spet - Giovanni Lucignani

TOMOSCINTIGRAFIA
MIOCARDICA (SPET)
PERFUSIONALE
UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI
MILANO
Materiale didattico a cura del Prof. Giovanni
Lucignani, del Dr. Angelo Del Sole e del Dr.
Giuseppe Villa
L’ALBERO VASCOLARE CORONARICO È COMPOSTO DA
DUE COMPONENTI PRINCIPALI CHE SI DIFFERENZIANO SIA
DAL PUNTO DI VISTA ANATOMICO CHE FUNZIONALE
• Il sistema
epicardico o
extramurale, ossia
le arterie e le vene
disposte con le
loro ramificazioni
sulle superficie
epicardica del
cuore
• Il sistema
intramiocardico o
intramurale, ossia
i rami arteriosi e
venosi che
penetrano nella
CORONARIA DESTRA CORONARIA SINISTRA
parete cardiaca
L'ESAME DIAGNOSTICO DI RIFERIMENTO PER LA CARDIOPATIA
ISCHEMICA È LA CORONAROGRAFIA.
POICHÉ SI TRATTA, PERÒ, DI UNA PRATICA INVASIVA, DEVE ESSERE
PRECEDUTO DA ALTRI TEST PRATICABILI DI ROUTINE PER
CONFERMARE IL SOSPETTO CLINICO DI ANGINA PECTORIS.
CIRCOLAZIONE CORONARICA
Coronaria destra, tronco comune della coronaria di sinistra che si divide
in discendente anteriore e circonflessa. In caso di stenosi diviene
importante la funzionalità del circolo anastomotico coronarico. Le
coronarie sono irrorate soprattutto in diastole a sx ed in sistole a dx.
CORONAROGRAFIA
L’ANGIOPLASTICA
LA RISERVA CORONARICA
• La massima capacità di
vasodilatazione arteriolare
coronarica, cioè il massimo
incremento di flusso
coronarico (miocardico)
ottenibile in risposta ad
adeguata stimolazione
• Rapporto tra flusso massimo
iperemico e flusso basale
• Normalmente compreso tra
3.5 e 6, a seconda della
stimolazione utilizzata
(esercizio fisico, iperemia
reattiva, farmaci)
• In condizioni fisiologiche il
principale determinante della
riserva coronarica, è la
funzionalità del letto
arteriolare coronarico
LA STENOSI CORONARICA
La presenza di una stenosi a livello di una coronaria
epicardica determina una resistenza al flusso con
conseguente sviluppo di un gradiente pressorio attraverso la
stenosi e caduta di pressione a valle della stenosi. Tuttavia
l’entità del gradiente pressorio per un dato grado di stenosi è
variabile in relazione diretta al flusso coronarico.
LA STENOSI CORONARICA
Il flusso coronarico basale non si riduce in modo significativo fino a
che la stenosi non raggiunge valori dell’80-85%.
Il flusso di riserva coronarica comincia a ridursi per valori di stenosi
intorno al 50%.
Diversi fattori (pressione arteriosa, frequenza cardiaca, contrattilità
miocardica) influenzano sia il flusso coronarico basale che quello
iperemico.
PRINCIPIO BASE DELLO STUDIO DI
PEFUSIONE
•
•
•
•
Radiofarmaco iniettato a riposo e/o stress
Distribuzione nel miocardio
Rivelazione dei raggi gamma emessi
Valutazione di immagini a riposo rispetto immagini stress
•
INFARTO = Diminuzione della perfusione sotto stress e a
riposo
•
ISCHEMIA = Diminuzione della perfusione sotto stress, e
normale perfusione a riposo
•
L’area di ridotta distribuzione indica l'arteria coronaria
stenotica, l’estensione dell’ischemia correla con la gravità
della CAD
PRINCIPIO BASE
Due condizioni sono necessarie per la misurazione
del deficit di perfusione
Il flusso coronarico deve essere elevato e vicino ai
livelli massimi
L’estrazione del radiofarmaco deve essere
proporzionale al flusso sanguigno coronarico
RISULTATI DELLA SCINTIGRAFIA
PERFUSORIA
TEST DA STRESS
•
•
•
•
•
Stress fisico e test farmacologici sono utilizzati
per ottenere la massima dilatazione coronarica
e incremento di perfusione.
Lo stress fisico fornisce informazioni aggiuntive
rispetto allo stress farmacologico:
Grado di tolleranza all'esercizio fisico
Tempo di frequenza cardiaca massima
Pressione sanguigna risposta
STRESS FARMACOLOGICO
•
FARMACI:
•
•
•
Dipiridamolo (persantin)
Dobutamina
Adenosina
INDICAZIONI ALLO STRESS
FARMACOLOGICO
•
•
•
•
•
Impossibilità ad eseguire un esercizio fisico
adeguato
Blocco di branca sinistro
Pacemaker ventricolare
Terapia con alcioantagonisti o beta bloccanti
Valutazione precoce dopo infarto (<3 days) o
posizionamento di stent (<2 settimane)
TEST FARMACOLOGICI
Dipiridamolo e Adenosina:
vasodilatatori-meccanismo di furto.
Controindicazioni: asma, BAV, glaucoma, TIA
recenti, ipotensione sistolica (< 100 mmHg).
Dobutamina:
inotropo positivo.
Controindicazioni: aritmie ipercinetiche, grave
ipertensione.
SPECT: stress farmacologico
100
80
87 88
87
89
96
74
60
Sensibilità (%)
Specificità (%)
40
20
0
Dipiridam.
Adenosina
Dobutamina
INDICAZIONI
• valutazione della cardiopatia ischemica
• presenza, sede, estensione e severità dell’ischemia
e/o della necrosi
• valutazione del significato funzionale di una stenosi
coronarica;
• valutazione vitalità miocardica;
• monitoraggio effetti di rivascolarizzazione, correzione
dei fattori di rischio, terapia medica
• valutazione prognostica nei seguenti pazienti:
• sesso femminile
• portatori di pacemakers o con blocco di branca Sn
• diabetici
• soggetti con insufficienza renale cronica
• pazienti già sottoposti a rivascolarizzazione
SCINTIGRAFIA MIOCARDICA
PRINCIPALI INDICAZIONI ALLE PROCEDURE
DI MEDICINA NUCLEARE IN CARDIOLOGIA
Diagnosi di coronaropatia
Valutazione dell’efficacia di baypass coronarici
Valutazione dell’efficacia della terapia per l’insufficienza cardiaca
Valutazione del rigetto di trapianto
Selezione di pazienti candidati ad angioplastica o bypass
Identificazione di pazienti a rischio di infarto durante procedure chirurgiche non
cardiache
Identificazione dell’insufficienza del cuore destro
Misura della tossicità cardiaca di farmaci
Valutazione della patologia valvolare
Identificazione e quantificazione degli shunt cardiaci
Diagnosi e localizzazione precoce di infarti cardiaci
INDICAZIONI DELLA SCINTIGRAFIA
MIOCARDICA PERFUSORIA A RIPOSO
Valutazione della presenza ed entità di danno miocardico nelle ore seguenti un
possibile infarto miocardico acuto.
In fase post-operatoria precoce, valutazione della pervietà
coronarico.
di un by-pass
Ricerca di miocardio vitale (quando non sia possibile eseguire una prova da
sforzo).
INDICAZIONI DELLA SCINTIGRAFIA
MIOCARDICA PERFUSORIA CON TEST DA
SFORZO
Screening del paziente ad alto rischio di coronaropatia specialmente quando il
test da sforzo tradizionale risulti non conclusivo.
Approfondimento diagnostico in soggetti che svolgono attività professionali "a
rischio" (ad es.: piloti, sportivi agonistici, militari) apparentemente sani, ma
con test ECG da sforzo tradizionale dubbio.
Valutazione del significato funzionale di stenosi rilevate con coronarografia.
Quantificazione dell'entità del danno miocardico post-infartuale e ricerca di
eventuale ischemia residua.
Prognosi accurata post-IMA.
Follow up di pazienti sottoposti a rivascolarizzazione coronarica.
Diagnosi differenziale fra cardiopatia ischemica e altre cardiomiopatie.
Ricerca di miocardio vitale.
CONTROINDICAZIONI E PRECAUZIONI
L'indagine è priva di significativi effetti collaterali e
risulta ben tollerata da pazienti di qualunque età.
