L ecocardiografia. Rubia Baldassarri, Fabio Guarracino

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1 Capitolo 11 L ecocardiografia Rubia Baldassarri, Fabio Guarracino Una grave instabilità emodinamica che si verifichi nel perioperatorio del paziente cardiochirurgico può riconoscere meccanismi causali diversi (Tabella 11.1). Poiché lo scompenso emodinamico, soprattutto se insorto acutamente, ha una prognosi infausta se non prontamente riconosciuto e trattato, è fondamentale l impiego di un monitoraggio emodinamico adeguato che permetta di ottimizzare la gestione clinica di questi pazienti. Come già detto nel Capitolo 10, i sistemi di monitoraggio emodinamico di cui può avvalersi l intensivista per la misura dei parametri emodinamici più importanti a fini diagnostici e terapeutici sono attualmente numerosi e diversi tra loro, cosi che è possibile scegliere quello più appropriato nei vari scenari clinici e in base alle caratteristiche del paziente. Il profilo emodinamico dello scompenso acuto è comune a condizioni patologiche diverse, ognuna delle quali riconosce un proprio meccanismo fisiopatologico il cui riconoscimento è fondamentale sia in termini di diagnosi precisa sia di trattamento specifico. In questo contesto si inserisce l ecocardiografia in area critica cardiochirurgica. Negli ultimi anni, il ruolo dell ecocardiografia, sia nel suo approccio transtoracico (ETT) sia in quello transesofageo (ETE), è diventato fondamentale nella gestione emodinamica del paziente critico. In questo capitolo si cercherà di spiegare perché questa metodica riveste un ruolo così importante nell iter diagnostico-terapeutico del paziente critico. 11 L ecocardiografia Scompenso cardiaco acuto Nel Capitolo 10, si è già enfatizzato che, di fronte a un paziente critico, emodinamicamente instabile, diventa prioritario definire con precisione il profilo emodinamico che lo caratterizza al fine di approntare, il più rapidamente possibile, le adeguate misure terapeutiche. La gestione emodinamica di tali pazienti richiede pertanto la scelta dell opportuno sistema 2011 Elsevier S.R.L. Tutti i diritti riservati.

2 214 Parte I La gestione della fase acuta Tabella 11.1 Cause di instabilità emodinamica Sindrome coronarica acuta Insufficienza ventricolare destra primitiva o secondaria Sepsi severa e shock settico Patologia valvolare Ipertensione Endocardite Miocardite acuta Aritmie Tamponamento cardiaco Mismatch di volume/ira Embolia polmonare Dissezione aortica IRA: insufficienza renale acuta. di monitoraggio il cui compito è quello di stabilire a che tipo di alterazione emodinamica siamo di fronte: il paziente è in bassa portata? Le pressioni di riempimento sono aumentate? Come sono le resistenze vascolari sistemiche? La saturazione venosa mista (SvO 2 ) è nel range di normalità? Ciascuno dei sistemi di monitoraggio attualmente a disposizione degli intensivisti è in grado di rispondere a tutte queste domande, ma nessuno riesce ad andare oltre la supposizione per quanto riguarda la diagnosi, cioè la comprensione del preciso meccanismo fisiopatologico responsabile del quadro clinico. Nel paziente cardiochirurgico, la causa principale di scompenso emodinamico nel perioperatorio è riconducibile a un evento avverso cardiaco. In questo contesto si inserisce l ecocardiografia, perché con questa tecnica non solo è possibile ottenere gli stessi parametri emodinamici dei sistemi di monitoraggio normalmente utilizzati in area critica, ma è anche possibile effettuare in modo semi- o del tutto non invasivo, uno studio morfo-funzionale del cuore e delle strutture cardiache che permette l identificazione dell eventuale patologia cardiaca sottostante (Figura 11.1). Approccio diagnostico dell instabilità emodinamica Di fronte a un quadro di grave instabilità emodinamica, la corretta gestione clinica prevede, oltre all immediato sostegno delle funzioni vitali con terapia spesso solo sintomatica, la necessità di una diagnosi precisa in tempi brevi al fine di ottimizzare il trattamento e seguirne l efficacia nel tempo. Secondo l opinione dell Autore, l approccio più adeguato a questo scopo è quello di sottoporre il paziente a un monitoraggio emodinamico clinico e laboratoristico, al fine di selezionare i pazienti in cui lo scompenso emodinamico è causato da una patologia cardiaca da quelli in cui l instabilità emodinamica riconosce meccanismi fisiopatologici di altra natura.

3 CAPITOLO 11 L ecocardiografia 215 Figura 11.1 Schema di approccio al paziente emodinamicamente instabile. Per questo motivo, tutti i pazienti cardiochirurgici o comunque ricoverati in UTI (Unità di Terapia Intensiva) postcardiochirurgica, devono essere monitorizzati, quotidianamente e al bisogno, con: elettrocardiogramma (ECG) a 12 derivazioni: è indispensabile per confermare o escludere le eventuali alterazioni della traccia visibile sul monitor; prelievi emogasanalitici (EGA) ripetuti a orario; rx torace; esami ematochimici a orario, compresa la curva enzimatica e il dosaggio giornaliero dei peptici natriuretici (BNP [Brain Natriuretic Peptide] e pro-bnp). ECG La valutazione del ritmo cardiaco è di fondamentale importanza nel paziente cardiochirurgico e in ogni paziente che sia ricoverato in area critica per problemi cardiaci o per grave instabilità emodinamica. Ritmo, frequenza cardiaca e tratto ST-T sono espressioni grafiche dell attività elettrica cardiaca e pertanto utili segnali di un eventuale alterazione funzionale. Aritmie acute con scompenso emodinamico devono essere prontamente riconosciute e trattate, così come le variazioni della frequenza cardiaca, al fine di ridurre il consumo di ossigeno miocardico (tachicardia) e di ottimizzare la portata cardiaca (CO) nella bradicardia. Le alterazioni del tratto ST-T sono spesso indice di sindrome coronarica acuta (SCA) e meritano un attenzione particolare, soprattutto nell immediato postoperatorio dei pazienti sottoposti a rivascolarizzazione coronarica. EGA Nei pazienti sottoposti a ventilazione meccanica, invasiva e non-invasiva, il monitoraggio seriato degli scambi gassosi, acquisisce un significato fondamentale per la gestione dei parametri di supporto ventilatorio e per le modalità di weaning respiratorio. Un eventuale alterazione dei parametri emogasanalitici è indice di un mismatch

