Course Syllabus
Obiettivi
Il corso si propone di fornire le basi di fisiopatologia, semeiotica, clinica e trattamento delle patologie acute e croniche dell'apprato cardiovascolare e respiratorio
Contenuti sintetici
Anatomia cardiovascolare
Fisiologia apparato cardiovascolare e respiratorio
Farmacologia
Anatomia patologica
Diagnostica per immagini
Cardiologia
Cardiochirurgia
Chirurgia vascolare
Emergenza
Fluidodinamica
Pneumologia
Programma esteso
ANATOMIA DEL CUORE E DEL SISTEMA CIRCOLATORIO
- Concetti anatomici correlati allo sviluppo del cuore
- Il cuore: concetti di base riguardanti cardiomiociti, tessuto connettivo, nodo senoatriale e tessuto di conduzione
- Concetti anatomici correlati alle camere cardiache e al pericardio
- Concetti anatomici correlati agli apparati valvolari del cuore
- Concetti anatomici correlati alla circolazione sistemica e polmonare
ANATOMIA DEL TORACE E DEI POLMONI - Concetti anatomici correlati all'embriologia e allo sviluppo del polmone, della pleura e della parete toracica
- Parete toracica: punti di riferimento anteriori e posteriori e bordo anatomico
- Mediastino e cavità toracica: punti di riferimento, contenuto degli organi e relazioni
- Anatomia macroscopica e microscopica della pleura
- Il polmone: concetti di base riguardanti la struttura anatomica normale
- Istologia normale del sistema respiratorio: struttura, anatomia microscopica della trachea, albero bronchiale e unità funzionale del polmone: il lobulo polmonare secondario
- Concetti anatomici correlati al polmone e all'albero tracheobronchiale, concetti di base dell'endoscopia bronchiale
- Concetti anatomici correlati alla circolazione polmonare e linfatica
- Laringe e sistema nervoso della parete toracica, albero respiratorio e diaframma
FISIOLOGIA - Il cuore
Aspetti strutturali e funzionali dell'eccitazione cardiaca - il ciclo elettrico (con riferimento all'ECG)
Aspetti strutturali e funzionali dell'accoppiamento eccitazione-contrazione cardiaca e della sua modulazione (inotropia, lusitropia) - Il ciclo meccanico cardiaco (sui piani pressione/tempo e pressione/volume) - definizione delle funzioni "sistolica" e "diastolica" e del loro accoppiamento.
- Lavoro cardiaco "meccanico" e "chimico" - relazione con il consumo cardiaco di O2 (efficienza miocardica)
- Adattamento cardiaco ai cambiamenti di precarico e postcarico in salute e malattia
- Principi delle misurazioni funzionali cardiache (sistoliche e diastoliche) (invasive e di imaging).
- La circolazione sistemica:. Dinamica delle grandi arterie: meccanismo Windkessel, impulso di pressione e sua propagazione
Piccole arterie: regolazione della resistenza periferica (intrinseca, neurale, paracrina)
Relazione sistemica pressione/flusso
Determinanti dell'equilibrio filtrazione/riassorbimento capillare - meccanismi di "edema"
Meccanismi di ritorno venoso (mantenimento e regolazione del precarico) - La circolazione coronaria
Vasi subepicardici e intramurali
Profili di flusso sinistro vs destro - flusso fasico del ventricolo sinistro
Stress di parete e compressione extravascolare - concetto di "pressione di chiusura"
Riserva di flusso coronarico e suo reclutamento
Regolazione paracrina e neurale (ridondanza e feed-forward)
Flusso coronarico durante l'esercizio (conseguenze dell'ostruzione prossimale) - La circolazione polmonare
Peculiarità struttura-funzione
Resistenza vascolare polmonare: definizione, regolazione e misurazione - Regolazione della funzione cardiovascolare
Omeostasi pressione/volume (neurale ed endocrina)
Adattamento a richiesta fisiologica (esercizio, gravità, gravidanza ecc.)
