance because the flow velocity diminished below the Nyquist limit; however patients with severe stenosis had still persistence of high velocities. At and-diastole the presence or absence of turbolence was mainly dependent on rhythm (synus or atrial fibrillation) and heart rate.
No correlation was found between mitral valve area and various jet configurations. In conclusion Color Doppler flow imaging is a new and promising method which offers new informations in the evaluation of patients with mitral stenosis. This diagnostic tool may therefore integrate the currently available procedures, i.e. two dimensional and conventional Doppler echocardiography.

Introduzione

L’ecocardiografia Doppler a codice di colori è una nuova tecnica che consente la visualizzazione in tempo reale delle velocità di flusso intracardiaco, permettendo una accurata analisi della configurazione morfologico-spaziale dei jets attraverso orifizi valvolari stenotici1,3. Questo tipo di informazione spazialmente rappresentata può consentire anche di allineare il fascio Doppler ad onda continua alla direzione del jet, in modo tale da ottimizzare il campionamento della massima velocità1,5. Tale metodica si presenta quindi potenzialmente utile nello studio della valvulopatia reumatica mitralica, in cui è frequentemente presente una distorsione dell’apparato valvolare che condiziona un ampio spettro di possibili configurazioni spaziali del flusso transvaIvolare3,4.
Lo scopo di questo studio è stato pertanto di verificare l’attendibilità del Doppler a codice di colore nella visualizzazione del flusso transvalvolare in pazienti con valvulopatia mitralica a prevalente stenosi e di caratterizzare le configurazioni spaziali dei jets che erano visualizzati.

Materiali e metodi

POPOLAZIONE
Quarantacinque pazienti consecutivi con diagnosi clinica ed ecocardiografica di stenosi mitralica sono stati sottoposti ad esame Doppler a codice di colore (DCC). La loro età era compresa tra 36 e 72 anni (media 59), 34 erano donne e 11 uomini. Trenta pazienti erano in fibrillazione atriale e 15 in ritmo sinusale.

STRUMENTAZIONE
In tutti i pazienti è stato eseguito un esame ecocardiografico bidimensionale e Doppler convenzionale usando te niche d’indagine già codificate6,7
L’esame DCC è stato eseguito con apparecchio ecocardiografico bidimensionale phased-array ALOKA SSD 860 dotato di sonde da 2.5 e 3.5 MHZ.
I principi fisici del DCC sono stati già precedentemente descritti e saranno qui solo brevemente richiamati1,4,8,9 I flussi intracardiaci vengono visualizzati come rappresentazione cromatica della velocità del flusso sanguigno nell’ambito delle sezioni bidimensionali prescelte. Il DCC fornisce tre fondamentali informazioni sul flusso sanguigno:
1) direzione; 2 velocità; 3) presenza di turbolenza.

Direzione
II sistema a colori codifica il flusso verso il transduttore in rosso e in blu quello che si allontana.

Velocità
II diverso grado di velocità viene rappresentato dalla diversa intensità della luminosità del colore.
Le più basse velocità non vengono colorate sullo schermo. Quando la velocità è alta ed eccede le capacità massime del sistema (« limite di Nyquist ») compare il fenomeno dell’ "aliasing» analogamente a quanto avviene per il Doppler pulsato convenzionale. Il fenomeno dell’ " aliasing » nel sistema DCC è rappresentato da una inversione nella codificazione del colore, cosicché aree di flusso in blu potranno avere una zona centrale in rosso ed aree di flusso in rosso potranno mostrare una zona centrale blu.

Turbolenza
II flusso turbolento del sangue è rappresentato da notevoli variazioni nella velocità massima e media del flusso. La varianza dello spettro di velocità è misurata dall’autocorrelatore del sistema DCC e rappresentata dall’aggiunta del colore verde ai due colori fondamentali rosso e blu in proporzione all’entità stessa della turbolenza di flusso. Più alta è la turbolenza, maggiore è la varianza e perciò maggiore è l’aggiunta del colore verde. Conseguentemente, flussi turbolenti diretti verso il trasduttore saranno rappresentati da un misto di rosso e verde tendendo sempre più al giallo; slmilmente flussi turbolenti diretti lontano dal transduttore saranno rappresentati come una combinazione di blu e verde e tenderanno sempre più al violetto o « CYAN ». Flussi estremamente turbolenti risulteranno in un mosaico di colori.