Iniezione e.v. di radiofarmaci comunemente utilizzati
(RF tecneziati) nei molti anni di impiego clinico non
ha prodotto effetti collaterali
La dose di irradiazione ricevuta dall'osso e dal
midollo osseo è bassa.
La dose di irradiazione ricevuta dai reni, dalle gonadi
e dal corpo intero è bassa.
SCINTIGRAFIA MIOCARDICA
CONTROINDICAZIONI E PRECAUZIONI
Controindicazioni
• Gravidanza
• Allattamento. Sospensione nelle 24 ore
successive alla somministrazione del
radiofarmaco
Precauzioni
• osservare le norme e raccomandazioni di
radioprotezione
SCINTIGRAFIA MIOCARDICA
CONTROINDICAZIONI E PRECAUZIONI
• Precauzioni specifiche in caso di:
• angina instabile con angor entro 48 ore
• scompenso cardiaco,
• infarto entro 2-4 giorni;
• ipertensione sistemica o polmonare non controllata;
• Aritmie maligne;
• blocco A-V avanzato;
• miocardite e pericardite acuta;
• stenosi mitralica e aortica severe
• severa BPCO;
• malattia acuta sistemica;
• mancanza di farmaci e strumentazione per supporto vitale (BLS)
SCINTIGRAFIA MIOCARDICA
RISCHI DELLA SCINTIGRAFIA PERFUSORIA
L'indagine a riposo è priva di significativi effetti collaterali e risulta ben tollerata
da pazienti di qualunque età. Viene eseguito una semplice iniezione e.v. di
un radiofarmaco. I radiofarmaci utilizzati sono privi di tossicità.
Il rischio di reazioni allergiche clinicamente rilevanti è bassissimo.
La non invasività e la bassa dose di irradiazione, accanto alle caratteristiche
sopra descritte, rendono l'indagine ripetibile, se necessario, anche entro
brevi periodi di tempo.
Sono, invece, più rilevanti i rischi connessi con lo sforzo ergometrico o
farmacologico, prevalentemente a carico dell'apparato cardio-circolatorio,
del tutto simili a quelli connessi con i test da sforzo comunemente eseguiti
in cardiologia.
E` per questo motivo che è opportuno che la scintigrafia miocardica perfusoria
da sforzo venga eseguita "in equipe" da un cardiologo ergometrista, che si
assume la responsabilità della conduzione e refertazione della prova da
sforzo, e da un medico nucleare che si assume la responsabilità della
somministrazione del radiofarmaco e dell'acquisizione, elaborazione e
refertazione dei dati scintigrafici.
GENERALITÀ
Verifica dell’appropriatezza del quesito clinico proposto.
• Raccogliere le seguenti informazioni: anamnesi, terapia, sintomi, fattori di
rischio,
procedure eseguite, esame obiettivo, ECG completo
• il paziente deve essere emodinamicamente e clinicamente stabile da almeno
48 ore;
• digiuno di almeno 4 ore prima dello stress;
• i farmaci cardioattivi dovrebbero essere sospesi:
da almeno 3 ore i nitroderivati a rapida azione
da almeno 48 ore, betabloccanti, calcio-antagonisti e nitrati a lunga
durata
• Raccomandare a tutti la sospensione di farmaci ed alimenti contenenti
caffeina e derivati xantinici per consentire, comunque, l’esecuzione di un test
con vasodilatatori, se necessario
Fase di Pre-iniezione:
• Verifica della corretta comprensione da parte del paziente delle
caratteristiche dell’esame e delle procedure a cui verrà sottoposto, firma del
consenso informato.
SCINTIGRAFIA MIOCARDICA
STRESS TEST: MODALITÀ DEI TEST
FARMACOLOGICI
• Test ergometrico: treadmill o bicicletta
• Test farmacologici
• Test al dipiridamolo: infusione 0.56 mg/kg in 4’; associare
breve esercizio (25W) o handgrip; iniezione radiofarmaco dopo
2’
• Test alla adenosina: infusione continua di 0.14 mg/kg; iniezione
del tracciante al 3’ e prosecuzione infusione per altri 2’-3’
• Test alla dobutamina: dosi crescenti (5-10-20-30-40
mcg/kg/min); step di 3’, iniezione alla FC target
Per i test farmacologici, si può somministrare atropina 0.5mg-1mg in
caso di incompetenza cronotropa.
SCINTIGRAFIA MIOCARDICA
STRESS TEST: TEMPI E MODALITÀ DI
INIEZIONE DEL RADIOFARMACO
• Frequenza cardiaca target >= 85% della FC max teorica (220-età, m;
200-Età f): test ergometrico e dobutamina
• Comparsa di anomalie ECG o sintomi: tutti i test
• comparsa di aritmie o ipotensione: tutti i test
• L’esercizio o l’infusione di dobutamina dovrebbero essere proseguiti
per 1’ dopo l’iniezione, compatibilmente con lo status clinico;
• con test al dipiridamolo, l’iniezione avviene due minuti dalla fine
dell’infusione, durante una fase di esercizio, e proseguendo
l’esercizio per 1’ ulteriore, compatibilmente con lo status
SCINTIGRAFIA MIOCARDICA
RADIOFARMACI
• 201Tallio cloruro
• 110-150 MBq
• 99mTc-[2-metossi-isobutil-isonitrile] (SestaMIBI)
• studi in singola giornata: 370 MBq + 1100 MBq
• studi in doppia giornata: 740 + 740 MBq.
Utile un piccolo pasto grasso dopo l’iniezione
• 99mTc[1,2-bis [bis (2-etossietil) fosfino-etano] (Tetrofosmin)
• studi in singola giornata: 370 MB + 1100 MBq
• studi in doppia giornata: 740 + 740 MBq
Negli studi singola giornata la attività della seconda dose dovrebbe
essere circa tripla di quella della prima, ridotta in modo che la somma
delle due dosi somministrate sia approssimativamente di 1500 MBq
SCINTIGRAFIA MIOCARDICA
RADIOFARMACI E PROTOCOLLI
Tallio-201:
• Rest-Redistribution: I set immagini a 10’, II set a 4h (opzionale III
set a 24 ore )
• Stress-Redistribution: I set immagini a 10’, II set a 3-4h
(opzionale III set dopo re-iniezione)
• Stress-Redistribution (alternativo): I set a 10’, re-iniezione al
termine del I set, II set a 3-4h
SestaMIBI:
• Acquisizioni a 45’ (stress) o 60’ (rest) dalla iniezione
Tetrofosmina:
• Acquisizioni a 30’ dall’iniezione
SCINTIGRAFIA MIOCARDICA
SCINTIGRAFIA MIOCARDICA PERFUSORIA
E' una metodica non invasiva per lo studio della perfusione miocardica
tramite la visualizzazione scintigrafica del muscolo cardiaco in cui sia
distribuito e concentrato un radiofarmaco somministrato per via venosa
periferica. Può essere eseguita sia a riposo sia sotto sforzo
ergometrico o stimolo farmacologico.
Per l'esecuzione di questa indagine devono essere utilizzati radiofarmaci in
grado di concentrarsi nel miocardio in modo direttamente proporzionale
al flusso coronarico regionale. Sono classificabili in due gruppi distinti:
1.
Radiofarmaci "potassiomimetici“
2. Radiofarmaci marcati con 99mTc
201Tl
Somministrato in forma di cloruro di tallio, entra nella fibrocellula miocardica
sfruttando la pompa sodio-potassio, ATPasi dipendente.
Iniettato perifericamente per via endovenosa si distribuisce nel muscolo
cardiaco in modo direttamente proporzionale al flusso coronarico. L'indice
di estrazione durante il primo transito attraverso le coronarie è circa l'8085%, in condizioni basali, e decresce lentamente con l'aumentare del flusso
coronarico.
La cinetica del tallio prevede una prima fase, detta di "distribuzione iniziale" o
di "estrazione", nella quale il radiofarmaco si concentra nel miocardio, nei
muscoli scheletrici e in organi splancnici quali la tiroide e le paratiroidi.
Circa 20-25 minuti dopo la somministrazione del radiofarmaco inizia la
seconda fase, detta di "ridistribuzione", caratterizzata da un progressivo
riequilibrio fra tallio contenuto all'interno del miocardico e tallio plasmatico.
Si definisce wash-out netto la differenza fra wash-out intriseco (ovvero la
fuoriuscita del tallio dal miocardio verso il plasma) e il successivo
reingresso del tallio nel miocardio.
