1.Ecografia Doppler – principii de aplicare în pediatrie.

 

Efectul Doppler reprezintă comportamentul frecvenţei ultrasunetelor în cazul în care sursa sonoră şi receptorul se află în mişcare unul faţă de celălalt. Prin intermediul efetului Doppler poate fi studiat fluxul sanguin din cord şi vase, caracterizat prin viteză şi sens de mişcare. Fluxul sanguin emite ultrasunete sub formă de ecouri devenind sursă sonoră când este supus unui fascicul ultrasonic incident.

 

În cadrul efectului Doppler putem avea următoarea situaţie:

dacă o sursă sonoră este staţionară faţă de receptor, lungimea de undă şi frecvenţa sunetului recepţionat vor fi constante;

dacă sursa sonoră se aproprie de receptor, lungimea de undă scade iar frecvenţa sunetului recepţionat creşte.

>dacă sursa sonoră se îndepărtează de receptor, lungimea de undă creşte şi frecvenţa sunetului recepţionat scade.

Frecvenţa ultrasunetelor recepţionate FR se modifică faţă de frecvenţa ultrasunetelor emise FE, în funcţie de sensul de deplasare a ţintei R în raport cu transductorul conform efectului Doppler.

Variaţia de frecvenţă sau frecvenţa diferenţială FD este informaţia principală obţinută prin examinarea Doppler şi reprezintă diferenţa dintre frecvenţa emisă şi cea reflectată conform formulei:

FD = FE – FR

Studiile de hemodinamică se bazează pe principiul Doppler. Pentru aplicaţii medicale este relevantă viteza fluxului sanguin care se poate calcula după formula:

FD = 2 FE V / c cos

V = velocitate

F = frecvenţa

= unghiul de incidenţă dintre fasciculul US emis şi direcţia de mişcare a sângelui.

C = viteza de propagare a US în mediul respectiv.

Valorile FE şi constantei c sunt cunoscute şi pot fi înglobate în constanta K. Astfel :

V = K FD/ cos

Calcularea velocităţii este în funcţie de frecvenţa diferenţială şi unghiul .

Calitate maximă se obţine la un unghi de incidenţă cât mai aproape de zero, cosinusul fiind de maxim 1. Înregistrarea FD în aceste condiţii reprezintă de fapt înregistrarea vitezei fluxului sanguin.

Înregistrarea variaţiei FD în funcţie de timp reprezintă informaţia fundamentală obţinută prin examinare Doppler. De asemenea obţinem şi sensul fluxului sanguin în funcţie de timp.

Factorii care influenţează examinarea Doppler sunt unghiul de incidenţă , frecvenţa ultrasunetului emis şi modul de emisie a US (continuu sau pulsat).

Examenul Doppler oferă date corecte atunci când unghiul are valoarea între 0 – 20 grade. Aparatele moderne sunt dotate cu programe care calculează automat acest unghi şi introduc corecţia necesară la semnalul afişat. Astfel examinarea Doppler este posibilă pentru valori mai mari ale unghiului de incidenţă. Velocitatea înregistrată este invers proporţională cu FE. Pentru a putea înregistra fluxuri sanguine cu velocitate crescută este necesară o frecvenţă mică a transductorului.

    1. Doppler continuu.

Transductorul emite în mod continuu ultrasunete şi recepţionează concomitent, tot continuu, ecourile obţinute. Pot fi înregistrate viteze mari ale fluxului sanguin, dar în regiunile cu circulaţie completă (cord), unde avem diferite fluxuri sanguine, la diferite profunzimi, semnalul obţinut reprezintă suma caracteristicilor curentului sanguin la diverse nivele. Acest mod continuu Doppler, nu permite individualizarea fluxului sanguin la un anumit nivel, într-o anumită regiune. Poate detecta velocitatea circulatorie şi direcţia de flux. Grafic pe orizontală este reprezentat timpul în care variază velocitatea fluxului, iar pe verticală frecvenţa şi direcţia de flux.