ESAME ECOCARDIOGRAFICO
L’esame ecocardiografico bidimensionale è stato eseguito utilizzando gli usuali approcci e sezioni standardizzati6. La stessa procedura è stata utilizzata nell’esecuzione dell’esame DCC, in aggiunta sono state adottate multiple posizioni del transduttore allo scopo di ottenere sezioni intermedie di volta in volta necessario per identificare la geometria tridimensionale dei vari tipi di jets.
Dalla composita analisi delle immagini così ottenute è stato possibile definire la direzione, la configurazione e l’estensione spaziale del jet del flusso sanguigno attraverso l’orifizio mitralico stenotico. L’esame Doppler ad onda continua è stato « guidato » dall’immagine del DCC, cosicché il fascio ultrasonoro era allineato quanto più possibile parallelamente al centro del jet. Inoltre il segnale audio è stato utilizzato per confermare tale allineamento. Le immagini ecocardiografiche bidimensionali in tempo reale e le rappresentazioni a colore dei flussi erano registrate su video cassetta.
Le curve di velocità Doppler in analisi spettrale erano inoltre registrate su carta a velocità 50 e/o 100 mm/sec. La caratterizzazione dei differenti tipi di jets transmitralici è stata effettuata mediante analisi in tempo reale e fotogramma per fotogramma. Di ciascun jet transmitralico è stata valutata:
A) la forma:
   1) a « Fiamma di candela »
   2) a « Scimitarra »
   3) a « Fungo »
   4) « Doppio jet »;
B) la direzione:
   — centrale o
   — eccentrico;
C) l’estensione nel ventricolo sinistro:
   — basale
   — medio-ventricolare
   — apicale;
D) lo stato di turbolenza (« aliasing ") durante la diastole (protodiastole, mesodiastole, telediastole).

Risultati

Immagini del flusso a colori attraverso l’orifizio mitralico di qualità accettabile per l’analisi sono state ottenute in 41 dei 45 pazienti (91%). Nei rimanenti casi la qualità delle immagini a colori sono risultate non ottimali, consentendo ancora tuttavia una caratterizzazione della direziono e configurazione spaziale del jet transmitralico. I dati relativi ai 41 pazienti oggetto dello studio sono riportati in tabella I.

ANALISI IN TEMPO REALE E FOTOGRAMMA PER FOTOGRAMMA (Tab. Il)
L’analisi comprensiva delle immagini a colori del flusso transmitralico presentava un ampio spettro di configurazioni spaziali del jet (Fig. 1). Queste configurazioni erano meglio identificate nella sezione apicale quattro camere. Tuttavia frequentemente il transduttore doveva essere ruotato e/o inclinato anteriormente, posteriormente o lateralmente per la visualizzazione completa dei jets in tutta la loro ’estensione. In 29 pazienti il jet era esteso fino all’apice con direziono centrale. Esso consisteva di una zona centrale blu (rappresentante la turbolenza del flusso verso il trasduttore). In 19 di questi ventinove pazienti il jet assumeva un tipico aspetto a « Fiamma di candela » mentre nei rimanenti dieci aveva una forma a « Fungo ».
Dieci pazienti presentavano un jet transmitralico eccentrico, incurvato, diretto lateralmente e con convessità rivolta verso la parete libera ventricolare; la sua estensione era apicale in 8 pazienti e medioventricolare in 2. Questa particolare configurazione è stata definita a «Scimitarra». In 2 pazienti il jet assumeva un aspetto bifido o a « Doppio jet » con una componente diretta medialmente ad estensione medio-ventricolare e l’altra diretta più lateralmente ad estensione apicale.
L’analisi fotogramma per fotogramma ha permesso di caratterizzare la sequenza temporale dello stato di turbolenza del jet transmitralico durante la
diastole.
a) Protodiastole
All’inizio dell’apertura dei lembi valvolari mitralici il colore, che durante la fase di rilasciamento isovolumetrico veniva codificato in rosso sul lato atriale dei lembi, virava verso un rosso brillante. Quando poi il flusso di sangue entrava nell’orifizio mitralico ristretto ed invadeva il tratto di afflusso del ventricolo sinistro il colore si trasformava in blu (a causa dell’aliasing). Successivamente la zona centrale blu veniva circondata da un alone giallo ed arancione, che rappresentava il flusso turbolento diretto verso il trasduttore.
b) Mesodiastole
Durante la mesodiastole nella maggior parte dei pazienti il jet riassumeva un aspetto omogeneo giallo-arancione poiché la velocità del flusso diminuiva al di sotto del limite di Nyquist. Tuttavia i pazienti con stenosi serrata presentavano persistenza di elevata velocità (sopra il limite di Nyquist) conservando l’aspetto a mosaico del flusso transvalvolare.
c) Telediastole
I pazienti con normale ritmo sinusale presentavano in telediastole la ricomparsa di un aspetto a mosaico dovuto all’incremento della velocità del flusso di sangue prodotto dalla contrazione atriale. Nei pazienti con fibrillazione atriale l’apparenza del jet era variabile e condizionata dalla durata della diastole.

