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TSA e Patologia Cerebrovascolare
Lo studio della biforcazione carotidea
Alfio Amato
UO di Angiologia e Malattie della Coagulazione Dpt CardioToracoVascolare
Policlinico Universitario S.Orsola-Malpighi, Bologna Direttore Prof. G.Palareti
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STRUTTURA DELLE ARTERIE CEREBROAFFERENTI
Arterie elastiche: • Tronco anonimo • Carotide comune • Succlavia
Arterie muscolari
• Carotide interna • Carotide esterna • Vasi intracranici
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• Nel soggetto normale, la parete arteriosa è caratterizzata da due linee ecogene separate da uno spazio anecogeno. • Linea ecogena interna à interfaccia lume-intima • Linea ecogena esterna à interfaccia media-avventizia • Sperimentalmente, la distanza dei bordi verso sonda delle due linee ecogene della parete lontana (far wall) mostra la miglior correlazione con il complesso intima+media.
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Misurazione dell’IMT
• Placca = IMT>1.3-1.5 mm • Ispessimento dell’intima = IMT >0.9 mm
Punti di misurazione
Carotide interna
Carotide comune
1 cm 1 cm 1 cm
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Utilizzando la media di diverse misurazioni, ammettendo un errore del 5-10%, possono essere considerate indicative di una reale modificazione differenze tra 2 misurazioni >0.1 mm.
Limite: non possono essere identificati cambiamenti di segno opposto in sedi contigue dell’arteria.
(Pignoli P, 1990)
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Studio Rotterdam
Arruolati circa 8000 soggetti di età ≥ 55 anni, di cui 1683 studiati con gli ultrasuoni (IMT).
Per ogni incremento di 0.15 mm dell’IMT
aumento del rischio assoluto a 10 anni – di coronaropatia 3.7% – di stroke 4.1% – di morte 10.5%.
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Vascolarizzazione della placca L'ispessimento dell'intima durante
il processo aterosclerotico è legato ad una sua neovascolarizzazione, destinata a regredire con la regressione lesione stessa.
I microvasi hanno un ruolo fondamentale nell'aterogenesi in quanto nutrono la lesione nascente e possono trasportare e fornire fattori di crescita, molecole di adesione, sostanze vasocostrittrici o vasodilatatorie.
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La parete e la placca
Le placche ateromasiche nella fase di iniziale formazione si sviluppano verso l’esterno; il vaso assume forma ovoidale, mentre la sezione trasversale tende a mantenersi circolare.
Per tale motivo l’angiografia sottostima le lesioni moderate e moderato-severe. Conferma in vivo con eco-intravascolare (IVUS): lo spessore della media si riduce a livello della
lesione. (Glagov)
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Working Group Vascular Ultrasound, 1991 !!
Ecogenicità della placca Varia dall’assenza di eco alla massima brillantezza,
con tutte le possibili gradazioni intermedie.
Le lesioni possono essere ecogenicamente omogenee o disomogenee (in genere più pericolose).
E’ auspicabile un’analisi oggettiva dell’ecogenicità.
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MORFOLOGIA e SUPERFICIE della placca
Studio B-mode: fornisce una prima valutazione della presenza e distribuzione dell’ateromasia e dell’entità della stenosi
Diagnosi differenziale con patologia non aterosclerotica Correlazione tra regolarità della superficie e stabilità
della placca L’accuratezza del B-mode diminuisce al progredire della
patologia aterosclerotica, mentre il Color Doppler si comporta in modo inverso.
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Spread 2012 diagnostica neurosonologica in acuto Un esame eco-Color Doppler precoce può identificare
un'eventuale dissecazione della carotide o dell'arteria vertebrale (evento patogenetico non infrequente nell'ictus ischemico giovanile).
In tal caso l'atteggiamento terapeutico può essere influenzato significativamente dalla diagnostica precoce ed uno studio di follow-up può documentare agevolmente l'eventuale regressione del processo occlusivo o stenosante attribuibile alla dissezione.
