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CORSO DI FORMAZIONE IN ECOGRAFIA CARDIOVASCOLARE CORSO DI FORMAZIONE IN ECOGRAFIA CARDIOVASCOLARE

GENERALEGENERALE

Lezione 1CEmodinamica cardiaca e informazioni emodinamiche

ricavate dall’ecocardiografia

A cura del Settore Operativo Formazione SIEC

ricavate dall’ecocardiografia

Autore Dr. Donato Mele

Rev. (2013) a cura di Dr. Bruno Pinamonti

L’ecocardiografia Doppler è una tecnica non invasiva in grado di fornire

numerose informazioni quantitative di tipo emodinamico.

L’accuratezza dei dati ottenuti dipende dai seguenti fattori:

1. dalla comprensione dei principi Doppler e di dinamica dei flussi che

sono alla base dei metodi utilizzati;

EMODINAMICA CARDIACA ED ECOCARDIOGRAFIA

Settore Operativo Formazione SIEC

sono alla base dei metodi utilizzati;

2. dalla conoscenza dei metodi di valutazione, ma anche dei limiti e delle

situazioni in cui tali metodi possono o non devono essere applicati;

3. dalla precisione dell’operatore nell’acquisire le immagini e

nell’effettuare le misure.

PRINCIPI ED EQUAZIONIPRINCIPI ED EQUAZIONI

EMODINAMICA INCRUENTAEMODINAMICA INCRUENTA


PRINCIPI ED EQUAZIONIPRINCIPI ED EQUAZIONI

PRINCIPI ED EQUAZIONI

• Equazioni del flusso e del volume di flusso

• Equazione di Bernoulli

• Principio ed equazione di continuità

EMODINAMICA INCRUENTAEMODINAMICA INCRUENTA


• Principio ed equazione di continuità

• Fenomeno della vena contracta

• Fenomeno del recupero di pressione

• Fenomeno della regione di convergenza

• Area del cerchio e della semisfera

EQUAZIONI DEL FLUSSO

Il FLUSSO (o portata) è definito come il prodotto dell’area di sezione di un condotto per la

velocità del flusso:

PRINCIPI ED EQUAZIONI - I

Q = area V.

Nel caso di un vaso o di una valvola, la velocità viene ottenuta dalla traccia Doppler, che

deve essere registrata nel punto in cui si effettua la valutazione dell’area di sezione del

vaso o della valvola. Il flusso che viene calcolato è quello istantaneo poiché la velocità

che si può misurare sulla traccia Doppler è quella istantanea:


che si può misurare sulla traccia Doppler è quella istantanea:

Qist (ml/s) = area (cm2) Vist (cm/s).

Se la velocità istantanea che viene misurata è quella massima o di picco, il flusso

calcolato è quello istantaneo di picco:

Qist max (ml/s) = area (cm2) Vist max (cm/s).

L’area del condotto o della valvola deve corrispondere, dal punto di vista temporale, al

momento in cui viene misurata la velocità istantanea.

EQUAZIONE DEL VOLUME DI FLUSSO

PRINCIPI ED EQUAZIONI - II

Un altro parametro di interesse è il VOLUME DI FLUSSO, cioè la quantità di sangue che

attraversa la sezione di un vaso o di una valvola in un certo periodo di tempo, ad esempio

durante la sistole o la diastole. In questo caso si utilizza l’integrale tempo-velocità (ITV)

della curva Doppler di velocità, il quale si esprime in unità metriche:

Volume di flusso (ml) = area (cm2) ITV (cm).

Un esempio di volume di flusso è la gittata sistolica (o stroke volume) anterograda, cioè la


Un esempio di volume di flusso è la gittata sistolica (o stroke volume) anterograda, cioè la

quantità di sangue che il ventricolo sinistro espelle in aorta durante la sistole eiettiva.

Affinchè la formula possa essere applicata senza correttivi è necessario che l’area di

sezione del vaso o della valvola o dell’anello valvolare non vari nel tempo, e cioè che il

volume di flusso sia solo dipendente dalle variazioni di ITV.

Se invece l’area di sezione varia nel tempo, come accade ad esempio alla valvola mitrale

durante la diastole, occorre introdurre dei correttivi per il calcolo dell’area media.

EQUAZIONE DI BERNOULLIStima il gradiente pressorio (∆P=P2-P1) attraverso un orificio ristretto utilizzando

l’aumento della velocità di flusso che si genera a livello dell’orificio (detta

ACCELERAZIONE CONVETTIVA). Le altre 2 componenti dell’equazione usualmente non si

considerano > EQ. BERNOULLI SEMPLIFICATA

PRINCIPI ED EQUAZIONI - III

P1=pressione nella zona 1

P2=pressione nella zona 2

ρ=densità del sangue (1.06 x 103 Kg/m3)


ρ=densità del sangue (1.06 x 10 Kg/m )

V1=velocità nella zona 1

V2=velocità nella zona 2

Accelerazione

convettiva

Accelerazione

inerziale del flusso

Attrito

viscoso

P2-P1

PRINCIPIO DI CONTINUITA’

In un sistema di flusso “chiuso” il flusso è costante lungo tutto il sistema stesso (ne

deriva, ad esempio, che il flusso prossimale a un orificio ristretto è uguale a quello che

attraversa l’orificio).

EQUAZIONE DI CONTINUITA’

Se nel sistema il flusso è costante, ad ogni punto del sistema è costante anche il prodotto

tra area di sezione del condotto e velocità di flusso.

PRINCIPI ED EQUAZIONI - IV


IVT=integrale velocità-tempo

L’equazione può essere usata per calcolare l’area di

sezione del condotto ad un certo livello conoscendo

l’area di sezione ad un altro livello e le rispettive

velocità di flusso.

