CAPITOLUL 14

ULTRASONOGRAFIA AXULUI CAROTIDIAN EXTRACRANIAL

Perfecţionarea continuă a tehnicilor neinvazive ultrasonografice de investigaţie a condus la utilizarea acestora în scopul evaluării corecte a patologiei sistemului arterial extra- şi intracranial; ultrasonografia cerebrală a acumulat o experienţă bogată în ultimii 25 de ani.

Cu mai mult de două decenii în urmă ultrasonografia Doppler cu emisie continuă (C Dopp) a fost prima metodă de studiu şi apreciere a hemodinamicii cerebrale. Câţiva ani mai târziu a fost introdusă sonografia bidimensională (B – mode) şi examinarea în timp real, ceea ce a permis vizualizarea şi analiza structurii ţesuturilor şi a vaselor sanguine pe o imagine ecotomografică în scara de nuanţe de gri; cu cât aparatura utilizată dispune de mai multe nuanţe de gri, cu atât mai bine şi mai multe structuri din zona de interes pot fi explorate şi redate pe imaginea bidimensională. Combinarea tehnicilor B – mode şi Doppler cu emisie pulsatorie (PDopp) în sistem duplex permite vizualizarea structurii vasculare şi înregistrarea simultană a curbei spectrale Doppler. Mai recent, s-a dezvoltat ultrasonografia bidimensională Doppler codificată color (2 D color Dopp), care a făcut posibilă înregistrarea în timp real a vitezelor fluxului sanguin.

Aceste tehnici ultrasonografice furnizează informaţii complementare pentru diagnosticul şi stadializarea bolilor cerebro-vasculare.

Noi tehnici vin să îmbogăţească informaţiile ultrasonografice:

Power Doppler, denumită şi amplitude – coded color Doppler sau US angiography, permite vizualizarea particulelor de sânge în mişcare, amplitudinea semnalului indicând cantitatea de sânge dintr-un eşantion;

ultrasonografia cu contrast creşte acurateţea investigaţiei în ceea ce priveşte cuantificarea stenozelor severe ale arterei carotide interne şi în diagnosticul ocluziei arterei carotide interne (începând cu anul 1994, când Matthiass S. şi colaboratorii au administrat contrast i.v. pe bază de suspensie de microparticule de - D –

galactoză sub formă de bule gazoase microscopice);

ultrasonografia carotidiană transorală (TOCU) studiază fluxul sanguin în segmentul extracranial distal al arterei carotide interne utilizând (din 1988) transductoare de mici dimensiuni, cu frecvenţă mare (7 – 9,5 MHz) ce se aplică pe peretele faringian postero-lateral (drept sau stâng) după o anestezie prealabilă locală;

ultrasonografia tridimensională (3 D) asigură reconstrucţia rapidă computerizată a structurii plăcii aterosclerotice carotidiene şi cuantificarea volumului acesteia;

ultrasonografia cerebrovasculară 4 D (four-dimensional) este o nouă metodă de analiză a hemodinamii fluxului sanguin, a geometriei plăcii aterosclerotice şi a peretelui vascular (cu scopul identificării pacienţilor cu risc crescut de embolie carotidiană); de asemenea evaluează modificările endoteliale în stadiul incipient al aterosclerozei. Metoda reprezintă noi frontiere de depăşit în diagnosticul cu ultrasunete.

Toate aceste tehnici de investigaţie ar putea conduce la considerarea arteriografiei ca o metodă demodată de evaluare a patologiei carotidiene.

Transcranial Doppler şi-a asumat o poziţie fermă în scopul detectării stenozelor şi ocluziilor arteriale intracraniale şi pentru evaluarea circulaţiei colaterale etc.

Scopul diferitelor studii ultrasonografice este acela de a aprecia valoarea clinică a diagnosticului US şi a limitelor tehnicilor de investigaţie a patologiei axului arterial carotidian extracranial.

Efectul Doppler poartă numele lui Christian Andreas Doppler care l-a descris în anul 1842 în lucrarea sa “Despre lumina colorată a stelelor duble şi altor câteva stele ale cerului” şi se referă la modificarea frecvenţei sonore atunci când o sursă sonoră şi un receptor se află în mişcare unul faţă de celălalt: dacă sursa sonoră se apropie de receptor frecvenţa sunetului recepţionat creşte, iar când sursa sonoră se îndepărtează de receptor, frecvenţa sunetului recepţionat scade.

