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Ottimizzazione di un'immagine ecografica

Daquan Xu, Shaun De Meirsman e Ruben Schreurs

INTRODUZIONE

L'ottimizzazione di un'immagine ecografica è un'abilità essenziale durante il blocco nervoso ecoguidato. Anatomicamente, un nervo periferico si trova sempre in prossimità di un'arteria tra gli strati fasciali. L'ecostruttura del nervo normale mostra un pattern iperecogeno, ipoecogeno o a nido d'ape (Figura 1).

FIGURA 1. Ecostruttura dei nervi periferici. (Riprodotto con il permesso di Hadzic A: Peripheral Nerve Blocks and Anatomy for Ultrasound-Guided Regional Anesthesia, 2a ed. New York: McGraw-Hill, Inc.; 2011.)

Esistono diversi passaggi di scansione per ottenere un'immagine nervosa adeguata, inclusa la selezione delle modalità ecografiche, la regolazione dei tasti funzione, la visualizzazione dell'ago e l'interpretazione degli artefatti dell'immagine.

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• Spesso è più facile identificare strutture facilmente riconoscibili in prossimità del nervo, quindi cercare le strutture nervose in anticipo.

Le modalità di imaging ecografico comuni utilizzate per la diagnostica medica, come l'imaging convenzionale, l'imaging composto e l'imaging armonico dei tessuti (THI) possono essere utilizzate nell'imaging dei nervi periferici. L'immagine convenzionale è generata da un raggio angolare a elemento singolo a una frequenza primaria designata dal trasduttore. L'imaging composto viene implementato acquisendo diversi fotogrammi (di solito da tre a nove) sovrapposti da frequenze diverse o da angolazioni diverse. THI acquisisce le informazioni dalle frequenze armoniche generate dalla trasmissione del fascio di ultrasuoni attraverso i tessuti. Le frequenze armoniche sono multipli della frequenza primaria. Il THI migliora la risoluzione assiale e il rilevamento dei confini sopprimendo i segnali di scattering dalle interfacce tissutali, in particolare per i pazienti obesi.

Attualmente, THI è stata impostata come modalità predefinita da molti, se non dalla maggior parte, dei produttori statunitensi. L'imaging composto con THI può fornire immagini con risoluzione, penetrazione e interfacce e miglioramento dei margini migliori rispetto all'ecografia convenzionale. In Figura 2, sia l'imaging composto che l'imaging convenzionale sono stati impiegati per visualizzare un plesso brachiale interscalenico. Esiste una chiara definizione del margine di due strutture nervose ipoecogene di forma ovale nell'imaging composto; la risoluzione del contrasto tra il muscolo scaleno anteriore e il tessuto adiposo circostante è aumentata rispetto all'imaging convenzionale.

FIGURA 2. Esempi di qualità dell'immagine tipicamente ottenuti con l'imaging convenzionale rispetto a quello composto. (Riprodotto con il permesso di Hadzic A: Peripheral Nerve Blocks and Anatomy for Ultrasound-Guided Regional Anesthesia, 2a ed. New York: McGraw-Hill, Inc.; 2011.)

Cinque tasti funzione su una macchina ad ultrasuoni sono di importanza cruciale per ottenere un'immagine ottimale durante l'esecuzione dell'imaging del nervo periferico (Figura 3).

