L’effetto Doppler fu descritto da Christian Johann Doppler (foto 1) nel1842, in relazione alla variazione di frequenza subita dalla luce delle stelle doppie a causa del loro movimento.
Tale fenomeno, valido per tutte le radiazioni, indica che, data una sorgente di ultrasuoni e un bersaglio in movimento, la frequenza riflessa è maggiore della frequenza trasmessa, quando il bersaglio si avvicina alla sorgente, mentre è minore quando il bersaglio si allontana dalla stessa.
Solo un secolo dopo la tecnologia si avvalse di questa osservazione del cielo per applicarla alla circolazione sanguigna dell’uomo. Nel 1956, Satomura (foto 2) osservò che i globuli rossi in movimento riflettono gli ultrasuoni con un cambiamento di frequenza e mise a punto un metodo per la misurazione dei flussi ematici.
Contemporaneamente, nel 1952 Howry e Holmes mediante l’applicazione degli ultrasuoni ottennero delle immagini bidimensionali di sezione di collo e di addome.
Foto 1 – Christian Johann Doppler
Foto 2 – Shigeo Satomura
Queste due importantissime ma differenti applicazioni degli ultrasuoni in diagnostica medica furono poi rapidamente sviluppati e migliorati aprendo in breve tempo nuove e inaspettate possibilità di utilizzo nelle patologie vascolari.
Un ulteriore importante progresso fu compiuto all’inizio degli anni 80 del XX secolo con l’introduzione dell’EcocolorDoppler (Namekawa, Bommer, Mille) che utilizzò un nuovo prototipo di apparecchio ecografico capace di rappresentare il flusso ematico vascolare con codice di colori sovrapposto all’immagine ecografica bidimensionale, ottenendo in tal modo sia informazioni strutturali della parete arteriosa, sia i grafici delle variazioni di flusso causate dalle stesse (foto 3).
Foto 3 – Biforcazione carotidea normale. Si evidenzia la regolarità delle pareti arteriose e l’uniformità del flusso, evidenziato sia dal colorDoppler che dal grafico con componenti sisto/diastoliche normali.
Questa metodica attualmente è la più usata al mondo (alta sensibilità e specificità) per la diagnosi delle patologie vascolari e per la prevenzione delle ischemie cerebrali e nell’ictus.
Per tale diagnostica ci avvaliamo di particolari sonde e apparecchiature altamente sofisticate e di specializzati in diagnostica vascolare per eseguire lo studio dei vasi sovraortici. In primo piano va posta la prevenzione. L’esame EcocolorDoppler va richiesto a tutti gli individui al di sopra dei 50 anni per ogni anno successivo.
Particolare attenzione deve essere rivolta alla misurazione dello spessore medio-intimale del vaso arterioso che è definita da una banda luminosa di riflessione, il cui spessore tende ad aumentare in rapporto ad alterazioni aterosclerotiche.
In istologia tale aspetto viene interpretato come una risposta ipertrofica adattiva delle cellule muscolari lisce nella tunica media in presenza di alti picchi di stress, mentre i grafici flussimetrici rilevati contemporaneamente con il Doppler ci danno informazioni sull’elasticità del vaso arterioso. Questa fase viene considerata la più importante dal punto di vista clinico preventivo (foto 4).
Foto 4 – Valutazione dello spessore medio-intimale.
Lo spessore medio intimale rilevato sull’immagine evidenzia una reazione patologica della parete arteriosa che va attentamente seguita nel tempo con contemporanea valutazione dei fattori di rischio (metabolismo lipidico, glucidico ed emodinamica sistemica).
I pazienti con fattori di rischio quali fumo, ipertensione arteriosa, ipercolesterolemia familiare e iatrogena e diabete mellito di tipo I e II etc. devono effettuare un esame ECD ogni anno dalla quarta decade di vita in poi per evidenziare l’eventuale presenza di alterazioni endoluminali definite come risposta immuno-infiammatoria della porzione intimo-mediale delle arterie.
Con il perdurare dell’azione patologica le alterazioni endoluminali possono formare delle placche causa di microembolizzazione o stenosi che da un punto di vista sintomatologico si manifesteranno con episodi di ictus e ischemia cerebrale (foto 5, 6 e 7).
Foto 5 – Stenosi carotidea disomogenea. Le alterazioni della parete multiple evidenziabili mediante mancanza di color Doppler mostrano un flusso non laminare con iniziali turbolenze. Tale situazione è di pertinenza medica e non ancora chirurgica.
Foto 6 – Trombosi della carotide. La mancanza di flusso di circa il 60%, evidenziata dal color Doppler, ci mostra una situazione a rischio di embolia e quindi meritevole di trattamento chirurgico.
Foto 7 – Stenosi severa evidenziata dal grafico, poco evidenziata dall’ecografia. Stenosi severa della carotide interna emodinamicamente significativa, evidenziata dalle immagini ma soprattutto dal forte aumento delle velocimetrie, da trattare chirurgicamente.
L’ictus è un evento drammatico ed è la terza causa di morte nella popolazione mondiale.
In Europa, il numero di ictus è in progressivo aumento e si prevede possa aumentare fino a più di 1,5 milioni di casi per anno nel 2020. L’arteriosclerosi dei vasi intracranici è un’altra causa diretta del’ictus e come tale porta ad alto rischio di morbilità e mortalità.
Quindi, non meno importante, oltre a eseguire l’EcocolorDoppler dei vasi sovraortici (carotidi e porzione extra craniche delle arterie vertebrali) è fondamentale eseguire l’esame EcocolorDoppler dei vasi intracranici.
Recentemente è stato dimostrato in uno studio effettuato (Bos D. et al, 2012) su 2.495 pazienti che la misurazione delle alterazioni morfologiche e velocimetriche delle arterie intracraniche può essere un marker sensitivo per la diagnosi di arteriosclerosi e ausilio per la prevenzione dell’ictus (foto 8).
Foto 8 – Valutazione vasi intracranici. In presenza di fattori di rischio o in presenza di alterazioni dello spessore medio-intimale, è opportuno integrare lo studio dei vasi sovraortici con lo studio dei vasi intracranici che ci possono fornire informazioni utili per una prevenzione più specifica delle ischemie cerebro-vascolari e dell’ictus.