201Tl
201Tl
se il miocardio è normoperfuso, dopo il picco di attività, la concentrazione del
tallio nei miociti scende progressivamente (perchè prevale il wash-out
intrinseco.);
se il miocardio è reversibilmente ischemico il picco di captazione miocardica è
più tardivo (perchè il tallio si concentra più lentamente rispetto al miocardio
normoperfuso) e, similmente, il wash-out intrinseco è più lento cosicchè in
fase tardiva la concentrazione del tallio nelle aree ischemiche uguaglia
quella delle aree normoperfuse;
se il miocardio è irreversibilmente ischemico (come in sede di pregressa
necrosi) la concentrazione del tallio è ridotta sia in fase di prima
distribuzione sia in fase tardiva.
TRACCIANTI MARCATI CON 99mTc
I più utilizzati sono il 99mTc-MIBI (Metossi-Iso-Butil-Isonitrile) e la 99mTcTetrofosmina.
Entrambi entrano nella fibrocellula per diffusione passiva e/o trasporto
facilitato e la loro distribuzione iniziale è proporzionale al flusso coronarico
regionale. L'indice di estrazione è pari a circa il 50-65%.
Scompaiono dal plasma entro cinque minuti entrando nella fibrocellula
miocardica dove sembra si leghino ai mitocondri e a proteine del citosol.
Tale legame è relativamente stabile e quindi, al contrario del tallio, non
presentano una significativa ridistribuzione.
Tc-99m
• Il Tecnezio è chelato a una molecola che viene
assorbita dal miocardio
• Tc-99m metossi-isobutil-isonitrile (Sestamibi)
• Tc-99m 1,2 bis [bis (2-etossietil) fosfinoetano (Tetrofosmina)
•
Durante lo stress, il metabolismo cellulare determina
una variazione della polarizzazione della membrana
cellulare, l’elemento determinante della captazione
cellulare
•
I radiofarmaci impiegati vengono anche prontamente
captati dal fegato e sono presenti nell’intestino
TRACCIANTI MARCATI CON 99mTc
TRACCIANTI MARCATI CON 99mTc vs. 201Tl
VANTAGGI
Grazie alle migliori caratteristiche dosimetriche del 99mTc, si possono
somministrare attività molto più elevate rispetto al 201Tl, ottenendo quindi
immagini di qualità superiore, specie se vengono acquisite con tecnica
SPET.
I fotoni emessi dal 99mTc sono decisamente più adatti alla rilevazione di
immagini, perchè le gamma-camere attualmente impiegate sono
ottimizzate per la loro energia (140 keV). Essi sono, inoltre, meno soggetti
ad attenuazione tissutale che può essere causa di artefatti.
Se necessario, l'eventuale prova da sforzo può essere eseguita al di fuori del
reparto di Medicina Nucleare perchè i tempi per l'acquisizione della
scintigrafia non sono critici (30-90 min dopo l'iniezione del radiofarmaco).
TRACCIANTI MARCATI CON 99mTc vs. 201Tl
Il quadro scintigrafico è rappresentativo del flusso coronarico presente al
momento della somministrazione del radiofarmaco e non viene influenzato
da eventuali procedimenti terapeutici cui il paziente fosse sottoposto. Se,
ad esempio, si procede alla disostruzione "in urgenza" di una coronaria
trombizzata, le immagini scintigrafiche mostreranno come ipoperfuso il
miocardio irrorato dalla stessa, anche se la disostruzione ha avuto
successo. Ripetendo una seconda somministrazione del radiofarmaco e
confrontando le immagini delle due indagini scintigrafiche è poi possibile
verificare se l'intervento terapeutico è riuscito a ripristinare il flusso
coronarico e l'entità dell'eventuale danno provocato dall'ischemia.
Essendo il tecnezio sempre disponibile in un Centro di medicina nucleare,
l'indagine può essere eseguita in qualunque momento.
SVANTAGGI
Se si vuole eseguire l'indagine a riposo e dopo sforzo è necessario praticare
due distinte somministrazioni del radiofarmaco al paziente, preferibilmente
in due giorni diversi.
SCINTIGRAFIA A RIPOSO CON TRACCIANTI
MARCATI CON 99mTc / 201Tl
L'indagine in condizioni basali (a riposo) viene eseguita somministrando al
paziente 80-100 MBq di Tl-201 o 700-800 MBq di 99mTc-MIBI (o 99mTcTetrofosmina) per via e.v. periferica. Nel primo caso l'acquisizione delle
immagini scintigrafiche, planari o SPET, deve iniziare entro pochi minuti,
mentre nel secondo caso può iniziare in un intervallo compreso fra 30 e 90
minuti circa. La durata dell'acquisizione varia da 20 a 40 minuti circa, a
seconda se viene utilizzata una gamma camera con due od una testata.
SCINTIGRAFIA SOTTO SFORZO CON
TRACCIANTI MARCATI CON 99mTc / 201Tl
L'indagine in condizioni di "stress" può essere eseguite stimolando il flusso
coronarico con uno sforzo fisico tramite cicloergometro o tappeto
ruotante, oppure per via farmacologica, somministrando un'infusione di
dipiridamolo o adenosina. Per poter ottenere risultati correttamente
valutabili è indispensabile che lo sforzo sia "massimale", deve cioè essere
raggiunta una frequanza cardiaca pari ad almeno l'85% di quella massima
teorica, calcolata per l'età del soggetto, secondo la formula:
Frequenza Cardiaca Massimale = 220 - anni di età
TRACCIANTI MARCATI CON 99mTc vs. 201Tl
Al picco dello sforzo, o nel caso che lo stesso debba essere interrotto per
stanchezza fisica o comparsa di sintomi o segni elettrocardiografici di
ischemia miocardica, viene iniettato il radiofarmaco e viene proseguito lo
sforzo (se possibile) per almeno un altro minuto, in modo che il
radiofarmaco possa raggiungere il miocardio in condizioni di massimo
flusso coronarico.
Le
successive modalità di acquisizione delle immagini scintigrafiche
differiscono in modo sostanziale a seconda se sia stato impiegato 201Tl o un
radiofarmaco farmaco Tecnetato
SCINTIGRAFIA CON TRACCIANTI MARCATI
CON 99mTc
Nel caso venga utilizzato 99mTc-MIBI o 99mTc-Tetrofosmina, la scintigrafia
da sforzo (oggi eseguita pressochè esclusivamente con tecnica SPET)
viene acquisita con le stesse modalità sopra descritte per l'indagine a
riposo. I due studi vengono poi opportunamente elaborati e confrontati fra
loro. I risultati qualitativi migliori si ottengono se l'indagine da sforzo e
quella a riposo vengono eseguite ad almeno 24 ore di distanza. In tal
modo, avendo il tecnezio 6 ore di emivita fisica, la dose residua nel
miocardio attribuibile alla prima delle due indagini si è dimezzata 4 volte
risultando così ridotta di almeno 16 volte (2 alla quarta potenza).
SCINTIGRAFIA CON TRACCIANTI MARCATI
CON 201Tl
Nel caso venga utilizzato 201Tl, è sufficiente un'unica somministrazione del
radiofarmaco per l'esecuzione della scintigrafia da sforzo e a riposo, con la
seguenta procedura:
Viene eseguita la prova da sforzo e somministrato il radiofarmaco con le
modalità sopra descritte.
Entro 5 minuti viene iniziata l'acquisizione delle immagini scintigrafiche "da
sforzo".
Dopo 4 ore dall'iniezione del radiofarmaco, intervallo di tempo sufficiente
perchè si completi la "ridistribuzione" dello stesso, vengono acquisite le
immagini scintigrafiche "a riposo".
I due studi vengono opportunamente elaborati e confrontati.