FARMACOLOGIA - Panoramica generale della terapia farmacologica per le malattie cardiovascolari
- Terapie anti-ischemiche e antianginose
- Terapie anti-ipertensive (agenti beta-bloccanti, calcioantagonisti, inibitori del sistema renina-angiotensina-aldosterone, diuretici)
- Agenti antitrombotici (anticoagulazione acuta e cronica, fibrinolitici) - breve panoramica, come già discusso nelle malattie onco-ematologiche
- Agenti antipiastrinici - breve panoramica, come già discusso nelle malattie onco-ematologiche
- Terapie modificatrici dei lipidi (statine, fibrati, ezetimibe) - breve panoramica, come già discusso nelle malattie onco-ematologiche
- Farmaci anti-aritmici
- Trattamento dell'insufficienza cardiaca acuta e cronica
- Prodotti naturali nella medicina cardiovascolare
- Rischio contributivo e gestione delle comorbilità nell'insufficienza cardiaca cronica
- Farmaci non cardiaci che influenzano il cuore
- Trattamento dell'asma e della broncopneumopatia cronica ostruttiva
DIAGNOSTICA - Esame cardiovascolare
- Elettrocardiografia
- Test da sforzo cardiopolmonare e test di funzionalità polmonare
- Modalità di imaging non invasive: panoramica e selezione
- Ecocardiografia transtoracica ed ecografia polmonare
- Ecocardiografia da sforzo e transesofagea
- Radiografia cardiaca e tomografia computerizzata
- Risonanza magnetica cardiaca
- Imaging nucleare e tomografia a emissione di positroni
- Imaging invasivo ed emodinamica
CARDIOLOGIA - Aritmie
- Sincope
- Ipertensione
- Sindromi aortiche
- Cardiopatia valvolare
- Endocardite infettiva
- Miocardite
- Cardiopatia ischemica cronica
- Sindromi coronariche acute
- Cardiologia interventistica
- Cardiomiopatie
- Insufficienza cardiaca
- Malattie pericardiche
- Embolia polmonare
- Ipertensione polmonare
- Insufficienza ventricolare destra e cuore polmonare
- Cardiopatie congenite dell'adulto
- Tumori cardiaci
- Adattamento del sistema cardiovascolare a varie condizioni fisiologiche (invecchiamento, esercizio fisico, gravidanza, alta quota)
CHIRURGIA CARDIACA - Concetti anatomici
- Concetti di base sul trattamento delle malattie coronariche.
- Concetti di base sul trattamento delle malattie mitraliche, aortiche e tricuspidaliche.
- Concetti di base sul trattamento delle malattie cardiache congenite.
CHIRURGIA VASCOLARE - Aterosclerosi e placche vulnerabili: rottura della placca, embolizzazione e trombosi.
- Valutazione clinica dei pazienti con malattia vascolare. Polsi arteriosi.
- Aterosclerosi carotidea. Valutazione della morfologia della placca carotidea e tasso di stenosi carotidea. Definizione di placca carotidea sintomatica. Trattamento chirurgico ed endovascolare della stenosi carotidea.
- Sindrome da furto della succlavia (SSS).
- Sindrome dello stretto toracico (TOS).
- Malattia arteriosa periferica (PAD). Sindrome di Leriche. Ulcere arteriose. Rivascolarizzazione degli arti inferiori.
- Ipoperfusione, ipossia, ischemia e necrosi. Ischemia acuta degli arti. Sindromi compartimentali. Lesione da ischemia-riperfusione
- Aneurismi aortici. Aneurismi aortici addominali rotti. Indicazione al trattamento. Trattamento chirurgico ed endovascolare
- Pseudoaneurismi post-cateterizzazione. Pseudoaneurismi traumatici e lesione aortica contusiva
- Aneurismi micotici.