PRINCIPI ED EQUAZIONI - V

IL FENOMENO DELLA VENA CONTRACTAQuando un flusso attraversa un orificio ristretto le linee di flusso continuano a

convergere anche dopo il superamento dell’orificio per poi divergere. La vena contracta

è la zona in cui l’area di sezione del flusso è minima e la velocità di flusso è massima:

flussoflusso flussoflusso


L’area a livello della vena contracta costituisce la cosiddetta area valvolare funzionale o

effettiva (Ae) ed è normalmente il 65-85% dell’ area anatomica (Aa) a livello dell’orificio

[nel caso di orifici rigurgitanti si definisce EROA = effective regurgitant orifice area].

Il rapporto fra l’area funzionale e l’area anatomica è il cosiddetto coefficiente di

contrazione (CC):CC = = 0,65 CC = = 0,65 -- 0,85 (<1)0,85 (<1)

AeAe

AaAa

vena contracta = area minore, velocità maggiorevena contracta = area minore, velocità maggioreorificioorificio

FENOMENO DEL RECUPERO DI PRESSIONE

(pressure recovery) La ragione per cui, quando V è

più alta, P è più bassa sta nel

principio della conservazione

dell’ energia

Se non viene aggiunta

energia al sistema,

Ecin + Epot = K

PRINCIPI ED EQUAZIONI - VI


Ecin = ½ mv2

Epot = P laterale

Se v P laterale

La P è più bassa dove la v è

più alta: alla vena contracta

Alla vena contracta V è alta, per cui P è bassa e ∆P alto.

Dopo la vena contracta V si riduce, per cui P aumenta

(recupero di pressione).

Il pressure recovery dipende anche dalla geometria

dell’orificio e degli effetti viscosi che generano

turbolenze.

PRINCIPI ED EQUAZIONI - VII

AREA DI CONVERGENZA DEL FLUSSO

Il flusso che si avvicina ad un orificio ristretto si organizza secondo linee di flusso

convergenti verso l’orificio. Su ognuna di queste linee alla stessa distanza dall’orificio

la velocità del flusso è costante. I punti di isovelocità possono essere uniti

idealmente da linee di isovelocità, curve ciascuna delle quali ha un proprio raggio: le

linee con raggio minore hanno velocità maggiore e viceversa.

Nello spazio tridimensionale la regione di

convergenza può essere pensata come una serie di

semisfere di isovelocità concentriche: la semisfera


semisfere di isovelocità concentriche: la semisfera

più piccola ha la velocità maggiore. A livello di

ogni semisfera il flusso è lo stesso ed è il prodotto

dell’area di superficie della semisfera per la

velocità che la caratterizza.

Q = area semisfera V = 2πr2 V. .

AREA DEL CERCHIO

= π ·· r2

= π · · (D/2)2

= π ·· D2/4

= π/4 ·· D2

= 0.785 ·· D

PRINCIPI ED EQUAZIONI - VIII

AREA DELLA SEMISFERA

= 2 π rr22

Si applica per calcolare l’area della regione

di convergenza del flusso quando ha forma

semisferica.


= /4 ·· D

= 0.785 ·· D2

Si applica per calcolare l’area di sezione di

un condotto o di un orificio circolare. In

ecocardiografia è preferibile l’uso della

formula evidenziata in rosa poiché viene

direttamente misurato il diametro e non

raggio.

semisferica.

QUANTIFICAZIONE DI:QUANTIFICAZIONE DI:

•• STROKE VOLUME E PORTATA CARDIACASTROKE VOLUME E PORTATA CARDIACA

•• SHUNT INTRACARDIACI SHUNT INTRACARDIACI

OBIETTIVI DELL’EMODINAMICA INCRUENTAOBIETTIVI DELL’EMODINAMICA INCRUENTA


•• SHUNT INTRACARDIACI SHUNT INTRACARDIACI

•• GRADIENTI TRANSVALVOLARIGRADIENTI TRANSVALVOLARI

•• AREE VALVOLARIAREE VALVOLARI

•• RIGURGITI VALVOLARIRIGURGITI VALVOLARI

•• PRESSIONI INTRACAVITARIEPRESSIONI INTRACAVITARIE

STROKE VOLUME STROKE VOLUME

E E



E E

PORTATA CARDIACAPORTATA CARDIACA

STROKE VOLUME (SV) ANTEROGRADO (GITTATA SISTOLICA)

Quantità di sangue espulsa dal ventricolo sinistro in aorta ad ogni

battito.

PORTATA CARDIACA (PC) ANTEROGRADA

STROKE VOLUME E PORTATA CARDIACASTROKE VOLUME E PORTATA CARDIACA


PORTATA CARDIACA (PC) ANTEROGRADA

Quantità di sangue espulsa dal ventricolo sinistro in aorta in un

minuto. Se indicizzata per la superficie corporea (BSA) si definisce

indice cardiaco (IC).

PC (L/min) = SV x FC

IC (L/min/m2) = PC/BSA (v.n. 2.6-4.2 L/min/m2)

CATETERISMO CARDIACO

Lo stroke volume viene calcolato dalla portata cardiaca.



ECOCARDIOGRAFIA

La portata cardiaca viene calcolata dallo stroke volume.

METODI DI CALCOLO DELLO SV - I

METODO DEI VOLUMI

SV (ml) = VTD (ml) – VTS (ml)

• Preferibile l’eco 3D-RT per una stima più accurata dei volumi.

• Non è applicabile in presenza di insufficienza mitralica, aortica o DIV

(sovrastima lo SV anterogrado).

• Immagini di cattiva qualità pregiudicano l’accuratezza del risultato.


ECO 3D

METODI DI CALCOLO DELLO SV - II

METODO ECO-DOPPLER

SV (ml) = area anulus valvola aortica (cm2) x ITV eiezione aortica (cm)

• Assume che l’area a livello dell’anulus valvolare aortico non cambi durante la sistole.

• Non è applicabile in presenza di insufficienza aortica (di qualunque grado), calcificazioni

dell’anulus aortico ed ostruzioni all’efflusso ventricolare sinistro.