RADIOFARMACI E PROTOCOLLI
Singola giornata:
• Stress-Rest (preferibile) o Rest-Stress
Doppia giornata:
• preferibile eseguire prima studio da stress; se normale
potrebbe essere superfluo lo studio a riposo
SCINTIGRAFIA MIOCARDICA
Protocolli di studio:
Traccianti tecneziati in Singola Giornata
Riposo-Stress
Protocolli di studio:
Traccianti tecneziati in Singola Giornata
Stress-Riposo
Protocolli di studio:
Traccianti tecneziati in Doppia Giornata
Stress-Riposo
Protocollo di studio con Doppio Radiofarmaco
Protocollo di studio con Tallio-201 da stress
Protocollo di studio con Tallio-201 da stress e Reiniezione (protocollo standard)
Protocollo di studio con Tallio-201 da stress e Reiniezione (protocollo alternativo)
PROTOCOLLO DI SOMMINISTRAZIONE E
ACQUISIZIONE
Modalità Acquisizione Tomografica
• Paziente supino, braccia posizionate al di sopra della testa (almeno il
sinistro)
• Cuore nel centro di rotazione
• Collimatore a fori paralleli
• low-energy all-pur pose (LEAP) utilizzando con il Tl-201
• low-energy high-resolution (LEHR) utilizzando traccianti
tecneziati
• (FWHM 8-10 mm a 10 cm in aria).
• Matrice 64x64; Zoom 1-1.3
• Campionamento angolare 3°-4°per i tecneziati, 4°-6°per il Tallio-201
• Rotazione 180°da OAD 45°a OPS 135°
• Orbita Circolare, ellittica o body-contoured (in particolare per i
tomografi a doppia testa a 90°)
• step-and-shoot (modalità continua opzionale)
• 20”/frame per i tecneziati; 30”-40” sec/frame per il Tl-201
• Finestra energetica:
• Tc-99m: 20% intorno al picco di 140 keV
• Tl-201: 25% su primo picco (72-75 keV); 20% su picco 167 keV
SCINTIGRAFIA MIOCARDICA
PROTOCOLLO DI ACQUISIZIONE Gated
Gated-SPECT:
• elettrodi radio-opachi;
• 8-16 fr/ciclo
• aumentare tempo/fr del 20-25%
• se la percentuale di battiti rigettati è >15%, la statistica di
conteggio potrebbe essere ancora adeguata per una analisi
SPET convenzionale ma non adeguata per la gated;
• controllare in display cinematica se vi sono fenomeni di flashing
o blanking dovuti a perdita di sincronismo in alcune proiezioni
(in questo caso è necessario ripetere l’esame)
SCINTIGRAFIA MIOCARDICA
GAMMA CAMERA
STRUMENTAZIONE
• gamma-camera a
doppia o tripla
testa
• Elettrocardiografo
GAMMA-CAMERA
•
Più immagini riprese ad angoli di rotazione diversi
per ottenere le informazioni 3-D
•
Il collimatore esclude i fotoni che non viaggiano
lungo la direzione dei fori nel collimatore
L’immagine 3-D può essere ricostruita utilizzando
un modello matematico.
•
Sistema di ricostruzione (retroproiezione filtrata
mediante un sistema di equazioni lineari permette
di rivelare la distribuzione del radiofarmaco.
SPECT-TC
SPECT-TC
• I dati TC vengono utilizzati per
• correzione di attenuazione
• fusione di immagini metaboliche/funzionali SPET ed
anatomiche TC.
• La posizione e forma asimmetrica del cuore e la notevole variabilità
nelle caratteristiche di attenuazione degli organi toracici rendono critica
l’applicazione di algoritmi per la correzione dell’attenuazione nelle
indagini tomografiche cardiache.
• Con i sistemi ibridi SPET/TC possono essere impiegati gli stessi
protocolli di acquisizione utilizzati con i tomografi SPET convenzionali.
SCINTIGRAFIA MIOCARDICA
SPECT-TC
• Le immagini TC vengono analizzate assieme a quelle
dell’indagine SPECT dopo registrazione 3D, a tal fine deve
essere
effettuato
un
controllo
dell’accuratezza
della
registrazione delle immagini SPECT e di quelle TC (deve essere
accertata la medesima localizzazione 3D).
• Gli artefatti eventualmente presenti possono venire amplificati
dagli algoritmi iterativi impiegati per la ricostruzione ed il
processing degli studi corretti per l’attenuazione.
SCINTIGRAFIA MIOCARDICA
SPECT DEDICATE A STUDI CARDIACI
• Sono state sviluppate nuove gamma camere, basate su rilevatori
allo stato solido e modalità di collimazione.
• Queste nuove macchine sono caratterizzate da un’elevata
sensibilità rispetto alle camera convenzionali (fino a 8 volte) e
una maggior risoluzione spaziale ed energetica.
• Sviluppate per consentire acquisizioni con tempi molto ridotti,
da 2 a 4 minuti, le apparecchiature con rivelatori allo stato solido
possono anche essere utilizzate per acquisizioni di durata
maggiore, ma con l’impiego di una dose ridotta di radiofarmaco,
con un risparmio potenzialmente superiore al 50% di
radiofarmaco, e con la possibilità di utilizzare anche una ridotta
dose di Tallio-201 (con una significativa riduzione della
dosimetria per questo radiofarmaco di almeno il 50%)
SCINTIGRAFIA MIOCARDICA
ELABORAZIONE E RICOSTRUZIONE
Elaborazione Pre-processing:
• Correzione per uniformità (flood 30 milioni di colpi), attenuazione,
centro di rotazione, decadimento del radionuclde
Retroproiezione filtrata (FBP):
• I filtri e i relativi parametri dipendono dalla gamma camera, dal
radiofarmaco e dalla attività impiegata.
Ricostruzione iterativa:
• Il numero delle iterazioni necessarie è funzione del modello
prescelto (maximum likelihood expectation maximization (MLEM)
o ordered-subset expectation maximization (OSEM) e del rumore
delle immagini.
• Il metodo iterativo non richiede necessariamente l’applicazione di
un filtro, tuttavia, qualora i dati acquisiti risultassero troppo
rumorosi, può essere applicato sulle proiezioni un filtro passabasso 2D o 3D sulle immagini tomografiche.
SCINTIGRAFIA MIOCARDICA
ELABORAZIONE E RICOSTRUZIONE
Ricostruzione di g-SPECT a bassa statistica di conteggio
• Questi software derivano dall’algoritmo iterativo OSEM e possono
includere anche la correzione per attenuazione e scatter.
• Consentono di ridurre il tempo di acquisizione delle indagini e di
ricostruire studi g-SPECT con ridotta statistica di conteggio per una
ridotta quantità di radiofarmaco somministrata, con tempi di
acquisizione convenzionali.
SCINTIGRAFIA MIOCARDICA
ELABORAZIONE E RICOSTRUZIONE
Riallineamento degli assi cardiaci e ricostruzione delle sezioni
• Riallineamento degli assi cardiaci e ricostruzione delle sezioni
relative agli assi lunghi sagittale, orizzontale e all’asse corto del
ventricolo sinistro e compattate ad uno spessore di circa 1.2-1.5
cm/slice.
Normalizzazione delle immagini finali
• Normalizzazione delle immagini finali per confrontabilità tra
stress e riposo. La normalizzazione delle immagini può essere
effettuata secondo due diverse modalità:
• ogni serie (asse corto, asse lungo verticale ed asse lungo
orizzontale) è normalizzata al pixel più attivo dell’intero set di
immagini (modalità preferibile)
• ogni singolo frame viene normalizzato al pixel più attivo del
frame stesso
SCINTIGRAFIA MIOCARDICA
ORIENTAMENTO DELLE IMMAGINI
ORIENTAMENTO DELLE IMMAGINI
ORIENTAMENTO DELLE IMMAGINI
SEZIONI CARDIACHE
Asse lungo
orizzontale
Asse lungo
verticale
Asse corto
BULL’S EYE
Utilizzando un'apposita tecnica di elaborazione dei dati SPET, si possono
ottenere particolari immagini circolari chiamate "bull's eye" o "mappe
polari" che permettono di evidenziare, su un'unica immagine, le
informazioni riguardanti la perfusione di tutte le regioni del miocardio
ventricolare sinistro. Guardando l'immagine, la porzione centrale
corrisponde alla regione apicale e la porzione esterna corrisponde alla
base del ventricolo; nelle quattro aree NORD, EST, SUD e OVEST è
rispettivamente evidenziato il quadro perfusorio della parete
ANTERIORE, LATERALE, INFERIORE e SETTALE. Su queste immagini
può anche essere riportato, a titolo indicativo, il territorio di distribuzione
delle arterie coronariche.
