Perchè la chemiometria è importante in Flebologia

PERCHE’ LA CHEMIOMETRIA E’ UN IMAGING DIAGNOSTICO IMPORTANTE IN FLEBOLOGIA: CONSIDERAZIONI DOPO DUE ANNI DI STUDIO SU OLTRE 500 PAZIENTI
  • La chemiometria è importante in Flebologia poiché stabilisce le basi per un linguaggio comune tra flebologi, radiologi e chirurghi vascolari : un linguaggio che può integrarsi con lo studio ecocolordoppler. In Flebologia l’impiego della luce affianca da tempo gli ultrasuoni e per tale necessità è utile appropriarsi di una definizione specialistica che ne chiarisca indicazioni, limiti e modi d’impiego. Mancando infatti l’idonea velocità spontanea dei globuli rossi, nel flusso venoso superficiale a riposo degli arti inferiori, viene meno l’effetto del fisico austriaco Doppler se non con idonee manovre semeiologiche di attivazione (operatore-dipendenti) : l’utilizzo della luce (purchè “lunghezza d’onda e Lumen”siano adeguati) fornisce un mezzo d’imaging integrativo del patrimonio venoso sopra-fasciale. Studi medico-scientifici attuali ed internazionalmente riconosciuti (in parte presentati nella sezione Articoli Medici del website) dimostrano che esiste oggi una necessità di diagnosi intra-operatoria non operatore dipendente, nell’eseguire l’idonea terapia sul paziente. Sarebbero ad esempio molte le vene perforanti insufficienti per numero e frequenza della patologia, manifesta in sedi non accessibili agli ultrasuoni : nel solo margine para-tibiale mediale della gamba la fascia muscolare prende inserzione sulla struttura connettivale del periostio, essendovi localizzate, classificate, numerate e ed internazionalmente riconosciute (grazie agli studi di anatomia virtuale) n° 30 vene perforanti divise in settori che vengono denominati dal basso verso l’alto.La necessità di un imaging anatomico della patologia venosa, coincide in realtà negli arti inferiori con l’imaging stesso dei reflussi venosi patologici superficiali alla fascia muscolare ed individuabili chimicamente o “chemiometricamente” quando si utilizzino “lunghezze d’onda e Lumen” idonei per l’imaging dell’emoglobina desossigenata venosa. Per le patologie flebologiche la luce dell’infrarosso si dimostra valida integrazione agli ultrasuoni, affiancandosi chemiometria ed ecoduplex . L’utilizzo dell’ imaging N.I.L a 760 nm ad elevata intensità di “Lumen” è da anni introdotto in avanzati Centri Flebologici Americani sia in fase pre che intra-operatoria, (poiché non invasivo per il paziente come invece lo sono la TC o la RMN multistrato a 3D con mezzo di contrasto ed elaborazioni della “densità” con sottrazione di imaging).
  • Chemiometria nella Scienza Bio-Medica : tale imaging recupera principi di misurazione e “lettura chimica ad elevato riconoscimento delle strutture biologiche”. Essi ci obbligano a ragionare in termini di “nanometria” (nm = lunghezza d’onda quale millesima parte del metro) e sono conosciute dall’attuale flebologia anche per l’opportunità terapeutica da essa fornita nella attuale metodologia Laser.
  • Nella pratica terapeutica dispongo ad esempio di due Laser a diodo :
    • ad 808 nm (il Laser può dunque riconoscere per lunghezza d’onda il solo elemento della emoglobina desossigenata del sangue venoso ed è idoneo per poter agire sul solo sangue venoso delle teleangectasie e delle loro vene nutrici, emettendo la luce dalla sola punta della fibra ottica).
    • a 1470 nm le fibre ottiche lavorano invece con una emissione radiale di 360° detta anche a “ring” (dunque lungo tutta la loro circonferenza) e con lunhezze d’onda ininfluenti sul sangue venoso, ma riconosciute dalla componente idrica intracellulare endoteliale della parete venosa stessa (con un’azione omogenea sulla stessa parete venosa ed estremamente circoscritta sulla stessa per specificità nella terapia di “vene perforanti di grosso calibro”o delle vene sfiancate. E’ recente l’introduzione del trattamento con “Laser a diodo a 1470 nm” finalmente giunto alla sua maturità ed in grado di riconoscere istologicamente e di agire finalmente sulla componente idrica endoteliale della parete venosa.