- Sindromi aortiche acute. Dissezioni aortiche, classificazione, fisiopatologia, gestione. Ematoma intramurale (IMH). Ulcera aortica penetrante (PAU)
- Trombosi venosa profonda. Triade di Virchow. Trombosi venosa superficiale e flebite. Ulcere venose.
- Insufficienza venosa cronica. Classificazione CEAP. Trattamento conservativo, elastocompressivo, chirurgico e termoablante.
- Diagnosi differenziale di edema, dolore e infiammazione degli arti inferiori.
- Fenomeno di Raynaud
EMERGENZA - Cause di arresto cardiocircolatorio e trattamento: Basic Life Support e Defibrillazione (BLS-D), principi di Advanced Cardiac Life Support (ACLS). Principi di Extracorporeal Life Support (ECLS);
- Definizione e classificazione dei tipi di shock e focus su Shock cardiogeno, fisiopatologia, presentazione clinica e trattamento;
- Shock ostruttivo: focus sulle cause di Tamponamento cardiaco, fisiopatologia, presentazione clinica e trattamento;
- Cause di dissezione aortica, classificazione, presentazione clinica e trattamento medico prima dell'intervento chirurgico;
- Cause di Embolia polmonare, cuore polmonare acuto, fisiopatologia, presentazione clinica e trattamento;
- Cause di insufficienza respiratoria acuta e presentazione clinica dell'ARDS e principi di trattamento
MODELLAZIONE E SIMULAZIONE - Concetti di base della fluidodinamica del sangue nei vasi.
- Proprietà del sangue e dei vasi.
- Caduta di pressione e viscosità.
- Sollecitazione di taglio.
- Leggi di conservazione della massa, quantità di moto e bilancio energetico.
- Descrizione dei parametri concentrati del flusso sanguigno.
- Flusso sanguigno pulsatile.
PNEUMOLOGIA - Test diagnostici specifici per disturbi respiratori: endoscopia respiratoria, test di funzionalità polmonare, imaging del torace, insufficienza respiratoria acuta e cronica, inclusa l'interpretazione dell'analisi dei gas nel sangue
- Prevenzione e diagnosi di infezioni polmonari, tra cui polmonite e tubercolosi
- Malattie polmonari croniche, tra cui asma, BPCO, bronchiectasie e fibrosi cistica. 98. Malattie pleuriche, tra cui pneumotorace, versamento pleurico, infezioni pleuriche e tumori pleurici (mesotelioma)
- Conoscenze di base su imaging e procedure pleuriche
- Disturbi polmonari interstiziali, tra cui sarcoidosi e fibrosi polmonare idiopatica
- Epidemiologia, diagnosi e stadiazione dei tumori pleurici e polmonari
- Principi di cessazione del fumo e malattie polmonari correlate al fumo
- Principi di palliazione nelle malattie polmonari croniche
- Linee guida diagnostiche di medicina basata sulle prove delle principali malattie polmonari.
Prerequisiti
Conoscenze di base di fondamenti di biologia, genetica, anatomia, istologia, fisiologia e fisiopatologia dei sistemi cardiovascolare e respiratorio e farmacologia generale.
Lingua inglese
Modalità didattica
lezioni frontali (circa 60%) e interazioni con glòi studenti (lettura tracciati e imaagini diagnostiche, discussione casi clinici).
Tutte le attività saranno svolte in lingua Inglese
Materiale didattico
• HUMAN ANATOMY: A CLINICALLY ORIENTATED APPROACH. Edi Ermes
• Goodman and Gilman's The pharmacological basis of therapeutics, 13th ed. (2018) McGraw-Hill Education.