  1. Profondità: la profondità del nervo è la prima considerazione quando viene eseguito un blocco nervoso ecoguidato.
    I rami nervosi periferici hanno una grande variazione di profondità, che dipende dall'habitus dei pazienti; l'impostazione ottimale della profondità può fornire buone proprietà di messa a fuoco per l'imaging. Tabella 1 raccomanda le impostazioni iniziali di profondità e frequenza per i comuni blocchi nervosi periferici. Il nervo bersaglio dovrebbe essere al centro dell'ecografia perché non solo ha la migliore risoluzione del nervo ma rivela anche le altre strutture anatomiche nelle vicinanze del nervo. Ad esempio, l'ecografia durante il blocco del plesso brachiale sopraclavicolare o infraclavicolare deve richiedere l'osservazione simultanea della prima costola e della pleura per evitare la puntura del polmone con l'ago.
  2. Frequenza: è necessario selezionare il trasduttore a ultrasuoni con la gamma di frequenza ottimale per visualizzare al meglio i nervi bersaglio. L'energia ultrasonica viene assorbita gradualmente dal tessuto trasmesso; maggiore è la frequenza degli ultrasuoni, più rapido è l'assorbimento e minore è la propagazione a distanza. Pertanto, un trasduttore a bassa frequenza viene utilizzato per scansionare le strutture in una posizione più profonda; sfortunatamente, questo è a scapito della ridotta risoluzione dell'immagine. In alcuni casi particolari, come il blocco del plesso lombare, un trasduttore a bassa frequenza con impostazione Doppler è utile per identificare la vascolarizzazione vicino al plesso lombare nei pazienti obesi.
  3. Messa a fuoco: la risoluzione laterale può essere migliorata scegliendo una frequenza più alta e focalizzando il fascio di ultrasuoni.
    Nella pratica clinica, il focus è regolato a livello del nervo bersaglio; la migliore qualità dell'immagine per un dato nervo si ottiene scegliendo un appropriato trasduttore di frequenza e la zona focale (Figura 4A). Inoltre, quando possibile, selezionando non più di due zone di messa a fuoco si ottiene un'immagine migliore perché più zone focali possono rallentare la frequenza dei fotogrammi e diminuire la risoluzione temporale.
  4. Guadagno: la luminosità dello schermo può essere regolata manualmente tramite due pulsanti funzione - guadagno e compensazione del guadagno di tempo (TGC) - su macchine a ultrasuoni dotate di TGC integrato. Un guadagno eccessivo o inadeguato può causare la sfocatura dei confini dei tessuti e la perdita di informazioni. Il guadagno ottimale per la scansione dei nervi periferici è in genere il guadagno al quale si ottiene il miglior contrasto tra i muscoli e il tessuto connettivo adiacente. Questo perché i muscoli sono un tessuto ben vascolarizzato investito di fibre di tessuto connettivo, mentre la trama dell'eco del tessuto connettivo è simile a quella dei nervi. Inoltre, l'aumento del guadagno al di sotto della messa a fuoco funziona bene con il controllo TGC per visualizzare sia il nervo bersaglio che le strutture sotto di esso. Figura 4B mostra la stessa sezione con il guadagno e le impostazioni TGC sia corretti che errati. I cursori TGC allineati in una curva possono portare a un'immagine desiderabile con un guadagno appropriato.
    5. Doppler: nell'anestesia regionale, l'ecografia Doppler viene utilizzata per rilevare le strutture vascolari o la posizione della diffusione dell'iniezione di anestetico locale. È meglio impostare la scala della velocità Doppler tra 15 e 35 cm/s per ridurre l'aliasing dell'imaging color Doppler e gli artefatti del colore (Figura 5). Da notare, il power Doppler è più sensibile per rilevare il flusso sanguigno rispetto al color Doppler. La dimensione del gate è un'altra impostazione comune quando si utilizza il color Doppler. Dovrebbe essere il più piccolo possibile per sovrapporre l'area di interesse. Un piccolo gate appropriato non solo può escludere segnali distraenti dai tessuti adiacenti, ma può anche migliorare la risoluzione temporale aumentando il frame rate.

FIGURA 3. Ottimizzazione di un'immagine ecografica utilizzando cinque regolazioni funzionali chiave e suggerimenti specifici sulla regolazione della messa a fuoco e del guadagno. Alcuni modelli di ultrasuoni sono specificamente ottimizzati per l'applicazione di anestesia regionale e potrebbero non incorporare la messa a fuoco regolabile dall'utente o la compensazione del guadagno di tempo (TGC). (Riprodotto con il permesso di Hadzic A: Peripheral Nerve Blocks and Anatomy for Ultrasound-Guided Regional Anesthesia, 2a ed. New York: McGraw-Hill, Inc.; 2011.)

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• Quando viene applicata una pressione eccessiva sul trasduttore durante l'imaging, i vasi di piccole e medie dimensioni possono collassare e non essere rilevati con il Doppler.

TABELLA 1. Profondità e frequenza di imaging ottimali suggerite per i comuni blocchi nervosi periferici.