BULL’S EYE
Se viene eseguito il test da sforzo, si confronta l'immagine "bull's eye"
dell'indagine da sforzo con la corrispondente a riposo e si ottiene
un'immagine "differenza" che pone in risalto eventuali zone ischemiche
(in cui la perfusione a riposo è migliore di quella dopo sforzo). Per
aumentare l'accuratezza diagnostica dell'indagine è, inoltre, possibile
ottenere dati quantitativi confrontando le immagini "bull's eye" con quelle
contenute in un "data base" di soggetti normali di riferimento. A tal fine è
però essenziale che venga utilizzato un "data base" ottenuto impiegando
lo stesso tipo di apparecchiatura, radiofarmaco e tecnica di elaborazione,
nonchè differenziato per sesso, fasce di età e costituzione corporea.
ASSI PRINCIPALI
IMMAGINI 3-D
Le immagini 3D, pur non aumentando il contenuto di informazioni delle
immagini tomoscintigrafiche tradizionali, rendono più semplice e
"immediata" l'interpretazione del quadro scintigrafico anche all'occhio dei
meno esperti, facilitando la localizzazione e la quantificazione
dell'eventuale danno miocardico.
Necrosi ed ischemia residua in sede antero-apicale (territorio LAD).
DISPLAY DELLE SEZIONI
Orientation for display of tomographic myocardial perfusion data
Strauss HW et al. JOURNAL OF NUCLEAR MEDICINE TECHNOLOGY • Vol. 36 •
No. 3 • Sept 2008
SCINTIGRAFIA MIOCARDICA
Mappa polare dei 17 segmenti miocardici
e nomenclatura raccomandata
SCINTIGRAFIA MIOCARDICA
Assegnazione dei segmenti miocardici ai rispettivi
territori vascolari convenzionali
SCINTIGRAFIA MIOCARDICA
SCORE: 17 SEGMENTI
SCINTIGRAFIA MIOCARDICA
ANALISI QUALITATIVA DEL
DIFETTO PERFUSOSIO
Analisi qualitativa
consiste nell’esame visivo delle immagini finalizzata alla identificazione di
aree di ridotta fissazione del radiofarmaco in corrispondenza dei segmenti
miocardici.
Parametri da considerare relativamente al difetto perfusorio:
• Severità del difetto
• Lieve
• Moderata
• Severa
• Estensione del difetto
• Circoscritto
• Moderato
• Esteso
• Tipo del difetto
• Fisso
• Reversibile
• Parzialmente Reversibile
SCINTIGRAFIA MIOCARDICA
ANALISI SEMIQUANTITATIVA DEL
DIFETTO PERFUSORIO
0
Perfusione normale
1
Lieve riduzione di captazione, non sicuramente patologica
2
Moderata riduzione di captazione, non sicuramente patologica
3
Severa riduzione di captazione
4
Captazione virtualmente assente
SCINTIGRAFIA MIOCARDICA
ANALISI SEMIQUANTITATIVA DELLA
PERFUSIONE REGIONALE MEDIANTE
SCORE SEGMENTALE
In aggiunta agli score segmentari, si raccomanda il calcolo dei punteggi
seguenti:
• globale (sommatoria dei singoli punteggi)
• da stress (Summed stress score-SSS)
• a riposo (Summed rest score - SRS)
• loro differenza (Summed diference score – SDS) come misura
della reversibilità.
• E’ stato proposto che l’estensione e la severit dei difetti di perfusione
venga espressa come percentuale (%) di miocardio anormale
piuttosto che come score.
• La % di miocardio anormale viene derivata dai parametri SSS, SRS e
SDS a loro volta normalizzati al massimo score considerando uno
score model
• difetti tra il 5% ed il 9 % sono definiti lievi
• difetti tra il 10% e il 14% sono definiti moderati
• difetti ≥15% sono definiti severi
SCINTIGRAFIA MIOCARDICA
SCINTIGRAFIA PERFUSORIA NORMALE
SORGENTI DI ERRORE
• Iniezioni fuori vena, artefatti da movimento, artefatti
correlati alla strumentazione (ad esempio, non
corretto centro di rotazione, difetti di uniformità della
testa), artefatti correlati alle procedure di elaborazione
(ad
esempio:
errori
di
riallineamento,
ipo/ipersottrazione delle immagini), interferenze
farmacologiche.
• Particolare
attenzione
deve
essere
posta
nell’interpretazione dell’indagine nei soggetti con
coesistente patologia tiroidea, con potenziale
patologia paratiroidea multi-ghiandolare o affetti da
linfoadenopatie laterocervicali da neoplasie note.
SCINTIGRAFIA MIOCARDICA
MOVIMENTO ORIZZONTALE
Prominent defect in the lateral wall during the stress study. The distorted
appearance of the lateral wall (arrows) is artefactual, likely due to patient
motion. The minimal distal anterior-septal reduced uptake is nonspecific
and probably due to patient motion. Mild increase in LV volume. Mild fixed
reduced uptake of attenuation type in the inferior wall during the rest study.
REPORT FINALE (parte generale)
IDENTIFICAZIONE.
E’ la parte che comprende i campi che identificano il paziente, la struttura in
cui si è svolto l’esame, la data dell’esame, il tipo di esame, il tipo e l’attività
dei radiofarmaci somministrati al paziente. I campi che generalmente
identificano il paziente sono:
il nome
il cognome
la data di nascita
l’identificativo di archivio con cui il paziente viene identificato nella struttura
sanitaria o nel reparto di Medicina Nucleare.
QUESITO CLINICO
DESCRIZIONE DELLA PROCEDURA
È la parte dedicata alla descrizione del protocollo e della strumentazione
utilizzata per l’acquisizione delle immagini.
PARTE SPECIALE DEL REFERTO (VARIABILE A SECONDA DELLA
PRESTAZIONE) VOLTA ALLA DESCRIZIONE DEI RISULTATI DELL’INDAGINE
CONCLUSIONI
Rispondere in modo chiaro al quesito clinico.
REPORT FINALE (parte speciale)
STRESS TEST Descrive il tipo di stress test a cui il paziente è stato
sottoposto, i dati derivati dal test (PA,FC), la descrizione della
eventuale sintomatologia comparsa durante il test ed il referto
dell’elettrocardiogramma.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DEI RISULTATI DELL’INDAGINE
• Dati tecnici, presenza di artefatti, qualità globale dello studio
• Captazione polmonare, dilatazione transitoria, captazione
ventricolare destra
• Aree di ridotta captazione miocardica del radiofarmaco;
sede, estensione e severità
• Dati funzionali: la frazione di eiezione dovrebbe essere
descritta come normale, lievemente, moderatamente o
severamente depressa segnalare la wall motion segmentaria
e refertare i volumi come normali, lievemente,
moderatamente o severamente aumentati.
SCINTIGRAFIA MIOCARDICA
SITUAZIONI PROBLEMATICHE
SCINTIGRAFIA MIOCARDICA
SCINTIGRAFIA PERFUSORIA NORMALE
(setto corto)
SCINTIGRAFIA PERFUSORIA NORMALE
(setto corto)
Septum is shorter than anterior, inferior and lateral wall (green
arrows). In coronal slices from the basal third of the
myocardium, there is often no trace uptake (pink arrows) - no
or little myocardium, mostly membraneous septum.
COMPARISON OF 201TL AND 99MTC FOR
MYOCARDIAL PERFUSION IMAGING
Proprietà
201Tl
99mTc
Energia dei
fotoni
69-80 keV
Scatter e assorbimento
maggiore rispetto al 99mTc
Bassa risoluzione
140 keV
Scatter e assorbimento
minore rispetto al 201Tl
Bassa risoluzione
Emivita del
radionuclide
73 ore
6 ore
Bassa attività
Alta attività
somministrata (2-3 mCi) somministrata (20-30 mCi)
