Alta diagnostica cuore polmone

    I. INTRODUZIONE

    1. L’aterosclerosi coronarica come causa della cardiopatia ischemica.
    Nonostante i grandi progressi conseguiti dalla Cardiologia, le malattie cardiovascolari sono tuttora la prima causa di morte nel mondo occidentale. Inoltre esse rappresentano un alto costo per la collettività a causa dell’invalidità che spesso determinano. Il denominatore comune che sta alla base delle più frequenti e più gravi malattie cardiovascolari, come la cardiopatia ischemica e lo scompenso cardiaco, è l’aterosclerosi. L’aterosclerosi è un processo molto lento, che inizia addirittura intorno ai vent’anni e progredisce senza dare alcun segno di sé fino alle fasi più avanzate o quando compare un evento avverso. E’ un complesso e lento processo degenerativo delle arterie che colpisce tutti i distretti vascolari ed in particolare le coronarie, causato da una serie di fattori, genetici e ambientali, fra cui soprattutto l’ipercolesterolemia in tutte le sue forme; tale processo, nel tempo, produce un ispessimento della parete vascolare, con conseguente riduzione del lume vasale e turbolenza/rallentamento del flusso ematico, fino al suo completo arresto. A causa della loro diffusione e della loro gravità, la prevenzione e la cura delle malattie cardiovascolari ed in particolare delle coronaropatie e delle loro conseguenze, ha costituito da anni un impegno prioritario di tutte le organizzazioni scientifiche nazionali ed internazionali; inoltre, negli ultimi 20 anni la cardiologia invasiva ed interventistica ha compiuto importanti progressi sia dal punto di vista tecnico che da quello terapeutico facendo sì che si sia assistito ad una progressiva e significativa riduzione dell’incidenza di IMA fatale e quindi degli indici di mortalità in tutto il mondo. Con l’aumento della vita media, però, le malattie coronariche, nelle loro varie manifestazioni, conservano tuttora un’alta prevalenza nella popolazione generale e la cardiopatia ischemica (CAD) rimane la più frequente causa di morte nei paesi industrializzati. Dalla sua introduzione nel 1959, l’angiografia coronarica è considerata il gold-standard per la visualizzazione dell’anatomia coronarica e le informazioni da essa ottenute sono alla base delle procedure di rivascolarizzazione miocardica sia mediante angioplastica percutanea che mediante by-pass aorto-coronarico. Per tale motivo, alcuni medici sono portati a ritenere che il modo più accurato per visualizzare e valutare l’albero coronarico sia di sottoporre il paziente all’esame coronarografico. In realtà la diagnosi di cardiopatia ischemica è ben più complessa, e si basa su molteplici fattori, che includono i sintomi, specifici o atipici, e l’evidenza di ischemia e/o di necrosi ai test non invasivi basali e di tipo funzionale. Poiché la causa più frequente di cardiopatia ischemica è l’aterosclerosi coronarica, che classicamente interessa i vasi epicardici, la coronarografia, comunque, offre informazioni uniche sulle alterazioni dell’anatomia coronarica, alla base della malattia stessa. Essa, infatti, consente di definire la presenza, la sede, il numero, l’entità e la morfologia delle stenosi coronariche e la presenza o meno di circolo collaterale, omo- o etero-coronarico, diretto verso distretti totalmente occlusi. Da ricordare, però, che l’esame invasivo non sostituisce l’intero iter diagnostico clinico-strumentale da eseguire nel paziente con cardiopatia ischemica accertata o sospetta. I progressi tecnologici degli ultimi anni hanno permesso di realizzare ciò che fino a poco tempo fa era solo una speranza, cioè di visualizzare in maniera non invasiva l’albero coronarico. Ciò è attualmente possibile con la Tomografia Computerizzata Multidetettore (TCMD), tecnica con la quale si può visualizzare tutta l’anatomia cardiaca e vascolare senza i rischi legati all’introduzione e alla manipolazione dei cateteri durante l’esame angiografico, se pur con una esposizione alle radiazioni ionizzanti ed al relativo rischio legato alla somministrazione di mezzo di contrasto iodato. Molteplici metodiche di imaging per la valutazione della placca aterosclerotica, come ad esempio l’angiografia quantitativa coronarica, la tecnica di misurazione dello spessore intima-media per quanto riguarda la valutazione delle carotidi e l’ecografia intravascolare (IVUS), sono state utilizzate in precedenti studi clinici per determinare la presenza o assenza di malattia, l’estensione e la morfologia delle placche e la severità dell’ostruzione vascolare determinata dalle stesse. All’IVUS, in particolare, non si può disconoscere un ruolo di rilievo in svariate situazioni, quale la caratterizzazione della placca, la sua evoluzione o regressione, lo studio dei fenomeni di rimodellamento vasale e il suo impiego durante le procedure di angioplastica percutanea per l’impianto ottimale degli stent. Ma il suo costoso utilizzo resta limitato e, in un contesto di sempre maggiore avanzamento tecnologico, si sente il bisogno di arrivare ad una ridotta invasività per lo studio della malattia coronarica. In tale contesto si inserisce il ruolo rapidamente crescente della TCMD delle arterie coronarie (Coro-TCMD).