• Kumar V, Abbas A K, Aster J C; Robbins and Cotran Pathologic Basis of Disease Elsevier, 10th ed
• Lilly LS. Pathophysiology of Heart Disease. 6th Edition. 2016 Wolter Kluwer
• Harrison’s Principles of Internal Medicine 20th Edition 2018, McGraw-Hill
• Hurst’s The Heart 14th Edition 2017, McGraw-Hill
• Piergiorgio Settembrini; Alberto Settembrini “Vascular Surgery - A Clinical Guide to Decision Making" Academic Press, 2021, ISBN: 978-0128221136
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Primo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
(1) Esame scritto con quiz a risposta multipla composto da 50 domande con una sola risposta corretta (tra 4) finalizzato a valutare la comprensione globale del programma del corso. Ogni risposta corretta vale 1. È richiesto un punteggio minimo di 30 risposte corrette per essere ammessi all'esame orale
(2) Esame orale (partendo da un caso clinico reale discuteremo di argomenti trattati durante le lezioni o analisi di casi clinici)
Tutte le valutazioni saranno effettuate in lingua inglese
Orario di ricevimento
Appuntamento via e-mail a luigi.badano@unimib.it
Sustainable Development Goals
Aims
The course aims to provide the basics of physiopathology, semiotics, clinical and treatment of acute and chronic diseases of the cardiovascular and respiratory systems.
Contents
Cardiovascular anatomy
Cardiovascular and respiratory hysiology
Pharmacology
Pathology
Diagnostics
Cardiology
Cardiac surgery
vascular surgery
Emergency
Modeling and simulation
Respiratory sciences
Detailed program
ANATOMY OF THE HEART AND CIRCULATORY SYSTEM
- Anatomical concepts related to heart development
- The heart: basic concepts regarding cardiomyocytes, connective tissue, sinoatrial node, and the conduction tissue
- Anatomical concepts related to heart chambers and pericardium
- Anatomical concepts related to heart valves apparatus
- Anatomical concepts related to systemic and pulmonary circulation anatomy
ANATOMY OF THE CHEST AND THE LUNGS - Anatomical concepts related to lung, pleural and chest wall embryology and development
- Chest wall: anterior and posterior landmarks and anatomic border
- Mediastinum and Thoracic cavity: landmarks, organs’ content and relations
- Pleural gross and microscopic anatomy
- The lung: basic concepts regarding normal anatomic structure
- Normal histology of respiratory system: structure, microscopic anatomy of trachea, bronchial tree and the functional unit of the lung: the secondary pulmonary lobule
- Anatomical concepts related to lung and tracheobronchial tree, basic concepts of bronchial endoscopy
- Anatomical concepts related to pulmonary and lymphatic circulation
- Larynx and nervous system of chest wall, respiratory tree and diaphgram
PHYSIOLOGY - The heart
Structural and functional aspects of cardiac excitation - the electrical cycle (with reference to ECG)
Structural and functional aspects of cardiac excitation-contraction coupling and its modulation (inotropy, lusitropy) - The cardiac mechanical cycle (on pressure/time and pressure/volume planes) – definition of “systolic” and “diastolic” functions and their coupling.
- Cardiac “mechanical” and “chemical” work - relation to cardiac O2 consumption (myocardial efficiency)
- Cardiac adaptation to preload and afterload changes in health and disease
- Principles of cardiac (systolic and diastolic) functional measurements (invasive and imaging).
- The systemic circulation:.