De Bray JM, Baud JM, Dauzat M. Consensus concerning the morphology and the risk of carotid plaques. Cerebrovasc Dis 1997, 7: 289-296
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Working Group Vascular Ultrasound, 1991 !!
Superficie della placca Il termine “ulcerazione” dovrebbe essere
evitato, in quanto proprio degli studi anatomo-patologici.
La sensibilità della metodica ultrasonora nella
diagnosi di “ulcerazione” varia da meno del 30% a più del 90%.
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placca escavata
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Working Group Vascular Ultrasound
Emorragia intraplacca
Il quadro ecografico è rappresentato da una o
più aree anecogene all’interno della placca. Lo stesso aspetto può peraltro corrispondere a un accumulo di colesterolo, o a un’area di materiale ateromatoso auto-lisato.
L’ ”emorragia” può quindi essere supposta
dall’esaminatore, non diagnosticata.
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Working Group Vascular Ultrasound
Classificazione della morfologia della placca La placca deve essere esaminata con diverse
proiezioni per ottenere una descrizione della sua morfologia il più dettagliata possibile.
Una classificazione in sottogruppi è
indispensabile per valutare la progressione e regressione della patologia, la risposta alla terapia, il rischio di stroke.
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La placca carotidea Linee Guida SIDV-Giuv 2007
ecogenicita’ De Bray JM, Baud JM, Dauzat M. Consensus concerning the morphology and the risk of carotid plaques. Paris, 1997
Rispetto al tessuto circostante. * Anecogena ** Ipoecogena (ecolucente) *** Isoecogena **** Iperecogena cono d’ombra=calcifica Kern R, Szabo K, Hennerici M, Meairs S. Kern R, Szabo C, Hennerici M,
Meairs S. Characterization of carotid artery plaques using real- time compound B-mode ultrasound. Stroke 2004; 35: 870-875.
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Classificazione Gray-Weale
Caratteristiche ecografiche delle lesioni carotidee
Tipo 1 – uniforme anecogena o ipoecogena
Tipo 2 – prevalentemente ipoecogena (> 50% ipoecogena)
Tipo 3 – prevalentemente iperecogena> 50% iperecogena
Tipo 4 – uniformemente iperecogena
Tipo 5 – “calcifica”
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1. Metodi basati sul diametro del lume vasale (sezioni longitudinali)
NASCET 100 – 33/40 x 100 = % STENOSI 17.5 % ECST 100 – 33/67 X 100 % STENOSI 50.7 %
Metodi di valutazione della stenosi carotidea
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Placca ATS a rischio
Grado di stenosi(>80-90%) Composizione disomogenea a prevalente
componente anecogena o con particolare lucentezza
Superficie irregolare e con disomogeneità Turbolenza contigua alla lesione (Movimento durante il ciclo cardiaco) ----------- J.Woodcock, 1993
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Grado di stenosi
Criteri emodinamici parametri di Analisi Spettrale Doppler
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Criteri di Strandness per la classificazione di stenosi carotidea LG SIDV-GIUV, revisione 2007
TABELLA
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Correlazione tra grado di stenosi e modificazioni emodinamiche carotidee Linee Guida Sidv-Giuv, revisione 2007
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ANALISI DENSITOMETRICA DELLA PLACCA
Immagine B-mode normalizzata secondo due rifermenti : sangue e avventizia
Median Gray Scale Value (MGSV) dei pixel della placca in unita’ arbitrarie in scala da 0 (nero) a 255 (bianco)
Valore soglia ottimale: 32, discrimina le placche ipoecogene dalle iperecogene
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Gray Scale Median
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Confronto ultrasonografico ECST-NASCET
US ECST NASCET __________________________________ sensibilità 92 92 specificità 97 71 accuratezza 94 84 _________________________________
Alexandrov, Stroke 2003
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Incidenza di infarto cerebrale rispetto al valore di MGSV
190 pz MGSV<32versusMGSV>32 ____________RR_______________95%CI__ Sintomatici 6.3 2.13-18.2 Asintomatici 8.3 3.8- 18.0 >70% 6.2 2.13- 18.2 50-69% 9.0 2.86- 28.3 ______________________________________ Nicolaides, 1996
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PLACCA IPOECOGENA CI
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LA MORFOLOGIA DELLA PLACCA
SULLA BASE DEI DATI OTTENUTI NON SI PUO’ TUTTAVIA STABILIRE SE L’IPOECOGENICITA’ GIOCA UN RUOLO CAUSALE O AGISCE SEMPLICEMENTE COME FATTORE DI RISCHIO NELLO SVILUPPO DI EVENTI CEREBROVASCOLARI
The Tromso Study Neurology, 2004
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LA MORFOLOGIA DELLA PLACCA
NON SI PUO’ APPLICARE LA RELAZIONE CAUSALE ESISTENTE A LIVELLO CORONARICO (ISCHEMIE SU DIFFERENTI TERRITORI), BENCHE’ RISULTI ORMAI CHIARO CHE L’IPOECOGENICITA’ E’ UN MARKER DI ALTO RISCHIO
The Tromso Study, Neurology 2004
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LA VALUTAZIONE MORFOLOGICA DELLA PLACCA
Necessità di ulteriori studi prospettici per
valutare se la struttura ecografica della placca rappresenta un fattore di rischio indipendente di ischemia cerebrale.
