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ⓘ Laser Doppler




Laser Doppler
                                     

ⓘ Laser Doppler

La velocimetria laser Doppler, chiamata anche anemometria laser Doppler, è una tecnica utilizzata per rilevare la velocità di un fluido utilizzando luce laser. Valuta la variazione di lunghezza donda o di frequenza dei fotoni che hanno "colpito" dei corpuscoli in movimento.

                                     

1. Tecnica

Il tipo solitamente usato è un laser a ioni di Argon o Elio-Neon, con una potenza che varia dai 10mW ai 20W.

Minore è la lunghezza donda, minore è la profondità di rilevazione del segnale. Con la lunghezza donda più frequentemente utilizzata, cioè 780 nanomentri, la profondità di lettura è di circa 1 mm.

                                     

1.1. Tecnica Pro e contro

Lindubbio vantaggio di questa tecnica è la possibilità di misurare la velocità senza alcun contatto con il materiale anche se è necessaria una sufficiente trasparenza dello stesso per permettere al raggio laser di raggiungere il ricevitore. Laltro vantaggio a differenza delle altre tecniche è la risposta in frequenza molto elevata anche se la precisione della misura è particolarmente dipendente dal corretto allineamento tra la sorgente e il fotoricettore.

Il costo di questa tecnologia risulta essere ancora molto elevata, limitandone di fatto luso ad applicazioni molto particolari. Il costo è causato spesso dalla necessità di avere sofisticati calcolatori per elaborare in tempo rapido tutti i dati

                                     

2. Uso in medicina

In medicina, il laser Doppler è in pratica un "Doppler del microcircolo", che consente di valutare la funzionalità del distretto microcircolatorio. La tradizionale e più diffusa ecografia Doppler consente di valutare la velocità di flusso intravascolare nel distretto macrocircolatorio, ma non fornisce alcuna informazione sul microcircolo. La lunghezza donda della luce laser utilizzata varia, a seconda del produttore, da 620 a 820 nanometri tra rosso e infrarosso. Sperimentalmente si utilizzano talvolta lunghezze donda inferiori.

In medicina viene definito "flussìmetro laser Doppler", e non velocimetro, in quanto il segnale analizzato non rappresenta soltanto la velocità, ma anche la massa dei globuli rossi che con il loro movimento hanno provocato leffetto Doppler. Il laser Doppler legge quindi la "perfusione" dei tessuti, secondo la formula semplificata: Perfusione = Vel X CMBC Concentration of Moving Blood Cells: Concentrazione delle cellule ematiche in movimento.

È stato dimostrato che la componente nutritizia capillare rilevata dal laser Doppler non è superiore al 10% del segnale totale. Il resto del segnale proviene da arteriole, venule, anastomosi arteriolo-venulari e in breve dalla componente del microcircolo considerata preposta alla termoregolazione.

Lutilità clinica del laser Doppler in medicina è discussa. Viene utilizzato ad esempio nel monitoraggio postoperatorio dei lembi in chirurgia ricostruttiva per rilevare precocemente un problema ischemico, e nella patologia vascolare periferica per completare le informazioni fornite da altre metodiche.

Tipico esempio è luso combinato con lossimetria transcutanea tcpO2. La tcpO2 potrebbe risultare falsamente bassa a causa di edema, e non di ischemia grave. In questo modo il laser Doppler potrebbe meglio orientare il tipo di terapia conservativa o demolitiva, scelto dal medico ed eventualmente aiutare nella determinazione del livello di amputazione. Consente inoltre di valutare in modo oggettivo lefficacia di tutte le terapie mirate ad un ripristino della adeguata perfusione dei tessuti.

Il laser Doppler viene utilizzato anche per valutare la disfunzione endoteliale, osservando la risposta del microcircolo cutaneo a stimoli come il riscaldamento locale, liperemia reattiva post-occlusiva, lapplicazione con iontoforesi di sostanze vasoattive come lacetilcolina.

In ricerca, è uno strumento essenziale per la valutazione in vivo dellangiogenesi.



                                     

2.1. Uso in medicina Laser Doppler Imager

Il principio del laser Doppler consiste nella valutazione delleffetto Doppler manifestato dalla luce laser quando i fotoni colpiscono i globuli rossi in movimento. Nel laser Doppler imager a differenza del più diffuso laser Doppler a fibra ottica, nel quale la luce laser viene trasportata al tessuto da una sonda a fibre ottiche, non cè alcun contatto tra sorgente laser e tessuto in esame. Il raggio laser effettua una scansione dellarea stabilita, e la luce riflessa viene raccolta da un fotorilevatore posto nel dispositivo di scansione. La distanza tra dispositivo di scansione e tessuto può variare da 15 a 50 cm. Lelaborazione dei dati prodotti dalla luce riflessa, ed in particolare della componente che ha subito un effetto Doppler, genera una mappa colorata che rappresenta la distribuzione della perfusione ematica della superficie del tessuto scansionato.

Il laser Doppler imager viene utilizzato in particolare per studi sullangiogenesi, sulla disfunzione endoteliale, sulle ulcere cutanee, per la valutazione di prodotti farmaceutici o cosmetologici ad applicazione locale, per lo studio delle ustioni.

                                     
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