4 216 Parte I La gestione della fase acuta ventilatorio che può riconoscere cause cardiache o polmonari e che, pertanto, richiede un approfondimento diagnostico. La corretta interpretazione dell EGA diventa ancora più importante nei pazienti in respiro spontaneo, in cui può essere il primo segno di un alterazione cardiorespiratoria. Rx torace Il ruolo di questo esame strumentale nella gestione intensivistica del paziente cardiochirurgico è ormai consolidato. L attento esame della radiografia del torace permette di individuare lesioni polmonari, quadri di congestione polmonare come nello scompenso cardiaco, l eventuale presenza di pneumotorace o di versamento pleurico e di suggerire il sospetto di patologie dell aorta toracica (dissezione, aneurisma) o di versamento pericardico, in caso di slargamento del mediastino. Dal profilo dell ombra cardiaca e dei vasi mediastinici sono inoltre ottenibili importanti informazioni. Le informazioni ottenute possono spiegare condizioni di dispnea e/o alterazione degli scambi gassosi o giustificare l inefficacia della ventilazione assistita. Esami ematochimici La valutazione dell emocromo, del profilo emocoagulativo e degli esami ematochimici è una costante nel paziente cardiochirurgico. La diminuzione in acuto dei valori di emoglobinemia è spesso indice di sanguinamento in atto, così come l anemia cronica può suggerire uno stato di malnutrizione o di insufficienza renale perioperatoria. Un assetto emocoagulativo alterato è spesso presente nei pazienti sottoposti a bypass cardiopolmonare, così come può essere espressione di un quadro di sepsi grave o shock settico. La valutazione dei parametri chimici di funzionalità renale (creatininemia, clearance della creatinina) è spesso un indice precoce di insufficienza renale acuta, così come un eventuale alterazione degli indici di colestasi e di necrosi tissutale può essere suggestiva di colecistite acuta o di ischemia e/o di infarto intestinale. Enzimi cardiaci Nel paziente postcardiochirurgico, così come nel paziente critico con interessamento cardiaco, il monitoraggio della troponinemia assume un significato diagnostico e prognostico quando se ne valuti l andamento nel tempo. Un elevato valore di troponina, spesso associato a quello di altri marcatori cardiaci, è espressione di ischemia miocardica e, pertanto, il suo monitoraggio, integrato con informazioni cliniche, ecocardiografiche ed elettrocardiografiche, è fondamentale per la gestione clinica del paziente critico. Peptidi natriuretici Il dosaggio costante di questi peptidi sta conquistando un ruolo sempre più ampio nell iter diagnostico-terapeutico del paziente critico in area cardiologica. Il dosaggio del BNP, e del suo precursore pro-bnp, ha un valore predittivo negativo molto elevato (> 95%) nella diagnosi di patologia cardiaca. Pertanto, di fronte a una condizione clinica di scompenso acuto e grave instabilità emodinamica o, in pazienti fortemente dispnoici, un valore normale o non aumentato, rispetto a una determinazione precedente in condizioni di stabilità, di BNP è un valido indice di esclusione di patologia cardiaca in atto, per cui è necessario affrontare un percorso di diagnosi differenziale. Anche il valore prognostico dei peptidi natriuretici è attualmente molto suggestivo e interessante. È ormai chiaro che il BNP è in grado di predire la mortalità e di stratificare il

5 CAPITOLO 11 L ecocardiografia 217 rischio di complicanze cardiache, come lo scompenso cardiaco acuto e le ischemie miocardiche ricorrenti. In modo particolare, il dosaggio di questi peptidi, definisce il profilo di mortalità a breve e lungo termine, nei pazienti con sindrome coronarica acuta. Alla luce di quanto riportato è indubbio il significativo ruolo svolto da questi markers biochimici nella gestione perioperatoria del paziente cardiochirurgico complicato, così come in quello con decorso regolare. Considerando anche la semplicità con cui vengono effettuati sia il prelievo sia il dosaggio del BNP e del pro-bnp, l esame è facilmente eseguibile ogni volta che venga ritenuta necessaria la sua valutazione. Nel paziente cardiochirurgico il dosaggio quotidiano dei peptidi natriuretici ha sicuramente un valore aggiuntivo nella gestione del paziente critico. Se nel paziente emodinamicamente instabile o comunque critico, i parametri ricavati dal monitoraggio emodinamico e i risultati degli esami strumentali e laboratoristici sopracitati sono indicativi di patologia cardiaca, l approccio diagnostico più adeguato, secondo il parere dell Autore, è quello di sottoporre il paziente a esame ecocardiografico per la valutazione della funzione cardiaca. Con l ecocardiografia, sia con la modalità transtoracica, quando eseguibile, sia con quella transesofagea è possibile confermare o escludere l eventuale sospetto diagnostico e ottenere una completa ed esaustiva valutazione della morfologia e della funzione cardiaca. Identificare la natura della patologia cardiaca in atto permette inoltre di approntare il trattamento terapeutico necessario e suggerisce il sistema di monitoraggio più consono alla condizione clinica (Figura 11.2). È molto probabile, infatti, che in questo tipo di situazione il paziente necessiti di un monitoraggio più avanzato rispetto a quello di base al fine di completare l inquadramento diagnostico e di migliorare le prestazioni terapeutiche. Ovviamente, nei pazienti in cui gli esami strumentali e biochimici di base non orientino verso il sospetto clinico di una cardiopatia, è necessario proseguire le indagini diagnostiche per comprendere l effettiva causa dell instabilità emodinamica e del deterioramento delle condizioni cliniche. Ecocardiografia L ecocardiografia è una tecnica diagnostica per immagini che si avvale dell uso degli ultrasuoni (US) per indagare la morfologia e la funzione del cuore e delle strutture cardiache. Si tratta di una metodica assolutamente non invasiva, nella sua modalità Figura 11.2 L ecocardiografia permette di identificare la patologia in atto e approntare il trattamento terapeutico necessario.

