EMODINAMICA DEL FLUSSO EMATICO

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1 EMODINAMICA DEL FLUSSO EMATICO FLUSSO LAMINARE SI OSSERVA PER VELOCITA DI FLUSSO CONTENUTE E COSTANTI. LE MOLECOLE DEL FLUIDO TENDONO A DISPORSI IN LAMELLE DI SCORRIMENTO CONCENTRICHE, IL CUI MOTO RISULTA LINEARE E PARALLELO ALL ASSE MAGGIORE DEL CONDOTTO.

2 EMODINAMICA DEL FLUSSO EMATICO FLUSSO TURBOLENTO SUPERATI DETERMINATI VALORI DI VELOCITA, O RIDUCENDO IL CALIBRO DEL VASO (COME IN OCCASIONE DI STENOSI O BIFORCAZIONI), VIENE MENO L OMOGENEITA LAMINARE. GLI ELEMENTI EMATICI SI MUOVONO DISORDINATAMENTE IN DIREZIONI CASUALI. IL MOTO DIVENTA PERPENDICOLARE ALLA PARETE VASALE O ADDIRITTURA INVERSO AL VETTORE DI FLUSSO DEL VASO.

3 EMODINAMICA DEL FLUSSO EMATICO FLUSSO VORTICOSO IL TIPO DI FLUSSO TURBOLENTO PIU COMUNE E IL COSIDDETTO FLUSSO VORTICOSO. ESSO E COSTITUITO DA UN FLUSSO LOCALE LENTO E TALORA STAGNANTE DESCRITTO COME FLUSSO TURBINE. SI VERIFICA SPESSO IN CORRISPONDENZA DI STENOSI E ALLE BIFORCAZIONI ARTERIOSE.

4 EMODINAMICA DEL FLUSSO EMATICO I MODELLI DI FLUSSO SONO IMPORTANTI PER LA COMPRENSIONE DELL ANGIO-RM. UN FLUSSO COMPLESSO PUO DETERMINARE AREE CON RIDOTTA INTENSITA DI SEGNALE ALL INTERNO DEL LUME VASALE E TALI AREE DEVONO ESSERE DIFFERENZIATE DA PROCESSI PATOLOGICI. SFORTUNATAMENTE AREE DI FLUSSO COMPLESSO SONO ANCHE DEI RISCONTRI COMUNI NELLA PATOLOGIA ARTERIOSCLEROTICA.

5 FLUSSO EMATICO IN RM NELL IMAGING RM CONVENZIONALE IL FLUSSO MACROSCOPICO E IN GRADO DI INFLUENZARE IL SEGNALE RM; TALE SEGNALE PUO PRESENTARSI BASSO ( o ASSENTE) O ELEVATO IN RAPPORTO AD UNA ENORME VARIETA DI PARAMETRI IN PARTICOLARE, IL SEGNALE PROVENIENTE DAI VASI SANGUIGNI PUO RISULTARE BASSO (IPOINTENSO) ALTO (IPERINTENSO)

6 FLUSSO EMATICO IN RM SEGNALE BASSO.. TEMPO DI VOLO E UN FENOMENO DETERMINATO DALL ELEVATA VELOCITA DEGLI SPIN EMATICI. IN ALTRE PAROLE, I PROTONI DEL SANGUE MUOVENDOSI TROPPO VELOCEMENTE ALL INTERNO DEL LUME VASALE NON IMANGONO A LUNGO NELLA SEZIONE PER POTER ACQUISIRE L IMPULSO A RF NECESSARIO ALL EMISSIONE DEL SEGNALE. EFFETTI DI FASE E UN FENOMENO DETERMINATO DALL AZIONE DEI GRADIENTI DI CAMPO AGNETICO. SE TUTTI GLI SPIN CONTENUTI IN UN VOXEL HANNO LA STESSA FASE, I LORO SEGNALI SI SOMMANO; SE INVECE HANNO FASI DIFFERENTI, ESSI INTERFERISCONO IN MANIERA NEGATIVA ED IL SEGNALE COMPLESSIVO DEL VOXEL E RIDOTTO.

