W przeszłości podstawową metodą obrazowania naczyń tętniczych i żylnych było bezpośrednie podanie środka cieniującego do światła badanego naczynia, zwane arteriografią lub flebografią. W miarę rozwoju nowoczesnych technik obrazowania na plan pierwszy wysunęły się metody nieinwazyjne lub mało inwazyjne. Obecnie większość pacjentów z chorobami naczyń jest badanych z wykorzystaniem ultrasonografii (USG), tomografii komputerowej (KT) lub rezonansu magnetycznego (MR). Natomiast badanie angiograficzne uzupełnia ww. metody, rozstrzyga wątpliwości lub stanowi wstęp do wykonania wewnątrznaczyniowych zabiegów terapeutycznych.
Ultrasonografia (USG)
Większość badań ultrasonograficznych wykonuje się, używając głowic liniowych o częstotliwości 2–10 MHz, przykładanych bezpośrednio do skóry na poziomie badanego naczynia. Pomiędzy skórą i powierzchnią głowicy należy użyć żelu, zapewniającego dobre przewodnictwo ultradźwięków. Obraz pojawiający się na monitorze jest wynikiem komputerowego pomiaru czasu powracającej wiązki ultradźwiękowej odbitej od tkanek o różnej gęstości. Ściana naczyń jest strukturą hiperechogeniczną widoczną na monitorze w postaci jasnej linii, natomiast światło naczynia stanowi przestrzeń bezechową widoczną jako obszar ciemny. Obrazowanie w skali szarości pozwala ocenić morfologię naczyń oraz tkanki leżące w ich bezpośrednim otoczeniu. Naczynia położone głębiej bada się za pomocą głowic typu convex o częstotliwościach 2–5 MHz. Ultrasonograficzne badanie naczyń napotyka jednak na pewne przeszkody, wynikające z fizycznych właściwości niektórych tkanek, które są barierą dla penetracji ultradźwięków. Do takich tkanek należą tkanka płucna wypełniona powietrzem oraz tkanka kostna (czaszka). Ultrasonografia w skali szarości pozwala uwidocznić większość typów blaszek miażdżycowych w tętnicach, skrzepliny w świetle tętnikaków, hiperechogenny materiał zatorowy w tętnicach, hiperechogenne skrzepliny w układzie żylnym oraz obecność ciał obcych wewnątrznaczyniowych. Świeże skrzepliny, które najczęściej są hipoechogenne, mogą być przeoczone w badaniu ultrasonograficznym w skali szarości (ryc. 1. i 2.).
Ultrasonografia dopplerowska (USG doppler)
Odbicie fali ultradźwiękowej od obiektu przemieszczającego się w kierunku głowicy i związana z tym zmiana częstotliwości pozwala na ocenę kierunku i szybkości przemieszczającego się obiektu. Zjawisko to nosi nazwę efektu Dopplera i od wielu lat znalazło zastosowanie w obrazowaniu przepływów naczyniowych. Podczas badania naczyń obiektem przemieszczającym się w naczyniu są elementy morfotyczne krwi odbijające wiązkę ultradźwiękową. W większości zastosowań praktycznych stosuje się metodę dopplera fali pulsacyjnej, która zapewnia dokładniejszą lokalizację przestrzenną bramki próbkującej w świetle badanych naczyń. Niezwykle istotnym warunkiem poprawności wykonania badania dopplerowskiego jest takie umiejscowienie bramki próbkującej w świetle naczynia, aby kąt padającej wiązki ultradźwiękowej nie przekraczał 60^o względem kierunku przemieszczającej się krwi. Warunek ten jest konsekwencją wzoru fizycznego opisującego efekt Dopplera. Zapis spektralny przepływu jest wizualizacją parametrów fizycznych przepływającej krwi i powstaje na ekranie monitora w postaci linii o charakterystycznym dla każdego typu naczynia kształcie. Wykres znajdujący się powyżej linii bazowej informuje o krwi przepływającej w kierunku do głowicy, natomiast wykres poniżej linii bazowej informuje o przepływie w kierunku od głowicy (ryc. 3.). Ponadto kształt linii spektralnej jest inny w naczyniach tętniczych wysokooporowych (trójzałamkowy), niskooporowych (dwuzałamkowy), a inny w naczyniach żylnych (jednofazowy). W większości chorób naczyń tętniczych przebiegających ze zwężeniem światła naczynia przez zmiany miażdżycowe lub inny materiał tkankowy dochodzi do istotnego wzrostu prędkości przepływającej krwi oraz poszerzenia linii spektralnej. W stanach bardziej zaawansowanych szybkość przepływu krwi może ulec zmniejszeniu. Przepływ w krwi w naczyniach żylnych charakteryzuje się mniejszymi prędkościami bezwzględnymi oraz fazowością zależną od oddychania. Ogólnie można przyjąć, że im bardziej odległa od serca żyła, tym mniejsza prędkość przepływającej krwi i mniejsza zależność fazowości przepływu od czynności skurczowej serca. Analiza zapisu spektralnego w naczyniach żylnych pozwala ponadto na ocenę stopnia wydolności ich aparatu zastawkowego