La placca “in progressione” marker ECD di ulteriore rischio.
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Conta dei Microemboli (MES: Micro Embolic Signal) con Doppler Transcranico Multigate
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PROBABILITA’ DI EVENTI CEREBROVASCOLARI
Microemboli MGSV in 30’ < 32
>32 VALUTAZIONE DOPPLER TC _____________________________________ >2 60% 20% 2 30% 14%
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Relazione inversa fra n° MES/h e tempo intercorso dall’esordio MES più frequenti in placche escavate e stenosi più serrate
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LA VERTEBRALE stenosi, occlusioni e furti
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DISTRETTO VERTEBRO-BASILARE SEGMENTI VERTEBRALI
V0: OSTIALE
V1: PRETRASVERSARIO
V2: INTERTRASVERSARIO
V3: “ATLAS LOOP”
V4: INTRACRANICO
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DISTRETTO VERTEBROBASILARE SEGMENTO INTRACRANICO-TCD,ECDT-
CONFLUENZA VERTEBRO-BASILARE
ARTERIA BASILARE “BASILAR TOP”
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DISTRETTO VERTEBROBASILARE LA VERTEBRALE
ALCUNI LAVORI DEL 1993 INDICAVANO POSSIBILITA’ DI STUDIO DI V0-V1 NELL’88% A DESTRA E NEL 73% A SINISTRA.
LA SENSIBILITA’ A LIVELLO DELL’ATLAS LOOP RAGGIUNGEVA L’87%. ATTUALMENTE TUTTI I SEGMENTI
EXTRACRANICI VALUTATI CON ECD PRESENTANO INCREMENTO DELLA
SENSIBILITA’DI STUDIO.
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DISTRETTO VERTEBROBASILARE
Nel 87% dei casi le arterie vertebrali presentano asimmetria di calibro determinando una situazione anatomica e fisiologica di dominanza di un vaso sull’altro.
Tale aspetto anatomico riveste importanza sull’aspetto fisiologico, partecipando in maniera più determinante l’arteria dominante alla vascolarizzazione del circolo posteriore.
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DISTRETTO VERTEBROBASILARE
Perché studiare il segmento Vo-V1? Area di maggiore frequenza di patologia
stenosante Lo studio unicamente intertrasversario non permette il riconoscimento delle stenosi
moderate o moderato/severe Maggiore accuratezza nello studio del Furto della
Succlavia di minore entità
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Studio segmento V0-V1 e compressione Tilleaux
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DISTRETTO VERTEBROBASILARE La storia naturale di una lesione dell’arteria
vertebrale è poco conosciuta: una stenosi >70% seguita per 4-6- anni presenta il 24% di possibilità di evolvere verso l’infarto cerebrale con mortalità del 41%.