În organismul uman sursa sonoră studiată este fluxul sanguin. Acesta emite ultrasunete sub formă de ecouri dacă este

2

supus unui fascicul incident de US. Ecografele moderne înregistrează variaţia de frecvenţă, adică frecvenţa diferenţială în funcţie de timp şi au posibilitatea de a o tranforma, afişând pe ecran direct variaţia de viteză a fluxului sanguin sub forma unui spectru de viteze şi sensul de deplasare al acestuia în funcţie de timp.

Cele două metode PDopp şi CDopp sunt utilizate cu succes pentru examinarea arterelor extra- şi intracraniale.

CDopp foloseşte doi transductori, unul care emite ultrasunete în mod continuu şi altul care le recepţionează în mod continuu. Acest sistem este foarte util pentru detectarea domeniului larg de viteze ale fluxului sanguin şi modificarea acestora, inclusiv vitezele foarte mari cum sunt acelea de la nivelul stenozelor severe, dar CDopp furnizează informaţii limitate asupra topografiei sursei de ecouri. Prin contrast PDopp foloseşte un singur transductor care emite dar şi recepţionează ecourile; are avantajul de a oferi informaţii despre profunzimea de la care provin ecourile. PDopp poate fi utilizată de asemenea la examinarea arterelor cerebrale ale sistemului intracranial, când se ia în consideraţie adâncimea provenienţei semnalului ultrasonor.

Metodele de investigaţie Doppler sunt simple, nu au cost ridicat, sunt neinvazive şi permit obţinerea de informaţii sigure şi corecte cu privire la alterarea hemodinamicii sanguine în prezenţa stenozelor carotidiene semnificative. Totuşi, leziunile mici de la nivelul sistemului extracranial nu pot fi detectate corespunzător numai prin ultrasonografia Doppler, iar informaţia obţinută astfel asupra morfologiei plăcii aterosclerotice nu este de valoare. CDopp şi PDopp sunt considerate metode bune de screening în scopul depistării leziunilor stenotice şi a ocluziilor arterelor axului extracranial; utilitatea lor este însă limitată referitor la patologia arterelor vertebrale. Acurateţea diagnosticului creşte considerabil dacă PDopp este folosit în sistem Dupplex.

Arterele carotideTestele Doppler indirecte, aşa cum

este exminarea arterei oftalmice, au fost utilizate în anii de început ai ultrasonografiei pentru studiul patologiei cerebrovasculare; această tehnică periorbitală rămâne în

continuare rapidă şi valoroasă în culegerea informaţiilor despre existenţa circulaţiei colaterale. În prezenţa stenozelor severe sau a ocluziei arterei carotide interne, fluxul retrograd furnizat din artera carotidă externă prin anastomozele oftalmice poate fi detectat cu uşurinţă prin CDopp. Perfuzia ortogradă a arterei oftalmice se poate produce dacă există colaterale suficiente din sistemul carotidian controlateral sau vertebrobazilar. În consecinţă, acest test indirect nu reuşeşte să depisteze la 20% din pacienţi chiar obstrucţii carotidiene ipsilaterale semnificative hemodinamic. Astfel, întrucât detectarea perfuziei retrograde în artera oftalmică este un indicator important al patologiei severe de la nivelul sistemului carotidian extracranial ipsilateral, constatarea unei perfuzii normale în ramurile oftalmice nu poate exclude prezenţa unei stenoze carotidiene severe sau chiar o ocluzie.

Examinarea ultrasonografică Doppler directă a sistemului carotidian extracranial este utilă pentru punerea în evidenţă a diferitelor grade de obstrucţie. Conform cu repartiţia fluxului sanguin anormal la nivelul, proximal sau distal de un segment arterial stenozat, această metodă oferă informaţii în ceea ce priveşte sediul, extensia şi gradul unei leziuni stenotice 40%. În prezenţa unor astfel de leziuni, studii importante au demonstrat că sensibilitatea (92% - 100%) şi specificitatea (93% - 100%) tehnicilor Doppler este similară cu aceea a arteriografiei. Siguranţa diagnosticului referitor la o placă arterială carotidiană ce produce stenoze 40% este considerabil redusă; astfel de plăci rămân de obicei nedetectate prin CDopp şi PDopp. Uneori semnalul audio este alterat în altfel de cazuri datorită turbulenţei locale, iar lărgirea spectrală poate fi evidenţiată prin analiza spectrală. Pentru identificarea acestor plăci mici este necesară examinarea fie simultană, fie complementară prin ultrasonografie bidimensională cu înaltă rezoluţie.