Kolorowa ultrasonografia dopplerowska (color doppler)
Parametry przepływu krwi, tzn. kierunek i prędkość, mogą być także wyrażone w postaci skali barwnej, która ułatwia identyfikację anatomiczną naczyń i przyspiesza czas badania. Skala barwna jest nałożona na obraz uzyskiwany w skali szarości, wypełniając kolorem światło naczyń. Wysycenie kolorem jest proporcjonalne do prędkości przepływającej krwi. Z reguły kolor czerwony wskazuje na przepływ w kierunku do głowicy, natomiast kolor niebieski na przepływ w kierunku od głowicy (ryc. 4.). Metoda ta jest szczególnie przydatna do badania miejsc zwężenia w naczyniu, naczyń częściowo wypełnionych skrzepliną, naczyń o bardzo małej średnicy, przetok tętniczo-żylnych, tętniaków rzekomych oraz unaczynienia w tkankach zmienionych zapalnie i guzach.
Power doppler
Modyfikację obrazowania przepływu w skali barwnej stanowi power doppler. Metoda ta przetwarza całą energię sygnału dopplerowskiego na barwny obraz (ryc. 5.). Z bardzo dużą czułością wykrywa obecność przepływu naczyniowego bez względu na jego kierunek. Metoda ta jest szczególnie przydatna do identyfikacji naczyń o bardzo małej średnicy oraz w uwidocznieniu bardzo wolnych przepływów naczyniowych zwłaszcza w narządach miąższowych. Podsumowując różne metody badań ultrasonograficznych, należy podkreślić ich podstawowe zalety: nieinwazyjność, brak efektów ubocznych działania ultradźwięków na żywe organizmy, łatwą dostępność, powtarzalność badań i stosunkowo niski koszt. Istnieją jednak pewne ograniczenie tej metody, wynikające z istnienia obszarów organizmu niedostępnych badaniu oraz stosunkowo duży wpływ osoby badającej na jakość uzyskiwanych wyników.
Tomografia komputerowa (KT-angio)
Dotychczas stosowane tomografy sekwencyjne (jednowarstwowe), które wykonywały warstwy poprzeczne o określonej grubości, były wystarczające do oceny morfologii dużych naczyń. Współcześnie badania naczyń wykonuje się za pomocą tomografów wielorzędowych (2–64), w których spiralny ciągły obrót lampy rentgenowskiej jest sprzężony z liniowym przesuwem stołu. Dzięki temu w krótkim czasie uzyskuje się obraz dużej objętości badanego obszaru ciała pacjenta. Grubość warstwy jest pochodną wielkości detektorów. Wielorzędowa tomografia komputerowa pozwala uzyskać obrazy naczyń w krótkim czasie (30 sekund od łuku aorty do końca palców stopy), z podaniem mniejszej objętości środków cieniujących, z mniejszą liczbą artefaktów ruchowych i z dużą zdolnością rozdzielczą. Badania KT naczyń rozpoczyna się od fazy skanowania bez podania środka cieniującego, która pozwala ocenić średnicę naczyń, liczbę zwapnień w ich ścianach lub ewentualne krwawienie poza światło naczyń (krwotok z pękniętego naczynia) (ryc. 6. i 7.). W większości przypadków następnym etapem skanowania jest dożylne podanie jodowego środka cieniującego, który wypełniając światło naczyń, informuje nas o ich drożności. W badaniu KT-angio poza informacją o drożności naczynia uzyskuje się także obraz ściany naczynia oraz tkanek w jego bezpośrednim otoczeniu. Ponadto różny czas wzmocnienia oraz jednorodność wzmocnienia w narządach miąższowych pozwalają wnioskować o toczących się w nich patologiach. Z reguły podaje się 70–150 ml jodowego środka cieniującego z szybkością 3–5 ml/s, wykorzystując różne protokoły podania, dla jak najlepszego wysycenia naczyń w badanym obszarze. Podstawowe zalety KT-angio to duży obszar poddany badaniu, uzyskanie wzmocnienia naczyń po podaniu środka cieniującego, krótki czas skanowania, rozpoznanie patologii toczącej się w sąsiedztwie naczyń, możliwość uzyskiwania trójwymiarowych rekonstrukcji oraz powtarzalność badań wykonywanych w różnych ośrodkach. Obecnie, z uwagi na stosunkowo łatwą dostępność do badań, KT-angio wykorzystuje się do obrazowania patologii aorty brzusznej i aorty piersiowej (tętniaki, rozwarstwienia), naczyń mózgowych oraz tętnic obwodowych kończyn górnych i dolnych. Szczególną rolę odgrywa KT-angio w kwalifikacji chorych do zabiegów wszczepiania stentgraftów aortalnych oraz monitorowania pacjentów po ich wszczepieniu. Do ograniczeń w badaniu naczyń metodą KT-angio należą: wpływ promieniowania jonizującego na badany organizm, uczulenie na jodowe środki cieniujące, przeszacowanie stopnia zwężenia w silnie uwapnionych naczyniach, nefrotoksyczne działanie środków cieniujących, artefakty wywołane przez obecność w ciele pacjenta elementów metalowych (endoprotez itp.) oraz artefakty ruchowe u pacjentów niewspółpracujących w trakcie badania.