La prognosi di uno stroke posteriore rispetto ad uno stroke emisferico è significativamente migliore (sopravvivenza del 55% verso il 40%), anche se la
prognosi immediata resta severa (probabilità di decesso in fase acuta 25,6 - 27%).
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DISTRETTO VERTEBROBASILARE Le cause di ischemia del territorio posteriore sono,
nella maggior parte dei casi, di natura emodinamica. Ø Cause intrinseche: q Ateroma del segmento V1 a livello ostiale q Plicatura e kinking del segmento V1 q Displasia fibromuscolare e arterite infiammatoria di
V1-V2 in un contesto plurilesione TSA. Ø Cause estrinseche ?: q Compressione del segmento V1di tipo muscolare q Compressione del segmento V2 a livello del rachide
cervicale (?)
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DISTRETTO VERTEBROBASILARE Nella diagnosi di dissezione dell’arteria
vertebrale la maggior parte delle lesioni di localizzano nella porzione superiore dell’arteria (segmento V3).
Una dilatazione segmentaria è tipica di tale forma.
Nel 94% dei casi sono presenti anomalie emodinamiche ma soltanto nel 19% dei casi è possibile evidenziare segni ultrasonografici specifici di dissezione extracranica.
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Dissezione intracranica a.vertebrale
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DISTRETTO VERTEBROBASILARE L’ischemia del territorio vertebro-basilare
(insufficienza vertebrobasilare) riconosce diverse etiologie:
Ø Ipotensione posteriore Ø Insufficienza emodinamica:45% ? Ø Embolia cardiaca: 21% Ø Associazione emodinamica – embolica:
21% Ø Indeterminata: 13%
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DISTRETTO VERTEBROBASILARE
FURTO DELLA SUCCLAVIA DI TIPO CONTINUO lesione a monte dell’emergenza della arteria vertebrale
Ø Caduta della pressione succlavia distale Ø Aumento del flusso vertebrale controlaterale
sino al 78% e di quello carotideo sino al 22%. Ø Bifasismo od inversione del flusso
vertebrale omolat. e riduzione flusso cerebrale globale, fino al 41%.
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Vertebral Artery Doppler Waveform Changes Indicating Subclavian Steal Physiology Mark A. Kliewer1, Barbara S. Hertzberg1, David H. Kim1, James D. Bowie1, Daniel L. Courneya2 and Barbara A. Carroll1
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FURTO “a carico della vertebrale” Vertebral Artery Doppler Waveform Changes Indicating
Subclavian Steal Physiology
Ø FURTO LATENTE Ø FURTO INTERMITTENTE
Ø FURTO CONTINUO
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• Hemodynamic effects of subclavian steal phenomenon on contralateral vertebral artery.
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FAV DIALITICA E FURTO DELLA SUCCLAVIA
• Subclavian steal phenomenon complicating an upper extremity arteriovenous fistula for hemodialysis
• Subclavian steal phenomenon induced by arteriovenous fistula for hemodialysis
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OCCLUSIONE DEL TRONCO ANONIMO
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Grazie
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….e comunque per fortuna non solo ultrasuoni…
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ECST = 0.6 NASCET + 40%
Rothwell 1994, Stroke 25:2435-39
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Dal Color al Power Doppler sino al B-Flow
L'introduzione delle metodiche basate sull'uso del colore potenziano le capacità diagnostiche di questo strumento, come pure l'applicazione del Power Energy System (Power Doppler) in grado di rilevare anche aree a bassa velocità di flusso (pur non discriminandone la direzionalit).
B-flow di recente applicazione: ulteriore
miglioramento per bassa velocità di flusso, subocclusioni, stenosi serrate, near occlusion e superficie della placca, ma sempre da associare allo studio della ASC Doppler.
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Plaque vascularization with ultrasound cadence contrast
pulse sequencing technique and echo-contrast agent.