Profondità del campo
(Cm)
Frequenza
(MHz)
Blocchi periferici
<2.0 12-15Polso, blocco caviglia
2.0-3.010-12Interscaleno, sopraclavicolare,
plesso brachiale ascellare
bloccare
3.0-4.010-12Blocco del nervo femorale, blocco TAP
4.0-7.05-10Infraclavicolare, poplitea,
nervo sciatico sottogluteo
blocchi
7.0-10.05-10Pudendo, sciatico dei glutei
nervo, blocco del plesso lombare
> 10.03-5Approccio anteriore alla sciatica
nervo, blocco gangliare celiaco
Fonte: Riprodotto con il permesso di Hadzic A: Blocchi nervosi periferici e anatomia di Hadzic per anestesia regionale ecoguidata, 2a ed. New York: McGraw-Hill, Inc.; 2011.

 

FIGURA 4. A: La messa a fuoco riduce l'ampiezza del fascio di ultrasuoni per migliorare la risoluzione e la sensibilità laterali. Vengono mostrati tre esempi di messa a fuoco durante l'imaging del nervo sciatico: sotto il nervo, a livello del nervo e superficiale al nervo. B: Guadagno ottimale e non corretto e impostazioni TGC. (Riprodotto con il permesso di Hadzic A: Peripheral Nerve Blocks and Anatomy for Ultrasound-Guided Regional Anesthesia, 2a ed. New York: McGraw-Hill, Inc.; 2011.)

 

FIGURA 5. L'aliasing Color Doppler si verifica quando la scala di velocità per Color Doppler è impostata su un valore troppo basso.

 

Due tecniche di inserimento dell'ago rilevanti per la relazione agotrasduttore sono comunemente utilizzate nel blocco nervoso ecoguidato: le tecniche in-plane e out-of-plane (Figura 6). Una tecnica in-plane significa che l'ago è posizionato nel piano del fascio di ultrasuoni; di conseguenza, lo stelo dell'ago e la punta possono essere osservati nella vista longitudinale in tempo reale mentre l'ago viene fatto avanzare verso il nervo bersaglio.

FIGURA 6. Inserimento dell'ago nel piano e fuori piano e aspetto in un'immagine ecografica corrispondente.

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• I cateteri spesso non possono essere visualizzati dagli ultrasuoni perché si avvolgono all'interno delle guaine tissutali. La visualizzazione della diffusione dell'iniettato è il metodo più conveniente e importante per accertare la posizione della punta del catetere nel piano tissutale desiderato.

Quando il percorso dell'ago non è visibile sull'immagine, l'avanzamento dell'ago deve essere interrotto; inclinare, far scorrere o ruotare il trasduttore può portare il fascio di ultrasuoni in allineamento con l'ago. Inoltre, una leggera e veloce agitazione dell'ago e/o l'iniezione di una piccola quantità di iniettato possono aiutare a rappresentare la posizione dell'ago. La tecnica fuori piano prevede l'inserimento dell'ago perpendicolare o qualsiasi altro angolo rispetto al trasduttore rispetto al trasduttore.
Lo stelo dell'ago viene ripreso su un piano della sezione trasversale e spesso può essere identificato come un punto luminoso nell'immagine. La visualizzazione della punta dell'ago, tuttavia, richiede un maggiore grado di abilità. Il metodo utilizzato per visualizzare la punta dell'ago è il seguente: una volta visualizzato un punto luminoso (asta) nell'immagine, è possibile scuotere leggermente l'ago o inclinare il trasduttore nella direzione di inserimento dell'ago contemporaneamente finché il punto non scompare . Scuotere l'ago aiuta a differenziare l'eco come emanato dall'ago o dal tessuto circostante. L'ultima cattura del punto iperecogeno è la sua punta. Una piccola quantità di iniettato può essere utilizzata per confermare la posizione della punta dell'ago. Ogni volta che si utilizza l'iniezione per visualizzare la punta dell'ago, è necessario prestare attenzione per evitare resistenza (pressione) all'iniezione perché quando l'interfaccia ago-nervo non è ben visibile, c'è il rischio che l'ago sia contro il nervo o si inietti intrafascicolare .