Tehnica PDopp cu frecvenţă joasă, care a fost dezvoltată cu scopul explorării transcraniale, poate fi folosită pentru evaluarea leziunilor distale din segmentul extracranial al arterei carotide interne (de ex. disecţia carotidiană, displazia fibro-musculară, sau localizări atipice ale aterosclerozei). Poziţionarea adecvată a

3

transductorului permite înregistrarea vitezei sanguine în artera carotidă internă până la baza craniului cu posibilitate de înregistrare a semnalului Doppler la profunzimi de 50 – 80 mm.

Stadializarea obstrucţiei carotidiene poate fi definită, conform cu criteriile US Doppler, astfel:

stenozele mici sunt cele de 40% - 60% şi se caracterizează prin creşterea intrastenotică a vitezelor maximă sistolică şi medie; viteza maximă sistolică poate atinge 120 cm/s (la examinarea cu transductor de 4 MHz);

stenoza moderată (60% - 80%), când se evidenţiază deformarea curbei spectrale Doppler şi creşterea intrastenotică a vitezei maxime sistolice şi a celei medii.

Caracteristic, decelerarea sistolică a fluxului sanguin este evidentă în segmentul poststenotic. Viteza maximă sistolică este cuprinsă între 120 – 240 cm/s;

stenoza severă ( 80%) produce creşterea marcată a vitezelor maxime sistolice intrastenotice, depăşind 240 cm/s şi atingând uneori 500 cm/s. În plus, pre- şi poststenotic viteza fluxului sanguin este semnificativ redusă în comparaţie cu artera carotidă controlaterală neafectată. În artera oftalmică poate fi evidenţiat flux retrograd;

stenoza subtotală ( 95%) se caracterizează printr-un semnal variabil, de obicei cu frecvenţă joasă, care descreşte odată cu creşterea severităţii stenozei până ce aceasta devine pseudo-ocluzivă. Aceasta este dificil de deosebit de o ocluzie completă şi poate fi diagnosticată incorect;

ocluzia arterei carotide interne se caracterizează prin absenţa oricărui semnal Doppler la nivelul segmentului cervical al ACI; în puţine cazuri poate fi înregistrat, la nivelul presupusei origini a arterei carotide interne, un semnal Doppler cu viteză joasă, cu o componentă predominant inversată şi absenţa diastolei (stump flow). Viteza fluxului sanguin în artera carotidă comună este reduă şi se produce frecvent perfuzie retrogradă în artera oftalmică;

obstrucţia severă intracraniană (la nivelul sifonului carotidian sau al arterei cerebrale mijlocii) poate duce la alterarea curbei spectrale (dampened) în segmentul extracranial al arterei crotidei interne ipsilaterale.

În funcţie de sediul şi de severitatea leziunii poate apare în plus, în artera

oftalmică, alterarea sensului şi a vitezei fluxului sanguin. Malformaţiile arteriovenoase intracraniene şi şunturile pot determina creşterea vitezelor fluxului sanguin în segmentul vascular proximal ipsilateral. Astfel de modificări evidente la examenul Doppler extracranial ar trebui să sugereze suspiciunea unei malformaţii arteriovenoase intracraniene.

Ultrasonografia bidimensională Doppler codificată color păstrează avantajele ultrasonografiei convenţionale dupplex şi vizualizează în plus aspectul şi modificările patologice codificate color ale vitezei fluxului sanguin superpozabile peste scara nuanţelor de gri ale ecotomogramei bidimensionale. Astfel sunt clar codificate color direcţia şi viteza medie a celulelor sanguine în mişcare, în interiorul eşantionul de volum la un moment dat în timp. Generarea semnalului color se bazează pe detectarea frecvenţei corespunzătoare şi foloseşte transductoare speciale. Avantajele şi limitele tehnicii Doppler color comparativ cu US duplex convenţională sunt următoarele:

avantaje:- imagine simultană în timp

real a fluxului sanguin şi a anatomiei vasculare;