    • Anche il Laser, con finalità terapeutica e non diagnostica, pone dunque la stessa necessità di una teorica spettroscopica chemiometrica per il riconoscimento di specificità assoluta per i tessuti biologici riconoscibili chimicamente in base alle diverse lunghezze d’onda. R & D si avvicinano oggi ad una visione sempre più chiara delle esigenze chemiometriche desiderabili e delle necessità terapeutiche (che per l’intensità terapeutica è espressa in “Watt” e per intensità e potenza visiva diagnostica è espressa in “Lumen”). Tali variabili hanno importanza nel determinare l’intensità dell’atto terapeutico o dell’imaging desiderato alla lunghezza d’onda appropriata.
  • Alcune righe sulla mia esperienza della N.I.L. a 760 nm : dal mese del febbraio 2009 in cui ho potuto disporre di due visori a N.I.L. 760 nm (con estesione del braccio pieghevole del visore per un utilizzo su paziente adulto e sul letto operatorio o flebologico) ad elevata emissione Lumen dai diodi dell’infrarosso, mi sono accostato alla valutazione di tale imaging tridimensionale in flebologia e già utilizato presso i più avanzati Centri Flebologici USA appena possibile importarlo ottemperando le normative CEE : oltre 500 i pazienti studiati dopo i primi 25 mesi di utilizzo. Esistono ovvie ragioni per tale mio interesse avendo infatti già due ecocolorpowerdoppler. L’impiego dell’imaging N.I.L a 760 nm mi ha sollecitato ad una revisione attuale dei più aggiornati lavori internazionalmente riconosciuti di fisiopatologia ed anatomia venosa, approfondendo la letteratura dei numerosi Centri Universitari di Anatomia Virtuale ove si documenta una ricostruzione altamente sofisticata dell’anatomia virtuale “sul paziente” ( ad es. con scansioni TAC ad elevatissima densità e con flebografia contestuale unitamente alla sottrazione di immagini a differenziata densità e con elaborazione computerizzata in 3D : un es. tra gli altri è presso l’Università V Paris- Dipartimento di Anatomia Virtuale, o presso Denver, Colo. Tali ricostruzioni anatomiche documentano e classificano in dettaglio, tutta l’anatomia venosa perforante). Tale anatomia è perfettamente visualizzabile su di un piano superficiale sopra la fascia muscolare, grazie alla chemiometria N.I.R. (qualora vi sia imaging di reflussi venosi patologici) : ciò per aquisizione dell’imaging venoso anche nelle sedi non accessibili agli ultrasuoni (come ad esempio vene perforanti peritibiali- paratibiali o del ginocchio in sede sottorotulea, nell’inserzione tendinea Achillea, nel piede).
  • Modelli Diagnostico Strumentali fondati sul concetto di approfondimento del livello diagnostico : l’argomento dell’imaging così come lo pone il modello chemiometrico ad elevata intensità coincide con una semeiotica non operatore dipendente dei reflussi venosi superficiali e dell’anatomia venosa patologica : un esempio di ciò è la ricostruzione e codificazione anatomica tridimensionale analizzata dal Varicose Veins Surgical Center e dalla Virtual Anatomy Unit dell’Università Paris V : (vedi Aggiornamenti Medici) un imaging flebologico che negli arti inferiori evidenzia i reflussi patologici, restituendoci però anche l’anatomia tridimensionale di una fascia muscolare quale piano di riflessione per la luce dell’infrarosso e che mostra i suoi reflussi e le sue vene perforanti incontinenti anche in sedi come la fascia muscolare immediatamente contigua al periostio. Lungo il margine mediale e laterale della cresta tibiale ad esempio tali perforanti sono estremamente numerose e si pongono all’attenzione poiché identificabili ormai in una classificazione riconosciuta che pone le basi di un comune linguaggio tra specialisti delle diverse discipline. Un’ulteriore ricerca tra le tante prodotte a tale riguardo è la seguente ”Role of three-dimensional computed tomography venography as a powerful navigator for varicose vein surgery”: Annual Meeting of the Society of Vascular Surgery, Denver-Colorado o ancora “Recurrent Lower-Limb Varicose Veins : effect of direct contrast-enhaneed RM 3D Venographic Findings on Diagnostic Thinking and Therapeutic Decisions”: lavoro di ricerca conclusivo e supportato dalla Swiss Foundation of Medical-Biological Grants, Novartis Research Foundation and Swiss Society of Radiology.