    1. Doppler pulsatil.

Transductorul emite şi recepţionează ultrasunetele scurt, succesiv, în mod alternativ. Ecoul este receptat de acelaşi transducer în intervalul dintre două impulsuri, emisia ultrasunetelor făcându-se în mod pulsator. Dopplerul pulsatil poate fi efectuat concomitent cu ecografia mono sau bidimensională, având posibilitatea de a selecţiona în profunzime o zonă limitată, prin plasarea pe imagine a unui mic “volum ţintă” denumit eşantion Doppler. Pe aparat variaţia FD este transformată şi afişată direct sub formă de variaţie a vitezei fluxului. Valori ale FD mai mari decât limita lui Nyquist sunt înregistrate în mod ambiguu reprezentând fenomenul de aliasing sau repliere. Acest fenomen constă în faptul că valorile FD caracteristice unui anumit sens de deplasare a fluxului sanguin şi care depăşesc limita maximă a ecografului (limita lui Nyquist) sunt înscrise sub linia de referinţă, ca şi cum ar exista un flux în sens contrar. Fluxul sanguin cu viteze foarte mari nu pot fi corect înregistrate Doppler pulsatil datorită fenomenului aliasing ( Fig.1A.).

 

Prin ecografia Doppler pulsatil pot fi examinate fluxuri sanguine în zone foarte limitate ce pot fi alese, direcţionarea spaţială a ultrasunetelor fiind reprezentată pe imaginea bidimensională.

 

Fig.1A. Fenomenul de aliasing la viteze mari ale fluxului sanguin

    1. Doppler color.

Transductorul unic are posibilitatea de a oferi concomitent atât o imagine bidimensională cât şi informaţii Doppler extinse, codificate color suprapuse în bloc, care facilitează identificarea vasului. Codificarea color permite evaluarea prezenţei fluxului sanguin tradusă de colorarea imaginii şi direcţia acestui flux. Astfel semnalul Doppler este colorat în nuanţe de roşu atunci când fluxul sanguin se apropie spre transductor, şi este colorat în albastru dacă fluxul se depărtează de transductor. Cu cât viteza este mai mare, cu atât nuanţa culorii diferă în funcţie de aparat. Vitezele care depăşesc limita aparatului duc la fenomenul de aliasing prin inversarea culorii.

Turbulenţa fluxului sanguin poate fi reperată Doppler color prin apariţia unei “imagini în mozaic” sau prin adăugarea unei nuanţe de verde la culoarea primară cu nuanţe diferite în funcţie de intensitatea turbulenţei.

1.4. Caracterele Doppler ale fluxului sanguin.

1.4.1. Prezenţa fluxului sanguin este identificată prin apariţia unor deflexiuni cu aspect sinusoid ale vitezei (m/sec) faţă de o linie de referinţă (linia zero), raportată la timp şi care reprezintă traseul Doppler.

1.4.2. Sensul fluxului sanguin este stabilit convenţional. Astfel dacă fluxul se îndreaptă spre transductor deflexiunea de pe traseul Doppler este înscrisă deasupra liniei zero. Dacă fluxul sanguin se depărtează de transductor deflexiunea este înregistrată dedesubtul liniei de referinţă.

1.4.3. Viteza fluxului sanguin.

Traseul Doppler are două dimensiuni reprezentate grafic: pe orizontală timpul în secunde iar pe verticală velocitatea în m/sec care poate fi identificată pe ecran. Pe curba Doppler segmentul ascendent reprezintă acceleraţia (m/sec2) fluxului, iar segmentul descendent reprezintă deceleraţia acestuia.

1.4.4. Caracterul fluxului sanguin.

Fluxul normal din vasele sanguine este laminar, fiind caracterizat prin faptul că vectorii viteză au sens paralel, direcţie identică, valori aproape identice ( în centrul vasului viteza este cea mai mare) rezultând un spectru îngust în viteze. Fluxul turbulent este caracterizat prin faptul că vectorii de viteză au direcţii şi mărimi diferite, rezultând un spectru larg de viteze, linia Doppler sinusoidală fiind îngroşată, iar fluxul în ansamblu are o viteză mai mare decât normalul.

Din informaţiile pe care putem să le obţinem Doppler menţionăm: gradientul presional între doi versanţi ai unei stenoze, debitul sanguin, aria unei valve.

    1. Indicaţiile examenului Doppler în pediatrie.

Metoda care câştigă teren la ora actuală ca metodă neinvazivă imagistică de diagnostic este ecografia Doppler triplex – ce reprezintă combinaţia între analiza funcţională Doppler pulsatil a velocităţii, cea imagistică de tip B- modul a vaselor şi maping-ul color ce identifică prezenţa şi direcţia fluxului sanguin. Investigaţia a câştigat teren în diagnosticul stenozelor vasculare şi s-a extins în practica pediatrică pentru studiul vaselor cu dimensiuni mici.