6 218 Parte I La gestione della fase acuta ETT, e semi-invasiva in quella ETE; può essere effettuata direttamente al letto del paziente consentendo un indagine diretta e immediata del cuore e delle strutture cardiache. Se molto si conosce sulle capacità diagnostiche dell ecocardiografia, forse meno conosciuto è il suo ruolo come sistema di monitoraggio emodinamico. Grazie all applicazione di formule matematiche, tra le quali le più importanti sono l equazione di continuità, l equazione di flusso e l equazione di Bernoulli, l ecocardiografia permette la valutazione quantitativa di variabili emodinamiche molto utili nella gestione del paziente critico. Attraverso la misura di aree e volumi, integrata con i dati clinici e con gli eventuali parametri misurati con altri sistemi di monitoraggio (quali per esempio pressione arteriosa e pressione venosa centrale), è possibile calcolare in tempo reale pressioni, gradienti valvolari fino a parametri più impegnativi quali le pressioni polmonari, lo stroke volume (SV) e la CO. Il vantaggio indiscusso dell ecocardiografia come strumento di monitoraggio emodinamico è senza dubbio la scarsa o nulla invasività del sistema e la sua capacità di ottenere i parametri emodinamici più importanti per la gestione emodinamica del paziente critico in tempo reale e in modo diretto, senza dovere ricorrere a manovre particolarmente indaginose o invasive. Questa tecnica di monitoraggio, però, soffre anche di alcune limitazioni tecniche e interpretative che vanno sempre considerate perché il monitoraggio sia attendibile e realmente utile a fini clinici. I calcoli emodinamici vengono effettuati sulla base di proiezioni specifiche la cui acquisizione deve essere adeguata affinché la misura sia valida. Per esempio, quando si voglia misurare l SV e calcolare la CO, i parametri necessari a questo fine sono il diametro del tratto di efflusso del ventricolo sinistro (LVOT) e il VTI (integrale velocità/tempo) calcolato sul flusso transaortico (Figura 11.3); ovviamente anche un minimo errore nell acquisizione di tali misura viene amplificato nello svolgimento dell equazione matematica, con conseguente variazione significativa del risultato finale. È pertanto necessario che l ecografista esperto usi sempre un estrema cautela nell acquisizione dei dati e nella loro interpretazione, cercando di rimanere fedele a ciò che riesce a vedere e a misurare in modo sicuro. Un altro limite della tecnica è che la misura di alcuni parametri emodi- Figura 11.3 Calcolo dello SV e della gittata cardiaca mediante ecocardiografia Doppler.

7 CAPITOLO 11 L ecocardiografia 219 namici, quali per esempio la pressione sistolica polmonare (PAPs), richiede la presenza di rigurgiti valvolari (insufficienza tricuspidalica) che non tutti i pazienti, seppure critici, hanno. Tutte queste considerazioni si aggiungono anche al fatto che, per ovvi motivi, l ecocardiografia non può essere impiegata come un sistema di monitoraggio continuo del paziente critico, ma solo estemporaneo, anche se ripetibile al bisogno o come controllo nel tempo. Metodi di calcolo emodinamico Nel paragrafo precedente è stato introdotto il concetto che l ecocardiografia permette la misura di alcune delle più importanti variabili emodinamiche attraverso calcoli matematici. La quantificazione emodinamica con gli US è resa possibile da sofisticati programmi, presenti nella macchina, che integrano le misure acquisite dall operatore. Tutto questo è possibile grazie all applicazione delle equazioni sopra elencate, che saranno citate brevemente, rimandando l approfondimento a testi specifici sull ecocardiografia. Equazione di flusso Secondo questa equazione il flusso ematico (F), che passa attraverso una determinata sezione, è uguale al prodotto dell area della sezione (AS) attraversata per la velocità media (v) dei globuli rossi che transitano in tale sezione: F = AS v In pratica, l applicazione di questa equazione matematica in ecocardiografia permette la misura della CO. Infatti, se consideriamo il flusso attraverso la valvola aortica (AV), la sua quantificazione altro non è che la gittata sistolica che, moltiplicata per la frequenza cardiaca, dà la CO sistemica. L area della AV viene misurata attraverso il diametro dell LVOT, considerando che entrambe queste strutture, per la loro conformazione anatomica, possono essere paragonate a un cerchio. Tale misura viene effettuata nella proiezione medio-esofagea asse lungo (AVLAX) a 120, dove sia la AV sia l LVOT sono ben rappresentati e facilmente misurabili con l eco bidimensionale (2D) da una mano esperta. La velocità media dei globuli rossi è espressa dal VTI, cioè dall integrale velocità-tempo che la maggior parte delle macchine di ultima generazione calcola automaticamente, applicando la tecnica Doppler sul flusso valvolare transaortico. La proiezione più idonea per questa misurazione è la transgastrica profonda (deep TG) a 0, dove l allineamento tra il fascio di US e il flusso ematico è ottimale. Equazione di continuità È l espressione della legge di conservazione del flusso, in quanto stabilisce che il flusso che passa attraverso due diverse sezioni di uno stesso condotto nel quale scorre è identico a livello delle due sezioni anche se queste hanno un area diversa. Considerando l equazione di flusso (F = AS v), è chiaro che là dove l area è minore, il flusso deve avere una maggiore velocità per mantenersi uguale. Questa formula, in ecocardiografia, permette la stima dell area valvolare ed è soprattutto utile in quei pazienti in cui è