Angiografia rezonansu magnetycznego (MR-angio)
Badanie rezonansem magnetycznym opiera się na wykryciu sygnału o częstotliwości fali radiowej, który jest wysyłany przez protony umieszczone w silnym polu magnetycznym. Obrazy powstające na ekranie monitora są wynikiem sygnału wysyłanego przez protony (badanych tkanek) podczas ich podłużnej lub poprzecznej relaksacji, co daje obrazy T1- i T2-zależne. Jedną z podstawowych zalet badania MR jest uzyskiwanie obrazów w dowolnych płaszczyznach, obejmujących duży obszar badanego ciała pacjenta. Różne tkanki (mięśnie, ścięgna, tkanka tłuszczowa, narządy miąższowe i przestrzenie płynowe) powodują powstanie charakterystycznego dla nich sygnału w sekwencjach T1- i T2-zależnych. Ogólnie można przyjąć, że naczynia z szybko przepływającą krwią widoczne są na obrazach MR w postaci ciemnych obszarów. Po podaniu środka kontrastowego krew i narządy stają się w większości sekwencji jasne (ryc. 8.). Zmiany zapalne w ścianach naczyń powodują powstanie wzmocnienia kontrastowego. Wadą w obrazowaniu MR jest brak możliwości uwidocznienia zwapnień w naczyniach. Większość badań naczyniowych wykonuje się z zastosowaniem techniki TOF (time-of-flight), phase-contrast (PC) oraz z podaniem środka kontrastowego (gadoliny). Środek kontrastowy podawany dożylnie charakteryzuje się mniejszą toksycznością w porównaniu z jodowymi środkami cieniującymi, używanymi w KT oraz mniejszą nefrotoksycznością. Przeciwwskazaniem do badania MR-angio są rozruszniki serca, defibrylatory, metaliczne ciała obce wewnątrzuszne i wewnątrzgałkowe oraz klaustrofobia. Zaletami badania MR-angio z podaniem środka kontrastowego (gadoliny) są brak utraty sygnału z wolno przepływającej krwi, możliwość uzyskania obrazu dużego badanego obszaru, wymazanie z obrazu struktur kostnych, możliwość wykonania badania na zatrzymanym oddechu oraz rzadkie reakcje uczuleniowe. Badania te są szczególnie przydatne w chorobach aorty piersiowej i brzusznej, naczyń mózgowych, szyjnych oraz tętnic nerkowych. Wadą badania MR-angio jest wysoki koszt i mała dostępność aparatury MR.
Angiografia (dotętnicza)
Bezpośrednie uwidocznienie naczyń tętniczych poprzez nakłucie ich ściany oraz wprowadzenie środka cieniującego jest złotym standardem w obrazowaniu naczyń. Z uwagi jednak na swoją inwazyjność oraz możliwe (rzadkie) powikłania powinno być wykonywane w warunkach szpitalnych, po wyczerpaniu innych nieinwazyjnych metod obrazowania, głównie w celu rozstrzygnięcia istniejących wątpliwości diagnostycznych lub przeprowadzenia wewnątrznaczyniowych zabiegów terapeutycznych (angioplastyka, wszczepienie stentu, embolizacja itp.) Badanie to polega na nakłuciu ściany naczynia (tęnicy lub żyły) metodą Seldingera, wprowadzeniu cewnika do światła naczynia, podaniu z użyciem strzykawki automatycznej o określonej objętości i z określoną szybkością jodowego środka cieniującego. Moment podania środka cieniującego jest rejestrowany przez aparaturę rentgenowską, wykorzystującą promieniowanie jonizujące. Wady tej metody wynikają z toksycznego działania środka cieniującego, reakcji alergicznych oraz biologicznych skutków promieniowania jonizującego. Podstawową jednak zaletą tej metody jest możliwość terapii wewnątrznaczyniowej chorób naczyń. Podsumowując przedstawione metody obrazowania naczyń, należy zaznaczyć, że wybór metody zależy od rodzaju problemu klinicznego, dostępności badania, jego inwazyjności oraz możliwości wystąpienia powikłań. Warto podkreślić, że współpraca lekarza kierującego na badanie z lekarzem je wykonującym pozwala na wybór najskuteczniejszej, najtańszej i najmniej obciążającej chorego metody diagnostycznej w chorobach naczyń. lek. Przemysław Samolewski Zakład Diagnostyki Obrazowej Klinika Chirurgii Ogólnej, Naczyniowej i Angiologii Akademii Medycznej w Poznaniu ZOZ MSWiA im. L. Bierkowskiego w Poznaniu kierownik Kliniki prof. dr hab. med. Paweł Chęciński