Apicale

4-camere

con aorta


2.2 cm

Diametro alla base dei lembi aortici Integrale flusso aortico

SV = 0.785 SV = 0.785 ·· DD2 2 · ITV = 0.785 · ITV = 0.785 ·· (1.1 cm)1.1 cm)22 · · 21.5 cm = 81.7 ml

Parasternale

asse lungo

con aorta

Doppler

pulsato

SV ANTEROGRADO CON METODO ECO-DOPPLER


Evitare la misura del diametro

a valvola chiusa

SV ANTEROGRADO CON METODO ECO-DOPPLER

ACCORGIMENTI E LIMITI


Evitare la traccia della parte

centrale o interna

della curva Doppler spettrale

ACCORGIMENTIACCORGIMENTI

•• Evitare i battiti prematuri e postEvitare i battiti prematuri e post--extrasistoliciextrasistolici

•• In presenza di PM, considerare il tipo di elettrostimolazioneIn presenza di PM, considerare il tipo di elettrostimolazione

•• Dati poco attendibili in presenza di arimie atrialiDati poco attendibili in presenza di arimie atriali

(usare la media di 5(usare la media di 5--10 battiti)10 battiti)

SV ANTEROGRADO CON METODO ECOSV ANTEROGRADO CON METODO ECO--DOPPLERDOPPLER


Variazioni in rapporto al tipo di Variazioni in rapporto al tipo di

elettrostimolazioneelettrostimolazione

Variazioni in rapporto ai battiti Variazioni in rapporto ai battiti

prematuriprematuri

Lo stroke volume anterogrado andrebbe calcolato nello

scompenso cardiaco, specie nei pazienti più gravi in cui si

sospetti una bassa portata, e in tutte quelle situazioni in cui è

presente insufficienza mitralica o DIV o DIA rilevanti e si vuole

conoscere la portata anterograda.

In presenza di IM o DIV il metodo da utilizzare è quello eco-

Doppler.



Doppler.

Per ottenere risultati affidabili sono fondamentali:

• la conoscenza precisa dei metodi e dei loro pitfalls;

•una curva di apprendimento con confronto dei valori ottenuti

con quelli di una metodica indipendente (non ultrasonora).

SHUNT INTRACARDIACISHUNT INTRACARDIACI





• In presenza di uno shunt intracardiaco sinistro-

destro, la portata anterograda destra (portata

polmonare, Qp) è maggiore di quella sinistra

aortica (portata sistemica, Qs).


• La differenza fra le due portate (Qp-Qs) equivale

al flusso di shunt.

• Il rapporto fra le due portate (Qp/Qs) è un indice

della gravità dello shunt.


CALCOLO DELLE PORTATE

Si utilizza il metodo integrato eco-Doppler utilizzando la formula generale:

Qs viene calcolato come già descritto in precedenza.

Qp viene calcolato come indicato dalla figura:

Q = 0.785 Q = 0.785 ·· DD2 2 · ITV · ITV · · FCFC


Qp viene calcolato come indicato dalla figura:

diametro anello

polmonare

ITV Doppler PW

polmonare

CALCOLO ECO-DOPPLER QP/QS NEGLI SHUNT INTRACARDIACI

• QP = portata polmonare: calcolata a livello

dell’efflusso VDx (area x IVT)

• QS = portata sistemica: calcolata a livello

dell’efflusso VSn


dell’efflusso VSn

• Se DIA, QP anche a liv. T

• Se DIV, QP anche a liv. M

• Se DABP, QP anche a liv. M ed Ao, QS a liv. T o

P

GRADIENTI TRANSVALVOLARIGRADIENTI TRANSVALVOLARI




Principali condizioni cliniche in cui è utile la valutazione dei

gradienti:

• Stenosi valvolari (aortica, mitralica, polmonare,

tricuspidalica)

• Altre ostruzioni all’efflusso ventricolare sinistro (CMP



• Altre ostruzioni all’efflusso ventricolare sinistro (CMP

ipertrofica, stenosi sotto e sopravalvolari)

• Insufficienze valvolari

• Protesi valvolari

• Coartazione aortica

• Difetto interatriale e interventricolare


Nell’applicazione cardiaca la misura dei gradienti di pressione viene effettuata con il

Doppler CW e si basa su una semplificazione della equazione di Bernoulli:

1. Il flusso cardiaco è inviscido, per cui la componente relativa all’attrito viscoso viene trascurata.

Equazione di

BernoulliAccelerazione

convettiva

Accelerazione

inerziale del flusso

Attrito

viscoso

P2-P1


1. Il flusso cardiaco è inviscido, per cui la componente relativa all’attrito viscoso viene trascurata.

2. La componente relativa all’accelerazione inerziale viene generalmente trascurata, essendo

significativa soltanto al momento di inizio e fine dei flussi.

3. V1 (a monte) è molto più piccola di V2 (considerata a livello del jet) e comunque in genere <1-

1.5 m/sec, per cui V1 viene trascurata e V2=V.

4. L’unità di misura di ρ viene convertita, per cui il coefficiente 1/2 ρ diventa 3.975 ≅ 4.

∆∆∆∆P = 4 V2 Equazione semplificata

1-Calcola il gradiente pressorio ma non dà informazioni sulle pressioni che lo hannogenerato.


EQUAZIONE DI BERNOULLI SEMPLIFICATA – altre caratteristiche

Esempio:

200 mmHg -160 mmHg → 40 mmHg

60 mmHg - 20 mmHg → 40 mmHg


2-Consente il calcolo di una pressione se è nota l’altra pressione che genera il gradiente.

Esempio:

Se consideriamo come ∆P=30 mmHg il gradiente sistolico transtricuspidalico fra

ventricolo (VD) e atrio destro (AD) e se PAD=5 mmHg, si ha che:

∆P = PVD – PAD = 30 mmHg

PVD = ∆P + PAD = 30 mmHg + 5 mmHg = 35 mmHg


LIMITI DELL’EQUAZIONE SEMPLIFICATA

In alcune condizioni cliniche le assunzioni accettate per semplificare l’equazione diBernoulli non sono applicabili e vanno considerate le componenti eliminate.