8 220 Parte I La gestione della fase acuta presente una stenosi valvolare e nei quali il gradiente transvalvolare non è misurabile ai fini della quantificazione della stenosi stessa. Equazione di Bernoulli Senza entrare in dettagli matematici, considerando che questa equazione è molto complessa, si sottolinea che il suo valore in ecocardiografia è relativo alla sua applicazione, che permette la stima del gradiente transvalvolare registrabile in presenza di una stenosi valvolare. È una legge fisica che un flusso, per mantenersi costante, debba aumentare la sua velocità quando passa attraverso un restringimento del canale in cui transita e perché ciò avvenga occorre che si crei un gradiente di pressione tra i due versanti del restringimento. In pratica, con la tecnica Doppler si misura la velocità del flusso attraverso un ostio valvolare ristretto, si eleva al quadrato e si moltiplica per 4 e, tramite questa equazione, si ricava la differenza di pressione tra i due versanti della stenosi, cioè il gradiente transaortico e/o transmitralico. La formula di Bernoulli permette in pratica di misurare la differenza di pressione esistente tra due camere cardiache (atrio e ventricolo, ventricolo sinistro e aorta, ventricolo destro e arteria polmonare) che sono tra loro connesse da un ostio valvolare. Se è possibile conoscere, attraverso i sistemi di monitoraggio emodinamico convenzionale, il valore assoluto della pressione in una delle due camere cardiache considerate, applicando l equazione di Bernoulli l ecocardiografia permette la stima della pressione presente nell altra camera. Questa misura è possibile solamente in presenza di un rigurgito valvolare. Per esempio, la misura della pressione sistolica polmonare si effettua in presenza di insufficienza tricuspidale campionando la velocità del jet di rigurgito con il Doppler continuo e ricavando la differenza di pressione tra atrio e ventricolo destro applicando l equazione di Bernoulli. Conoscendo la PVC, e quindi la pressione vigente in atrio destro, la si può sommare al gradiente misurato e ottenere così la pressione sistolica del ventricolo destro che, in condizioni in cui non siano presenti alterazioni a carico della valvola polmonare, è sovrapponibile alla pressione sistolica polmonare. Stesso discorso vale per le sezioni sinistre. In presenza di insufficienza aortica è possibile misurare la pressione telediastolica del ventricolo sinistro (EDLVP) conoscendo la pressione diastolica aortica, che è sempre facilmente misurabile. Campionando con il Doppler la velocità del jet da rigurgito aortico e applicando l equazione di Bernoulli, si ottiene la differenza di pressione tra aorta e ventricolo sinistro da cui è possibile risalire alla pressione telediastolica del ventricolo sinistro. Poiché, quando è presente disfunzione cardiaca sinistra la EDLVP aumenta, è intuitivo che la velocità del rigurgito aortico diminuisce e, pertanto, la misura del gradiente pressorio tra aorta e ventricolo sinistro risulta sottostimata così come la EDLVP. In presenza di rigurgito mitralico, l equazione di Bernoulli permette di misurare la pressione atriale sinistra (LAP). Misurando con il Doppler la velocità del rigurgito mitralico, si campiona la differenza di pressione tra ventricolo e atrio sinistro. Assimilando la pressione sistolica del ventricolo sinistro alla pressione arteriosa media (che è vero solo in assenza di patologia valvolare aortica), sottraendo a quest ultima il gradiente pressorio calcolato con Bernoulli, si ottiene la LAP. È importante sottolineare che con il Doppler vengono misurate velocità e non pressioni in senso assoluto, che sono successivamente ottenute applicando l equazione di Bernoulli.

9 CAPITOLO 11 L ecocardiografia 221 Alla fine di questo paragrafo sulle modalità di calcolo emodinamico e sull applicazione delle equazioni matematiche necessarie, è importante fare alcune considerazioni. La prima e ovvia deduzione è che per potere quantificare le variabili emodinamiche con l ecografia è necessario che le misure su cui devono essere effettuati i calcoli matematici siano sempre attendibili. Per questo motivo, la ricerca dei jet da rigurgito, la visualizzazione delle sezioni valvolari, i rapporti anatomici tra le camere cardiache devono essere sempre acquisiti nelle proiezioni più idonee e visualizzati in modo ottimale. Ecocardiografia nel tamponamento cardiaco Il tamponamento cardiaco rappresenta una delle possibili complicanze del paziente cardiochirurgico. Si verifica soprattutto nel postoperatorio come conseguenza diretta della manovre chirurgiche e non è infrequente in corso di accertamenti diagnostici preoperatori come la coronarografia o in quei pazienti sottoposti a procedure invasive che comportano l introduzione di guide e cateteri nelle camere cardiache e nei grossi vasi (procedure interventistiche percutanee, impianto o estrazione di pacemaker). Il tamponamento cardiaco si verifica quando la presenza di liquido all interno del pericardio raggiunge una quantità tale da comprimere le camere cardiache così da ostacolarne il normale riempimento e svuotamento nelle diverse fasi del ciclo cardiaco. In condizioni normali il pericardio può essere considerato come uno spazio virtuale in quanto contiene solo una piccolissima quota di liquido, tale da garantire lo scorrimento reciproco dei due foglietti di cui è costituito, quello viscerale e quello parietale. Se la quantità di liquido pericardico aumenta, i due foglietti tendono a separarsi e lo spazio pericardico aumenta visibilmente fino a un limite massimo che è dato dalla sua espansibilità. Da un punto di vista emodinamico non è tanto importante la quantità del versamento pericardico, quanto la velocità, e cioè il tempo, in cui questo si forma. Quando l iniziale compenso dovuto alla separazione dei foglietti pericardici ha raggiunto il valore massimo, ogni ulteriore aumento del versamento determina un aumento della pressione all interno del pericardio comprimendo le camere cardiache e riducendone il volume. Quando il versamento si accumula in poco tempo all interno del pericardio, la fase compensatoria iniziale viene rapidamente superata con conseguenti e spesso gravi ripercussioni emodinamiche. In queste situazioni, come per esempio nell immediato postoperatorio come conseguenza di un sanguinamento attivo nel mediastino, il tamponamento cardiaco si manifesta generalmente come un evento acuto che comporta una grave instabilità emodinamica e che necessita di un rapido trattamento evacuativo al fine di recuperare un adeguata performance cardiaca. Non bisogna comunque dimenticare che la presenza di materiale organizzato all interno di un versamento pericardico anche di modesta entità, come per esempio trombi o coaguli, può comunque determinare ripercussioni emodinamiche se localizzata in sedi importanti per la dinamica circolatoria come lo sbocco delle vene cave o delle vene polmonari, la cui compressione altera significativamente la normale dinamica cardiaca. Si tratta dei così detti versamenti loculati. Nel sospetto clinico di versamento cardiaco e ancor più in quello di tamponamento cardiaco, l ecocardiografia gioca un ruolo determinante a fini diagnostici. Con l eco infatti è possibile evidenziare direttamente la presenza di materiale in pericardio e identificarne la natura liquida o corpuscolata. Sia la modalità