Choroby naczyń krwionośnych są źródłem większości schorzeń i powikłań, a w rezultacie 53,2% zgonów na świecie. To poważny problem krajów rozwiniętych, dotykający wszystkich obywateli bez względu na rasę. Tryb życia i sposób żywienia mieszkańców USA i Europy Zachodniej sprzyja rozwojowi miażdżycy i nadciśnienia tętniczego, powodując przewlekłe schorzenia, które w znaczący sposób przyczyniają się do obniżania pożądanej długości życia. Edukacja społeczeństwa oraz inne działania prewencyjne prowadzone przez państwa oraz organizacje pozarządowe nie wystarczają, by zapobiec powiększającej się rzeszy osób obarczonych problemami naczyniowymi. Dlatego rozwój diagnostyki medycznej w tym kierunku jest taki ważny. Główne cywilizacyjne schorzenia naczyń to: miażdżyca, choroba nadciśnieniowa naczyń, tętniaki i krwiaki rozwarstwiające, zapalenia naczyń, żylaki oraz nowotwory.

Innym zagadnieniem są wady wrodzone. Należą do nich wady serca, tętniaki wrodzone oraz przetoki tętniczo-żylne. Ich dokładna, nieinwazyjna i powszechna diagnostyka pozwala uchronić wiele dzieci przez śmiercią.