    2. La Tomografia Computerizzata Spirale Multidetettore.
    Dall’introduzione nel 1972, della prima generazione di tomografi computerizzati, la cui scoperta valse nel 1979 il Premio Nobel per la Medicina a Goedfrey Hounsfield e Allan Cormack, molte innovazioni tecnologiche si sono susseguite. La tomografia computerizzata rappresenta, infatti, una delle numerose applicazioni dei raggi X in medicina. Si basa, come ogni tecnica radiografica che sfrutta onde elettromagnetiche, sul principio per il quale, quando un fascio di raggi X passa attraverso una parte del corpo umano, alcuni fotoni lo attraversano, altri vengono assorbiti e altri ancora dispersi (“scattered”). La quantità totale dei fotoni che lasciano la parte del corpo irradiato è quindi inferiore rispetto alla quantità totale emessa dalla sorgente. Questo fenomeno viene detto “attenuazione” e dipende sia dalla composizione atomica della sezione irradiata, cioè dalla sua densità, sia dall’energia dei fotoni. Dopo aver attraversato la sezione del corpo in esame, il fascio dei raggi X viene captato da speciali detettori posti sul lato opposto rispetto alla sorgente e convertito da fotoni in segnali elettrici. L’intensità del segnale elettrico è proporzionale all’entità dell’attenuazione. La tomografia computerizzata permette di produrre “fette” di tessuto (immagini tomografiche) in cui le singole strutture sono visualizzate affiancate e non sovrapposte. Il tubo che emette le radiazioni ed i detettori, ruotando attorno al paziente, acquisiscono un numero amplissimo di dati che vengono poi trasformati in unità numeriche, corrispondenti al coefficiente di attenuazione di ciascun volume di tessuto esaminato. In questo modo, possono essere rilevate anche piccole differenze di densità tra i tessuti vicini.Nel 1990 è stata introdotta la prima “TC Spirale”, che effettuava un’acquisizione continua dei dati che venivano rielaborati da un computer e presentati in volumi anziché in sezioni. Tuttavia, considerando la singola rotazione del sistema tubo-detettore, l’acquisizione era relativa ad un unico strato. La TC spirale a singolo strato poteva fornire, pertanto, a parità di tempo, o un volume ampio mediante strati di spessore maggiore, quindi a bassa risoluzione, oppure strati sottili, quindi ad alta risoluzione, ma relativi ad un volume ridotto. Questo limite è stato superato nel 1998 con la tecnica “multidetettore” o “multistrato”, in grado di acquisire, nel corso di una singola rotazione del tubo radiogeno, i dati relativi a più strati contigui. La tomografia computerizzata spirale multidetettore può studiare, quindi, volumi ampi, con elevata risoluzione spaziale, poiché gli stati sono sottili, e in tempi sensibilmente ridotti. Nel 2000 è stata introdotta la TCMD-4 strati con la capacità di acquisizione di 4 strati in 0.5 secondi. Nel 2002 è stata sostituita dalla 16 strati e due anni dopo è comparsa la TCMD-64 strati, con scansioni molto veloci che permettono una notevole riduzione del tempo di acquisizione medio dell’intero volume cardiaco (8-12 secondi). Un vantaggio derivante dalla elevata risoluzione temporale è costituito dalla possibilità di studiare pazienti con una frequenza cardiaca di base più elevata, fino a circa 75 bpm, mantenendo una buona qualità delle immagini.
    La recente introduzione della nuova generazione di tomografi multistrato ad alta risoluzione spaziale e temporale, come la TCMD 64-strati, riuscendo a scannerizzare l’intero volume cardiaco in circa dieci secondi, permette un significativo miglioramento della qualità dell’immagine e quindi, rispetto ai tomografi più vecchi come quello a 16-strati, anche una più precisa valutazione delle stenosi coronariche oltre ad un ridotto tempo di acquisizione delle immagini. I risultati clinici ottenuti dagli studi effettuati con l’utilizzo della TCMD 16-strati sono stati subito promettenti, ma rimanevano ancora molti problemi, soprattutto nella valutazione dei vasi coronarici estremamente calcifici, nello studio dell’iperplasia neointimale o stenosi intra-stent e nella qualità delle immagini nei pazienti con frequenza cardiaca alta o con aritmie, limiti che hanno determinato la presenza di molteplici artefatti e quindi di una valutazione non soddisfacente del paziente portatore di coronaropatia. In contrapposizione, la nuova generazione di scanner multistrato, avendo migliorato la risoluzione spaziale e temporale, permette di ottenere strati di tessuto molto sottili, anche di 0.4 mm, con un tempo totale di scansione accorciato a circa dieci secondi, riducendo il tempo di apnea per il paziente e minimizzando gli artefatti da movimento per il respiro. Con questa ultima apparecchiatura si possono ottenere anche ricostruzioni tridimensionali e multiplanari di elevata qualità, con ottimo dettaglio anatomico, consentendo lo studio di distretti arteriosi e venosi, come quelli coronarici, prima visualizzabili solo con metodiche più invasive.