Basso flusso di radiazioni
Alto flusso di radiazioni
Bassa densità di conteggi
Alta densità di conteggi
Dose effettiva
1.3 rad
1.1 rad
Produzione
Ciclotrone industriale
Generatore locale
PROPRIETÀ DEI RADIOFARMACI
Proprietà
Cloruro di Tallio
Tc-Sestamibi
Chimica
catione, idrofilico
catione, idrofilico
Meccanismo di
captazione
Attivo: pompa Na-K
ATPasi
Diffusione passiva
Frazione di
estrazione
85%
66%
% captazione
miocardica
4%
1.2%
Ridistribuzione
si
no
201
TL CLORURO
• PRERARATO INIETTABILE IN SOLUZIONE ISOTONICA
• PRODOTTO DA UN CICLOTRONE DECADE PER CATTURA ELETTRONICA IN
• FA PARTE DELLA III A SERIE DELLA TAVOLA PERIODICA DEGLI ELEMENTI
• E’ CONSIDERATO UN POTASSIO MIMETICO
DECADIMENTO T ½
TEMPO
FISICO
73 H.
BIOLOGICO
10 GG
EFFETTIVO
2.3 GG
ORGANO
RIASSUNTO CARATTERISTICHE FISICHE
%
DECADIMENTO
ENERGIA
EMESSA
( Kev)
Gamma
2.7%
135
Gamma
10.0%
167
X-ray
mercurio
95.0%
RADIAZIONI
69-83
201 HG
RADS/mCi
CUORE
0.5
FEGATO
0.55
RENI
1.2
TESTICOLI
0.5
OVAIE
0.5
ESCRETO IN PARTI UGUALI
NELLE FECI E NELLE URINE
CAPTAZIONE DEL 201Tl CLORURO
MECCANISMI DI LOCALIZZAZIONE
K+
201
PERFUSIONE
ARTERIA CORONARICA
UPTAKE
MIOCITA
Tl
Na+
WASHOUT/WASHIN
DINAMICO
CELLULA
INTEGRITA’ MEMBRANA
FUNZIONE
METABOLICA
BIODISTRIBUZIONE DEL 201 Tl CLORURO
•La distribuzione del 201 Tl è quasi
proporzionale al flusso
•L’indice di estrazione coronarico first
pass è l’88%
MIOCITA
•La radioattività nel sangue si riduce del
90% circa a 5 m dall‘iniezione ev
201Tl
PLASMA
•Il 3-4 % della dose somministrata si
concentra nel miocardio
•Dopo circa 20-25 m dall’iniezione e.v .
inizia la fase di ridistribuzione
•Per la diagnosi di patologia ischemica con 201 Tl cloruro è
sufficiente una sola iniezione sotto sforzo seguita da due
acquisizioni:una dopo lo sforzo e una dopo ridistribuzione
BIODISTRIBUZIONE DEL 201 TL CLORURO
LE IMMAGINI SCINTIGRAFICHE DIMOSTRANO UN QUADRO DI
DISTRIBUZIONE RAPPRESENTATIVO DEL LAVORO CARDIACO SVOLTO.
REDISTRIBUZIONE DEL 201Tl NELLO STRESS
IMAGING
A
B
C
D
Tessuto sano e normoperfuso:
Dopo il picco di attività iniziale la concentrazione del tl nei
Miociti scenderà in modo uniforme
Tessuto reversibilmente ischemico:
Il picco di captazione miocardica sarà tardivo perché’ il Tl si concentra più
lentamente nelle cellule ipoperfuse rispetto a quelle normoperfuse.
Nella fase tardiva a 4 h la concentrazione del Tl nelle aree ischemiche
uguaglia quelle delle aree normoperfuse
Tessuto necrotico:
La concentrazione del Tl sarà ridotta sia in fase di
Prima distribuzione, sia in fase tardiva a 4 h.
Miocardio ibernato:
Una regione miocardica ipofunzionante e ipoperfusa ma
Metabolicamente attiva presenta una concentrazione ridotta sia in fase
precoce che tardiva a 4 h., E UNA LENTA RIDISTRIBUZIONE A 24 - 48 h
CAPTAZIONE MIOCARDICA DEL TL DOPO
STRESS TEST A RIPOSO (4 H) DOPO
RIDISTRIBUZIONE (24 H)
immagine immediata
immagine a 4 ore
Normale
Ischemia inducibile
moderata
Ischemia inducibile
severa
immagine a 24 ore
Normale
Miocardio Vitale
Necrosi
(ipoperfusione
irreversibile)
CINETICA DI DISTRIBUZIONE
VANTAGGI VERSUS SVANTAGGI DEL 201Tl
VANTAGGI
RAPIDA ESTRAZIONE NEL MIOCARDIO
MINIMO UPTAKE DEGLI ORGANI ADDOMINALI DURANTE
ESERCIZIO
LA RED. DIFFERENZIA L’ISCHEMIA DALLE ZONE
NECROTICHE
SVANTAGGI
BASSA E 69-83 Kev CON ATTENUAZIONE DEI
TESSUTI PROFONDI POVERTA’ DEI CONTEGGI
STATISTICI
T ½ FISICO ELEVATO SFAVOREVOLE PER LA
DOSIMETRIA
DIFFICOLTA’ DI APPROVIGIONAMENTO
CARATTERISTICHE IDEALI DEI RADIOFARMACI DI
PERFUSIONE MIOCARDICA
RADIONUCLIDE
ENERGIA GAMMA
PARI CIRCA 140 KEV
PER LIMITARE L’ASSORBIMENTO
DEI TESSUTI PROFONDI
OTTIMALE PER I DETETTORI
DOSE ASSOBITA ACCETTABILE
FACILMENTE PRODUCIBILE
PRONTAMENTE DISPONIBILE
POCO COSTOSO
ATOSSICO
TEMPO DI DECADIMENTO
BREVE
FARMACO
COEFFICIENTE DI ESTRAZIONE ELEVATO
DISTRIBUZIONE LINEARE E PROPORZIONALE AL FLUSSO
BUONA STABILITA’ NEL TESSUTO MIOCARDICO
MINIMO UPTAKE SPLENICO E RENALE
RIDUZIONE DOSE
RAPIDA ELIMINAZIONE DAL CORPO
RIPETIBILITA’ ESAMI
Tc SESTAMIBI
99m
PRECURSORI ISONITRILICI
TECNEZIATI ANNI ‘80
99MTC
TBI
99MTC
CPI
ELEVATO ACCUMULO
FEGATO-POLMONE
NEL 1990 LA FDA APPROVA LA COMMERCIALIZZAZIONE DEL 99mTC MIBI
PRODOTTO DALLA DUPONT PHARMACEUTICAL CON IL NOME
COMMERCIALE DI
CARDIOLITE
R
R
N
N
DOPO RICOSTRUZIONE CON SODIO PERTECNETATO
C C
SI OTTIENE UN COMPLESSO LIPOFILICO CATIONICO
R N C TC C N
MONOVALENTE
99MTC ( MIBI )+ = 2 - METOSSI - ISOBUTIL - ISONITRILE
C
C
6
N
N
R
R
R
.
CARATTERISTICHE PRINCIPALI
CARDIOLITE
DECADIMENTO T ½
FISICO
TEMPO
6h
BIOLOGICO
Circa 10 h
EFFETTIVO
Circa 4 h
ORGANO
RAD/mCi
CUORE
0.02
• PRINCIPALE VIA METABOLICA DI
ELIMINAZIONE APPARATO EPATO BILIARE
FEGATO
0.01
RENI
0.04
• ESCRETO IN PARTI UGUALI NELLE FECI E
NELLE URINE
TESTICOLI
0.01
OVAIE
0.03
INTESTINO
SUP.