Kolejną dziedziną medycyny, w której diagnostyka naczyń ma istotne znaczenie jest traumatologia, gdzie bardzo ważne jest, by metoda np. lokalizacji krwotoku była szybka oraz skuteczna.

Podstawowym celem diagnostyki naczyń jest ich obrazowanie, a co za tym idzie możliwość ich oceny, przepływu oraz topografii. W zależności od badanego organu, dokładności badania, ograniczeń czasowych oraz poziomu inwazyjności mamy całą gamę metod obrazujących naczynia w całym organizmie. Ciągły rozwój i powstawanie nowych urządzeń jest związane z powszechnością zastosowania, a także rezultatem poszukiwań mających na celu obniżenie kosztów, ułatwienie obsługi, zmniejszenie inwazyjności, a co za tym idzie, ilości powikłań. Dlatego w tym artykule skupię się na omówieniu najważniejszych metod diagnostycznych.

Zacznę od rentgenodiagnostyki, ponieważ ta powstała jako pierwsza i jest stosowana już od ponad 100 lat. Wykorzystuje promieniowanie rentgenowskie, które przechodząc przez tkanki ulegają pochłanianiu i rozproszeniu, a efekt tego jest widoczny na specjalnej kliszy rentgenowskiej analogowej lub cyfrowej. Jednakże samo zdjęcie rentgenowskie jest bezużyteczne w przypadku oceny naczyń, ponieważ ani krew ani naczynia nie wyróżniają się w stopniu absorpcji i pochłaniania promieni X. By uwidocznić interesujące nas struktury można wybarwić je przy pomocy substancji absorbującej promieniowanie, czyli tzw. kontrastu. Metodą, która wykorzystuje kontrast jest angiografia.

Piotr Lacki
Studenckie Chirurgiczne Koło Naukowe przy Klinice Chirurgii Ogolnej, Onkologicznej i Torakochirurgii CSK MON Warszawa - www.kolochirurgiczne.edu.pl

Bibliografia:
[1] Vinay Kumar, Ramzi S. Cotran, Stanley L. Robbins, Robbins Patologia, Wyd. I, Wrocław, Elsevier Urban & Partner, 2005, ISBN: 83-89581-92-2
[2] Bohdan Daniel, Bogdan Pruszyński, Anatomia Radiologiczna, Wyd. I, Warszawa, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, 2005, ISBN: 83-200-3087-0
[3] World Health Organization (2004). "Annex Table 2: Deaths by cause, sex and mortality stratum in WHO regions, estimates for 2002". The world health report 2004 - changing history. Retrieved on 2008-11-01
[4] Gonet Bolesław, Obrazowanie magnetyczno-rezonansowe: zasady fizyczne i możliwości diagnostyczne, Wyd. 1, Warszawa, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, 2008, ISBN: 83-200-3263-6
[5] Wojciech Noszczyk, Chirurgia, Tom II, Wyd. I, Warszawa, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, 2007, ISBN: 978-83-200-3660-2
[6] Joseph Berkow, Robert Flower, David Orth, James Kelly, Angiografia fluoresceinowa i indocyjaninowa - technika i interpretacja, Wyd. I, Wrocław, Górnicki Wydawnictwo Medyczne, 2003, ISBN: 83-89009-16-1

Ultrasonografia (USG) wykorzystuje ultradźwięki w zakresie 2-10 MHz, które przechodząc przez miękkie tkanki ulegają odbiciu, pochłanianiu oraz rozproszeniu. W głowicy aparatu znajduję się element półprzewodnikowy wykonany z piezoelektryka, który pełni rolę nadajnika i odbiornika fal dźwiękowych. Przyłożony prąd zmienny do tego materiału powoduje powstanie fali. Ta następnie przechodząc przez różne tkanki ulega częściowemu odbiciu i trafia z powrotem do głowicy, która pod wpływem fali dźwiękowej generuje napięcie rejestrowane, wzmacniane i przetwarzane na obraz. Otrzymany obraz jest w postaci dwuwymiarowej w czasie rzeczywistym.