  • Utilità nella pratica flebologica dell” l’imaging tridimensionalmente con la NIL a 760 nm . Valutazioni di carattere generale : constatiamo che a 760 nm la luce non visibile attua la cessione di elettroni (assorbimento) esclusivamente all’ emoglobina venosa desossigenata , ciò che si rende visibile negli arti inferiori non è l’anatomia delle vene ma più correttamente il solo“reflusso venoso patologico ”, mentre il connettivo della fascia muscolare è composto strutturalmente da numerosi aminoacidi apolari (caratterizzati per un terzo dalla struttura cristallina della glicina) e per tale loro caratteristica riconoscibili “dall’indice di riflessione” all’infrarosso a corta lunghezza d’onda. La fascia muscolare esplica dunque una “forza repulsiva”o meglio riflessiva della luce (così come fanno due polarità opposte): ciò ripropone chemiometricamente un riconoscimento “qualitativo chimico”: quello attuato dalla NIL a 760 nm. La riflessione delle strutture dei cristalli dell’aminoacido glicina presenti abbondantemente nelle numerosissime fibre di collagene (oltre 1/3 degli aminoacidi strutturalmente presenti nella spessa e consistente fascia muscolare degli arti inferiori, sono parte in causa per tale indice di riflessione.Al contrario nella diffusa pratica della trans-luminescenza nello spettro della luce visibile si attua la riflessione da parte del solo grasso sottocutaneo (mentre nella chemiometria il grasso attua solo un modesto effetto denominato scattering e che per la lunghezza d’onda della N.I.L. assume scarso rilievo. Ai controlli ecoduplex ci ha consentito di misurare la profondità della fascia, ben oltre 1 cm. di profondità. Ogni specialista sà bene quanto nel nostro lavoro sia vantaggioso poter esaminare i reflussi venosi patologici soprafasciali e dalle vene perforanti evitando manovre che siano operatore dipendente : ciò anche per l’autonomia maggiore nel lavoro terapeutico svolto. La conlusione documentata dall’imaging è che l’assenza di stasi ematica venosa e di assorbimento spettrale è presente solo ove esista integrità della funzione valvolare a livello della fascia muscolare. Dunque quando le vene perforanti la fascia, non ci dimostrano il loro reflusso altrimenti visualizzabile ad alta definizione per il reflusso rilevabile del sangue venoso.
  • L’imaging patologico, non è relativo all’anatomia venosa, ma soltanto ad una valutazione del reflusso del sangue venoso superficiale nel compartimento sopra fasciale e considerando quale vena grande safena esclusivamente la vena che superficialmente alla fascia muscolare percorre medialmente e longitudinalmente l’arto inferiore “circondata dalla sottile fascia safenica” per un suo corretto riconoscimento anatomico, ne potremo valutere l’eventuale presenza di reflusso venoso patologico.
  • La visualizzazione “dell’anatomia” dell’apparato venoso superficiale è ben diversa dalla valutazione del suo “reflusso venoso”, come sappiamo dagli studi flebografici: ho ritenuto utile un articolo per tutti : “Descending Phlebography in the Assessment of Long Saphenous Vein Incompetence” del St.Thomas Medical School of London (Thomas M. Lea et JN Bowles) e che mostra una esigua conferma di vene grandi safene insufficienti all’ecodoppler di confronto alle successive flebografie di confronto eseguite comparativamente presso la stessa Struttura, confermandoci una volta di più come per la flebografia la manovra di Valsalva in clino od ortostatismo sia peraltro indifferente, suggerendo così come in altri lavori scientifici che il paziente possa essere esaminato in posizione clinostatica, ritenuta più confortevole e più idonea ad una corretta flebografia ed allo stesso esame ecodoppler: conferme analoghe sono troppo numerose per essere ignorate. Ancora più difficile è per il paziente ambulatoriale pretendere un’esame TAC od RMN tridimensionale con sottrazione d’immagine grazie a computer sofisticati e contestuale valutazione flebografica (tali indagini “invasive” sono di pertinenza delle numerose Unità Universitarie di Anatomia Virtuale nel Mondo ove lavorano in collaborazione con i Centri di Chirurgia Vascolare ma nascono per esclusive prerogative di Studio Anatomico dettagliato.