    La Coro-TCMD offre, per la prima volta nella storia dell’imaging cardiovascolare, l’opportunità di visualizzare tutto il distretto vascolare coronarico in modo non invasivo e con un’alta risoluzione. Sono ormai numerose le pubblicazioni che dimostrano l’accuratezza diagnostica di tale metodica a confronto con l’angiografia coronarica invasiva. Sembra infatti che la sensibilità e la specificità della Coro-TCMD, così come il valore predittivo positivo e negativo, siano, rispetto al gold standard invasivo, quale è l’esame angiografico con l’ecografia intravascolare o IVUS, decisamente più elevate, dell’ordine 98%.La coronarografia, quindi, non appare più essere il riferimento indispensabile per la sola conferma o l’esclusione della malattia aterosclerotica coronarica. E’ noto, infatti, che placche anche molto ampie possono non essere visualizzate tramite la coronarografia a causa del cosiddetto “rimodellamento positivo” del vaso in cui la placca si sviluppa all’interno della parete del vaso stesso, non visualizzata da quest’ultima metodica, e non nel lume. La coronarografia, invece, grazie alla sua elevata risoluzione temporale e spaziale nel raffigurare il lume vascolare, assume un ruolo ben più rilevante quando si tratta di placche ostruenti che causano restringimenti del lume, come avviene nel cosiddetto “rimodellamento negativo”. A differenza dell’angiografia, la Coro-TCMD è in grado di visualizzare lesioni subcliniche, cioè lesioni della parete che non protrudono ancora nel lume e che sono quindi “asintomatiche” e invisibili all’esame invasivo. Inoltre, è in grado di differenziare la composizione della placca (calcifica, non calcifica o mista) a seconda del diverso indice di assorbimento dei raggi X per ogni singola componente cellulare della placca stessa (Hounsfield Units: HU).
    La tomografia computerizzata multistrato fornisce, in modo non invasivo, una stima accurata delle stenosi coronariche come anche una buona valutazione e quantificazione del calcio coronarico (Smart Score).Si può pertanto affermare che uno degli scopi più importanti della Coro-TCMD 64-strati si potrebbe avere nella selezione iniziale del paziente con sospetta cardiopatia ischemica, ma potrebbe anche essere utilizzata per il follow-up dei pazienti già noti coronaropatici che presentano, all’esame clinico-strumentale, segni e/o sintomi di progressione di malattia. La Coro-TCMD potrebbe acquisire, quindi, un ruolo fondamentale all’interno della tradizionale routine cardiologica; i pazienti con coronaropatia significativa, mono o multivasale, diagnosticata con tale metodica non invasiva, potrebbero essere direttamente segnalati al cardiologo interventista per eseguire un intervento di angioplastica percutanea. In tal modo il paziente giungerebbe direttamente e più facilmente in sala di emodinamica, essendo conosciuti sia il numero che la sede delle lesioni coronariche da trattare. I pazienti senza coronaropatia accertata con l’angiografia non invasiva, invece, non verrebbero inutilmente sottoposti al cateterismo cardiaco con tutte le complicanze ad esso associate.
    In conclusione, la Coro-TCMD 64-strati, possedendo una maggiore risoluzione spaziale e temporale rispetto ai sistemi di prima generazione, dà promettenti speranze per una più veloce, completa e valida diagnosi di presenza o esclusione di cardiopatia ischemica senza ricorrere all’esame invasivo, mentre dà alla coronarografia un ruolo fondamentale nel trattamento dei pazienti coronaropatici. Ma è con la successiva rivoluzione tecnologica della TC che l’indagine invasiva coronarografica sembra essere destinata a diventare sempre più terapeutica e sempre meno utilizzata per la sola diagnostica.


