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Assessment of cardiac function by new ultrasound imaging strategies: towards a reliable clinical routine

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Imaging veloce del cuore mediante ultrasuoni

La maggior parte delle malattie cardiovascolari, tra cui ipertensione e coronaropatia, è caratterizzata da cambiamenti morfologici o funzionali del ventricolo sinistro del cuore. Considerata l’importanza dell’imaging cardiaco per una diagnosi tempestiva, alcuni ricercatori europei hanno sviluppato un innovativo sistema ecografico per l’imaging veloce del cuore.

Salute

L’ecografia è un mezzo molto interessante per valutare la morfologia e il flusso sanguigno nelle camere cardiache, nonché per monitorare il movimento delle pareti cardiache. Da sottolineare è che opera in tempo reale, offre una buona risoluzione temporale e non utilizza radiazioni ionizzanti. Tuttavia, le soluzioni attuali offrono una risoluzione temporale insufficiente per valutare tutti i dettagli delle dinamiche cardiache, che richiedono una ecocardiografia rapida.

Realizzazione di uno scanner ecografico 3D per l’imaging cardiaco

Intrapreso con il supporto del programma Marie Skłodowska-Curie (MSC), lo scopo del progetto ACOUSTIC era quello di superare i limiti tecnici esistenti nell’ecocardiografia 2D e 3D e sviluppare un sistema innovativo che offrisse una risoluzione spazio-temporale molto elevata. «Il nostro obiettivo era quello di misurare in modo affidabile e riproducibile i movimenti molto veloci del muscolo cardiaco durante il ciclo cardiaco», spiega Alessandro Ramalli, borsista MSC. Il sistema ACOUSTIC si basa sull’ecografo di ricerca ULA-OP 256 che offre grande versatilità e programmabilità. I ricercatori hanno implementato tecniche di imaging veloce non convenzionali e approcci di elaborazione per l’imaging del flusso ematico e del movimento del muscolo cardiaco con dettagli senza precedenti. Hanno inoltre integrato una modalità di imaging veloce che ricostruisce tre piani di imaging contemporaneamente. Il miglioramento dell’ecocardiografia 3D si basa su una sonda ecografica prototipo, il cui layout si è ispirato ai semi di girasole, che consente l’imaging 3D mantenendo al tempo stesso bassi i costi. In linea di principio, questa sonda può essere collegata a qualsiasi scanner in commercio senza la necessità di ulteriori dispositivi costosi.

Significato e prospettive future

I dati preliminari sui pazienti dimostrano la capacità del sistema ACOUSTIC di ottenere un’elevata risoluzione spaziale e temporale di ampi campi visivi in ecocardiografia 2D e 3D. Caratteristiche importanti sono la conservazione della buona qualità dell’immagine e il funzionamento in tempo reale, migliorando in modo significativo il potere diagnostico dell’ecocardiografia. «Contrariamente ad altre soluzioni di imaging veloce che si basano sull’elaborazione offline dei dati ecocardiografici acquisiti, il sistema ACOUSTIC fornisce al medico un feedback in tempo reale dei risultati», sottolinea Ramalli. Il sistema consente l’analisi di eventi cardiaci rapidi offrendo una migliore conoscenza della funzione contrattile regionale con implicazioni cliniche dirette, come ad es. per una migliore diagnosi dei disturbi di conduzione. Consente inoltre una solida valutazione dell’emodinamica in tutto il cuore e non solo in una ristretta regione di interesse. Dal punto di vista industriale, il progetto ha dimostrato la possibilità di fornire un’ecocardiografia ad alta risoluzione temporale con hardware relativamente a basso costo già disponibile negli scanner in commercio. Tutto questo ha il potere di accelerare l’implementazione delle funzionalità ACOUSTIC nella pratica clinica in tutto il mondo. Gli sforzi in atto sono concentrati sull’ottimizzazione tecnica attraverso lo sviluppo di nuove tecniche per il miglioramento della qualità delle immagini cardiovascolari e della capacità post-elaborazione del sistema. Il reclutamento di più volontari e pazienti in sperimentazioni di progetto convaliderà ulteriormente l’utilità clinica del sistema ecografico ACOUSTIC per la diagnosi delle malattie cardiovascolari. Considerando l’aumento dell’invecchiamento della popolazione europea e il crescente carico socioeconomico delle malattie cardiovascolari, le modalità di imaging avanzate conferiscono potere diagnostico e prognostico all’esame ecocardiografico.

Parole chiave

ACOUSTIC, ecografia 3D, imaging, malattia cardiovascolare, flusso ematico

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