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Vasa Vasorum and Plaque Neovascularization on Contrast-Enhanced Carotid Ultrasound Imaging Correlates With Cardiovascular Disease and Past Cardiovascular Events Daniel Staub; Mita B. Patel; Anjan Tibrewala; David Ludden; Mahala Johnson; Paul Espinosa; Blai Coll; Kurt A. Jaeger, Steven B. Feinstein, Stroke, 2010 (41:41)
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ANALISI GENETICO-MOLECOLARE DELLA PLACCA CAROTIDEA (1) a. Estrazione del DNA da sangue periferico b. Estrazione di RNA da placche e sangue periferico seguita da retrotrascrizione c. Determinazione dell’espressione genica mediante Real-Time PCR I seguenti geni verranno analizzati: COX-2, mPGES, PTGDS, PGIS2, Ang II, iNOS , MMP-2 e MMP-9, NFKb ed altri geni coinvolti nella sintesi delle prostaglandine. Il confronto fra l’espressione genica nelle placche sintomatiche e asintomatiche permetterà di determinare se e quali di questi geni partecipano allo sviluppo della placca vulnerabile.
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ANALISI GENETICO-MOLECOLARE DELLA PLACCA CAROTIDEA (2)
Nei geni selezionati, verrà eseguita la ricerca di polimorfismi nelle zona regolatrici.
d. Identificazione di polimorfismi nella zona dei promotori
e. Identificazione di polimorfismi nella zona 3’UTR
f. L’effetto dei polimorfismi sull’espressione dei geni verrà studiato in vitro utilizzando costrutti genetici,
trasfettati in colture cellulare di macrofagi murini (RAW 264.7).
La funzionalità delle regioni regolatrici verrà determinata utilizzando il Kit della Luciferasi.
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CARESS STUDY Markus HS et al, Circulation 2005
Lo studio CARESS ha
confermato l’utilità del rilievo dei MES come
marker surrogato di presenza di placca carotidea emboligena in soggetti sintomatici trattati con ASA o con Clopidogrel + ASA.
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ICAROS STUDY
Le placche ipoanecogene (echolucent plaque) generano un maggior numero di eventi embolici nello stenting carotideo.
La quantificazione avviene tramite i sistemi computerizzati in un grading noto come GSM Gray Scale Median
“Echolucency is an independent risk factor for stroke in carotid stenting” Vascular, 2004 Jan;12(1):62-8
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B-Mode, Compound
B-flow
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In passato, il processo di aterosclerosi era considerato come un lento accumulo di componenti inerti nel lume di una arteria fino alla sua occlusione, mentre l'endotelio era considerato semplicemente come una membrana semipermeabile.
L'endotelio rappresenta un organo vero e proprio con attività endocrina, autocrina e paracrina.
L'inizio e la progressione delle lesioni e degli eventi clinici dell'aterosclerosi sono regolati dallo scambio attivo di messaggi tra vari tipi cellulari.
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Fisiopatologia della placca ATS
L'aterosclerosi è considerata come una risposta dell'intima di tipo immune/infiammatorio ad un danno tissutale.
L'ingresso dei monociti nello spazio subendoteliale rappresenta infatti la prima risposta all’ ipercolesterolemia e porta alla formazione di cellule schiumose (foam cell) provviste di vacuoli lipidici nel citoplasma.
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LDL ossidate
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Caratteristiche delle Lesioni I tipo Deposito lipidico presente ma non visibile, rilevabile al microscopio e con mezzi chimici. Tipiche di neonati e bambini. Presenti negli adulti nelle porzioni di arterie meno suscettibili alle lesioni e negli individui senza lesioni
avanzate.
II tipo Macrofagi con inclusioni lipidiche, linfociti T e mastcellule. Lipidi intracellulari disposti in strie di colore giallo
grossolanamente individuabili sulla superficie dell'intima. Correlazione tra quantità di lesioni e concentrazione
plasmatica di colesterolo. Tipiche della pubertà. Alcune lesioni (IIa, prone alla progressione) sono localizzate in
corrispondenza degli ispessimenti adattativi dell'intima.
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Fattori genetici Le componenti genetiche dell'aterosclerosi determinano
l'insorgenza o meno della malattia a parità dei fattori ambientali.