1-Alta velocità prossimale alla stenosi (alta V1 > 1 m/s)

Stenosi aortica in condizioni di alta gittata

Stenosi aortica con coesistente insufficienza significativa

Stenosi aortica con concomitante ostruzione sottovalvolare


Stenosi aortica con concomitante ostruzione sottovalvolare

2-Elevata frizione viscosa

Ostruzioni lunghe tubolari (DIV muscolari)

Aumentata viscosità ematica (policitemia, ipergammaglobulinemia)

3-Elevata accelerazione di flusso

Aumento del momento per aprire alcuni tipi di protesi valvolari


L’esempio del GRADIENTE SISTOLICO AORTICO ISTANTANEO DI PICCO

In questo esempio applicando l’equazione

semplificata alla velocità max V2 (3.7 m/sec) si

ottiene un ∆P di 54.8 mmHg. Tuttavia la

velocità V1 (1.3 m/sec) è significativa.

Pertanto, usando l’equazione completa, si

ottiene un gradiente istantaneo di picco di 48

mmHg, minore di quello calcolato con

l’equazione semplificata.


l’equazione semplificata.

In altri termini, quando V1 è aumentata

(>1m/s) l’equazione semplificata tende a

sovrastimare l’entità della stenosi rispetto al

cateterismo.

In questi casi va utilizzata l’equazione

completa: ∆P = 4 (V22 – V1

2).

V1

V2



ALTRE CAUSE DI “SOVRASTIMA” RISPETTO

AL CATETERISMO:


• Gradiente istantaneo (Doppler) vs.

gradiente picco-a-picco (cateterismo)

• Fenomeno del recupero distale di

pressione (distal pressure recovery)


Il gradiente sistolico aortico istantaneo di picco del Doppler non corrisponde a quello del

cateterismo (ottenuto con la tecnica del pull-back) che è picco-a-picco ed è pertanto

inferiore.

Pre

ssio

ni



Cateterismo

Doppler

Pre

ssio

ni

Ve

loci

tà


Al cateterismo con il metodo del pull-back il catetere viene ritirato per

misurare la pressione in aorta. In genere tale misura non avviene a livello

della vena contracta (dove il gradiente è massimo) ma a livello della zona

di recupero pressorio (dove il gradiente è più basso, poiché la pressione è

più alta).



A causa del fenomeno del

recupero pressorio, la misura con

il cateterismo del gradiente

pressorio nella zona di recupero

della pressione sottostima il

gradiente massimo valutabile

con il Doppler.


180 mmHg 70 mmHg 90 mmHg

CATETERISMO: GRADIENTE 90 mmHg


ECODOPPLER: GRADIENTE 110 mmHg


Fenomeno del Distal Pressure RecoveryCaratteristiche

• Il fenomeno del recupero pressorio distale è più marcato nel caso di

aree valvolari più grandi associate a vasi a valle più piccoli. Perciò tale

fenomeno ha maggior impatto nel caso di stenosi lievi-moderate con


fenomeno ha maggior impatto nel caso di stenosi lievi-moderate con

diametro aortico normale o ridotto (es. nei bambini) rispetto a

stenosi severe con dilatazione aortica post-stenotica.

• Clinicamente il recupero pressorio determina variazioni pressorie di

5-10 mmHg.

• Il fenomeno del “pressure recovery” può essere rilevante in qualche

caso di protesi valvolare (specie le meccaniche “bileaflet”)


Cause di “sovrastima” del gradiente di picco nella stenosi aortica rispetto

al cateterismo

• Presenza di una significativa V1 non considerata nell’equazione semplificata

• Fenomeno del recupero di pressione

• Differente misura del gradiente (istantaneo massimo vs. picco-a-picco)


• Differente misura del gradiente (istantaneo massimo vs. picco-a-picco)

Cause di “sottostima” del gradiente di picco nella stenosi aortica rispetto

al cateterismo

• Segnale Doppler non ottimale, orientamento non parallelo del fascio

ultrasonoro rispetto alla direzione del jet di flusso transaortico


GRADIENTE SISTOLICO AORTICO MEDIO

Il gradiente aortico

sistolico medio del

Doppler ha un minor


Doppler ha un minor

errore rispetto al

gradiente di picco

nei confronti degli

analoghi gradienti al

cateterismo.


GRADIENTE SISTOLICO AORTICO


Currie PJ. J Am Coll Cardiol 1986;7:800-806


GRADIENTE DIASTOLICO MITRALICO


Il gradiente aumenta con l’ aumentare del grado di stenosi.

gradiente

NORMALE STENOSI MITRALICA

GRADIENTI TRANSVALVOLARIGRADIENTI TRANSVALVOLARIP

ress

ion

e (

mm

Hg

)

ECG

GRADIENTE DIASTOLICO MITRALICOGRADIENTE

PRESSORIO


Toni e soffi

cardiaci

Pre

ssio

ne

(m

mH

g)

ASCOLTAZIONE VELOCITA’ DOPPLER CW

Tempo



Nella STENOSI MITRALICA il

gradiente di interesse è quello

medio, calcolato dalla traccia

dell’onda Doppler CW registrata

nella sezione apicale 4 camere.

PRESSIONI AL CATETERISMO


In genere, se gradiente medio a riposo:

< 5 mmHg � lieve ostruzione

>10 mmHg � marcata ostruzione

GRADIENTE MEDIO AL DOPPLER



LIMITI: DIPENDENZA DEL GRADIENTE DOPPLER DAL FLUSSO

Il gradiente dipende inversamente dalla grandezza dell’ orificio ma anche

direttamente dal flusso attraverso la valvola (se ↑Q → ↑v e viceversa):

Q = A v v = Q/A ∆P = 4v2 = 4 (Q/A)2


Pertanto:

• in presenza di stenosi severe: ∆P si riduce se il flusso transvalvolare

anterogrado è ridotto, ad esempio per aumento della frequenza cardiaca;

• in presenza di stenosi lievi: ∆P può essere aumentato se il flusso transvalvolare

anterogrado è aumentato, ad esempio per presenza di significativa insufficienza

mitralica.



ALTRE FONTI DI ERRORE

• cattivo allineamento del fascio

(possibile sottostima)


• coesistenza di significativa insufficienza aortica

(possibile sovrastima)

Nella stenosi mitralica l’allineamento del fascio ultrasonoro

con la direzione del flusso è in genere meno problematico

rispetto alla stenosi aortica.