10 222 Parte I La gestione della fase acuta Figura 11.4 Visualizzazione di effusione pericardica in approccio sottoxifoideo. transtoracica sia quella transesofagea sono in grado di rivelare un tamponamento cardiaco massivo, ma l ETE è sicuramente ottimale nella diagnosi fine di versamenti di minore entità o localizzati in sedi non reperibili con l ETE. In un paziente emodinamicamente instabile e con i segni clinici dello shock a volte è sufficiente appoggiare la sonda ecocardiografica sul torace in corrispondenza della finestra sottoxifoidea per evidenziare il tamponamento cardiaco (Figura 11.4). Non bisogna comunque dimenticare che i pazienti cardiochirurgici presentano drenaggi toracici e medicazioni sulla parete anteriore del torace che possono rendere difficoltoso l ETT. I segni ecocardiografici del tamponamento cardiaco sono rappresentati dal collasso sistolico dell atrio destro e da quello diastolico del ventricolo destro, dallo spostamento verso sinistra del setto interventricolare e dalla riduzione del volume delle camere sinistre, oltre che naturalmente dalla presenza di versamento pericardico. Tali reperti sono compatibili con la compressione che il versamento pericardico esercita sulle camere cardiache quando la pressione intrapericardica supera quella vigente all interno del cuore. Poiché nelle sezioni destre e sinistre, così come negli atri e nei ventricoli, le pressioni intracavitarie sono diverse in rapporto alla loro funzione e alla loro anatomia, in caso di versamento pericardico l atrio destro sarà il primo a collassare e lo farà in sistole, seguito dal ventricolo destro (VD) che collasserà in diastole. Per ultimo sarà interessato il ventricolo sinistro (VS) che ha pareti più spesse e un regime pressorio più elevato. L esame ecocardiografico bidimensionale (2D) è in grado di rilevare le alterazioni morfologiche delle camere cardiache provocate dal tamponamento. Il collasso sistolico dell atrio sinistro è un reperto eco altamente specifico di tamponamento e si evidenzia molto bene con l eco 2D. Il collasso diastolico del VD è ben visibile con la metodica 2D, ma è ancor meglio visualizzato con l M-Mode in cui si può definirlo temporalmente. Se si applica la tecnica Doppler si possono ricavare informazioni aggiuntive sul flusso transmitralico e su quello attraverso la valvola tricuspide in rapporto alla ventilazione. Durante la fase inspiratoria, il flusso attraverso la tricuspide aumenta in quanto

11 CAPITOLO 11 L ecocardiografia 223 diminuiscono sia la pressione intratoracica sia quella intrapericardica. Per lo stesso motivo emodinamico, il flusso transmitralico si riduce. In ultima analisi l ecocardiografia è sicuramente uno strumento diagnostico importante nel tamponamento cardiaco, anche se non bisogna trascurare il fatto che è sempre la clinica a guidare l interpretazione dei dati ecocardiografici. Il riconoscimento di un effusione pericardica massiva o di materiale parcellare che comprime una sezione localizzata del cuore è sicuramente indicativo per la diagnosi e guida la strategia terapeutica che potrà essere evacuativa (pericardiocentesi) o chirurgica. Ecocardiografia nel paziente ipovolemico La fisiologia cardiaca e la fisiopatologia dello scompenso cardiaco insegnano che l adeguatezza del precarico e la regolare alternanza tra le due fasi del ciclo cardiaco, sistole e diastole, sono fondamentali per il mantenimento di una CO adeguata. In modo particolare, la normalità della fase diastolica riveste un significato determinante in quanto condiziona il regolare riempimento cardiaco. Nello scompenso cardiaco acuto l ottimizzazione della volemia è una della strategie fondamentali per la corretta gestione emodinamica. Capire se un paziente è sufficientemente pieno oppure vuoto e passibile di ulteriore riempimento è basilare in pazienti critici come il cardiopatico e in particolare il cardochirurgico, il cui assetto emodinamico è spesso compromesso dalla patologia di base così come dall insorgenza di complicanze che determinano uno scompenso cardiaco acuto. Di fronte a un paziente con grave instabilità emodinamica associata a ipotensione marcata e segni di ipoperfusione periferica il primo presidio terapeutico è quasi sempre rappresentato dall espansione volemica con la somministrazione di fluidi in quantità tale da ripristinare delle pressioni di perfusione adeguate. Nel paziente critico la valutazione della volemia e soprattutto della capacità che ha il paziente di rispondere al carico volemico sono estremamente importanti. In questo contesto l ecocardiografia gioca un ruolo fondamentale nella comprensione delle condizioni di carico sia statiche sia dinamiche. L ecocardiografia permette di valutare l assetto volemico del paziente attraverso l acquisizione di indici statici che esprimono lo stato volemico a fine diastole, quali l area e il volume dell LV, e di indici dinamici che esplorano le variazioni della volemia in risposta al carico. Poiché il precarico può essere definito come la lunghezza delle fibre miocardiche a fine diastole, la misura dell area e del volume telediastolico del ventricolo sinistro sono in teoria sufficienti a valutare la volemia. Agli effetti pratici, però, questi parametri non sono in grado di predire la risposta al carico volemico, in quanto non esiste un valore soglia che funzioni da riferimento per indicare il grado di adeguatezza della volemia. Ciò è dovuto al fatto che le dimensioni telediastoliche sono influenzate moltissimo dalla compliance ventricolare che è estremamente variabile nel paziente critico. Per questo motivo, negli ultimi anni sono stati pertanto individuati alcuni parametri che esplorano in modo dinamico il profilo emodinamico del paziente critico. Questi ultimi si basano sul principio dell interazione cardiopolmonare per cui, durante ventilazione meccanica a pressione positiva, l SV varia in rapporto alle fasi ventilatorie per la variazione della pressione intratoracica. Questo è tanto più vero nel paziente ipovolemico. Tali variazioni sono espressione dell adeguatezza o meno della volemia e predicono con buona attendibilità la risposta del paziente al riempimento, cioè l incremento dell indice cardiaco (CI, cardiac index) di almeno il 15% a un carico di liquidi, la così detta fluid responsiveness.