Large arteries dynamics: windkessel mechanism, pressure pulse and its propagation
Small arteries: regulation of peripheral resistance (intrinsic, neural, paracrine)
Systemic pressure/flow relationship
Determinants of capillary filtration/reabsorption balance – mechanisms of “edema”
Mechanisms of venous return (preload maintenance and regulation) - The coronary circulation
Subepicardial and intramural vessels
Left vs right flow profiles – phasic LV flow
Wall stress and extravascular compression- concept of “closure pressure”
Coronary flow reserve and its recruitment
Paracrine and neural regulation (redundancy and feed-forward)
Coronary flow during exercise (consequences of proximal obstruction) - The pulmonary circulation
Structure-function peculiarities
Pulmonary vascular resistance : definition, regulation and measurement - Regulation of cardiovascular function
Pressure / volume homeostasis (neural and endocrine)
Adaptation to physiologic demand (exercise, gravity, pregnancy etc)
PHARMACOLOGY - General overview of pharmacologic therapy for cardiovascular diseases
- Anti-ischemic and antianginal therapies
- Anti-hypertensive therapies (Beta-blocking agents, Calcium channel blockers, Inhibitors of Renin-Angiotensin-Aldosterone System, Diuretics)
- Antithrombotic agents (acute and chronic anticoagulation, fibrinolytics) - brief overview, as already discussed in the Onco-Hematological diseases
- Antiplatelet agents - brief overview, as already discussed in the Onco-Hematological diseases
- Lipid-modifying therapies (statins, fibrates, ezetimibe) - brief overview, as already discussed in the Onco-Hematological diseases
- Anti-arrhythmic drugs
- Treatment of acute and chronic heart failure
- Natural products in cardiovascular medicine
- Contributory risk and management of comorbidities in chronic heart failure
- Non-cardiac drugs affecting the heart
- Treatment of asthma and chronic obstructive pulmonary disease
DIAGNOSTICS - · Cardiovascular examination
- · Electrocardiography
- · Cardiopulmonary exercise testing and pulmonary function tests
- · Noninvasive imaging modalities: overview and selection
- · Transthoracic echocardiography and lung ultrasound
- · Stress and transesophageal echocardiography
- · Cardiac radiography and computed tomography
- · Cardiac magnetic resonance
- · Nuclear imaging and positron emission tomography
- · Invasive imaging and hemodynamics
CARDIOLOGY - Arrhythmias
- Syncope
- Hypertension
- Aortic syndromes
- Valvular heart disease
- Infective endocarditis
- Myocarditis
- Chronic ischemic heart disease
- Acute coronary syndromes
- Interventional cardiology
- Cardiomyopathies
- Heart failure
- Pericardial diseases
- Pulmonary embolism
- Pulmonary hypertension
- Right ventricular failure and cor pulmonale
- Adult congenital heart diseases
- Cardiac tumors
- Adaptation of the cardiovascular system to various physiologic conditions (aging, exercise, pregnancy, high altitude)
CARDIAC SURGERY - Anatomical concepts related to ischemic, valvular and congenital heart diseases.
- Basic concepts regarding treatment of coronary artery diseases.
- Basic concepts regarding treatment of mitral, aortic and tricuspid diseases.
- Basic concepts regarding treatment of congenital heart diseases.
VASCULAR SURGERY - Atherosclerosis and vulnerable plaques: plaque rupture, embolization and thrombosis.
- Clinical evaluation of patients with vascular disease. Arterial pulses.
- Carotid atherosclerosis. Assessment of carotid plaque morphology and rate of carotid stenosis. Definition of symptomatic carotid plaque. Surgical and endovascular treatment of carotid stenosis.
- Subclavian Steal Syndrome (SSS).
- Thoracic Outlet Syndrome (TOS).
- Peripheral artery disease (PAD). Leriche syndrome. Arterial Ulcers. Lower limb revascularization.
- Hypoperfusion, hypoxia, ischemia and necrosis. Acute limb ischemia. Compartmental syndromes. Ischemia-reperfusion injury
- Aortic aneurysms. Ruptured abdominal aortic aneurysms. Indication to treatment. Surgical and endovascular treatment
- Post-catheterization pseudoaneurysms. Traumatic pseudoaneurysm and blunt aortic injury
- Mycotic aneurysms.
- Acute aortic syndromes. Aortic dissections, classification, pathophysiology, management. Intramural hematoma (IMH). Penetrating aortic ulcer (PAU)
- Deep venous thrombosis. Triad of Virchow. Superficial venous thrombosis and phlebitis. Venous ulcers.
