PRAWIDŁOWE PRZEPŁYWY W TĘTNICACH
Seria USG w 5 minut Cedum ®. Przepływ krwi w naczyniach, w tym w tętnicach, ocenia się przy pomocy trybów dopplerowskich i pokrewnych, takich jak color-Doppler, Power-Doppler, MVF; przy czym parametry przepływu tętniczego oceniane są przede wszystkim w trybie Dopplera pulsacyjnego (ang. pulse wave Doppler), nazywanego także spektralnym (ang. spectral-Doppler). W jego ramach na osi czasu (oś x) rejestrowane są sygnały odpowiadające chwilowym prędkościom (oś y) w obrąbie bramki dopplerowskiej (ang. sample volume) umiejscowionej w badanym naczyniu. Niniejszy artykuł traktuje o profilach, innymi słowy spektrach, przepływu tętniczego rejestrowanych w trybie Dopplera pulsacyjnego w warunkach fizjologicznych. Zaburzenia przepływów w jednostkach chorobowych omawiane są w dedykowanych artykułach w dziale Baza wiedzy Doppler.
W praktyce tryb Dopplera pulsacyjnego łączy się jednoczasowo z trybem Dopplera kodowanego kolorem w zestaw nazywany obrazowaniem duplex-Doppler. Takie połączenie dwóch trybów obrazowania na jednym ekranie pozwala badającemu na zebranie szerokiego zakresu informacji kardio-angiologicznych, w tym morfologii naczynia, obecności przepływu, kierunku przepływu, prędkości przepływu, przyspieszenia fali skurczowej, charakteru przepływu, zaburzeń przepływu, przedziałów czasowych, rytmu serca.
Profil przepływu tętniczego cechuje się pulsacyjnością. W składu pulsu wchodzi składowa skurczowa i rozkurczowa. Składowa skurczowa rejestrowana jest we wszystkich drożnych tętnicach i jest zależna głównie od prawidłowo funkcjonującego serca. Składowe rozkurczowe, a konkretnie kształty spektrum prędkości przepływu krwi w naczyniach w trakcie rozkurczu komór serca, różnią się w zależności od łożyska naczyniowego. Otóż składowa rozkurczowa zależy przede wszystkim od unaczynionej przez tętnicę tkanki bądź narządu, a także od kurczących się elastycznych tętnic. Pomiędzy składową skurczową a rozkurczową często obserwuje się złamki odpowiadające chwilowemu wstecznemu przepływowi krwi związanemu z zamykaniem się zastawek aortalnej bądź płucnej, jak i odbiciem się fali tętniczej od naczyń na poziomie mikrokrążenia (ang. water-hammer effect). Biorąc pod uwagę kształt fali spektrum przepływu możemy je podzielić na te o 1/ niskiej pulsacyjności, 2/ umiarkowanej pulsacyjności, 3/ wysokiej pulsacyjności.
- Profile o niskiej pulsacyjności (ang. low-pulsatility) cechują się szerokim pikiem skurczowym, praktycznie ciągłym przepływem przez całą fazę rozkurczową i monofazowością. Profile tego typu występują w tętnicach unaczyniających bezpośrednio mózg, siatkówkę, tarczycę, wątrobę, śledzionę, nerki.
- Profile o umiarkowanej pulsacyjności różnią się od wcześniej omówionych tym, iż przepływ w fazie rozkurczowej utrzymuje się, jednakże ma niższe prędkości i może być przerwany drobnym, wczesnodiastolicznym odwróceniem przepływu. Profile tego typu występują w tętnicach unaczyniających np. twarz, jelita, trzustkę.
- Z kolei profile o wysokiej pulsacyjności charakteryzują się tym, iż posiadają wąskie i ostre piki skurczowe, a w fazie rozkurczowej odwrócone lub/i nieobecne przepływy. Profile tego typu występują w tętnicach unaczyniających kończyny.
Pulsacyjność przepływu można oceniać ilościowo używając wskaźnika pulsacyjności Goslinga PI (ang. pulsatililty index) lub jednostki pochodnej w postaci wskaźnika oporu Pourcelota RI (ang. resistance index). Synonimem profili o niskiej pulsacyjności są profile niskooporowe. O profilach z umiarkowaną i wysoką pulsacyjnością można mówić, iż są wysokooporowymi.