Lo studio genetico può contribuire a determinare la suscettibilità all'aterosclerosi anche se occorre tenere conto delle variabili ambientali;
L'influenza dei fattori genetici nel processo di aterosclerosi avviene su vari livelli:
a) livello base del rischio (es: ipercolesterolemia familiare);
b) progressione delle lesioni (es: individui resistenti a fattori ambientali);
c) capacità di recupero della parete arteriosa dopo uno stress acuto;
d) soglia della manifestazione clinica.
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Lesioni avanzate IV tipo Presenza dell'ateroma o core lipidico. Ulteriore deposizione e confluenza dei lipidi extracellulari. Accumuli di cellule con e senza inclusioni lipidiche Quando compaiono per la prima volta in soggetti giovani sono localizzate in corrispondenza degli ispessimenti adattativi di tipo eccentrico. V tipo Formazione di tessuto fibroso. Va, fibroateroma, core lipidico presente. Vb, core lipidico ed altre parti della lesione calcificati. Vc, core assente e lipidi ridotti. VI tipo Lesioni complicate. VIa, sconvolgimento della superficie endoteliale. VIb, ematoma o emorragia. VIc, trombosi. VIabc, in presenza di tutte le caratteristiche. Frequenti a partire dalla quarta decade di vita.
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Lesioni III tipo Dette lesioni intermedie, transizionali o preateromi. Inclusioni lipidiche macroscopiche extracellulari. Aggregati lipidici tra gli strati di cellule muscolari lisce
nelle zone di ispessimento adattativo. Tipiche degli adulti di giovane età nella stessa posizione
delle lesioni di tipo IIa.
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Rischio annuale di ictus ipsilaterale in pazienti con stenosi asintomatica
Facendo riferimento alla prognosi a lungo termine, il rischio annuale di ictus ipsilaterale in pazienti con stenosi asintomatica rimane comunque nell'ordine del 2%, mentre si osserva un maggior rischio di infarto miocardico e di morte vascolare non correlata ad ictus, che richiede un intervento medico globale di prevenzione.
Nadareishvili Z, Rothwell P, Beletsky V, Pagniello A, Norris J: Long-term risk of stroke and other vascular events in patients with asymptomatic carotid stenosis. Arch Neurol 2002; 59: 1162-1166.
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Sovrastima del beneficio assoluto dell'EC nella prevenzione dell'ictus ?
Rianalisi dei dati dello studio NASCET, il 45% circa degli ictus osservati durante il follow-up dei pazienti che avevano una stenosi carotidea asintomatica alla prima valutazione non era attribuibile alla lesione carotidea.
Questi dati implicherebbero perciò una sovrastima del beneficio assoluto dell'EC nella prevenzione dell'ictus, in soggetti con stenosi carotidea asintomatica.
Il beneficio diviene più consistente dopo 3 anni dall’intervento.
Inzitari D, Eliasziw M, Gates P, Sharpe BL, Chan RK, Meldrum HE, Barnett HJ. Inzitari D, Eliasziw M, Gates P, Sharpe BL, Chan RK, Meldrum HE, Barnett HJ. The causes and risk of stroke in patients with asymptomatic internal-carotid-artery stenosis. North American Symptomatic Carotid Endarterectomy Trial Collaborators. N Engl J Med 2000; 342: 1693-1700.
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TSA e Doppler TC Societa’ Italiana di Diagnostica Vascolare-Giuv, aggiornamento 2007 SPREAD, 2007-2008
La stenosi arteriosclerotica delle arterie intracraniche è uno dei maggiori fattori di rischio e causa di ictus ischemico anche nelle popolazioni occidentali.
È possibile uno screening ultrasonografico con
Doppler transcranico (TCD) o con eco-Color Doppler transcranico (TCCD) di tale condizione con sufficiente accuratezza almeno nella patologia del circolo anteriore.
Ringelstein EB, Aaslid R, Hennerici M, Mohor JP
L’aterosclerosi intracranica è responsabile di più del 10% di tutti i TIA e degli ictus ischemici.
Rorick MB, Nichols FT, Adams RJ. Transcranial Doppler correlation with angiography in detection of intracranial stenosis. Stroke 1994; 25: 1931-1934.