ECOGRAFIA DINAMICA E ANALISI DELLO STRAIN

In questo breve video presentiamo i concetti fondamentali riguardo l’ ecografia dinamica e l ‘ analisi dello strain.

1 – L’ ECOGRAFIA DINAMICA

L’ ecografia in medicina e un metodo d’indagine diagnostica che consente di esplorare cavità e organi interni utilizzando ultrasuoni in grado di rimandare segnali eco, che si rendono visibili sullo schermo di un monitor come immagini statiche (di parti interne) o come diagrammi (di fenomeni in movimento). La piattaforma HEVELIUS prevede come stRumento fondamentale di analisi un ecografo ad alta risoluzione e a doppia sonda che consente di esplorare i muscoli della testa e del collo , la lingua e parte delle articolazioni temporo-mandibolari nel corso di attività funzionali reali come masticare del cibo, deglutire la saliva o leggere un testo. L’ ecografia dinamica non solo consente ad esempio un accurato studio di un muscolo durante l’ esecuzione di un movimento, ma permette una analisi accurata nei tre piani dello spazio delle molteplici sezioni che lo compongono come se stessimo osservando le sezioni del tronco di un albero. L’analisi della struttura dei muscoli offre importanti informazioni riguardo l’ utilizzo che ne facciamo.

2 – LA REGISTRAZIONE ECOGRAFICA DI UNA CONTRAZIONE

I muscoli sono organi in grado di modificare reversibilmente la propria forma contraendosi allo scopo di mobilizzare ad esempio un segmento scheletrico con l’ obbiettivo di eseguire un compito. Serrare tra i denti una carota con l’ obiettivo di frantumarla è una situazione che ci permette di spiegare in cosa consiste l’ analisi dello strain. Per effettuare questa operazione è necessario che i muscoli elevatori della mandibola, ad esempio il muscolo massetere, si contraggano comprimendo la carota tra i denti in modo da poterla frantumare. Se registriamo con un ecografo i cambiamenti che riguardano il muscolo massetere otterremo un video come quello che potete osservare nella sezione precedente. Nel video appare evidente come il muscolo massetere per poter frantumare la carota debba contrarsi e deformarsi momentaneamente poichè al termine della operazione tornerà alla sua forma e dimensione originaria. Ma come possiamo quantificare lo sforzo richiesto alle varie parti che compongono il muscolo massetere per poter frantumare la carota ? Bene l’ analisi dello strain è il processo che ci permette di eseguire questa e numerose altri tipi di indagine.

3 – LO STRAIN

Vediamo innanzi tutto che cosa è lo strain. Il termine strain indica un qualsiasi  cambiamento della  forma di un corpo  a seguito dell’ applicazione di  una sollecitazione. La stress-strain analysis è una disciplina dell’ingegneria che studia i metodi per misurare  stress e strain in materiali e strutture soggette a forze. L’ immagine sottostante mostra come queste tecnologie vengano impiegate, per esempio, per studiare come si deforma l’abitacolo di un’ automobile allo scopo di renderla maggiormente sicura nel caso di incidente.

3 – LO STRAIN IN MEDICINA

In medicina l’analisi dello strain è stata introdotta nel 2005 da un italiano, il Professor Gianni Pedrizzetti, per lo studio dei pattern di deformazione del miocardio. Oggi  questa tecnica  ampiamente diffusa in tutto il mondo ha fornito i presupposti teorici e pratici per lo studio della muscolatura scheletrica secondo la sistematica Echo-Strain.

4 – L’ ANALISI DELLO STRAIN

Vediamo ora come si effettua l’ analisi dello strain di un muscolo scheletrico. L’analisi dello strain del muscolo massetere, viene effettuata su un filmato ecografico che registra il serramento dentale prodotto dalla contrazione del muscolo necessario per frantumare una carota. Un software dedicato divide il piano immagine in molteplici unità ( ciascuno dei quadratini che compongono la griglia sovrapposta all’ immagine  ), registrando la posizione nel piano immagine di ciascuno dei punti contenuti in ciascun quadratino. A questo punto se la contrazione dura 5 secondi ed il numero di frames per secondo è 50, il software seguirà lo spostamento compiuto da ciascuno dei punti che compongono ciascuno dei quadratini nei 250 frames che compongono il video. In tal modo per ciascun punto saranno tracciati tutti i  movimenti angolari e le rotazioni. Se osservate il filmato potete notare che ciascuno dei quadratini cambia progressivamente forma per tornare poi al termine della contrazione alle dimensioni di partenza. Ciò  ci permetterà di capire quale è il grado di deformazione che il muscolo ha subito durante la contrazione che ha consentito di spezzare la carota quando registreremo un ciclo masticatorio reale.

5 – L’ ANALISI QUANTITATIVA E QUALITATIVA DELLA CONTRAZIONE MUSCOLARE

Tutte queste informazioni sono convertite in numeri che a loro volta mostreranno, attraverso grafici e immagini, compressioni, dilatazioni lineari e  torsioni angolari  (i cosiddetti  pattern di deformazione ) che mostrano cosa fa un muscolo quando si contrae. I pattern di deformazione che otteniamo da questa analisi sono nove e descrivono quale è lo sforzo che il muscolo sostiene quando si contrae. Di particolare importanza è il pattern cross-plane che indica la capacità del muscolo di accorciarsi in modo fisiologico ed il pattern dilatation che insieme al precedente misurano ciò che chiamiamo elasticità muscolare. Queste informazioni ci consentiranno innanzitutto un confronto tra il muscolo destro ed il muscolo sinistro, ed evidentemente un confronto tra i dati ottenuti dall’ analisi dei muscoli dei pazienti con disfunzioni con un modello di riferimento ottenuto osservando il modo con cui si deformano i muscoli di persone  sane. Nei cinque anni di lavoro resisi necessari per mettere a punto questa tecnica abbiamo esaminato oltre 100.000 video ecografici. Ciò ci ha consentito di scrivere parte delle “ lettere dell’ alfabeto “ dello strain con cui i muscoli della testa e del collo ci parlano. Nell’ immagine sono mostrati i grafici e le immagini relative ai nove pattern di deformazione che usiamo per studiare il comportamento dei muscoli dei nostri pazienti.