E’ opportuno comunque orientare la linea campione del

Doppler CW sulla direzione del jet di flusso visualizzata al

color-Doppler

AREE VALVOLARIAREE VALVOLARI



AREE VALVOLARIAREE VALVOLARI

11-- STENOSI AORTICASTENOSI AORTICA



11-- STENOSI AORTICASTENOSI AORTICA

AREE VALVOLARI AREE VALVOLARI -- STENOSI AORTICASTENOSI AORTICA

METODI

1-Misura diretta (area planimetrica)

Ecocardiografia bidimensionale/3D


Ecocardiografia bidimensionale/3D

2-Calcolo indiretto (a partire dal flusso)

Metodo integrato eco 2D-Doppler

Metodo integrato eco 3D-Doppler


METODO PLANIMETRICOLIMITI

• Difficoltà nell’identificare i contorni dei

lembi (calcificazioni, riverberi).

• Difficoltà nell’identificare il

taglio trasversale più

corretto (livello dell’area

più ristretta) quando i

lembi hanno morfologia a


Stenosi lieve Stenosi severa

L’area planimetrica è dinamica, cioè varia in relazione al flusso:

essa, pertanto, cambia nelle variazioni del ritmo e anche durante

l’eiezione, come dimostrato da Arsenault. L’area da misurare è

quella massima.

lembi hanno morfologia a

cupola.



Arsenault JACC 1998;32:1931-1937


METODO ECO-DOPPLER Si basa sull’equazione di continuità


AREA 2 = AREA DELLA STENOSI

AORTICA

AREA 1 = AREA DEL TRATTO DI

EFFLUSSO (TE)

StAo =IVTcw Ao

IVTpw TEarea TE =

SV

IVTcwAo


METODO ECO 2D-DOPPLER CALCOLO DELLO STROKE VOLUME

2.2 cm

Parasternale

asse lungo

Apicale

4-camere

con aorta


SV = 0.785 · D2 · ITVPW = 0.785 · (1.1 cm)2 · 21.5 cm = 81.7 ml

Diametro alla base

dei lembi aorticiIntegrali flusso aortico

PWCW

Area StAo = SV / ITVCW = 81.7 ml / 104 cm = 0.78 cm2


METODO ECO 3D-DOPPLER CALCOLO DELLO STROKE VOLUME


83.5 ml

117 cm0.71 cm2= =


METODO ECO 2D-DOPPLER – Limiti specifici

METODO ECO-DOPPLER – Limiti generali

1. Non sempre facile l’allineamento parallelo del Doppler CW per la misura di Vmax

2. Necessità di effettuare più misurazioni (5-10) in presenza di aritmie (fibrillazione

atriale)


1. Difficile la corretta misura del diametro del tratto di efflusso in presenza di

calcificazioni

2. Necessità di posizionare correttamente il volume campione del Doppler PW nel

tratto di efflusso

METODO ECO 3D-DOPPLER – Limiti specifici

1. Non applicabile se insufficienza mitralica

2. Non applicabile se scadente qualità delle immagini 3D

2 2 -- STENOSI MITRALICASTENOSI MITRALICA



2 2 -- STENOSI MITRALICASTENOSI MITRALICA

AREE VALVOLARI AREE VALVOLARI -- STENOSI MITRALICASTENOSI MITRALICA

METODI

1-Misura diretta (area planimetrica)

Ecocardiografia bidimensionale


Ecocardiografia bidimensionale

2-Calcolo indiretto (a partire dal flusso)

Metodo PHT

Metodo integrato eco-Doppler

Metodo PISA

METODO PLANIMETRICO


Planimetria in protodiastole


Ottenere il piano che taglia la parte più stretta

dell’imbuto mitralico.

METODO PLANIMETRICO



Stesso paziente: area da 1,12 cm2 a 1,5 cm2 a seconda della sezione utilizzata.

METODO PLANIMETRICO


Ottenere l’area maggiore nel punto più stretto dell’imbuto: la

più piccola area nello spazio, la più grande area nel tempo.

Attenzione a:


Attenzione a:

- riverberi delle calcificazioni che mascherano l’area reale;

- discriminare il margine dei lembi dalle corde tendinee fuse.

METODO DOPPLER PHT


A mano a mano che la stenosi

aumenta, il gradiente pressorio

diastolico atrio-ventricolare

tende ad annullarsi sempre più

lentamente e la pendenza

dell’onda di riempimento si

riduce (da A a B a C).


riduce (da A a B a C).

Il PHT (pressure half time) è il tempo in cui il

gradiente pressorio si è dimezzato.

PHT = 20-60 msec

PHT = 100-400 msec

Soggetto normale:

Stenosi mitralica:

METODO DOPPLER PHT



Area Stenosi Mitralica = 220 / PHT

La costante 220 è stata ottenuta empiricamente

attraverso la correlazione con i valori ottenuti con la

formula di Gorlin.

Quando PHT = 220 → ASM = 1

METODO DOPPLER PHT


Vantaggi

-elevata fattibilità

-bassa variabilità legata all’ osservatore

-relativa indipendenza dalla frequenza cardiaca e dalla portata cardiaca

(a differenza del gradiente pressorio)


Limiti1) Il PHT dipende, oltre che dalla stenosi valvolare, anche da tutte le cause che

variano la P atriale e ventricolare. Ad esempio: se la compliance del VS si riduce

(IAo, ischemia, ipertrofia) la P ventricolare aumenta, il PHT si accorcia e il

rapporto 220/PHT aumenta: pertanto, anche se l’area valvolare non è cambiata,

viene calcolato un valore di area più grande, cioè la stenosi viene sottostimata.

2) Il metodo non è applicabile in corso di tachicardia (impossibilità a tracciare la

pendenza dell’onda E)

METODO ECO-DOPPLER Si basa sul principio di continuità.