- identificare rapidă, uşoară, a vasului sanguin;

- informaţii obţinute rapid şi reducerea timpului de examinare;

- analizează extensia temporală şi spaţială a zonei de separaţie fiziologică a fluxului sanguin la nivelul bifurcaţiei carotidiene normale;

- îmbunătăţirea vizualizării şi analizei caracteristicilor suprafeţei plăcii ateromatoase;

- stabileşte localizarea şi aspectul vârtejului fluxului sanguin şi turbulenţei secundare, adiacente plăcilor nestenotice

- îmbunătăţirea măsurătorilor diametrului şi a ariei de stenoză;- facilitează localizarea

punctului de maximă stenoză vasculară şi de maximă viteză a fluxului sanguin intrastenotic;

- caracterizează aspectul pre-, intra- şi poststenotic al fluxului sanguin;

4

- realizează o mai bună vizualizare a suprafeţei plăcii;

- măsoară diametrul şi aria de reducere a lumenului vascular pe secţiuni longitudinale şi transversale la nivelul stenozei carotidiene. În unele cazuri, în care stenozele complicate, parţial calceficate, nu pot fi evaluate adecvate prin 2 D Color Dopp utilizarea în plus a tehnicii Power Doppler poate delimita şi defini mai bine suprafaţa segmentului arterial respectiv;

- reproductibilitate înaltă;- siguranţă crescută a

diagnosticului diferenţial al maselor cervicale. dezavantaje:

- interpretarea variabilă a semnalului codificat color (ex. fluxul sanguin inversat, turbulenţa, fenomenul de aliasing sau datorită unghiului de abord al vasului);

- detectarea dificilă a vitezelor foarte mici ale fluxului sanguin;

- rezoluţie temporală limitată;- imposibilitatea analizei color

din cauza umbrei posterioare determinată de calcefierile în placă.

În contrast cu tehnica Doppler color, Power Doppler se bazează pe amplitudinea ecourilor în funcţie de densitatea hematiilor în interiorul eşantionul de volum, atenuarea US datorată interpunerii ţesuturilor în calea fascicului ultrasonor şi dimensiunea vasului în raport cu dimensiunea eşantionului de volum. Se folosesc sisteme speciale de filtrare pentru îmbunătăţirea delimitării interfeţei sânge / ţesut şi a definiţiei suprafeţei intravasculare; o calitate importantă a acestei tehnici este abilitatea cu care este detectat fluxul ortogonal faţă de fascicului ultrasonor, permiţând astfel vizualizarea vaselor tortuoase.

Metoda de investigare Doppler color oferă informaţii asupra hemodinamicii, realizează o bună definiţie a suprafeţei plăcii, dar din punct de vedere tehnic este dependentă de unghiul de abord al vasului de către fasciculul US incident şi este limitată de apariţia fenomenului de aliasing. Cu tehnica Power Doppler în schimb, nu există dependenţă de unghiul de abord al vasului, nu se produce aliasing şi pot fi mai

bine caracterizate stenozele de grad mare şi mai bine apreciate modificările vasculare în prezenţa plăcii calceficate.

Fig. 14.1 Bifurcaţia carotidiană: aspect US normal

Fig. 14.2 Secţiune transversală a bifurcaţiei carotidiene: stenoză > 50% prin placă ateromatoasă, ecogenă, semilunară

Fig. 14.3 Placă ateromatoasă neomogenă, cu suprafaţa neregulată, situată la nivelul peretelui

posterior al bifurcaţiei carotidiene şi a originii ACI

5

Fig. 14.4 Placă calceficată cu con de umbră situată la nivelul peretelui anterior al bifurcaţiei

carotidiene

Fig. 14.5

Fig.14.6

Fig. 14.5 şi fig. 14.6: Stenoze severe ale bifurcaţiei carotidiene şi originii ACI

Fig. 14.7 Stenoză preocluzivă a bifurcaţiei carotidiene

Fig. 14.8

Fig. 14.9

Fig. 14.8 şi 14.9 Ocluzie prin tromboză a arterei carotide comune, bifurcaţie şi arterei carotide

interne în segmentul extracranial

6