7 FLUSSO EMATICO IN RM SEGNALE BASSO.. TEMPO DI VOLO EFFETTI DEL TEMPO DI VOLO IN BASE ALLE VELOCITA DEL FLUSSO EMATICO

8 FLUSSO EMATICO IN RM SEGNALE ALTO.. FLOW RELATED ENHACEMENT

9 FLUSSO EMATICO IN RM IN RM I VASI POSSONO ESSERE STUDIATI IN DUE MODI SEQUENZE SE SEQUENZE GE E POSSIBILE UNO STUDIO MORFOLOGICO CON UN ACCURATA DEFINIZIONE DEL DIAMETRO E DELLA FORMA DEL LUME VASALE, DI STENO-OCCLUSIONI ARTERIOSE E/O VENOSE NETTO MIGLIORAMENTO DELLA QUALITA DELLE IMMAGINI GRAZIE AD UNA MAGGIORE RISOLUZIONE DI CONTRASTO TRA I VASI E I TESSUTI CIRCOSTANTI (ED IN TEMPI RIDOTTI)

10 TECNICHE DI ACQUISIZIONE PER POTER OTTENERE UNA RAPPRESENTAZIONE DEL FLUSSO EMATICO E NECESSARIO CERCARE DI MASSIMIZZARE O ANNULLARE COMPLETAMENTE IL SEGNALE DEL SANGUE CIRCOLANTE. FLUSSO IPERINTENSO (BRIGTH BLOOD) FLUSSO IPOINTENSO O NULLO (DARK BLOOD)

11 TECNICHE DI ACQUISIZIONE FLUSSO IPERINTENSO PER OTTENERE TALE RISULTATO E NECESSARIO IMPIEGARE DELLE SEQUENZE DI IMPULSI IN GRADO DI RENDERE MASSIMO IL SEGNALE DELLE STRUTTURE VASCOLARI CON FLUSSO E NELLO STESSO TEMPO ANNULLARE IL SEGNALE PROVENIENTE DAI TESSUTI STAZIONARI. TIME OF FLIGHT PHASE CONTRAST

12 TECNICHE DI ACQUISIZIONE TIME OF FLIGHT (TOF) L Angio-RM TOF permette di ottenere un segnale alto da parte dei protoni ematici, riducendo invece al massimo il segnale dei tessuti stazionari (A). Questo è possibile grazie al continuo afflusso di protoni ematici freschi con massima ML (B) e alla contemporanea saturazione della ML dei tessuti stazionari (C).

13 TECNICHE DI ACQUISIZIONE SEQUENZE: GE TR: BREVE TE: BREVE FA: TIME OF FLIGHT (TOF) ANGIO-RM 3D TOF (IMMAGINI VOLUMETRICHE) ANGIO-RM 2D TOF (IMMAGINI A STRATO SINGOLO)

14 TECNICHE DI ACQUISIZIONE TIME OF FLIGHT (TOF) ANGIO-RM 3D TOF (UTILE NELLO STUDIO DEI FLUSSI CON ELEVATA VELOCITA ) ANGIO-RM 2D TOF (UTILE NELLO STUDIO DEI FLUSSI CON BASSA VELOCITA ) SPESSORE: 0.6/1mm FOV: 160mm TR: 25/40ms TE: 4/8ms FA: 10/30 SPESSORE: 1.5/4mm FOV: 300mm TR: 30ms TE: 10ms FA: 30/80 L ANGIO-RM TOF E SICURAMENTE LA TECNICA PIU DIFFUSA, MENO COMPLESSA RISPETTO ALLA PC, E DI PIU FACILE IMPLEMENTAZIONE SULLE MACCHINE RM.

15 TECNICHE DI ACQUISIZIONE PHASE CONTRAST (PC) La tecnica a contrasto di fase sfrutta il concetto che esiste una differenza di fase tra spin mobili e stazionari; tale tecnica dunque si basa sulla messa a punto di sequenza con più acquisizioni e sulla successiva sottrazione elettronica dei differenti valori di fase che gli spin mobili hanno rispetto agli spin stazionari. In PC è importante preselezionare e quindi conoscere sia la codifica della direzione del flusso dei vasi (antero-posteriore, cranio-caudale, destra-sinistra e viceversa ), che la velocità degli spin da rifocalizzare.

16 IL PARAMETRO PIU IMPORTANTE E SICURAMENTE LA VELOCITA DEL FLUSSO. ELLO STUDIO DEI VASI CEREBRALI SI USANO VALORI DI 20/30 cm/s PER TUDIARE L ANATOMIA VENOSA (IN 2D), DI 40/60 cm/s PER OTTENERE UNA MIGLIORE MORFOLOGIA DEI VASI ARTERIOSI. TECNICHE DI ACQUISIZIONE PHASE CONTRAST (PC) ANGIO-RM 3D PC CQUISISCONO IMMAGINI A STRATO SINGOLO MIGLIORE RISOLUZIONE SPAZIALE) ANGIO-RM 2D PC (ACQUISISCONO IMMAGINI VOLUMETRICHE PIU VELOCI DELLE 3D) SPESSORE: 1/2mm SPESSORE: 20/60mm FOV: 18/20cm FOV: 20/24cm TR: 25/30ms TR: 18/20ms TE:System-Specified TE:System-Specified FA: 15/20 FA: 20