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• Se la traiettoria dell'ago viene persa visivamente, l'operatore deve smettere di far avanzare l'ago e quindi inclinare il trasduttore per visualizzare l'ago.
• Quando la diffusione dell'anestetico locale non è visibile durante il processo di iniezione, l'operatore deve interrompere l'iniezione, inclinare il trasduttore e iniettare una piccola quantità di anestetico locale (o aria) per individuare la punta dell'ago e la diffusione dell'iniettato.

I blocchi nervosi periferici continui (CPNB) sono diventati una pratica comune; tuttavia, la visualizzazione della punta del catetere può essere difficile. La visualizzazione diretta della punta del catetere può essere ottenuta quando il catetere viene introdotto a una breve distanza dalla punta dell'ago (ad es. 2 cm oltre la punta dell'ago) (Figura 7).
Tuttavia, quando il catetere viene inserito a 3-5 cm oltre la punta dell'ago, l'ago, il nervo e il catetere non si trovano mai sullo stesso piano del fascio di ultrasuoni, rendendo così difficile l'immagine. Ci sono due modi per confermare la punta del catetere: (1) L'operatore può inclinare o far scorrere leggermente il trasduttore per vedere un "punto luminoso", che è la vista trasversale del catetere. La posizione della punta del catetere può essere rilevata osservando la diffusione di 1–2 ml di iniettato attraverso il catetere e l'uso del color Doppler può aiutare a visualizzare la diffusione in modo più significativo (Figure 8A e 8B). (2) In alcuni casi, il punto luminoso potrebbe non essere ovviamente visualizzato o garantito; l'operatore deve far scorrere il trasduttore entro una certa distanza dalla punta dell'ago, con la distanza basata sulla lunghezza del catetere infilato oltre la punta dell'ago. L'iniezione di 0.5 ml di aria può essere utile per accertare la posizione della punta del catetere con un forte contrasto ecoico sull'immagine ecografica (Figure 9A e 9B). L'ovvio inconveniente è che l'iniezione di aria può degradare l'immagine per altri scopi.

FIGURA 7. La punta del catetere può essere vista direttamente appena sotto il nervo femorale.

FIGURA 8. R: La posizione della punta del catetere può essere stimata osservando la diffusione dell'iniettato. B: Il doppler può essere utilizzato per confermare la posizione della diffusione.

 

FIGURA 9. R: La posizione della punta del catetere non può essere visualizzata prima che venga iniettata una piccola quantità di aria. B: La luminosità riconoscibile indica la posizione della punta del catetere quando vengono iniettati 0.3–0.5 ml di aria.

Gli artefatti a ultrasuoni si verificano comunemente e, di fatto, sono una parte intrinseca dell'imaging a ultrasuoni. Per definizione, un artefatto ecografico è qualsiasi aberrazione dell'immagine che non rappresenta le corrette strutture anatomiche. La maggior parte degli artefatti è indesiderabile e gli operatori devono imparare a riconoscerli durante il blocco nervoso. I cinque artefatti più comunemente osservati nella pratica dell'anestesia regionale (Figura 10) sono le seguenti:

 

FIGURA 10. Cinque artefatti ecografici comuni durante il blocco del nervo periferico ecoguidato. (Riprodotto con il permesso di Hadzic A: Peripheral Nerve Blocks and Anatomy for Ultrasound-Guided Regional Anesthesia, 2a ed. New York: McGraw-Hill, Inc.; 2011.)

1. L'ombreggiatura è un'attenuazione significativa del segnale ultrasonico in profondità nei tessuti e nelle strutture che assorbono o riflettono la maggior parte delle onde ultrasoniche, come ossa, calcificazioni o aria. Ciò si manifesta con un'area di eco debole o assente che appare come un'ombra sull'immagine dietro un'interfaccia luminosa e iperecogena. L'ombra acustica ha un valore diagnostico favorevole per il rilevamento di lesioni calcificate, come calcoli biliari, tessuto cicatriziale e simili. Tuttavia, l'ombra può interferire con la visualizzazione del nervo in anestesia regionale. Modificare il piano di scansione per trovare la migliore finestra acustica è la strategia migliore per evitare l'ombreggiatura quando necessario.