    II. LA TC VOLUMETRICA: IL SISTEMA “REVOLUTION-CT”

    La terza generazione della TC (dopo la TAC e la TC spirale) è rappresentata, proprio in questo ultimi ultimi 3 anni, dalla TC VOLUMETRICA, capace di fornire al medico qualità d’immagine e funzionalità cliniche senza compromessi grazie alla perfetta integrazione di copertura anatomica, risoluzione spaziale e temporale.
    Il tutto in un unico sistema.La capacità di esplorare l’interno del corpo umano in modalità non invasiva è un miracolo dei nostri giorni. Un miracolo per milioni di persone reso possibile dal lavoro di professionisti specializzati nell’imaging TC e professionisti sanitari.
    Come per tutte le tecnologie che migliorano nel tempo, a volte è necessario qualcosa di più di un semplice passo avanti. Si arriva a un punto in cui solo un grande salto può permetterci di raggiungere il nostro obiettivo. Ogni paziente ha le sue esigenze.
    Immaginate di avere un sistema TC in grado di rispondere ai bisogni di tutti i vostri pazienti, anche quelli più complessi. Pensate a un sistema TC in grado di assicurare l’eccellenza clinica sempre. E’ ora della Rivoluzione.Il Sistema “Revolution CT” fornisce una qualità d’immagine eccellente e la possibilità di esami clinici attraverso la convergenza dei tre parametri fondamentali in ambito TC : risoluzione spaziale, temporale e copertura anatomica. “Revolution CT” è stata sviluppata per consentire nuove capacità applicative nelle differenti aree cliniche di interesse.

    III. TECNOLOGIA

    “Revolution CT” è una tecnologia che soddisfa le esigenze di tutti i medici.
    “Revolution CT” dispone di una nuovissima tecnologia hardware nella catena di acquisizione, unica nel suo genere, con ricostruzione del volume in alta definizione, questo grazie anche al detettore Gemstone Clarity Detetctor che consente una copertura anatomica sino a 160 mm. Il sistema “Revolution CT” è infatti dotato di un nuovo tubo radiogeno che consente di ottenere una migliore risoluzione spaziale e una qualità del fascio costante per l’intera copertura dell’asse Z di 160 mm.Grazie allo scintillatore più veloce del settore, Gemstone Clarity Detector assicura un imaging ad alta definizione ed una commutazione dei kVp ultra rapida. L’eccezionale risoluzione temporale è resa possibile da una velocità di rotazione di 0,28-0,35 secondi abbinata alla correzione intelligente del movimento per un imaging cardiaco eccellente a qualsiasi frequenza cardiaca. “Revolution CT” dispone della nuova generazione di algoritmi di riduzione della dose di radiazioni. L’insieme di questi elementi consente di ottenere immagini di qualità clinica eccezionale con una copertura anatomica di 160 mm e una riduzione della dose fino all’82%.
    I moduli del rivelatore miniaturizzati sono stati progettati in modo da ridurre il rumore elettronico del 25%, migliorando la qualità dell’immagine e limitando gli artefatti in presenza di un segnale basso, come accade con i pazienti di corporatura robusta.Il design del rivelatore, focalmente allineato in maniera ottimale, consente di superare le eventuali limitazioni, come gli artefatti del fascio conico associati all’ampia copertura.Il collimatore 3D, brevettato da GE Healthcare, assicura l’uniformità del contrasto IV e riduce al minimo gli artefatti dovuti alla dispersione e all’indurimento del fascio associati ai sistemi con ampia copertura. Riduce inoltre lo scatter dovuto alla radiazione incidente primaria di oltre il 50% rispetto a un sistema da 160 mm, con collimatore post paziente a 1D.Il sistema Whisper Drive riduce di oltre il 50% il rumore percepibile durante la rotazione del gantry. La piattaforma è stata sviluppata per supportare la rotazione di 0,2 secondi implementabile sul sistema Revolution CT, 70 g di forza centrifuga ed una commutazione di kVp ultra rapida.