12 224 Parte I La gestione della fase acuta V peak%: tra gli indici dinamici di fluid responsiveness il V peak% esprime la variazione della velocità del flusso aortico il cui cut-off è un valore superiore al 12%, secondo la formula: (Vmax Vmin) V peak% = (Vmax + Vmin)/2 Tale misura viene effettuata sul flusso valvolare aortico campionato in apicale 5 camere con l ETT e in transgastrica profonda a 0 con l ETE. Si applica il Doppler pulsato e si misura la velocità massima e minima del flusso. Tra gli indici dinamici più attendibili si riconoscono la distensibilità della vena cava inferiore (VCI) e la collassabilità della vena cava superiore (VCS). Queste valutazioni si basano sul meccanismo per il quale alcune strutture vascolari, come appunto le vene cave, variano il loro diametro nelle fasi della ventilazione a pressione positiva. Indice di distensibilità della VCI Il diametro della VCI varia durante le fasi della ventilazione meccanica nel senso che aumenta nell insufflazione per l incremento del ritorno venoso e diminuisce nell espirio. La differenza in percentuale di tale variazione è indice di fluid responsiveness, in quanto maggiore sarà questo valore migliore sarà la risposta del paziente al riempimento; un aumento superiore al 18% di tale indice predice un incremento dell indice cardiaco > 15%. Diametro VCI insp Diametro VCI esp Diametro VCI insp 100 La VCI si visualizza bene sia con l ETT (proiezione sottoxifoidea) sia con l ETE (proiezione bicavale) associando al 2D la modalità M-Mode. Indice di collassabilità della VCS Poiché questo vaso ha un decorso interamente intratoracico, è estremamente sensibile alla volemia e risente della ventilazione meccanica in senso opposto alla VCI. Infatti il suo diametro aumenta durante la fase espiratoria e si riduce fino quasi al collasso nell insufflazione. La differenza in percentuale dei due diametri è l indice di collassabilità e predice con una specificità del 100% e una sensibilità del 90% la risposta all espansione volemica nel senso che un indice > 36% prevede un aumento del CI dell 11%. Diametro VCS insp Diametro VCS esp Diametro VCS esp 100 Il limite di questa metodica è che la VCS, per la sua posizione anatomica, si visualizza solamente con l ETE in proiezione bicavale o in esofagea alta. C è un unica condizione in cui, nonostante il diametro della VCS indichi uno stato di pieno, il paziente necessiti un ulteriore riempimento ed è, per ovvi motivi fisiopatologici, il tamponamento cardiaco. Gli indici dinamici di fluid responsiveness presentano alcuni limiti tra i quali il fatto che, poiché si basano sull interazione cardiopolmonare, le misure devono essere effettuate durante ventilazione meccanica e pertanto non sono validate per il paziente in respiro spontaneo.

13 CAPITOLO 11 L ecocardiografia 225 Ovviamente tutto questo ragionamento fisiopatologico non comprende il paziente in cui l ipovolemia è assoluta come nel sanguinamento acuto perioperatorio, nel quale gli unici presidi terapeutici sono la trasfusione e l individuazione della fonte di sanguinamento con tentativo di risoluzione chirurgica o medica a seconda del caso. Valutazione delle pressioni di riempimento Lo studio della diastole nel paziente critico attraverso l acquisizione dei pattern di flusso transmitralico e venoso polmonare offre anche la possibilità di indagare le condizioni di carico e delle pressioni di riempimento che, in un paziente critico, spesso emodinamicamente instabile, hanno un valore diagnostico importante. In un paziente nel quale l analisi del flusso transmitralico presenta un alterazione del rapporto E/A e del DT (Deceleration Time) (E/A > 2 e DT < 160 msec), la pressione di incuneamento capillare è > 18 mmhg e supera i 20 mmhg se il DT < 120 msec. Sulla base del pattern del flusso venoso polmonare se il rapporto tra il VTI dell onda S e la somma del VTI dell onda S e dell onda D risulta < 0,4 la EDLVP è superiore ai 20 mmhg. La pressione capillare polmonare è > 15 mmhg se E/Vp > 1,4 e se E/E > 11. Ecocardiografia nella disfunzione ventricolare sinistra La disfunzione acuta del ventricolo sinistro (VS) è una delle cause più probabili di shock cardiogeno e grave instabilità emodinamica nel paziente cardiochirurgico. Spesso conseguenza di ischemia e/o IMA (infarto miocardico acuto) perioperatorio, va riconosciuta e adeguatamente trattata sia per limitare l estensione del danno miocardico, sia per ottimizzare la funzione ventricolare. Mentre in sala operatoria, l approccio ecocardiografico allo studio del ventricolo sinistro è necessariamente l ETE, nei pazienti ricoverati in UTI, la prima valutazione della funzione ventricolare sinistra può essere effettuata con modalità transtoracica, riservando l ETE ai casi più complicati o a quei pazienti in cui la finestra toracica non sia adeguata. Lo studio ecografico del VS è sia morfologico sia funzionale e la valutazione della funzione ventricolare deve riguardare sia la funzione sistolica sia quella diastolica. La valutazione della morfologia del VS è fondamentale per capire se ci troviamo di fronte a un ventricolo normale per forma e dimensioni e che contrae rapporti adeguati con le strutture cardiache anatomicamente contigue. Lo studio morfologico del VS si effettua con la modalità bidimensionale, acquisendo tutte le proiezioni standard codificate per il ventricolo sinistro. Funzione sistolica La funzione sistolica del VS viene valutata attraverso l acquisizione di alcuni indici che si ricavano da misure di diametri, aree e volumi. Il VS può essere paragonato a un solido con una forma precisa e molto complessa che, per produrre la gittata sistolica, modifica la sua forma e, di conseguenza, il suo volume durante la fase eiettiva del ciclo cardiaco. Per questo motivo, nel passaggio dalla telediastole alla telesistole, i diametri, l area e il volume della cavità ventricolare sinistra cambiano significativamente. È su questo principio che si basa il calcolo degli indici sistolici, che vengono ricavati dall analisi