ESAME DOPPLER AD ONDA CONTINUA
L’esame Doppler ad onda continua è stato eseguito in tutti i 41 pazienti. Le immagini a codice di colori sono state utilizzate per indirizzare il fascio ultrasonoro Doppler quanto più possibile parallelo alla direziono del jet, in modo da ottenere la massima curva di velocità transmitralica, confermata dall’ausilio del segnale audio. Dai dati della curva di velocità Doppler è stato calcolato il tempo di dimezzamento del gradiente transmitralico (T1/2), o pressure half-time, definito come il tempo impiegato dal gradiente a diminuire fino alla metà del suo valore iniziale. L’area valvolare mitralica (AVM) era successivamente calcolata utilizzando la formula:
AVM=220/T 1/27 La stenosi mitralica è stata considerata: lieve in 13 pazienti (AVM > 1.6 cm2; moderata in 15 (AVM>a 1 cm2 ed < a 1.5 cm2); severa in 13 (AVM<1cm2). Non sono state riscontrate correlazioni statistiche tra l’entità della stenosi e le varie configurazioni del jet transmitralico. Tuttavia era evidenziabile una prevalente relazione tra stenosi non critica e jets « stretti » con orientamento spaziale eccentrico (Tab. III).

 

 

Discussione
L’introduzione del DCC integrato all’ecocardiografia bidimensionale e al Doppler convenzionale offre una ulteriore potenzialità interpretativa alla diagnostica non invasiva8,11.

Fig. 1 : Differenti aspetti della configurazione spaziale del jet transvalvolare identificato mediante Doppler a codice di colori in pazienti con stenosi mitralica.

A) Esame Doppler a codice di colori in sezione 4 camere apicale (lievemente modificata) che evidenzia la forma a « fiamma di candela » del jet transmitralico. Il fotogramma è stato selezionato all’inizio della diastole: è visibile l’aspetto centrale blu del jet (aliasing) circondato da un colore giallo-arancione (turbolenza). Il jet presenta estensione apicale e direziono assiale.

B) Esame Doppler a codice di colori in sezione apicale 4 camere. È rappresentata la forma a « fungo " del jet transmitralico. Il fotogramma è stato selezionato in una fase avanzata della diastole. È presente un aspetto a mosaico del jet indicante la presenza di un flusso turbolento attraverso l’orifizio stenofico. il jet presenta direzione assiale ed estensione apicale.

C) Esame Doppler a codice di colori in sezione apicale 4 camere. È rappresentato l’aspetto a « scimitarra » del jet transmitralico. Il fotogramma è stato selezionato in telediastole. È visibile il colore omogeneo giallo-arancione della intera superficie del jet, indicativo della diminuzione della velocità del flusso del sangue in questa fase della diastole. Il jet presenta direzione eccentrica ed estensione apicale.