2. Il potenziamento si manifesta come ecogenicità eccessivamente intensa dietro un oggetto (una struttura piena di liquido, come un vaso o una cisti) che è meno attenuante rispetto ai tessuti molli circostanti. Il miglioramento si verifica quando i segnali dell'eco sono sovraamplificati in termini di luminosità sproporzionata rispetto all'intensità dell'eco alla stessa profondità. La scansione da diverse angolazioni o da diversi piani può aiutare a ridurre gli artefatti di ombreggiamento/potenziamento e a visualizzare il nervo bersaglio; l'uso del TGC automatico può anche rendere meno evidenti gli artefatti di miglioramento.

3. Il riverbero viene visualizzato sotto forma di echi lineari luminosi paralleli e equidistanti dietro i riflettori nel campo vicino dell'immagine. Gli echi multipli si verificano quando il fascio di ultrasuoni rimbalza ripetutamente tra le interfacce del trasduttore e un forte riflettore, soprattutto quando queste due interfacce sono parallele tra loro. Può essere attenuato o eliminato quando la direzione di scansione viene leggermente modificata o la frequenza degli ultrasuoni viene ridotta.

4. L'artefatto dell'immagine speculare risulta da un oggetto situato su un lato di un confine lineare altamente riflettente che agisce come uno "specchio" acustico, che appare anche sull'altro lato. Il trasduttore riceve sia echi diretti dall'oggetto che echi indiretti dallo specchio (Figura 11). Sia le immagini virtuali che quelle artificiali hanno una distanza uguale allo specchio da direzioni opposte. L'immagine artificiale duplicata è sempre meno luminosa e più profonda dell'immagine reale perché gli echi indiretti trasmettono una distanza maggiore e attenuano più energia dell'onda. La modifica della direzione di scansione può ridurre l'artefatto. L'errore di velocità è lo spostamento dell'interfaccia, causato dalla differenza della velocità effettiva degli ultrasuoni nei tessuti molli umani, rispetto alla velocità calibrata, che si presume essere una velocità costante di 1540 m/s impostata dal sistema ecografico. Di conseguenza, un riflettore viene spostato verso il trasduttore a causa di un errore significativo nei calcoli della distanza. L'artefatto inerente al processo di scansione non può essere completamente eliminato in tutti i casi manipolando dispositivi a ultrasuoni o modificando le impostazioni. Tuttavia, il riconoscimento e la comprensione degli artefatti degli ultrasuoni aiuta l'operatore a evitare interpretazioni errate delle immagini.

 

FIGURA 11. Artefatto dell'immagine speculare: il trasduttore riceve sia gli echi diretti dall'oggetto (1) sia gli echi indiretti dallo "specchio" (2).

PREPARAZIONE ALLA SCANSIONE

Un acronimo, SCANNING, può essere utilizzato dagli operatori per prepararsi alla scansione:
S: Forniture
C: Posizionamento comodo
R: Ambiente
N: Nome e procedura
N: Nomina trasduttore
I: Controllo delle infezioni
N: Notare l'orientamento laterale/mediale/superiore/inferiore sullo schermo
G: Guadagna profondità

1. Raccogliere forniture: tutte le apparecchiature necessarie per l'ecografia devono essere preparate. L'attrezzatura può variare leggermente a seconda dell'area da scansionare; tuttavia, alcune attrezzature necessarie includono quanto segue:
un. Macchina ad ultrasuoni
b. Coperture per trasduttori
c. Kit blocco nervoso, stimolatore nervoso
d. Carrello da lavoro sterile
e. Anestetico locale redatto ed etichettato
f. Quando possibile, collegare la macchina ad ultrasuoni alla presa di corrente per evitare che la macchina si spenga durante una procedura. Sebbene molti ecografi point-of-care siano dotati di batterie, queste si esauriscono durante la parte più importuna della procedura.

2. Posizione comoda del paziente: il paziente deve essere posizionato in modo tale che il paziente, l'anestesista, l'ecografo e il vassoio di blocco sterile siano tutti disposti ergonomicamente per consentire un'esecuzione della procedura efficiente in termini di tempo.
un. L'ecografo deve essere posizionato sul lato opposto del paziente rispetto all'operatore con lo schermo all'altezza degli occhi dell'operatore.
b. Il vassoio del blocco deve essere posizionato abbastanza vicino da consentire all'operatore di raggiungere facilmente ago, gel e altri materiali di consumo senza interferire con la procedura di scansione.