14 226 Parte I La gestione della fase acuta matematica delle variazioni delle misure ventricolari. È importante sottolineare che gli indici sistolici non danno alcuna informazione sulla contrattilità dell LV, ma solo sull efficienza della fase eiettiva. Tutte queste misure, affinché siano attendibili, devono essere eseguite nelle proiezioni più idonee alla loro acquisizione. Indici di funzionalità sistolica Si distinguono in base al parametro misurato in: frazione di accorciamento (SF), quando si misuri la variazioni dei diametri della cavità ventricolare sinistra; variazione dell area di accorciamento frazionato (FAC), quando si misura la variazione dell area ventricolare sinistra; frazione di eiezione (FE), quando si considerino le variazioni del volume ventricolare sinistro. SF. Esprime, in percentuale, la variazione del diametro telediastolico (EDD) e telesistolico (ESD) del VS, secondo la formula EDD ESD/EDD x 100 e si considera normale se il suo valore è > 30%. La SF si misura con tecnica M-Mode nella proiezione transgastrica asse corto medio-papillare a 0. Una volta che la proiezione ecografica sia stata correttamente acquisita, cioè i due muscoli papillari siano ben evidenti e allineati, e l immagine sia centralizzata nello schermo e adeguatamente ingrandita, si posiziona il cursore centralmente alla cavità ventricolare e si applica l M-Mode. L immagine ottenuta è in movimento e pertanto deve essere congelata per potere misurare i diametri. Il cursore viene posizionato in corrispondenza dell endocardio della parete anteriore (in basso nell ETE e in alto nell ETT) e di quella posteriore (in alto nell ETE e in basso nell ETT) in diastole (QRS sull ECG) e, successivamente, in sistole (apice dell onda T sull ECG) (Figura 11.5). Le macchine di moderna generazione misurano automaticamente la SF. La misura della SF è attendibile quando i diametri sono misurati ponendo il cursore sull endocardio delle pareti ventricolari e non su quello dei muscoli papillari e se la linea che unisce le due pareti è perfettamente allineata. Figura 11.5 Misura della frazione di accorciamento con metodica M-Mode.

15 CAPITOLO 11 L ecocardiografia 227 FAC. Esprime la percentuale di variazione tra l area ventricolare telediastolica (EDA) e quella telesistolica (ESA) secondo la formula (EDA ESA/EDA) 100 e si calcola nella stessa proiezione in cui si misura la SF, cioè la transgastrica asse corto medio-papillare a 0. Il suo valore è considerato nella norma se è > 40%. Acquisita correttamente la proiezione e congelata l immagine, si cerca la fase diastolica con la corrispondenza dell ECG (QRS) e si traccia il contorno della cavità ventricolare sul bordo endocardico con l apposito comando traccia ; l ecografo fornisce automaticamente l area telediastolica premendo il tasto invio alla fine della manovra. La stessa operazione si esegue in sistole e, una volta tracciato tutto il perimetro della cavità ventricolare e calcolata l ESA, si può applicare la formula e ottenere la FAC (Figura 11.6). Tale misura deve essere effettuata non includendo i muscoli papillari nella traccia del contorno della cavità ventricolare sinistra. FE. È la misura più complessa tra gli indici sistolici in quanto, esprimendo una variazione di volume, richiede l applicazione di algoritmi che possono assimilare il VS a un solido convenzionale. La FE è l indice più utilizzato nella pratica clinica per la descrizione della funzione ventricolare sinistra, anche se non quantifica la contrattilità del VS, ma solo la sua capacità eiettiva. La FE è definita come la percentuale della variazione tra il volume telediastolico del VS (EDV) e quello telesistolico (ESV) secondo la formula (EDV ESV/EDV) 100 e il suo valore è considerato normale se > 60%. Tra i metodi usati per il calcolo della FE, i più comuni sono quello area-lunghezza e il metodo di Simpson (Figura 11.7). Il metodo area-lunghezza considera il VS come un ellissoide e calcola il volume ventricolare attraverso la misura dell area e del diametro ventricolari sia in sistole, sia in diastole. Il metodo di Simpson suddivide la cavità ventricolare in tante fette sovrapposte dall apice alla base, ognuna delle quali è assunta di forma ellissoidale cilindrica; il volume del VS viene calcolato come la somma del volume di ciascuna fetta. I moderni ecografi sono dotatati del software per calcolare la FE con il metodo di Simpson prendendo come riferimento l area del VS e il suo diametro misurato dall apice al piano mitralico nelle due fasi del ciclo cardiaco. Il calcolo della FE viene effettuato nelle due proiezioni medio-esofagee 4 e 2 camere: congelata l immagine, con l ausilio dell ECG, ci si posiziona nella fase diastolica del ciclo cardiaco e si misura l EDA del VS, tracciando con la trackball il contorno endocardico della camera ventricolare e, successivamente, il diametro, ponendo il cursore prima sull endocardio dell apice e, dopo aver Figura 11.6 Misura della FAC.

16 228 Parte I La gestione della fase acuta Figura 11.7 Metodo Simpson per la misura della frazione di eiezione. premuto il tasto invio, sul punto medio del piano valvolare mitralico. Tale manovra viene ripetuta in sistole e quindi, applicando la formula di riferimento, premendo di nuovo il tasto invio, la macchina calcola automaticamente la FE. La misura degli indici sistolici può essere influenzata da numerosi fattori sia fisiologici sia patologici, che devono essere sempre tenuti presenti quando si voglia studiare la funzione ventricolare sinistra. In particolare non bisogna dimenticare che sia la SF sia la FAC sono misure di funzione ventricolare ottenute a livello di un segmento specifico del VS che è la porzione medio-papillare, che non sempre è rappresentativo della totalità del ventricolo sinistro. Per esempio, la presenza di un aneurisma ventricolare in sede apicale o di una qualunque alterazione che condizioni la morfologia del VS, se non evidenziate da un esame completo del VS con tutte le proiezioni disponibili, possono indurre in errore sull effettiva funzionalità ventricolare sinistra. Un altra importante considerazione deve essere fatta sulla misura della FE. Il calcolo della FE viene fatto sulla variazione del volume ventricolare sinistro che a sua volta dipende dall area della camera ventricolare e dal suo diametro in asse lungo misurati nelle proiezioni medio-esofagee 4 e 2 camere. È fondamentale che, perché le misure siano attendibili, tali proiezioni siano acquisite correttamente, tenendo conto che una minima variazione della lunghezza ventricolare o una difettosa definizione del bordo endocardico possono inficiare la misura di diametro e area rispettivamente. È perciò importante che nelle proiezioni interessate siano correttamente visualizzati l apice ventricolare e l interfaccia tra sangue e parete ventricolare. Valutazione della cinetica regionale La valutazione ecocardiografica della funzione ventricolare sinistra non può prescindere dallo studio della cinetica regionale e della contrattilità miocardica. Questo è particolarmente vero nel paziente cardiochirurgico in cui l ischemia miocardica perioperatoria è una complicanza possibile e relativamente frequente. L ischemia miocardica comporta un alterazione del movimento del segmento miocardico interessato fino alla totale assenza di contrazione nei casi di infarto con necrosi tissutale