Podsumowując, przepływ krwi w konkretnych tętnicach, w tym jego przyspieszenie i prędkość, wynikają z 1/ charakteru pracy pompy, tj. serca; 2/ stanu naczyń per se, tj. elastyczności i drożności; oraz z 3/ właściwości biologicznych unaczynionego narządu. W związku z powyższym prawidłowy profil przepływu we wszystkich rodzajach tętnic w krążeniu dużym w warunkach fizjologicznych, tj. przy zdrowym sercu, zdrowych naczyniach i zdrowym docelowym narządzie, zawsze cechuje się szybkim narastaniem prędkości przepływu, czyli stromym ramieniem wstępującym; krótkim czasem akceleracji (ang. acceleration time) od początku tegoż ramienia do pierwszego załamania na nim, tj. zasadniczo nie przekracza 70 ms, a zwykle oscyluje wokół 30 ms. Poza tym w przypadku młodych i elastycznych tętnic podążających do kończyn, tj. naczyń z przepływem wysokooporowym, w fazie rozkurczowej przepływu obserwuje się wyższe załamki i często więcej załamków (zamiast jednego nawet do trzech). W krążeniu płucnym czas akceleracji prawidłowo przekracza 100 ms.
Prędkość przepływu w naczyniach tętniczych fizjologicznie szerszych (np. w tętnicy szyjnej) jest wyższa aniżeli w naczyniach węższych (np. arteriole). Wynika to z faktu, iż przekrój całkowity łożyska naczyniowego drobnych naczyń i mikrokrążenia jest zasadniczo znacznie szerszy, aniżeli zaopatrująca je tętnica. Fizycznie zjawisko to tłumaczy wzór ciągłości Bernouliego, który ma również zastosowanie przy ocenie patologicznych zwężeń w naczyniach (temat omówiony w innym artykule).
Wykres prędkości przepływu krwi na osi czasu (oś x) prezentowanej na monitorze, zwykle nazywany spektrum przepływu, formują dwie wizualne składowe. Jasne piksele odzwierciedlają po pierwsze dystrybucję prędkości (oś y), a po drugie w postaci jasności pikseli (oś z) mnogość elementów morfotycznych poruszających się z daną prędkością. Druga składowa to tzw. okienko spektralne (ang. spectral window), czyli ciemny obszar pomiędzy jasnymi pikselami a linią bazową. Skąd wynika okienko spektralne? Otóż fizjologiczny i prawidłowy profil przepływu oznaczany przy pomocy bramki dopplerowskiej (ang. sample volume) ustawionej w centrum naczynia o dużej lub średniej średnicy oraz przy właściwie skalibrowanej wartości PRF (ang. pulse repetition frequency) rejestruje zakres tylko konkretnych i najwyższych prędkości przepływu laminarnego ulokowanego w tym właśnie miejscu.
Okienko spektralne na wykresie Dopplera spektralnego może zaniknąć w przypadku następujących ustawień technicznych aparatu w trakcie przeprowadzania badania: 1/ objęcie bramką dopplerowską całej średnicy naczynia, 2/ zbyt niskiego ustawienia PRF. Z kolei czynniki biologiczne związane z badanym organizmem, które powodują zanikanie okienka spektralnego to 1/ wystąpienie zjawiska separacji warstwy granicznej (ang. boundry layer separation); 2/ zaburzenia laminarności przepływu (ang. disturbed flow) w naczyniu lub 3/ wystąpienie przepływu turbulentnego. Zjawiska separacji warstwy granicznej oraz zaburzenia laminarności przepływu występują w warunkach fizjologicznych w okolicach podziałów lub odejść tętnic, w poszerzeniach tętnic oraz przy zagięciach naczyń. Z kolei w przypadku patologicznego zjawiska w postaci zwężenia naczynia w pierwszej kolejności występuje zaburzenia laminarności przepływu, a następnie przy nasileniu stenozy dochodzi do pojawienia się przepływu turbulentnego. Opisane powyżej zjawiska dotyczące przepływu krwi poza Dopplerem pulsacyjnym ocenia się również w trybie Dopplera kodowanego kolorem, a najoptymalniej w obrazowaniu typu duplex.
Kolejnym i bardzo ważnym wskaźnikiem określającym przepływ w naczyniu tętniczym jest wspomniany już opór przepływu. Jego kwantyfikacja w postaci określenia wskaźnika oporu RI wykorzystywana jest praktycznie przy badaniu funkcji miąższowych narządów wewnętrznych w organizmie (np. nerki, wątroby, mózgu), a także w ramach oceny biologii tkanek nowotworowych, czy zapalnych w celu przeprowadzenia tzw. oceny multiparametrycznej MPUS. Otóż w przypadku narządów, głównie miąższowych, o stałym lub/i wysokim metabolizmie przepływ tętniczy poza szczytem skurczowym utrzymuje się stale w okienku rozkurczowym. Im mniejsza różnica pomiędzy szczytową prędkością skurczową (PSV, peak systolic velocity) a prędkością końcowo-rozkurczową (EDV, end diastolic velocity) tym niższy jest opór i wskaźnik oporu, który to wylicza się z następującego wzoru: RI = (PSV-EDV) / PSV.