    IV. VANTAGGI CLINICI

    Il sistema “Revolution CT” consente perciò di trasformare anche gli esami più complessi in esami di routine e gli esami di routine in esami avanzati.
    Grazie al suo design innovativo, “Revolution CT” migliorerà gli esami di routine e vi permetterà di offrire applicazioni cliniche molto avanzate rispondendo alle esigenze di tutti i medici e dei pazienti anche più complessi.“Revolution CT” permette di:
    – Trasformare gli esami di routine in esami clinicamente più avanzati con una risoluzione spaziale di 0,23 mm, la migliore della categoria, ed una riduzione integrata degli artefatti metallici e di movimento.
    – Acquisire l’intero cuore in un singolo battito, in alta definizione, senza artefatti da movimento ed a qualsiasi frequenza cardiaca, fermo restando che – con frequenze più moderate – si ottiene un esame di migliore qualità. Si potrà dunque ottenere l’acquisizione anche in un solo battito, con la completa valutazione dell’albero coronarico as una risoluzione d’immagine eccellente.
    – Utilizzare modalità di scansione flessibili per consentire una rapida e precisa programmazione per TAVR con riduzione della dose radiante e di contrasto.
    – Eseguire studi di perfusione dinamici dell’interno organo per cuore, encefalo, fegato e reni con la copertura fino a 16 cm e contrasto IV uniforme. La collimazione modulabile e la frequenza di campionamento riducono la dose con vantaggi specifici per la localizzazione dell’anatomia di interesse. La copertura dell’intero organo inoltre consente di eseguire l’imaging 4D per visualizzare il flusso vascolare e le proprietà cinetiche.
    – Valutare il trauma in maniera rapida e completa, grazie all’ampio detettore, alla velocità del tavolo che arriva sino a 300 mm/sec e ad un migliore accesso ai pazienti grazie al gantry largo 80 cm.

    V. VASI CORONARICI E POLMONI NEL MEDESIMO ESAME!

    L’equipe mista di Cardiologi e Radiologi che opera a Villa Mafalda – con un accordo di ricerca scientifica con il Dipartimento Cuore e Grossi Vasi dell’Università La Sapienza di Roma, diretta dal Prof. Carlo Gaudio – per l’esecuzione e la lettura degli esami di TC coronarica ha, per la prima volta nel mondo, standardizzato una sequenza che consente l’acquisizione simultanea del cuore e dell’albero coronarico e dei campi polmonari, senza aggiunta di mezzo di contrasto né aumento di dose radioattiva.La tecnica di esame è di seguito descritta:
    – Acquisizione cardio-sincronizzata, prospettica, elicoidale per la valutazione delle coronarie, con FOV su arterie coronariche, dalla carena alla base del cuore, seguita da
    – Acquisizione elicoidale rapida a bassa dose su tutto il torace, dagli apici alle basi polmonari.
    I parametri utilizzati sono i seguenti:
    – ALBERO CORONARICO: 100kV, mA variabile, spessore 0,625mm, durata apnea: circa 6sec;
    – TORACE: 100kV (120kV in pazienti grossi), auto-mA adeguato al BMI del paziente, spessore 1,25mm, durata apnea: circa 3 sec.
    – È stato infuso un unico bolo di mezzo di contrasto iodato (80-90cc), con conseguente risparmio di tossicità al paziente.
    – La dose di radiazioni assorbita dal paziente è la medesima del solo esame di TC coronarica.
    La tecnica utilizzata permette la valutazione simultanea delle coronarie e del completo distretto toracico senza aggiunta di mezzo di contrasto né aumento di dose radioattiva, quando in precedenza era necessario eseguire in distinte sedute i due esami, con conseguente aumento della dose radiante e della quantità di mezzo di contrasto iodato utilizzato.

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