17 TECNICHE DI ACQUISIZIONE REST (TECNICA DI SATURAZIONE REGIONALE) Le bande di presaturazione sono utilizzate per ottenere angiogrammi selettivi. Con esse infatti è possibile distinguere le strutture vascolari a decorso cranio-caudale da quelle a decorso inverso, tramite l applicazione di impulsi selettivi per il volume in uno strato immediatamente sovrastante l area di interesse

18 TECNICHE DI RICOSTRUZIONE (POST PROCESSING) Le immagini di Angio-RM sono bidimensionali, come quelle di Angiografia tradizionale, e contengono in ciascuno strato informazioni relative alle strutture vascolari che presentano un elevato enhancement. Gli algoritmi utilizzati per ottenere immagini di tipo proiettivo hanno lo scopo di conservare il segnale elevato che esiste nella struttura vascolare, ma anche di migliorare ulteriormente la cancellazione dei tessuti stazionari, e di cancellare se possibile quelle strutture che possono sovrapporsi nelle immagini proiettive alle immagini vascolari.

19 TECNICHE DI RICOSTRUZIONE (POST PROCESSING) MIP (Maximum Intensity Projection) SI IMPIEGA UN ALGORITMO CHIAMATO RAY TRACING : QUESTO INVIA DEI RAGGI PROIETTIVI CHE ATTRAVERSANO LE SCANSIONI ACQUISITE LUNGO IL PIANO DI RICOSTRUZIONE SCELTO NELL ATTRAVERSARE I PIANI, IL SOFTWARE MEMORIZZA SOLO L INFORMAZIONE RELATIVA AI VALORI DI MASSIMA INTENSITA DI SEGNALE SENZA TENER CONTO DEI VALORI PIU BASSI

20 TECNICHE DI RICOSTRUZIONE (POST PROCESSING) Il piano di rotazione può attuarsi nei differenti piani dello spazio (X, Y e Z), mentre l angolo di rotazione è espressione di analisi di più strati da parte del raggio lettore che può analizzare le immagini secondo diverse angolature variabili da 0 a 180 gradi IMMAGINE SINGOLA (2D o 3D) COLLAPSED VIEW (UTILIZZATA PER TRACCIARE IL VOI) IMMAGINI DI PROIEZIONE (IMMAGINI RICOSTRUITI CON VARIE ANGOLAZIONI E SU DIVERSI PIANI)

21 TECNICHE DI RICOSTRUZIONE (POST PROCESSING) MIP (MAXIMUN INTENSITY PROJECTION) TARGETED MIP (MIP MIRATO) VRT (VOLUME RENDERING TECHNIQUE)

22 SEQUENZE ANGIO PER LO STUDIO DEL CIRCOLO INTRACRANICO DOPO LO SCOUT SULLA REGIONE DI INTERESSE TEMPO DI VOLO (TOF) 3D - TOF 3D TOF (multi slab) 2D - TOF CONTRASTO DI FASE (PC) 3D VENC (Flusso Veloce) 3D (Flusso Lento)

23 POLIGONO DI WILLIS SI TRATTA DI UNA RETE ARTERIOSA A CONTORNO PRESSOCHE ESAGONALE, SITUATA AL CENTRO DELLA BASE DELL ENCEFALO, CHE PERMETTE DI OTTENERE UNA DISTRIBUZIONE EMATICA UNIFORME E QUINDI UNA PRESSIONE SANGUIGNA OMOGENEA NELLE ARTERIE CHE NE DERIVANO. TALI ARTERIE SALVO ALCUNE ECCEZIONI SONO RAMI TERMINALI. POLIGONO DI WILLIS

24 ANATONIA DEL CIRCOLO INTRACRANICO

25 ANATONIA DEL CIRCOLO INTRACRANICO ART. CEREBRALE POSTERIORE ART. CEREBRALE ANTERIORE ART. CEREBRALE MEDIA ART. CAROTIDE INTERNA ARTERIA BASILARE

26 ANATONIA DEL CIRCOLO INTRACRANICO IL SISTEMA VENOSO ENCEFALICO NON SEGUE IL PERCORSO DELLE ARTERIE, MA ORIGINA DA VASI PIU PICCOLI CHE MAN MANO CONFLUISCONO NEL SISTEMA DEI SENI VENOSI DELLA DURA MADRE, GRANDI VENE CHE DECORRONO NELLO SPESSORE DELLA DURA MENINGE.