Indicaţiile generale ale ecografiei Doppler triplex sunt:

>dilataţii anevrismale

hipoplazii vasculare

> angiopatii dilatative

stenoze moderate sau plăci stenozante bine delimitate, modificări trombotice parietale sau invazii parietale

plăci calcificate.

stenoze maligne exulcerate.

determinarea debitului vascular , a velocităţii în diferite teritorii vasculare şi a altor date suplimentare de fineţe.

aprecierea vechimii trombilor.

analiza unor vase mici superficiale cu 7,5 –10 MHz şi intraabdominale cu 3,5 – 5 MHz.

La ecografia Doppler pulsatil aspectul înregistrării se prezintă ca o bandă bine delimitată superior, cu spectrul dependent de diametrul vasului. Aspectul curbei Doppler variază în funcţie de tipul vasului examinat şi de caracteristicile fiziologice ale fluxului.

Fluxul arterial este caracterizat printr-un vârf abrupt care corespunde sistolei ventriculare (pulsul arterial). În teritoriile cu rezistenţă vasculară înaltă (vase de transport), după vârful sistolic urmează o undă de recul, orientată în sens opus generând aspectul de curbă bifazică. În vasele viscerale cu rezistenţă vasculară joasă, după vârful sistolic maxim fluxul este prezent în timpul diastolei şi are aceeaşi orientare ca şi fluxul sistolic generând aspectul de curbă monofazică continuă sistolo - diastolică.

Fluxul venos este continuu, modulat de respiraţie. În vena cavă inferioară şi venele hepatice fluxul are un aspect multifazic datorită variaţiilor presionale ale atriului drept.

Fluxul normal laminar, caracterizat printr-un spectru îngust de viteze, la intrarea într-o zonă stenozată îşi păstrează spectrul îngust dar velocitatea este crescută. La ieşirea din zona stenotică, fluxul devine turbulent şi este caracterizat prin viteză mare şi lărgire spectrală

( Fig.1B.) .

 

    1. Patologia vasculară a viscerelor abdominale.

1.5.1. Trunchiul celiac este bine vizualizat pe secţiune transversală în regiunea epigastrică fiind uşor de evaluat Doppler datorită orientării postero – anterioare. Se caracterizează printr-un flux sistolo-diastolic de rezistenţă joasă, cu viteza sistolică maximă de 120 – 160 cm/sec, viteză diastolică de 40 - 70 cm/sec. Prin ecografia Doppler putem depista la copii, stenoza congenitală a ostiumului celiac în care apare creşterea velocităţii sistolice maxime şi dispersie spectrală.

Fig.2. Măsurarea velocităţii la nivelul trunchiului celiac pe secţiune longitudinală paramediană.

1.5.2. Artera hepatică comună se explorează din aceeaşi incidenţă cu trunchiul. Ramurile intrahepatice sunt greu vizualizabile pe secţiuni intercostale. Velocitatea medie este de 20 – 30 cm/sec. Pot fi identificate Doppler anevrisme , stenoze, disecţii, tromboze. Urmărirea velocităţii arterei este importantă la pacienţii transplantaţi hepatic.

1.5.3. Artera mezenterică superioară vizualizabilă pe aceeaşi secţiune prezintă un flux cu velocitatea medie de 20 –30 cm/sec. Debitul în aceasta variază postprandial, acesta dublându-se în timp ce indicele de pulsatilitate scade ( raportul între amplitudinea nominală în valoare absolută a undei sistolice - deflexiunea pozitivă + cea negativă a undei de reflux- şi velocitatea medie). Ischemia mezenterică se caracterizează prin dispersie spectrală şi creşterea velocităţii sistolice maxime.

 1.5.4. Artera splenică evidenţiabilă pe secţiune oblică subcostală stângă sau intercostală, prezintă un flux cu dispersie spectrală crescută datorită sinuozităţii vasului. Velocitatea medie este de 30 –40 cm/sec. În sindromul de furt vascular se constată scăderea velocităţii şi inversarea fluxului.

1.5.5. Arterele renale. Ecografia Doppler triplex reprezintă una din principalele metode imagistice utilizată în depistarea hipertensiunii arteriale secundare reno – vasculare. Examinarea necesită în prealabil o bună pregătire pentru resorbţia gazelor intestinale. Se utilizează secţiuni longitudinale şi transversale pe linia axilară anterior şi posterior. Evaluarea se începe prin măsurarea semnalului aortic, urmărindu-se apoi velocitatea pe întreg traiectul arterelor renale. O leziune stenotică la nivelul arterelor renale produce o creştere a velocităţii la nivelul respectiv asociată unei dispersii spectrale. Semnalul aortic este bifazic sau trifazic pe când cel renal este monofazic. Se notează velocitatea maximă în aortă şi obligatoriu în ambele artere, dreaptă şi stângă şi apoi le raportăm.