PRINCIPIO: in assenza di insufficienze valvolari, il flusso attraverso la mitrale in

diastole è uguale al flusso attraverso la valvola aortica o la valvola polmonare nella

sistole successiva:

Q mitr (diastole) Q ao/polm (sistole)=


Poiché Q = A v, si ha che:


Poiché Q = A v, si ha che:

Areamitr = Areaao/polm

ITVao/polm pw

ITVmitr cw

=SV ao/polm

ITVmitr cw

Se IAo, il calcolo dello SV va fatto sulla polmonare. La formula per il calcolo dello SV è

quella precedentemente discussa e richiede che la valvola aortica o polmonare sia

normale:

SVao/polm = 0.785 · D2 · ITVPW


α

METODO PISA

Areamitr =Qpeak

Vpeak

=2πr2 Va

Vpeak

Vpeak = velocità diastolica massima istantanea

misurata con il Doppler CW

Va = velocità di aliasing del color Doppler

r


Va = velocità di aliasing del color Doppler

r = distanza fra il piano della stenosi e la prima

interfaccia di aliasing

Poichè nella stenosi mitralica i lembi hanno una configurazione ad imbuto, l’area di convergenza del flusso non è in

genere una semisfera ma è più piccola. Pertanto occorre moltiplicare 2rπ2 per un fattore correttivo dell’angolo

formato dai lembi (α/180°). L’angolo α va misurato sull’immagine. La formula finale diventa:

Areamitr =2πr2 α/180° Va

Vpeak


METODOMETODO PLANIMETRICOPLANIMETRICO

--TalvoltaTalvolta difficiledifficile ilil tagliotaglio appropriatoappropriato delladella valvolavalvola

--PlanimetriaPlanimetria difficiledifficile sese calcificazionicalcificazioni

METODOMETODO DELDEL PHTPHT

--InsufficienzaInsufficienza aorticaaortica importanteimportante

--InsufficienzaInsufficienza mitralicamitralica importanteimportante

--RidottaRidotta compliancecompliance deldel ventricoloventricolo sinistrosinistro (cardiopatia(cardiopatia ischemica,ischemica,

ipertrofia)ipertrofia)

-- tachicardiatachicardia

PRINCIPALI

LIMITI


-- tachicardiatachicardia

METODO ECOMETODO ECO--DOPPLERDOPPLER

--TimeTime--consumingconsuming

--Insufficienza mitralica importanteInsufficienza mitralica importante

--Non applicabile se valvola aortica/polmonare anormaliNon applicabile se valvola aortica/polmonare anormali

METODO PISAMETODO PISA

--TimeTime--consumingconsuming

--Difficile la misura dell’angolo formato dai lembiDifficile la misura dell’angolo formato dai lembi

LIMITI

DEI METODI

RIGURGITI VALVOLARIRIGURGITI VALVOLARI



RIGURGITI VALVOLARIRIGURGITI VALVOLARI

VALUTAZIONE DEI RIGURGITI VALVOLARIVALUTAZIONE DEI RIGURGITI VALVOLARI

1 - VOLUME DI RIGURGITO

Quantità di sangue che rigurgita per battito (ml)

2 - FLUSSO DI RIGURGITO

PARAMETRI QUANTITATIVI


2 - FLUSSO DI RIGURGITO

Quantità di sangue che rigurgita al minuto (ml/min)

3 - AREA DELL’ORIFICIO RIGURGITANTE (cm2)

FLUSSO RIGURGITANTE = volume rigurgitante x frequenza cardiaca


CALCOLO DEL VOLUME RIGURGITANTE

DUE METODI

• Metodo integrato eco-Doppler (o volumetrico)


Entrambi i metodi usano l’equazione del volume di flusso:

• Metodo PISA

Volume di flusso (ml) = area (cm2) ITV (cm).


Volume di rigurgito: metodo volumetrico

Lo stroke volume anterogrado

attraverso un orificio rigurgitante

(SVtotale) è la somma dello stroke

volume anterogrado sistemico

(SVsistemico) e del volume rigurgitante

(VOLrig):

SV = SV + VOL


SVtot = SVsist + VOLrig

VOLrig = SVtot - SVsist

Il volume rigurgitante può essere

espresso come frazione di rigurgito

(%), cioè come:

FRrig = (VOLrig / SVtot) x 100

da cui si ricava il Vrig:

VOLrig mitralico = 200 ml - 60 ml = 140 ml

FRrig mitralica = (140ml / 200 ml) x 100 = 70 %


Metodo volumetrico: calcolo delle componenti

VOLrig = SVtot - SVsist

SVsist = 0.785 · D2an.aortico · ITV

Diametro anello ao

Tracciare lungo il bordo

esterno dello spettro

STROKE VOLUME ANTEROGRADO

(efflusso aortico)

ITV Ao


Diametro anello mitr

SVtot = 0.785 · D2 an.mitralico · ITV

Tracciare la porzione

più intensa dello spettro

(velocità modali)

STROKE VOLUME TOTALE

(afflusso mitralico) ITV Mitr


Volume di rigurgito: metodo PISA

Basato sulla legge di conservazione della

massa e sul principio di continuità.

Il flusso calcolato a livello dell’area di

convergenza (prima dell’orificio rigurgitante)

è uguale al flusso che rigurgita (dopo

l’orificio rigurgitante).


Il volume rigurgitante può essere calcolatocome il prodotto dell’area rigurgitanteeffettiva (effective regurgitant orifice area,EROA) per l’integrale della velocità dirigurgito:

VOLrig = EROA x ITVrig

EROA viene calcolata con il PISA.

l’orificio rigurgitante).

Proximal Isovelocity Surface Area


CALCOLO DI EROA

Il color Doppler è capace di identificare l’area di

convergenza nel ventricolo sinistro.

La prima interfaccia rosso-blu dell’aliasing (quella

più distale all’orificio rigurgitante) corrisponde alla

superficie di una delle semisfere dell’area di

r


superficie di una delle semisfere dell’area di

convergenza di flusso. A livello di tale interfaccia il

sangue ha la velocità di aliasing (Va) e la distanza

dall’orificio è il raggio r.