Możemy operować głowicą po skórze pacjenta, co pozwala nam na swobodne obserwowanie interesujących nas struktur w wielu płaszczyznach. Największą wadą tej metody jest niska rozdzielczość malejąca wraz z głębokością penetracji, dlatego możemy oceniać mniejsze naczynia tylko, gdy znajdują się powierzchniowo. Głębiej możemy obserwować tylko wielkie naczynia i ich odgałęzienia np. tętnice nerkowe. Metoda ta jest wystarczająco dokładna przy ocenie nadciśnienia wrotnego, płytki miażdżycowej np. aorty, tętnic szyjnych lub udowych. Kolejnym minusem jest fakt, że skuteczność diagnozowania wielu schorzeń przy pomocy USG zależy w ponad 80% od doświadczenia i umiejętności osoby przeprowadzającej badanie.

Ultrasonografia może wykorzystywać szczególnie istotne w badaniu naczyń zjawisko - zjawisko Dopplera. Polega ono na zmianie częstotliwości odbieranych fal dźwiękowych w sytuacji, gdy nadawca i odbiorca poruszają się względem siebie, gdy się zbliżają częstotliwość rośnie, gdy oddalają maleje.

W diagnostyce medycznej wykorzystuje się zjawisko Dopplera do badania przepływającej krwi. W rezultacie możemy określić szybkość, kierunek i charakter przepływu (czy jest burzliwy, czy laminarny). Jest to szczególnie ważne w przypadku badania serca i układu krążenia. Wynik badania może być przedstawiony w różnych formach, w zależności od zaawansowania urządzenia. W najprostszym otrzymujemy ilościowe przedstawienie przepływu krwi lub w bardziej zaawansowanych, w postaci dwuwymiarowej lub nawet trójwymiarowej kolorowej animacji.

Wskazaniami do wykonania badania USG są: zaburzenia krążeniowe obwodowych naczyń krwionośnych, obecności przetoki naczyniowej, tętniaki, ocena krążenia w przeszczepionych narządach, wady serca.

Piotr Lacki
Studenckie Chirurgiczne Koło Naukowe przy Klinice Chirurgii Ogolnej, Onkologicznej i Torakochirurgii CSK MON Warszawa - www.kolochirurgiczne.edu.pl

Bibliografia:
[1] Vinay Kumar, Ramzi S. Cotran, Stanley L. Robbins, Robbins Patologia, Wyd. I, Wrocław, Elsevier Urban & Partner, 2005, ISBN: 83-89581-92-2
[2] Bohdan Daniel, Bogdan Pruszyński, Anatomia Radiologiczna, Wyd. I, Warszawa, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, 2005, ISBN: 83-200-3087-0
[3] World Health Organization (2004). "Annex Table 2: Deaths by cause, sex and mortality stratum in WHO regions, estimates for 2002". The world health report 2004 - changing history. Retrieved on 2008-11-01
[4] Gonet Bolesław, Obrazowanie magnetyczno-rezonansowe: zasady fizyczne i możliwości diagnostyczne, Wyd. 1, Warszawa, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, 2008, ISBN: 83-200-3263-6
[5] Wojciech Noszczyk, Chirurgia, Tom II, Wyd. I, Warszawa, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, 2007, ISBN: 978-83-200-3660-2
[6] Joseph Berkow, Robert Flower, David Orth, James Kelly, Angiografia fluoresceinowa i indocyjaninowa - technika i interpretacja, Wyd. I, Wrocław, Górnicki Wydawnictwo Medyczne, 2003, ISBN: 83-89009-16-1