În mod normal :

Velocitatea max. sistolică a. renală / V.max.sis. aortă = 3,5

V.max.a.renală dr. = V. max.. a. renală stg.

Un raport mai mare de 3,5 faţă de aortă trădează o leziune obstructivă la nivelul arterei renale, ce poate genera HTA reno - vasculară. Metoda este utilizabilă în monitorizarea transplantului renal şi identificarea precoce a rejetului.

Fig. Ecografia Doppler color evidenţiază arterele arcuate renale.

 

1.5.6. Vena portă. Trunchiul principal se examinează în hilul hepatic pe secţiune perpendiculară pe rebordul costal drept necesitând corectura unghiului de incidenţă, iar cele două ramuri dreaptă şi stângă sunt vizualizabile pe secţiune oblică subcostală dreaptă recurentă. Normal fluxul sanguin este hepatopet având velocitatea medie de 12 –18 cm/sec.

În formele avansate de hipertensiune portală aceasta poate să scadă şi creşte indicele de congestie (vezi HTP).

1.5.7. Venele hepatice prezintă un semnal Doppler complex similar cu cel al venei cave inferioare. Fluxul este rapid anterograd şi retrograd, modulat respirator, având velocitatea medie de 80 cm/sec. Aceste caracteristici sunt modificate în sindromul Budd – Chiari. Criteriile de diagnostic pentru tromboza venoasă sunt : vizualizarea trombului, absenţa fluxului sau lipsa modificărilor fazice cu respiraţia.

 

 

 

BIBLIOGRAFIE

 

  1. ALPERN M.B., RUBIN JM, WILLIAMS DM, CAPEK P. – “Porta hepatis: Duplex Doppler US with angiographic correlation”, Radiology, 1987, pp. 50- 70.

  2. ANDROULAKIS AE, GIANNOUKAS AD, LABROPOULOSN, KATSAMOURIS A, NICOLAIDES AN, -“ The impact of duplex scanning on vascular practice”, Int. Angiology, 1996, pp. 283 – 287

  3. APETREI ED., - “ Ecocardiografie”, Ed. Medicală Bucureşti, 1990.

  4. AVRAM R., HORVATH K., HETENYI A., AVRAM J., - “ ECO Doppler vascular”, Edit. Hestia, 1998, pp. 1 – 35.

  5. BADEA GH., BADEA R., VALEANU A. – “Bazele ecografiei clinice”, Editura medicală Bucureşti 1995, pp. 17 - 25

  6. BADEA R., PORR P. J., GLUHOVSCHI G. – “Puncţia dirijată ecografic în diagnosticul şi tratamentul afecţiunilor abdominale”, Actualităţi în medicina internă, Ed. Helicon, Timişoara, 1993, pp. 244 – 268.

  7. BALISTRERI WF., SCHUBERT WK. – “ Liver diseases in infancy and childhood”, Diseases of the liver, 6th ed. Philadelphia: J.B. Lippincott, 1987, pp. 1337 – 1426.

  8. BERLAND LL., LAWSON T.L., FOLEY WD.,- “ Porta hepatis : Sonographic discrimination of bile ducts from arteries with pulsed Doppler with new anatomic criteria” AJR 1989, pp.833-840

  9. BRUCKNER I., SĂVULESCU I., SPĂTARU D., TUDOR I, - “ The diagnosis of mesenteric ischemia by Doppler echography”, Revista Română de cardiologie vol. VII, 2/1997.

  10. DEMERTZIS S., RINGE B, GULBA D, ROSENTHAL H, PICHLMAYR R, - “Treatment of portal vein thrombosis by thrombectomy and regional thrombolysis” Surgery, United States, Mar. 1994, pp. 389 – 393.

  11. DODDS WJ., ERICKSON SJ., TAZLOR AJ., STEWART ET., - “ Caudate lobe of the liver: anatomy, embryology, and patology”, AJR., 1990, pp. 87 – 93.

  12. DRĂGULESCU ŞT. – “Ecocardiografie Doppler”, Ed. Mirton, 1992.

  13. FOSHAGER MC, FINLAY DE, LONGLEY DG, LETOURNEAU JG, - “ Duplex and color Doppler sonography of complications after percutaneous interventional vascular procedures” Radiographics United States, Mar. 1994, pp. 239 – 253.