Utilizzando il modello semisferico, conoscendo il

raggio r e la velocità di aliasing Va è possibile

calcolare il flusso istantaneo (Qi, ml/sec) a livello

della semisfera di aliasing.Qi = area semisfera V = 2πr2 Va

. .


CALCOLO DI EROA

V

r=1.1. cm

Va


Se Qi è quello massimo durante il periodo di rigurgito (Qimax) e se si misura la velocità

massima di rigurgito con il Doppler CW a livello transmitralico (Vmax), è possibile calcolare

EROA come segue:

Vmax

EROAmax = Qimax

Vmax

=2πr2 Va

Vmax

=2π (1.1 cm)2 40 cm/s

430 cm/s= 0.71 cm2


CALCOLO DEL VOLUME DI RIGURGITO

r=1.1. cm

V


VOLrig = EROA x ITVrig = 0.71 cm2 x 114 cm = 81 ml

Vmax

Va


•Ottimizzare le immagini color 2-D

•Zoommare il PISA

•Freezare in cine-loop

METODO PISA: ASPETTI TECNICI


•Scegliere il frame mesosistolico

•Shift dello zero scala colore per evidenziare l’aliasing (nella

direzione del flusso)

•Misurare il raggio del PISA (superficie emisferica)


METODO PISA: LIMITI

• Non sempre la regione di convergenza è semisferica (soprattutto nelle

insufficienze mitraliche funzionali è semiellissoide, con un diametro

maggiore nella sezione 2-camere rispetto a quella 4-camere).

• Il frame mesosistolico non coincide sempre con l’area di convergenza

massima (ad esempio, nel prolasso il picco può essere telesistolico).


massima (ad esempio, nel prolasso il picco può essere telesistolico).

• Il volume rigurgitante viene calcolato a partire da EROAmax. Tuttavia l’area

dell’orificio rigurgitante varia durante la sistole.

• Il metodo non è utilizzabile in presenza di jet multipli.

• Il metodo è meno accurato in presenza di jet eccentrici.

PRESSIONIPRESSIONI



PRESSIONIPRESSIONI

Parametri pressori valutabili


SEZIONI SINISTRE

-pressione atriale sinistra

-pressione telediastolica ventricolare sinistra


-pressione telediastolica ventricolare sinistra

SEZIONI DESTRE

-pressione atriale destra

-pressione arteriosa polmonare

-resistenze vascolari polmonari


PRESSIONI DELLE CAMERE

SINISTRE


SINISTRE

PRESSIONE ATRIALE SINISTRA dal RIGURGITO MITRALICOPRESSIONE ATRIALE SINISTRA dal RIGURGITO MITRALICO

Il gradiente del rigurgito mitralico è dato

dalla differenza di pressione tra ventricolo

(VS) ed atrio (AS) in sistole:

∆P = 4 v2 = P VS sist. – P AS

Assumendo che:

P VS sist. = P sist. omerale


Vmax

ESEMPIO

Vmax = 3.5 m/s

Gradiente sist. mitralico = 49 mmHg

PA sist. omerale= 100 mmHg

PAS = 100 - 49 = 51 mmHg

Doppler CW

LIMITE

Se ostruzione all’ efflusso VS, P VS sist. ≠ P

sist. omerale.

P VS sist. = P sist. omerale

Si ha che:

P AS = P sist. omerale – (4 v2)

PRESSIONE TD VENTRICOLARE SN dal RIGURGITO AORTICOPRESSIONE TD VENTRICOLARE SN dal RIGURGITO AORTICO

Il gradiente TD del rigurgito aortico è dato

dalla differenza di pressione tra aorta e

ventricolo:

∆P TD = 4 v2 = P diast. Ao – PTD VS

Doppler CW

VTD

Assumendo che:


ESEMPIO

VTD = 3.8 m/s

Gradiente TD aortico = 58 mmHg

PA diast. omerale = 70 mmHg

PTD VS = 70 - 58 = 12 mmHg

Assumendo che:

P diast. Ao = P diast. omerale

Si ha che:

PD VS = P diast. omerale – (4 v2)


PRESSIONI DELLE CAMERE

DESTRE


DESTRE

STIMA DELLA PRESSIONE ATRIALE DESTRA

E’ importante per:

• ottimizzazione della terapia medica


• ottimizzazione della terapia medica

• calcolo non invasivo della PAP

STIMA DELLA PRESSIONE ATRIALE DESTRA

Indice di collassabilità cavale: variazione % inspirio-espirio del

diametro cavale (< la variazione dimensionale del vaso, > la PAD).

Approccio sottocostale:

D < 2 cm, IC > 50% → PAD= 5 mmHg

Kircher et al, AJC 1990; 66: 493-496


D < 2 cm, IC < 50% → PAD=10 mmHg

D > 2 cm, IC < 50% → PAD=20 mmHg

LIMITI

- pazienti obesi e periodo post-operatorio

- pazienti ventilati meccanicamente (Jue et al, JASE 1992; Nagueh et al, Circulation 1996)

- Profondità di inspirazione non standardizzabile (Simonson e Schiller, JACC 1988)

STIMA DELLA PRESSIONE ARTERIOSA POLMONARE(v.n.: sist. < 35 mmHg, diastolica < 15 mmHg, media < 25 mmHg)

Metodi Doppler

PAP sistolica PAP media PAP telediastolica e media


Vel. di rigurgito

tricuspidale

(CW – apicale 4C)

Tempo di accelerazione

efflusso polmonare

(PW – parast. asse corto)

Vel. di rigurgito

polmonare

(CW – parast. asse corto)

PAP SISTOLICA (PAP SISTOLICA (PAPsPAPs))

• Doppler continuo sulla valvola tricuspide in presenza di insufficienza (IT)

• P sistolica max VD = ∆P (da 4v2) + pressione atriale destra (PAD)