Infatti il DCC permette la visualizzazione delle velocità di flusso sanguigno intracardiaco in tempo reale contemporaneamente all’informazione anatomica fornita dalle immagini ecocardiografiche bidimensionali. Questa metodica riveste particolari utilità nella identificazione del profilo del jet transvalvolare nella stenosi mitralica; infatti l’orifizio stenotico può determinare jets spesso eccentrici, la cui direzione spaziale non è sempre individuabile correttamente mediante Doppler convenzionale ad onda continua. In questo studio noi riportiamo la nostra iniziale esperienza con questa tecnica nella identificazione del jet della stenosi mitralica. Abbiamo inoltre valutato la possibilità di caratterizzare la variabile configurazione morfologico-spaziale del jet transmitralico. i:^, L’aspetto più frequentemente osservato del jet transmitralico è rappresentato dalla forma a « Fiamma di candela » con estensione apicale e con direzione assiale. Esso è raffigurato tipicamente da una zona centrale blu circondata da un alone di giallo-arancione. Questa caratteristica composizione di colori è la rappresentazione grafica in tempo reale della relativa velocità. Il colore centrale blu rappresenta l’aliasing derivante dalle alte velocità che eccedono il limite di Nyquist. Questa morfologia del jet transvalvolare sembra essere prevalente in pazienti con orifizi valvolari non critici e viene meglio identificata in sezione apicale 4 camere. Infatti una discretamente conservata escursione e mobilità dei lembi valvolari può consentire un più uniforme afflusso ventricolare.
Nel 36% dei nostri pazienti sono stati identificati jets con differente morfologia ed eccentrici. La presenza di jets eccentrici potrebbe essere correlata al riscontro di valvole mitraliche con stenosi critiche e deformazione accentuata dell’orifizio e dell’apparato sotto-valvolare, come le valvole precedentemente sottoposte a commissurotomia. In tali casi la’distorsione anatomica della valvola può condizionare un disallineamento fra l’asse maggiore del ventricolo sinistro e l’orifizio stenotico.
L’assetto spaziale dei vari jets eccentrici può essere pertanto considerato l’espressione del variabile rapporto tra questi due elementi. In tali casi la visualizzazione mediante DCC del jet facilita un più accurato allineamento del Doppler a onda continua lungo la reale dirczione del jet; ciò potrebbe consentire di migliorare l’accuratezza dei dati ricavabili dalla curva di velocità Doppler in analisi spettrale.
Un ulteriore vantaggio offerto dall’analisi mediante DCC in caso di jets eccentrici è la possibilità di calcolare il relativo angolo di incidenza fra jet e fascio ultrasonoro, quando quest’ultimo non possa essere allineato con il flusso del sangue. L’analisi fotogramma per fotogramma delle immagini a colori offre poi la possibilità di valutare la sequenza temporale dello stato di turbolenza del sangue, fornendo utili informazioni sulla dinamica del riempimento durante i differenti momenti della diastole. Il DCC fornisce pertanto informazioni aggiuntive nella valutazione dei pazienti con stenosi mitralica le quali non sono correntemente ottenibili con gli usuali metodi diagnostici non invasivi.
L’applicazione clinica di questa tecnica è ancora nella fase iniziale ma è certamente paragonabile all’informazione dinamica di tipo angiografico, anche se il DCC fornisce una rappresentazione della velocità di flusso piuttosto che del flusso stesso. Le sue potenzialità informative di carattere fisiopatologico sono in una fase di apprendimento e pertanto l’informazione sia in termini qualitativi che quantitativi è solo parzialmente acquisita3.
Il dato fondamentale è rappresentato dalla integrazione fra la rappresentazione spaziale della velocità del flusso di sangue e la visualizzazione della anatomia cardiaca. Sulla base dei risultati di questo studio il DCC si presenta come un promettente metodo che si integra in maniera specifica e complementare con l’ecocardiografia bidimensionale ed il Doppler convenzionale nella valutazione dei pazienti con stenosi mitralica.