  14. FRIEDLAND M, KAZMERS A, KLINE R, GROEHN H, MEEKER C, DESPRIET S, ABSON K, - “ Vena cava duplex imaging before caval interruption “, J. Vasc. Surgery 1996 oct, pp. 608 – 612.

  15. GOLDBERG B.B.- “Textbook of abdominal ultrasound” Williams & Wilkins, Baltimore, 1993.

  16. GRANT EG., TESSLERFN., PERRELLA RR. – “Clinical Doppler imaging”, AJR, 1989, pp. 707 – 717.

  17. GRANT EG., PERRELLA RR., TESSLER FN., LOIS J., BUSUTTIL R., - “ Budd Chiari syndrome : The results of duplex and color Doppler imaging” AJR., 1989, pp. 377- 381.

  18. GUO Z, FENSTER A – “ Three dimensional power Doppler imaging : a phantom study to quantify vessel stenosis”, Ultrasound Med. Biol, 1996, pp. 1059 - 1969

  19. HOFMANN V., - “ Ultraschalldiagnostik in Pediatrie und Kinderchirurgie”, Gustav Fischer Verlag Sttutgart, 1989, pp. 71-75, 89 – 91.

  20. HUBSCH P, SCHURAWITZKI H, SUSANI M, THEYER G, TRAINDL O, POLZLEITNER D, - “ Color Doppler imaging of inferior vena cava : identifications of tumour thrombus”, J. Ultrasound Med – United States, dec 1992 pp. 639 – 645.

  21. LEIDIG GRUNERT – “ Padiatrische Ultraschalldiagnostic-k und duplex Sonographie”, Ecomed Verlagesellschaft MBH , 1991, V-I, pp. 1-6.

  22. McGAHAN JP., - “Interventional Ultrasound”. Williams & Wilkins, Baltimore, 1990.

  23. MARDER DM., DEMARINO GB., SUMKIN JH, SHEAHAN DG., - “ Liver transplant rejection : Value of the resistive index in Doppler US of hepatic arteries” Radiology, 1989, pp. 127 – 129.

  24. MARSHALL M, - “ Einfuhrung in die Duplex Sonographie “ G. Braun Fachverlag Karlsruhe, 1993.

  25. NICOLAU C, BRU C., CARRERAS E, BOSCH J, BIANCHI L, GILABERT R, VILANA R, - “ Sonographic diagnosis and hemodynamic correlation in venooclizive disease of the liver”, J Ultrasound Med United States, Aug 1993, pp. 437 – 440.

  26. PICARD JD, - “ Imaging of veins”, Editions medicales Pierre Fabre, 1996.

  27. PLAINFOSSE M, - “ L echo Doppler couleur en pratique viscerale et periferique” ed. A 3 a, Ed. Masson Paris, 1997.

  28. POPA I., BĂRBULESCU G., BERINDE L. şi colab. – “Ecografie pediatrică” vol.I, Edit. Mirton Timişoara,1996.

  29. RALLS PW., MAYEKAWA DS., LEE KP., JOHNSON MB., HALLS J. – “ The use of color Doppler sonography to distinguish dilated intrahepatic ducts from vascular structures” AJR 1989 pp. 291 – 292

  30. RETTENMAIER G., SEITZ K. – “Sonograpische Differentialdiagnostik” Band I, Edition Medizine VCH D 6940, Weinheim, 1992, pp.5 –20.

  31. SCHADECK M, - “ Duplex and phlebology”, Guido Gnocchi Editore, Napoli, 1994.

  32. TENBIEG W., HARJUNG H.,” Differentialdiagnose in der abdominalsonographie” Hipokrates Verlag Sttutgart, 1990, pp. 12 – 71.

  33. THOMSON F, - “ Refreshed display of ultrasonic Doppler spectograms and measurement of haemodinamic parameters”, Med Biol. Eng. Comput., 1980 pp. 33-38.

  34. VERLATO F., ZANON GF, GAMBA PG, VERLATO G, ROCCOS, ORZALI A – “ Echo Doppler color flow, evaluation of vascular pathology in pediatric age groups “, Int. Angiol, 1996.

  35. WEISS D., WEISS A. – “Ultraschall – Atlas 2, Internistische Ultraschalldiagnostik” Edition Medizin VCH, D 6940 Weinheim, 1990, pp. 127 –142.

  36. YURA T, YUASA S, SUMIKURA T, TAKAHASLI M, AONO M. AND COLAB, “ Doppler sonographic measurement of phasis renal artery blood flow velocity in patients with chronic glomerulonephritis” , J. Ultrasound Med., 1993.