- Chronic venous insufficiency. CEAP Classification. Conservative, elastocompressive, surgical and thermal ablation treatment.
- Differential diagnosis of edema, pain and inflammation in lower limbs.
- Raynaud's phenomenon
EMERGENCY - Causes of Cardiocirculatory arrest and treatment: Basic Life Support and Defibrillation (BLS-D), Advanced Cardiac Life Support principles (ACLS). Extracorporeal Life Support principles (ECLS);
- Definition and classification of Shocks’ types and focus on Cardiogenic Shock, pathophysiology, clinical presentation and treatment;
- Obstructive shock: focus on the causes of Cardiac Tamponade, pathophysiology, clinical presentation and treatment;
- Causes of Aortic dissection, classification, clinical presentation and medical treatment prior to surgery;
- Causes of Pulmonary Embolism, acute cor pulmonale, pathophysiology, clinical presentation and treatment;
- Causes of Acute Respiratory Insufficiency and ARDS clinical presentation and principles of treatment
MODELING AND SIMULATION - Basic concepts of blood fluid-dynamics in vessels.
- Properties of blood and vessels.
- Pressure drop and viscosity.
- Shear stress.
- Laws of mass conservation, momentum and energy balance.
- Lumped parameter description of blood flow.
- Pulsatile blood flow.
RESPIRATORY SCIENCES - Specific diagnostic tests for respiratory disorders: respiratory endoscopy, pulmonary function tests, imaging of the thorax, acute and chronic respiratory failure, including blood gas analysis interpretation
- Prevention and diagnosis of lung infections, including pneumonia and tuberculosis
- Chronic pulmonary diseases, including asthma, COPD, bronchiectasis and cystic fibrosis.
- Pleural diseases, including pneumothorax, pleural effusion, pleural infections and pleural tumors (mesothelioma)
- Basic knowledge on pleural imaging and procedures
- Interstitial lung disorders, including sarcoidosis and idiopathic pulmonary fibrosis
- Epidemiology, diagnosis and staging of pleural and lung tumors
- Principles of smoking cessation and smoking-related pulmonary disease
- Principles of palliation in chronic pulmonary diseases
- Evidence-based medicine diagnostic guidelines of the main pulmonary diseases.
Prerequisites
Basic knowledge of fundamentals of biology, genetics, anatomy, histology, physiology and pathophysiology of the cardiovascular and respiratory systems, and general pharmacology.
English language
Teaching form
Frontal teaching (about 60%) and interaction with the audience (tracing and case discussion, about 40%)
All course activities will be held in English
Textbook and teaching resource
• HUMAN ANATOMY: A CLINICALLY ORIENTATED APPROACH. Edi Ermes
• Goodman and Gilman's The pharmacological basis of therapeutics, 13th ed. (2018) McGraw-Hill Education.
• Kumar V, Abbas A K, Aster J C; Robbins and Cotran Pathologic Basis of Disease Elsevier, 10th ed
• Lilly LS. Pathophysiology of Heart Disease. 6th Edition. 2016 Wolter Kluwer
• Harrison’s Principles of Internal Medicine 20th Edition 2018, McGraw-Hill
• Hurst’s The Heart 14th Edition 2017, McGraw-Hill
• Piergiorgio Settembrini; Alberto Settembrini “Vascular Surgery - A Clinical Guide to Decision Making" Academic Press, 2021, ISBN: 978-0128221136
Semester
First semester
Assessment method
(1) Written exam with multiple choice quiz comprising 50 questions with only one correct answer (among 4) aimed at evaluating global comprehension of the course program. Each correct answer is scored 1. A minimum score of 30 correct answers is required for being admitted to oral examination
(2) Oral examination (starting from a real clinical case we will discuss on topics covered during the lectures or clinical case analysis)
All assessments will be done in the English language
Office hours
By email appointment at luigi.badano@unimib.it