Od czego zależy opór przepływu w naczyniach tętniczych ? Opór naczyniowy zależy od lepkości płynu (krwi), długości naczynia oraz sumarycznego przekroju naczyń w danym narządzie. W stanie fizjologicznym opór przepływu zależy praktycznie od średnicy naczyń, a dokładniej od kontrolujących średnicę arterioli w mikrokrążeniu mięśniówki gładkiej naczyń.
W przypadku mięśni, kości, elementów układu ruchu, skóry, czy przewodu pokarmowego, fizjologiczny profil przepływu ma charakter wysokooporowy, a ocena oporu przepływu w tychże zlewiskach w wartościach bezwzględnych, tj. przy zastosowaniu wskaźnika RI, zwykle nie wnosi istotnych informacji klinicznych.
W przypadku tętnic podążających do kończyn w warunkach spoczynkowych obserwuje się charakterystyczne wielozałamkowe profile przepływów zawierające od 2 do nawet 4 następujących po sobie przeciwstawnych załamków o zmniejszającej się amplitudzie, przy czym w tętnicach tych zwykle nie obserwuje się ciągłego przepływu w fazie rozkurczowej. Stały lub prawie stały przepływ rozkurczowy, tj. przepływ o pośredniej pulsacyjności, może pojawić się w tętnicach kończyn w trakcie intensywnego wysiłku fizycznego.
Oprócz przepływów typowo niskooporowych oraz typowo wysokooporowych istnieją profile przepływów o pośredniej charakterystyce, np. w tętnicy szyjnej wspólnej. Z kolei w przypadku tętnic kręgowych w zależności od ich szerokości fizjologicznym jest obserwowanie zarówno profilu niskooporowego w przypadku dużej średnicy, jak i wysokooporowego w przypadku małej średnicy.
Badanie Dopplerem pulsacyjnym przy zastosowaniu zaawansowanych aparatów ultrasonograficznych pozwala również na obliczanie objętości minutowej krwi przepływającej przez naczynie krwionośne. Sposobność tę wykorzystuje się np. przy ocenie przetoki dializacyjnej. Aparat dokonuje obliczenia matematycznego na podstawie oznaczenia średniej prędkości przepływu na przekroju całego naczynia, średnicy naczynia i akcji serca.
Badanie przepływów krwi w naczyniach tętniczych, żylnych, jak i w mikrokrążeniu przy pomocy trybu Dopplera pulsacyjnego / spektralnego jest potężnym narzędziem diagnostycznym.
ZOSTAŃ MECENASEM i ODBIERZ RABAT NA KURS. Wesprzyj działalność dydaktyczną i powstawanie kolejnych artykułów z zakresu diagnostyki USG w bazie wiedzy Cedum ®. Wyślij donację Blik na numer +48 537 978 239 i uzyskaj dużą zniżkę na Kurs USG Cedum ®. Po wysłaniu donacji zapisz się na wybrany przez siebie Kurs poprzez formularz kontaktowy dostępny na jego dedykowanej stronie>, następnie potwierdź uczestnictwo w ciągu 28 dni kalendarzowych i skorzystaj z wybranego kursu lub kursów w ciągu od 2 do 12 miesięcy od momentu wysłania donacji. Rabaty liczone są od ceny bazowej danego kursu. Rabaty nie sumują się.
- Donacja 50 zł. Wyrazisz uznanie za treści, które wykorzystasz w praktyce.
- Donacja 100 zł. Skorzystasz dodatkowo ze zniżki 500 zł na wybrany Kurs Cedum ®.
- Donacja 200 zł. Skorzystasz dodatkowo ze zniżki 1000 zł na wybrany Kurs Cedum ®.
- Donacja 400 zł. Skorzystasz dodatkowo ze zniżki 1500 zł na wybrany Kurs Cedum ®.
- Donacja 1000 zł. Skorzystaj z dwóch kursów w cenie jednego. Zyskujesz nawet 2.500 zł.
Autor: Tomasz Szczepański MD
Dla lekarzy KURS USG DOPPLER >
Dla pacjentów Badanie USG Doppler tętnic >
Zawartość serwisu cedum.pl jest chroniona prawem autorskim.