  • Perché le varici : difficilmente viene chiesto infatti perché l’insufficienza venosa rappresenti una patologia prevalente negli arti inferiori. E‘ importante sapere che ogni muscolo è avvolto da una fascia muscolare anelastica che lo avvolge esternamente ed il cui scopo è quello di contenere la forza cinetica sviluppata dalla contrazione delle fibre muscolari affinchè essa non si disperda in un’aumento volumetrico della sola dimensione muscolare. In assenza di una “fascia muscolare integra” si realizzerebbe un inefficiente aumento dei volumi muscolari e la contrazione delle fibre muscolari si tradurrebbe prevalentemente in una deformazione volumetrica della massa muscolare, disperdendone la reale forza cinetica sviluppata dalla contrazione delle sue fibre. La fascia muscolare consente di attivare e di contenere negli arti inferiori la forza necessaria alla pompa muscolare antigravitazionale, necessaria e funzionale anche al ritorno cardiaco del sangue venoso e con pressioni di contrazione muscolare notevoli, fino a 300 mmHg nei muscoli del polpaccio. Sono queste le pressioni che le vene muscolari subiscono all’interno dei muscoli di gamba determinando velocità e direzione del flusso ematico venoso dalle vene superficiali all’interno in direzione antigravitazionale.La fascia muscolare degli arti inferiori è attraversata da numerosi piccoli fori per consentire il passaggio delle vene perforanti (comprendendo il piede sono circa 300 in ogni arto, secondo la definizione dell’attuale nomenclatura). Le vene perforanti, facendo comunicare l’intero circolo venoso superficiale con la circolazione profonda sotto-fasciale, consentono al sangue venoso di poter essere aspirato all’interno del circolo venoso muscolare profondo, l’unico compartimento anatomico in grado di sviluppare idonea pressione antigravitazionale al ritorno venoso. Robustezza, spessore e struttura della fascia muscolare sono sempre proporzionate alla diversa forza contrattile di ogni muscolo : tale forza muscolare è massima proprio nelle efficienti strutture muscolari degli arti inferiori.Non deve dunque meravigliare che la fascia muscolare ceda strutturalmente proprio in tale sede nei soggetti predisposti. Assistiamo dunque ad un’inversione del flusso ematico dal circolo venoso profondo ed intramuscolare alle vene superficiali e constatiamo lo sfiancamento dei “numerosi fori della fascia muscolare” nelle sedi della patologia venosa superficiale rilevata sopra alla fascia muscolare : ho visualizzato e documentato video-fotograficamente i primi 2 anni di imaging tridimensionale sugli oltre 500 pazienti studiati con N.I.R. a 760 nm , evidenziando numerosi reflussi patologici venosi.
  • La mancanza del “Ferro ematico” o l’anemia sideropenia : non inficiano l’imaging diagnostico con luce Near Infrared Light a 760 nm. Per la valutazione chemiometrica dell’imaging con infrarosso è importante comprendere che non viene visualizzato il Ferro (quale Elemento Ferroso) né il valore quantitativo della sideremia ; non risulta inoltre influente la dimensione delle cellule dei globuli rossi (come ad esempio avviene nella microcitemia) ma sono le proprietà della QUALITA’ emoglobinica, valutate chemiometricamente come “DESOSSIGENAZIONE EMOGLOBINICA” del sangue venoso ad essere realmente visualizzabili.L’imaging qualitativo dipende dunque esclusivamente dalla presenza o meno dell’ ossigeno nell’emoglobina. Fisicamente ciò si traduce per la proprietà dell’eme venoso non ossigenato di poter catturare gli elettroni del fascio luminoso.Allo stesso modo potremmo chiederci se tale imaging chemiometrico sia inficiato da una cattiva ossigenazione (cioè da una scarsa “saturazione dell’ossigeno” ematico). Ma è importante ricordare che la valutazione di tali parametri avviene solo in base alle variabili “qualitative”. E’ dunque esclusivamente l’emoglobina desossigenata ad essere visualizzabile: la desossigenazione del sangue venoso è massimamente visualizzata a 760 nm secondo parametri chemiometrici di grande specificità. Dunque con diagrammi di definizione basati esclusivamente su variabili qualitative chimiche ed ove la variabile del coefficiente quantitativo non è parte in causa : sviluppando diagrammi di assorbimento, scattering e riflessione che condividono per tale considerazione modelli matematici qualitativi (non quantitativi). Dobbiamo ricordare che quanto per noi oggettivamente visibile è illuminato nella nostra atmosfera in un’ampio range di lunghezza d’onda, compreso nelle svariate sfumature di luce dei colori tra i 380 nm ed i 750 nm.
  • Vi è un dovere di certezza sulla variabilità delle “incertezze quali-quantitative” e sulla necessità di “reset” delle altrerazioni indotte nel valutare “parametri di ordine quali-quantitativo” :
    • ad esempio alla luce visibile se vi è nebbia un oggetto ci apparirà inevitabilmente sfuocato. Ma anche se siamo fortemente miopi esso potrà apparire altrettanto sfuocato. Se vi è invece un disturbo visivo quale una grave opacità del cristallino sicuramente non potremo neanche vedere tale oggetto: cosa fare per valutare eventuali alterazioni dei parametri quali-quantitativi dell’imaging visibile ?