3. Impostazioni ambiente impostate nella stanza: regolare le luci nella stanza per visualizzare adeguatamente l'ecografo e il sito procedurale.
un. L'illuminazione soffusa ottimizza la visualizzazione dell'immagine sullo schermo; potrebbe essere necessaria più illuminazione per il sito procedurale.
b. Regolare le impostazioni della luce della stanza per consentire un'illuminazione adeguata a entrambe le aree, nonché per un monitoraggio sicuro del paziente.

4. Nome del paziente, procedura e sito della procedura: prima di eseguire una scansione, prendere un "timeout" per assicurarsi che le informazioni sul paziente siano corrette, l'operazione in corso sia confermata e il lato in cui viene eseguita la procedura sia convalidato . Il team della New York School of Regional Anesthesia (NYSORA) utilizza l'acronimo ECT per la procedura di timeout: E per le apparecchiature per il monitoraggio del paziente e il monitoraggio del nervo dell'ago; C per il consenso del paziente alla procedura; e T per il tempo necessario al time-out per identificare il paziente e garantire la corretta lateralità. Il controllo che le informazioni sul paziente siano inserite nell'ecografo e corrispondano alle informazioni sul braccialetto del paziente non solo conferma l'identità, ma consente anche di salvare le immagini durante il processo di scansione per la documentazione.

5. Seleziona trasduttore: selezionare il trasduttore che meglio si adatta alla procedura programmata. Un trasduttore lineare è il migliore per la scansione di strutture anatomiche superficiali; un trasduttore curvo (phased-array) visualizza un'immagine di settore ed è in genere migliore per strutture posizionate più in profondità. Un trasduttore a ultrasuoni per mazza da hockey è la scelta ideale per l'accesso vascolare o un blocco superficiale con spazio limitato, come un blocco della caviglia.

6. Disinfezione: disinfettare la pelle del paziente utilizzando una soluzione disinfettante per ridurre il rischio di contaminazione e infezione.

7. Orientare il trasduttore e applicare il gel: l'operatore deve orientare il trasduttore in modo che corrisponda all'orientamento mediale-laterale del paziente. Questo non è convenzionalmente fatto da radiologi/ecografisti, ma è utile per le procedure di anestesia regionale orientate all'intervento.
un. Toccare un bordo del trasduttore per orientare il lato del trasduttore in modo che l'orientamento mediale-laterale del paziente corrisponda a quello sullo schermo.
b. Una quantità sufficiente di gel viene applicata sul trasduttore o sulla pelle del paziente per consentire la trasmissione degli ultrasuoni. In molti casi è possibile utilizzare un'abbondante quantità di soluzione disinfettante al posto del gel.
c. Una qualità insufficiente del gel ridurrà i tassi di assorbimento del riflesso e potrebbe comportare la visualizzazione di immagini poco chiare/sfocate sull'immagine ecografica.

8. Posizionare il trasduttore sulla pelle del paziente e regolare le impostazioni dell'ecografo:
un. Il guadagno deve essere regolato con l'impostazione generale del guadagno o utilizzando il TGC.
b. La profondità viene regolata per ottimizzare l'imaging delle strutture di interesse.
c. Se disponibile, livello del punto di messa a fuoco.
d. La modalità di scansione può essere commutata per facilitare il riconoscimento delle strutture, se necessario. Il Power Doppler può aiutare a rappresentare i vasi sanguigni; la modalità colore può distinguere tra arterie e vene.

MANOVRE DEL TRASDUTTORE

RIFERIMENTI

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  • Tempkin BB: Scansione a ultrasuoni: principi e protocolli, 3a ed. Saunders Elsevier, 2009.
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  • Bushberg JT, Seibert JA, Leidholdt E Jr, Boone JM. Qualità dell'immagine a ultrasuoni e artefatti. In The Essential Physics of Medical Imaging, 3a ed. Lippincott Williams & Wilkins, 2012, pp 560–567.