• In assenza di stenosi polmonare od ostruzione del RVOT, PVD = PAP


Currie PJ et al, JACC 1985; 6: 750-756

PAP SISTOLICA: LIMITIPAP SISTOLICA: LIMITI1-Stima della PAD

• misurare PVC quando possibile

• valutazione clinica pressione venosa giugulare inaccurata

• assunzione PAD = 10 mmHg inaccurata

• stima PAD in 3 classi (5 - 10 - 15 mmHg) basata su valore basale + riduzione inspiratoria

del diametro vena cava inferiore (Simonson et al, JACC 1988; 11: 557-564)

• valutazione basata sul flusso nella vena epatica (Nagueh et al, Circulation 1996; 93: 1160-1169)

(systolic filling fraction)

• E/Ea destro (Nagueh 1999, Sundereswaran 1998)


Currie PJ et al, JACC 1985; 6: 750-756

• E/Ea destro (Nagueh 1999, Sundereswaran 1998)

2-Stenosi polmonare o ostruzione RVOT PVD ≠ PAD

3-Vel. IT ridotta (<2 m/s) se PAD molto aumentata (insufficienza / infarto VD, severa IT)

4-IT assente/minima o traccia Doppler CW incompleta

Salina (emagel) agitata in vena antecubitale aumenta intensità del segnale e definizione della traccia Doppler

CW (Beard JT II, AJC 1988; 62: 486-488)

PAP TELEDIASTOLICA (PAP TELEDIASTOLICA (PAPtdPAPtd))

• Doppler continuo sulla valvola polmonare in presenza di insufficienza (IP)

• P telediastolica AP = ∆P (da 4v2) + PTD VD

• Poiché PTD VD = P atriale destra (PAD) si ha che:

• PTD AP = ∆P + PAD


Limiti

• Stima della PAD (come per la PAP sistolica)

• Traccia Doppler CW inadeguata

1) Si misura sulla curva PW il tempo all’ aperturadella valvola polmonare dall’ inizio del QRS(corrispondente alla “sistole isometrica” del VD)

2) Si considera sulla curva CW la vel. dell’ IT nelmomento di apertura della valvola polmonare

Se IPolm assente, la PAP diastolica può essere stimata dall’ IT.

Razionale: quando la valv. polm. si apre, la P in APolm è uguale alla P in VD ecorrisponde alla P.

PAP DIASTOLICA PAP DIASTOLICA -- IIII(Stephen et al, (Stephen et al, ChestChest 1999; 116: 731999; 116: 73--77)77)


momento di apertura della valvola polmonare(vapertura)

3) Si calcola il gradiente pressorio corrispondente:∆Papertura = 4vapertura

2

4) P diastolica AP = ∆Papertura + P atriale destra(PAD)

Limiti• Stima della PAD (come per la PAP sistolica)• Traccia Doppler CW IT inadeguata (> fattibilità rispetto a PAP sistolica poiché è

necessaria solo la prima parte della curva CW)

∆P=4v2=13 mmHg

PADd=13+5=18 mmHG

PAP MEDIA (PAPm) PAP MEDIA (PAPm) -- II

Sulla curva Doppler pulsato della valvola polmonare si calcola il tempo al picco dell’

efflusso polmonare, detto “tempo di accelerazione” (Acceleration Time, AcT). Se PAP

media ↑, AcT↓.

AcT normale > 120 ms

AcT < 90 ms identifica PAP media >20

mmHg con sensibilità 80% (Tramarin et al,

EHJ 1991; 12: 103-111).


LIMITI

L’ AcT dipende da (Chan et al, JACC 1987; 9: 549-554):

• FC (Act va corretto per FC < 60 bpm e > 100 bpm)

• portata cardiaca destra (se DIA, AcT può essere normale anche con PAP

aumentata)

Equazione di Mahan(Mahan G et al, Circulation 1983; 68 (suppl.3): 367)

PAP media = 79 – 0,45 (AcT)

EHJ 1991; 12: 103-111).

AcT normale

AcT

precoce

PAP MEDIA (PAP MEDIA (PAPmPAPm) ) -- IIII

La PAP media correla con la differenza di pressione in PROTODIASTOLE fra arteria

polmonare e ventricolo destro, calcolabile dalla velocità protodiastolica (Vprotod) sulla

traccia Doppler CW dell’ insufficienza polmonare.


(Masuyama et al, Circulation 1986; 74: 484(Masuyama et al, Circulation 1986; 74: 484--492)492)

PAP media ≈ 4 vprotod2

PAP MEDIA (PAP MEDIA (PAPmPAPm) ) -- IIIIII

PAP media = PAP diast + 1/3 (PAP sist – diast)


PULMONARY VASCULAR RESISTANCE

PVR = (MPAP – PCWP) / COInvasive


Abbas AE, JACC 2003; 41: 1021-1027

Kirkpatrick, J. N. et al. J Am Coll Cardiol 2007;50:381-396

Illustration of "Echo Right Heart Catheterization"


Adattata da: Schiller NB, Foster E. Heart 1996; 75 (suppl 2): 17-26.

EMODINAMICA NON INVASIVA NELLO SCOMPENSO

CategoriaCategoria

emodinamicaemodinamicaFrazioneFrazione

d’eiezioned’eiezioneVTSI VTSI

Normale > 55 % 18 ml/m 55 ml/m 20 cm

Iperdinamico

Output cardiaco> 20

Ipovolemia <20 (HR +)

VTDI VTDI

1.2 - A Dom se

età >60a.

E/AE/A

1.2 - A Dom se

età >60a.

1.2 - A Dom se

S>D

FVPFVP

S>D

S>>D

<30

PSVDPSVD

<30

<25

IntegraleIntegraleEfflusso VSEfflusso VS


Ipovolemia <20 (HR +)

Insuff. Ventr. Sin.

Lieve40 - 55% 16 - 18

30 - 45% > 30 > 75 10 - 15

Shock

cardiogeno<10 - 30% > 45 > 100 < 10

1.2 - A Dom se

età >60a.

E Dom (> 1.2)

E Dom (> 1.2)

E Dom, o no

onda A

S>>D

S<D

S<<D

S<<D

<25

>30

>50

>60

Insuff. Ventr. Sin.

lieve-moderata

lez 1c 2013 [modalità...

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