0.18
Te = (Tp x Tb)/(Tp+Tb)
Te = T ½ effettivo
Tp = T ½ fisico
Tb = T ½ biologico
BIODISTRIBUZIONE DEL 99mTc MIBI
MECCANISMI DI LOCALIZZAZIONE
FISSAGGIO
+
MIBI
PERFUSIONE
ARTERIA CORONARICA
- 80 mV
- 100
mV
CELLULA
MITOCONDRIO
UPTAKE
MIOCITA
INTEGRITA’ MEMBRANA
FUNZIONE
METABOLICA
BIODISTRIBUZIONE DEL SESTAMIBI
•La distribuzione del Sestamibi è quasi
proporzionale al flusso
•L’indice di estrazione coronarico first pass
è l’50-65%
•La radioattività nel sangue si riduce del 92%
circa a 5 m dall‘iniezione ev
MIOCITA
•L’1-2 % della dose somministrata si
concentra nel miocardio
MIBI
PLASMA
•La ridistribuzione del radiofarmaco è
praticamente irrilevante
•L’acquisuzione delle immagini puo’ essere
effettuata fino a 6 h dopo l’iniezione
•Per la diagnosi di patologia ischemica con Sestamibi sono
necessarie due iniezioni: una a riposo e una dopo sforzo
IMAGING CARDIACO CON IL SESTAMIBI
AREA IPOCAPTANTE
P
E
R
S
I
S
T
E
SFORZO
RIPOSO
ISCHEMIA
NECROSI
NECROSI CON
ISCHEMIA
Tc TETROFOSMINA
99m
• FA PARTE DELLA II°GENERAZIONE DEI RAD. TECNEZIATI DI PERFUSIONE
MIOCARDICA
• NEL 1995 LA FDA APPROVA LA COMMERCIALIZZAZIONE DEL 99mTC
TETROFOSMIN
• PRODOTTO DA NYCOMED AMERSHAM CON IL NOME COMMERCIALE DI
• MYOVIEW
PRESENTA PROPRIETA’ SIMILI AL
SESTAMIBI
DOPO RICOSTRUZIONE CON SODIO STANNOSO PERTECNETATO SI
OTTIENE UN COMPLESSO LIPOFILICO CATIONICO DIFOSFONATO
6.9-bis(2-ethoxyethyl)-3.12-dioxa-6.9-diphoshatetradecane
EtO
OEt
P
EtO
P
OEt
C18H40O4P2
CARATTERISTICHE PRINCIPALI
MYOVIEW
DECADIMENTO T ½
FISICO
TEMPO
6h
BIOLOGICO
Circa 5 h
EFFETTIVO
Circa 3 h
ORGANO
RAD/mCi
CUORE
0.015
• PRINCIPALE VIA METABOLICA DI
ELIMINAZIONE APPARATO EPATO BILIARE
FEGATO
0.012
RENI
0.046
• ESCRETO IN PARTI UGUALI NELLE FECI E
NELLE URINE
TESTICOLI
0.011
OVAIE
0.035
COLECISTI
0.180
Te = (Tp x Tb)/(Tp+Tb)
Te = T ½ effettivo
Tp = T ½ fisico
Tb = T ½ biologico
BIODISTRIBUZIONE DELLA
TETROFOSMINA
99m
Tc
MECCANISMI DI LOCALIZZAZIONE
FISSAGGIO
+
TETROFOSMINA
- 80 mV
PERFUSIONE
ARTERIA CORONARICA
- 100
mV
CELLULA
MITOCONDRIO
UPTAKE
MIOCITA
INTEGRITA’ MEMBRANA
FUNZIONE
METABOLICA
BIODISTRIBUZIONE DELLA TETROFOSMINA
•La distribuzione della Tetrofosminai è quasi
proporzionale al flusso
•L’indice di estrazione coronarico first pass è
l’50-65%
•La radioattività nel sangue si riduce del 95%
circa a 10 m dall‘iniezione e.v.
MIOCITA
•L’1-1,5 % della dose somministrata si concentra
nel miocardio
TETROF
PLASMA
•La ridistribuzione del radiofarmaco è
praticamente irrilevante
•L’acquisizione delle immagini può essere
effettuata fino a 4 h dopo l’iniezione
•Per la diagnosi di patologia ischemica con Sestamibi sono
necessarie due iniezioni: una a riposo e una dopo sforzo
BIODISTRIBUZIONE MIOCARDICA
Normale
Ischemico Necrotico
Attività
Attività
tempo
Tallio-201
tempo
Sestamibi/Tetrofosmina
Gated SPECT:parametri
Valutazione della riserva
coronarica: perfusione all’apice
dello stress ed a riposo.
Valutazione della contrattilità
regionale, frazione di eiezione
ventricolare sinistra, volumi telediastolico e tele-sistolico al
momento dell’acquisizione ( 30
minuti dopo lo stress-riposo).
IMMAGINI "GSPET"
Con il miglioramento tecnologico delle apparecchiature impiegate, ed in
particolare con l'impiego di gamma camere multitesta e collimatori
dedicati, che migliorano la sensibilità senza compromettere il potere
risolutivo, è oggi possibile acquisire le scintigrafie miocardiche perfusorie
anche con tecnica "Gated SPET" (GSPET).
In analogia con quanto descritto per l'angiocardioscintigrafia all'equilibrio, la
tecnica GSPET prevede che l'acquisizione delle immagini venga
sincronizzata con il segnale elettrocardiografico del paziente. Il ciclo
cardiaco viene suddiviso in intervalli (generalmente 8) per ciascuno dei
quali viene acquisita una serie di immagini tomoscintigrafiche. E` quindi
possibile ottenere contemporaneamente informazioni sulla perfusione e
sulla dinamica globale e regionale della parete ventricolare, che
permettono di osservare se una zona apparentemente ischemica è anche
dissinergica o, al contrario, se una zona ipocinetica è normo o ipoperfusa. Quest'ultima eventualità (regione miocardica ipocinetica, ma
normoperfusa) si può verificare in presenza di "miocardio stordito",
condizione fisiopatologica che può conseguire ad un trattamento di
rivascolarizzazione coronarica precoce, in un infarto miocardico, e
sembra dovuta al sommarsi degli effetti di un'ischemia acuta transitoria
con quelli della riossigenazione improvvisa.
IMMAGINI "G-SPET"
Con il miglioramento tecnologico delle apparecchiature impiegate, ed in
particolare con l'impiego di gamma camere multitesta e collimatori
dedicati, che migliorano la sensibilità senza compromettere il potere
risolutivo, è oggi possibile acquisire le scintigrafie miocardiche perfusorie
anche con tecnica "Gated SPET" (GSPET).
In analogia con quanto descritto per l'angiocardioscintigrafia all'equilibrio, la
tecnica GSPET prevede che l'acquisizione delle immagini venga
sincronizzata con il segnale elettrocardiografico del paziente. Il ciclo
cardiaco viene suddiviso in intervalli (generalmente 8) per ciascuno dei
quali viene acquisita una serie di immagini tomoscintigrafiche.
IMMAGINI "G-SPET"
E`
quindi
possibile
ottenere
contemporaneamente
informazioni
sulla perfusione e sulla dinamica
globale e regionale della parete
ventricolare, che permettono di
osservare
se
una
zona
apparentemente ischemica è anche
dissinergica o, al contrario, se una
zona ipocinetica è normo o ipoperfusa.
Quest'ultima
eventualità
(regione miocardica ipocinetica, ma
normoperfusa) si può verificare in
presenza di "miocardio stordito",
condizione fisiopatologica che può
conseguire ad un trattamento di
rivascolarizzazione
coronarica
precoce, in un infarto miocardico,
dovuta al sommarsi degli effetti di
un'ischemia acuta transitoria con quelli
della riossigenazione improvvisa.
SPET-GATED
• Esecuzione di esame tomografico sincronizzato con il
ritmo cardiaco.
• Divide ogni ciclo cardiaco in 8-12 frames e ricostruisce un
analogo numero di immagini tomografiche in modo da
ottenere un’immagine cinetica 3D.
SCINTIGRAFIA MIOCARDICA
ANALISI QUANTITATIVA DELLA GATED-SPET
(VOLUMI, FRAZIONE D’EIEZIONE)
Alcuni algoritmi completamente automatici vengono utilizzati per quantificare:
• LVEF
• EDV
• ESV
• cinetica parietale segmentaria del VS (RWM = regional wall motion)
• ispessimento sistolico parietale del VS (RWT = regional wall thickening)
Un controllo operatore-dipendente sul riconoscimento automatico del
margine endocardio e di quello epicardio così come delle strutture
extra-cardiache adiacenti al miocardio è obbligatorio per verificare
l’accurato riconoscimento dei contorni.
In caso di errore bisognerebbe operare una correzione dei profili e,
qualora questo non fosse possibile, la quantificazione della LVEF non
dovrebbe essere effettuata
SCINTIGRAFIA MIOCARDICA
ANALISI QUANTITATIVA DELLA GATED-SPET
(VOLUMI, FRAZIONE D’EIEZIONE)
• I piu’ comuni algoritmi per la quantificazione dei parametri volumetrici
sono:
• quantitative gated SPECT (QGS)
• 4D-MSPECT
• Emory Cardiac Tool Box (ECTb).
• I valori medi dei parametri volumetrici ottenuti con i diversi algoritmi
differiscono in maniera significativa impedendo un utilizzo interscambiabile
degli stessi.
• Inoltre, se l’acquisizione gated-SPECT avviene utilizzando 8 intervalli per
ciclo cardiaco si ha una sottostima del volume telediastolico (EDV), ad una
sovrastima
• del volume telesistolico (ESV) e, conseguentemente una sottostima della
LVEF attorno al 4% rispetto al calcolo con 16 frames.
• Si raccomanda l’impiego della metodica Gated sia per l’acquisizione dello
studio basale che per quello ottenuto dopo stress test.