Riassunto

Lo scopo di questo studio è di riportare la nostra iniziale esperienza con il Doppler a colori nella visualizzazione del jet transtenotico mitralico e di caratterizzarne la variabile configurazione spaziale. A tale scopo 45 pazienti con diagnosi clinica ed ecocardiografica di stenosi mitralica sono stati sottoposti ad esame Doppler a colorì. La loro età era compresa tra 36 e 72 anni (media 59), 34 erano femmine e 11 uomini. I differenti tipi di jets transmitralici sono stati caratterizzati mediante analisi in tempo reale e fotogramma per fotogramma da 2 indipendenti osservatori.
Di ciascun jet transmitralico è stata valutata: A) la forma (a « Fiamma di candela », a « Scimitarra », a « Fungo », a « Doppio jet »); B) la direzione (centrale o eccentrico); C) l’estensione nel ventricolo sinistro (basale, medio-ventricolare, apicale); D) la persistenza dello stato di turbolenza (aliasing) durante la protodiastole, mesodiastole e telediastole. L’area valvolare mitralica è stata calcolata dalla curva di velocità Doppler ad onda continua in analisi spettrale, applicando il metodo del tempo di dimezzamento del gradiente transmitralico («pressure half time »). Immagini del flusso transmitralico di qualità adeguata per l’analisi sono state ottenute in 41 dei 45 pazienti (91 %) e mediante Doppler a colori è stato individuato un ampio spettro di configurazioni spaziali del jet transmitralico. Tali configurazioni erano meglio identificate utilizzando la sezione 4 camere apicale.
In 29 pazienti il jet era centrale e con estensione apicale: in 19 di essi assumeva un tipico aspetto a « Fiamma di candela », mentre in 10 aveva una forma a « Fungo ». Dieci pazienti presentavano un jet eccentrico ed incurvato, con configurazione definita a « Scimitarra »; la sua estensione era apicale in 8 e medio-ventricolare In 2 pazienti.
Nei restanti 2 pazienti era presente un aspetto a « Doppio jet » con una componente diretta mediamente ad estensione medio-ventricolare e l’altra diretta lateralmente ad estensione apicale. L’analisi fotogramma per fotogramma ha permesso di caratterizzare la sequenza temporale dello stato di turbolenza del jet transmitralico durante la diastole. In protodiastole il jet consisteva tipicamente di una zona centrale blu (« aliasing ») circondata da un alone giallo-arancione (turbolenza); in mesodiastole, nella maggior parte dei pazienti, esso riassumeva un aspetto omogeneo giallo-arancione (diminuzione della velocità di flusso); tuttavia pazienti con stenosi serrata presentavano persistenza di notevole turbolenza. In telediastole la presenza o assenza di turbolenza dipendeva principalmente dal ritmo cardiaco (sinusale o fibrillazione atriale) e dalla frequenza cardiaca.
In conclusione il Doppler a colori si presenta come un nuovo e utile metodo diagnostico che si integra in maniera specifica con l’ecocardiografia bidimensionale e Doppler convenzionale nella valutazione dei pazienti con stenosi mitralica.

Bibliografia

1. Omoto R.: Color atlas of real time two dimensional Doppler echocardiography. Shindan - To - Chiryo Co., Tokyo, 1984.
2. Miyatake K., Okamoto M., Kinoshita N., Izumi S., Owa M., Ta-kao S., Sakakibara H., Nimura Y.: Clinical applications of a new type of real-time two-dimensional Doppler flow imaging system. Am. J. CardioL, 54, 857, 1984.
3. Nicolosi G.L, Pavan D., Burelli C., Dall’Agllo V., Lestuzzi C., Zardo F., Zanuttini D.: Studio dei flussi intracardiaci medlante ecocardiografia bidi-mensionale e Doppler a codice di colore in tempo reale. Prime esperienze. Q. Ital. CardioL, 26, 38, 1986.
4. Khandheria B.K., Tajik A.J., Reeder G.S., Callahan M.J., Nishi-mura R.A., Miller F.A., Seward J.B.: Doppler color flow imaging: anew technique for visualisation and characterisation of the blood flow jet In mitral stenosis. MajoClin.Proc.,61,623,1986.
5. Stewart W.J., Levine R.A., Main J., King M.E: Initial experience with color-coded Doppler flow mapping. Echocardiography, 2, 511, 1985.
6. Tajik A.J., Seward J.B., Hagler D.J., Mair 0.0., Lie J.T.: Two-dimensional real-time ultrasonic imaging of the heart and great vessels: technique. Image orientation, structure identification, and validation. Majo Clin. Proc., 53, 271, 1978.
7. Nishimura R.A., Miller F.A.Jr., Callahan M.J., Benassi R.C., Seward J.B., Tajik A.J.: Doppler echocardiography: theory, instrumentation, technique,
and application. Majo Clin. Proc., 60, 321, 1985.
8. Moro E., Nicolosi G.I-., Zanuttini 0., Roelandt J.: Doppler a codice di colori: un ulteriore progresso nella valu-tazione non invasiva delle insufficienze valvolari. G. Ital. Cardiol., 16, 872, 1986.
9. Bommer W.J.: Basic principles of flow imaging. Echocardiography, 2,501, 1985.
10. Roelandt J.: Colour-coded Doppler flow imaging: what are the prospects? Eur. Heart J., 7, 184, 1986.
11. Sahn D.J.: Real-time two-dimensional Doppler echocardiography flow mapping. Circulation, 71, 849, 1985.

Parole chiave: Jet transvalvolare, stenosi mitralica, Doppler a codice di colori
Key Words: Color Doppler flow imaging in mitral stenosis.
 

 

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