la sosta di sicurezza- pagina 4

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Il rilevamento Doppler – Carlo Amoretti

Nell’articolo Haven e Doppler si parla dei rilevamenti eseguiti in occasione della recente immersione UTR sul relitto della superpetroliera di Arenzano, ma cos’è il Doppler?, come funziona?, perchè lo si usa? che rumore fa? cosa sono i “gradi Spencer”? questo articolo cerchèrà di rispondere in modo semplice a questi ed altri interrogativi.

Per gli esempi si fa uso di file sonori in formato RealAudio™ quindi se già non lo avete dovete procurarvi un riproduttore adatto.

L’effetto Doppler si riferisce a quel fenomeno che si verifica ogni volte in cui si ha una sorgente sonora in movimento rispetto all’osservatore (o viceversa). Quando la sorgente si avvicina il suono si fa più acuto mentre quando si allontana diviene più basso. Questo si verifica in quanto i fronti delle onde sonore emesse dalla sorgente (punto verde in figura) risultano ravvicinati dalla parte del senso di movimento (freccia) e distanziati dalla parte opposta, così per l’ascoltatore in posizione A il suono sembrerà avere una minore lunghezza d’onda ed una maggiore frequenza (più alto) mentre per un ascoltatore in posizione B il suono apparirà come con maggiore lunghezza d’onda e minore frequenza.

Potrà sembrare strano che questo fenomeno abbia qualcosa a che vedere con il monitoraggio delle bolle, in quanto queste si muovono nella circolazione ma non emettono onde sonore. Per poter sfruttare l’effetto Doppler si ricorre allora all’utilizzo degli ultrasuoni. I suoni appartenenti a questa fascia di frequenza (tra 20000 e 109 Hertz) presentano particolari caratteristiche che li rendono ideali per l’uso diagnostico; essi, infatti, sono altamente direzionali, facilemente focalizzati, hanno lunghezze d’onda corte che determinano una buona risoluzione per piccole strutture ed esibiscono una elevata riflessione in corrispondenza delle interfacce liquido/gas. Quest’ultima proprietà è quella che li rende ottimi per il rilevamento delle bolle, il cui limite esterno non è altro che un’interfaccia tra il gas contenuto nella bolla ed i liquidi biologici circostanti. Negli apparecchi doppler gli ultrasuoni vengono prodotti da un cristallo piezoelettrico di titanio, bario o piombo rivestito, il fascio di ultrasuoni prodotto si riflette sulle componenti particolate del sangue (globuli rossi e bianchi) e sulle eventuali bolle presenti, l’intensità del segnale riflesso è proporzionale alla frequenza del fascio incidente, inoltre entrano in gioco vari fattori come la velocità della cellula o bolla, le loro proprietà di riflessione e l’angolo tra il percorso della bolla o cellula e quello dell’onda. Come abbiamo appena visto le bolle rappresentanto una superficie con un indice di riflessione molto alto, e molto superiore rispetto a quello delle cellule del sangue. Di conseguenza quando le onde vengono riflesse dalla bolla si ottenfono dei segnali intensi ad alta frequenza, spesso denominati “pigolii”, evidentemente udibili sopra il rumore di fondo dovuto alla circolazione del sangue.

Spencer nel 1971 ha proposto una classificazione, presto adottata anche dagli altri ricercatori fino ad essere oggi un riferimento comune, che distingue la quantità di bolle in base al numero di pigolii udibili in correlazione con i cicli sistole/diastole. La classificazione di Spencer prevede quindi quattro diversi gradi che permettono di distinguere i rilevamenti, seguono le descrizioni dei quattro livelli, cliccando sul bottone a destra di ogni paragrafo è possibile ascoltare un campione di registrazione che esemplifica ciò che si sente durante il rilevamento Doppler. ATTENZIONE: dopo aver cliccato sul bottone play possono trascorrere da 5 a 15 secondi (a seconda della velocità di connessione) prima che si inizi a sentire il clip audio.

GRADO 0
Nessun segnale.

 

GRADO 1
Segnali singoli sporadici, la maggioranza dei cicli cardiaci ne è priva.

 

GRADO 2
Segnali singoli, multipli, o gruppi di segnali che interessano meno della metà dei cicli cardiaci durante un’osservazione di almeno un minuto.

 

GRADO 3
Segnali singoli o multipli avvertibili in ogni ciclo cardiaco.

 

GRADO 4
Segnali continui e intensi che arrivano a coprire i normali suoni cardiaci.

 

Nel campo della subacquea scientifica e commerciale, canadesi e giapponesi hanno sviluppato, negli anni settanta, dei protocolli di trattamento preventivo della MDD basati proprio sul grado Spencer di microbolle rilevato tramite doppler, li riportiamo esclusivamente a scopo informativo.

Grado Intervento
0 nessuna azione
1 o 2 somministrazione di ossigeno fino alla scomparsa del segnale, evitare di compiere nuove immersioni
da 3 a 5 somministrazione di ossigeno 100% o ricompressione in ossigeno a 2 ATA fino alla scomparsa del segnale, evitare di compiere nuove immersioni

L’uso delle rilevazioni doppler è anche uno dei cardini del progetto “Safe Dive” condotto dal DAN Europe, per maggiori informazioni visitate il sito.


Bibliografia:

Powell, Spencer, Von Ramm”Ultrasonic Surveillance of Decompression” in Bennet and Elliot “The Physiology and Medicine of Diving”
Cali-Corleo, Marroni, S. Bani “Research Field Operator Manual” – DAN Europe Research



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