    • Normalmente ricorreremmo alla visita oculistica, affinchè si possa misurare tecnicamente e correggere il disturbo visivo.
    • L’imaging ad infrarossi visualizza però soltanto la specifica lunghezza d’onda non visibile di 760 nm e che può esaminare, indipendentemente da rare alterazioni dei parametri “quantitativi”, solo particolari, determinate strutture chimiche con modalità definita chemiometrica. La “variabile qualii-quantitativa” dell’equazione dei parametri esaminati può pertanto essere alterata dall’eventuale inefficienza del visore o dell’elaborazione di imaging o dalla forte interferenza di campi elettromagnetici esterni.
    • Dunque, come nel precedente esempio relativo alla “visita oculistica” della normale visione, essa sarebbe con gli infrarossi eseguita con la necessaria “taratura e reset” quotidiano del visore stesso : tale procedura risulta semplice e della durata di pochi minuti, consentendo così la corretta valutazione e correttezza di tutti i parametri dell’analisi ottico-spettrale.
    • Ciò affinchè si possa disporre sempre di un’effettiva perfezione di imaging, costantemente corretto (in ordine all’elevata e costante quantità e qualità di luce emessa, di luce proiettata e successivamente rielaborata digitalmente, di messa a fuoco, di estensione esatta dell’area di imaging, oltre alla sua proiezione proporzionata che verrà infine proiettata sulla cute con gli eventuali reflussi venosi).
  • Anche la postura in “clino -ortostatismo” e nelle manovre di attivazione come ad esempio quella di Valsalva ( così come già dimostrato anche nei lavori medico-scientifici per la stessa diagnostica flebografica delle insufficienze venose safeniche ed extrasafeniche) si è dimostrata essere del tutto ininfluente anche nella stessa valutazione chemiometrica. Ciò è stato documentato con l’imaging ottenuto in assenza di reflusso e documentato in pazienti estremamente longilinei per l’ideale superficialità della fascia muscolare (vedere Gallery: Imaging Diagnostico con la chemiometria N.I.L )
  • Prospettive di imaging integrativo non invasivo : con la luce N.I.L. a 760 nm abbiamo la possibilità di essere più autonomi nel nostro lavoro flebologico terapeutico quotidiano, di contribuire ad integrare l’ecoduplex con un’Imaging del solo reflusso venoso patologico superficiale e non operatore dipendente. Ritengo di poter aggiungere che nell’ interesse terapeutico sia utile abituarsi ad una visione tridimensionale della fascia e dei suoi reflussi soprafasciali, con visibilità delle vene perforanti incontinenti priva di manovre operatore dipendente.
    • per comprendere l’ importanza che la robusta fascia muscolare gioca nel rendere efficace l’azione della pompa muscolare nello sviluppo del nostro movimento oltre che sulle vene muscolari stesse.
    • per comprendere il ruolo reale delle vene perforanti la fascia muscolare e che ci porta ad una visione tridimensionale (come nelle TC a 3D con flebografia) poichè è ad esse che spetta il ruolo di alternare la pressione della contrazione muscolare (sulle vene muscolari) e l’immediata decompressione muscolare che ne consegue.
    • per comprendere la necessità di visualizzare tali vene perforanti nelle sedi anche più atipiche ed inaccessibili, sopratutto per una sonda ad ultrasuoni, come ad esempio in prossimità della cresta tibiale ossea, del ginocchio, del piede, della regione surale e del tendine d’Achille per dare loro l’adeguata risposta terapeutica, essendo di frequente riscontro tra i pazienti.
    • per comprendere che le caratteristiche di “struttura,tenuta e tensione anelastica” della spessa fascia muscolare, sono causali non solo per un’efficace azione muscolare ma per l’efficacia del ritorno venoso antigravitazionale degli arti inferiori : anche per questa ragione la fascia muscolare è molto più consistente e robusta nella forte muscolatura degli arti inferiori, realizzando svariati modelli patologici del suo “cedimento strutturale”, che ben si prestano ad un loro studio tridimensionale con l’infrarosso, per l’elevata definizione strutturale e la relativa rapidità che un tale accurato tipo di esame consente, restituendoci una visione integrata delle problematiche anatomiche e fisiopatologiche che ci è consentito poter dedurre dall’imaging, confortato dalle valutazioni ecocolordoppler e terapeutiche.