27 ANATONIA DEL CIRCOLO INTRACRANICO SENO SAGITTALE SUPERIORE DECORRE LUNGO IL MARGINE SUPERIORE DELLA SCISSURA INTEREMISFERICA, DALLA CRISTA GALLI DELL ETMOIDE FINO ALL OSSO OCCIPITALE, DOVE SI CONGIUNGE CON IL SENO RETTO E CON I SENI TRASVERSI. SENO SAGITTALE INFERIORE DECORRE SUL FONDO DELLA SCISSURA INTEREMISFERICA, AL DI SOTTO DEL CORPO CALLOSO, E SI APRE POSTERIORMENTE NEL SENO RETTO. SENO RETTO SENI TRASVERSI (Dx E Sn)

28 ANATONIA DEL CIRCOLO INTRACRANICO SENO SAGITTALE SUPERIORE CONFLUENZA DEI SENI SENO TRASVERSO VENA GIUGULARE INTERNA

29 ANATONIA DEL CIRCOLO INTRACRANICO VENE PARIETALI SENO SAGITTALE SUPERIORE CONFLUENZA DEI SENI SENO TRASVERSO SENO SIGMOIDEO BULBO GIUGULARE VENE GIUGULARI

30 STUDIO DEL CIRCOLO INTRACRANICO ARTERIOSO

31 STUDIO DEL CIRCOLO INTRACRANICO VENOSO

32 STUDIO DEL POLIGONO DI WILLIS CON ANGIO - RM VISIONE LATERALE VISIONE CORONALE SEQUENZA 3D TOF TR: 42 TE: 5.6 FA: 20 CIRCOLO ARTERIOSO ENDOCRANICO NORMALE

33 STUDIO DEL POLIGONO DI WILLIS CON ANGIO - RM VISIONE CORONALE VISIONE LATERALE VISIONE ASSIALE SEQUENZA 3D PC TR: 20 TE: 5.8 FA: 18 CIRCOLO ARTERIOSO ENDOCRANICO NORMALE

34 STUDIO DEL POLIGONO DI WILLIS CON ANGIO - RM

35 STUDIO DEL POLIGONO DI WILLIS CON ANGIO - RM SEQUENZA 3D TOF TR: 42 TE: 5.6 FA: 20 ASSENZA DI FLUSSO A CARICO DEL SIFONE CAROTIDEO DI SN E DEL CIRCOLO INTRACRANICO OMOLATERALE

37 STUDIO DEL POLIGONO DI WILLIS CON ANGIO - RM SEQUENZA 3D TOF TR: 42 TE: 5.6 FA: 20 ASSENZA DI FLUSSO A CARICO DELLA CAROTIDE INTERNA DI DX, CON PARZIALE COMPENSO A CARICO DELL ARTERIA CEREBRALE ANTERIORE E MEDIA ATTRAVERSO IL POLIGONO DI WILLIS DAL CIRCOLO CAROTIDEO CONTROLATERALE E DAL CIRCOLO VERTEBRO-BASILARE

38 STUDIO DEL POLIGONO DI WILLIS CON ANGIO - RM VISIONE FRONTALE

39 STUDIO DEL POLIGONO DI WILLIS CON ANGIO - RM VISIONE FRONTALE SEQUENZA 3D TOF TR: 42 TE: 5.6 FA: 20 ASSENZA DI FLUSSO A CARICO DELLA CAROTIDE INTERNA DI DX, CON PARZIALE COMPENSO A CARICO DELL ARTERIA CEREBRALE ANTERIORE E MEDIA ATTRAVERSO IL POLIGONO DI WILLIS DAL CIRCOLO CAROTIDEO CONTROLATERALE E DAL CIRCOLO VERTEBRO-BASILARE

41 STUDIO DEL POLIGONO DI WILLIS CON ANGIO - RM SEQUENZA 3D TOF TR: 42 TE: 5.6 FA: 20 PRESENZA DI UN PICCOLO ANEURISMA DEL SIFONE DX

43 STUDIO DEL POLIGONO DI WILLIS CON ANGIO - RM SEQUENZA 3D TOF TR: 42 TE: 5.6 FA: 20 IMMAGINI A CONFRONTO: IL ALTO FLAIR DELL ENCEFALO MOSTRA UN AREA IPERINTENSA DI PROBABILE ORIGINE ISCHEMICA; LE SEQUENZE ANGIOGRAFICHE SOTTOSTANTI CONFERMANO QUESTA DIAGNOSI, POICHE MOSTRANO UNA STENOSI EVIDENTE A LIVELLO DELL ARTERIA CEREBRALE MEDIA DI SN.

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