17 CAPITOLO 11 L ecocardiografia 229 (Tabella 11.2). L ecocardiografia, evidenziando le anomalie della cinetica parietale, permette non solo di fare diagnosi di ischemia, ma anche della sede localizzando con precisione i territori ischemici. Un altra importante considerazione è che le alterazioni ecografiche dell ischemia miocardica precedono anche di alcune ore le modificazioni elettrocardiografiche, per cui la valutazione eco permette una diagnosi precoce di lesione miocardica. Da un punto di vista ecocardiografico, in condizioni fisiologiche la contrattilità del miocardio si valuta come movimento e come ispessimento. Questo significa che durante la sistole le pareti ventricolari si muovono dalla posizione iniziale verso il centro della cavità ventricolare e che il loro spessore aumenta. Per convenzione, affinché si parli un linguaggio universale, è stato proposto un modello segmentale secondo il quale il VS è stato suddiviso in tre regioni che dal piano atrioventricolare all apice sono distinte rispettivamente in basale, media e apicale. Ciascuna regione è a sua volta divisa in segmenti, per un totale di 16 (attualmente è stato introdotto un modello a 17 segmenti, utilizzato prevalentemente negli studi di vitalità miocardica con eco-stress, in cui l apice è considerato a parte). Questo sistema di valutazione permette di esplorare ogni segmento delle pareti ventricolari e di osservare il grado di movimento e di ispessimento che lo caratterizza in modo da evidenziare l eventuale ischemia e di collocarla in una zona precisa del ventricolo e in uno specifico territorio di distribuzione coronarica. La disfunzione sistolica del VS, soprattutto se acuta, compromette, spesso in modo severo, il perioperatorio del paziente cardiochirurgico e ne condiziona sia la gestione clinica sia il trattamento terapeutico. Questi pazienti hanno generalmente bisogno di essere adeguatamente monitorizzati al fine di ottimizzare sia la gestione emodinamica sia il trattamento specifico. L uso di inotropi, di supporti meccanici, così come la necessità di ricorrere a rivascolarizzazione miocardica deve essere opportunamente valutato sulla base del quadro clinico e sui dati forniti dall ecocardiografia. Lo studio ecocardiografico della funzione sistolica del VS è fondamentale in area critica cardiochirurgica dove può davvero fare la differenza tra una gestione corretta e un errato inquadramento diagnosticoterapeutico del paziente critico. Funzione diastolica Considerata a lungo la cenerentola della funzione cardiaca, la diastole è oggi ritenuta un tempo fondamentale del ciclo cardiaco e dell attività ventricolare sinistra. In condizioni fisiologiche la funzione del VS si esprime attraverso l alternanza ciclica e regolare delle due fasi del ciclo cardiaco, la sistole e la diastole, il cui prodotto finale Tabella 11.2 Cinetica Movimento* Ispessimento Normale > 30% Normale Lievemente ipocinetico 10-30% Inferiore al normale Severamente ipocinetico < 10% Minimo Acinetico Nessuno Nessuno Discinetico Movimento paradosso Ridotto in sistole *: riduzione della distanza dal centro della cavità ventricolare.

18 230 Parte I La gestione della fase acuta Figura 11.8 Fasi del ciclo cardiaco e corrispondenti profili pressori in aorta, atrio e ventricolo sinistri. AP: pressione atriale. LAP: pressione atriale sinistra. LVP: pressione ventricolare sinistra. è la gittata sistolica (Figura 11.8). La diastole non è un fenomeno puramente passivo deputato al mero riempimento ventricolare, ma una fase attiva del ciclo cardiaco dal cui contributo dipende la normale funzionalità ventricolare sinistra. La comprensione di quanto sia importante la valutazione della funzione diastolica del VS per la gestione emodinamica del paziente critico e in particolare del paziente cardiochirurgico, è una delle maggiori conquiste degli ultimi anni. La valutazione non invasiva della diastole si effettua esclusivamente con l ecocardiografia che, pertanto, diventa lo strumento diagnostico fondamentale per evidenziare le eventuali alterazioni di questa fase del ciclo cardiaco. Fisiologia della diastole La fase diastolica del ciclo cardiaco dura normalmente circa 0,5 secondi, cioè 1,5 volte la durata della sistole. Può essere suddivisa in quattro fasi a ognuna delle quali spetta un preciso ruolo fisiologico: 1) rilasciamento isovolumetrico: in questa fase che inizia con la chiusura della AV e termina con l apertura della valvola mitrale (VM), la pressione nel VS diminuisce senza che si verifichino variazioni di volume della camera ventricolare; in questa fase il VS si prepara al riempimento riducendo la pressione intracavitaria al di sotto di quella atriale sinistra e determinando l apertura della VM; 2) riempimento rapido: con l apertura della VM il VS comincia a riempirsi in modo rapido per la differenza pressoria esistente tra ventricolo e atrio sinistro. In questa fase avviene circa l 80% di tutto il riempimento ventricolare sinistro. La velocità con cui il ventricolo si riempie raggiunge un valore di picco in coincidenza con il massimo gradiente pressorio, per ridursi poi progressivamente fino a interrompersi quando la pressione nel VS si equilibra con quella in atrio sinistro; 3) diastasi: fase breve in cui la VM è ancora aperta, ma non avviene alcuno riempimento per l equilibrio tra le due pressioni;