SCINTIGRAFIA MIOCARDICA
ANALISI DELLA GATED-SPET (VOLUMI,
FRAZIONE D’EIEZIONE)
Analisi quantitativa della cinetica regionale
CATEGORIA PUNTEGGIO
•
•
•
•
•
•
0
1
2
3
4
5
Cinetica normale
Lieve ipocinesia, non sicuramente patologica
Moderata ipocinesia, sicuramente patologica
Severa ipocinesia
Acinesia
Discinesia
Analisi semiquantitativa dell’ispessimento regionale
CATEGORIA PUNTEGGIO
•
•
•
•
1
2
3
4
Ispessimento normale
Lieve riduzione dell’ispessimento
Moderata-severa riduzione dell’ispessimento
Mancato ispessimento
SCINTIGRAFIA MIOCARDICA
VALORE DIAGNOSTICO AGGIUNTIVO della
GATED-SPECT
STORDIMENTO POST-ISCHEMICO
STUNNING
(Johnson JACC 1997 vol.30,No.7)
differenza motilità stress/rest
0,14
P<0.001
0,12
0,14
0,1
0,08
0,06
0,04
0,02
0,02
0
non ischemico
ischemico
Stunning: Score perfusione e
ispessimento
storditi (40)
reversibili (75)
20
18
18
16
14
14
12
10
8
6
4 .005
2
0
p-st
11
10
7
8
6
8
4
5
.02
p-re
.05
p-rev
.04
is-st
6
3
ns
.0001
is-re
is-diff
Bestetti et al. 1999
Condizioni cliniche
Perfusione
Contrattilità
Ripresa
funzionale
normale
normale
-
Ischemia
inducibile
Difetto reversibile
normale
-
stunning
Difetto reversibile
Normale
Ridotta
spontanea
dopo stress
Ibernazione
Difetto fisso
ridotta
rivascolariz
zazione
infarto
Difetto fisso
abolita
nessuna
Grave difetto di perfusione fisso
Infero-laterale, a tutta parete
FE: 24%
VTD: 209 ml
VTS: 160 ml
Ipocinesia diffusa
Acinesia laterale
Rimodellamento
ventricolare
VALORE DIAGNOSTICO AGGIUNTIVO della
GATED-SPECT:
RIMODELLAMENTO VENTRICOLARE
Pregresso IMA.
Difetti di perfusione moderato-gravi,
prevalentemente fissi, con anomalie
della contrattilità, anche in regioni
diverse da quelle infartuate.
Frazione di eiezione gravemente
compromessa.
Dilatazione ventricolare moderatograve
remodeling
ANGIOCARDIOSCINTIGRAFIA DI PRIMO
TRANSITO
E' una metodica che prevede la rilevazione scintigrafica sequenziale del
primo transito di un bolo radioattivo attraverso le sezioni cardiache di
destra, l'arteria polmonare ed i suoi rami, il circolo capillare polmonare,
le cavità cardiache di sinistra e le parti prossimali dell'aorta
ANGIOCARDIOSCINTIGRAFIA DI PRIMO
TRANSITO
Non è richiesta una particolare preparazione del paziente, salvo una buona
idratazione per favorire l'eliminazione del radiofarmaco, e non è
necessario il digiuno.
Il radiofarmaco viene iniettato in una vena periferica (iniezione impulsiva e
volume del bolo radioattivo molto piccolo, inferiore ad 1 ml).
Le immagini possono essere acquisite in proiezione obliqua anteriore DX,
leggermente caudalizzata, che permette la miglior visualizzazione dei
ventricoli.
Devono essere impiegati radiofarmaci che rimangono all'interno del
compartimento cardiovascolare per la breve durata dell'esame.
Il computer deve essere programmato per acquisire una serie di immagini
di durata molto breve (20-40 msec). Ciò implica che vengano acquisite
da 25 a 50 immagini/secondo (tante più quanto più alta è la frequenza
cardiaca del paziente). L'acquisizione completa dura 30-40 secondi,
che risultano sufficienti anche nei pazienti con circolo rallentato.
ANGIOCARDIOSCINTIGRAFIA DI PRIMO
TRANSITO
Anche se in teoria potrebbero essere utilizzati quasi tutti i radiofarmaci
marcati con 99mTc (con l'ovvia eccezione di quelli che non passano i
capillari polmonari) viene abitualmente impiegato il 99mTc-DTPA,
perchè di basso costo e particolarmente favorevole dal punto di vista
radioprotezionistico, grazie alla sua rapida eliminazione renale.
CURVA ATTIVITA’-TEMPO
Tracciando un'area di interesse attorno ai
ventricoli DX e SN, il computer calcola
le relative curve ("attività-tempo") che
esprimono
la
variazione
della
concentrazione della radioattività negli
stessi. (Nell'esempio accanto, la curva
gialla si riferisce al ventricolo DX, la
rossa al SN).
CURVA ATTIVITA’-TEMPO
L'indagine è in grado di fornire informazioni qualitative e quantitative su:
i tempi di transito polmonare
la presenza di shunt intracardiaci DX»SN e SN»DX
la dinamica parietale regionale dei ventricoli (ricerca di ipocinesia, acinesia,
discinesa diffusa o localizzata)
la funzionalità globale dei ventricoli; in particolare è possibile determinare la
frazione di eiezione (FE) senza necessità di conoscere il volume
ventricolare telediastolico (VTD) e telesistolico (VTS) e senza dover
approssimare geometricamente la morfologia dei ventricoli.
CALCOLO DELLA FE
Infatti, la FE non viene calcolata con la classica formula:
FE% = (VTD-VTS) / VTD x 100
bensì con la formula:
FE% = (Conteggio TD - Conteggio TS) / Conteggio TD x 100
CALCOLO DELLE VARIABILI FUNZIONALI
ANGIOCARDIOSCINTIGRAFIA
ALL’EQUILIBRIO
E' una metodica che permette la visualizzazione scintigrafica della radioattività
intracavitaria contenuta nelle sezioni destre e sinistre del cuore
(ricavandone informazioni riguardanti in special modo i ventricoli). Con
questa tecnica, a differenza della precedente, si attende che il radiofarmaco
iniettato per via endovenosa si sia uniformemente distribuito nel pool
ematico in modo tale che la sua concentrazione risulti la stessa (per questo
la tecnica è detta "all'equilibrio") in tutto il compartimento cardiovascolare.
ANGIOCARDIOSCINTIGRAFIA
ALL’EQUILIBRIO
Non è richiesta una particolare preparazione del paziente, salvo una buona
idratazione per favorire l'eliminazione del radiofarmaco, e non è
necessario il digiuno.
Il radiofarmaco viene iniettato in una vena periferica (iniezione impulsiva e
volume del bolo radioattivo molto piccolo, inferiore ad 1 ml).
Le immagini possono essere acquisite in proiezione obliqua anteriore DX,
leggermente caudalizzata, che permette la miglior visualizzazione dei
ventricoli.
Devono essere impiegati radiofarmaci che rimangono all'interno del
compartimento cardiovascolare per la breve durata dell'esame.
Il computer deve essere programmato per acquisire una serie di immagini
di durata molto breve (20-40 msec). Ciò implica che vengano acquisite
da 25 a 50 immagini/secondo (tante più quanto più alta è la frequenza
cardiaca del paziente). L'acquisizione completa dura 30-40 secondi,
che risultano sufficienti anche nei pazienti con circolo rallentato.
ANGIOCARDIOSCINTIGRAFIA
ALL’EQUILIBRIO
Non è richiesta una particolare preparazione del paziente, salvo una buona
idratazione per favorire l'eliminazione del radiofarmaco, e non è
necessario il digiuno.
I globuli rossi del paziente vengono marcati con 99mTc
ANGIOCARDIOSCINTIGRAFIA
ALL’EQUILIBRIO
Vista la diluizione del tracciante nell'intero pool ematico il contenuto di
radioattività che attraversa le camere cardiache per ogni singolo ciclo
sisto-diastolico è nettamente inferiore rispetto alla metodica di primo
transito, in cui la stessa dose di radioattività si muove in un volume
estremamente più piccolo.
Per ottenere immagini di pari qualità è indispensabile acquisire i dati forniti da
almeno alcune centinaia di cicli cardiaci. Per questo motivo l'acquisizione
viene sincronizzata ("gated") con il segnale elettrocardiografico del
paziente.
ANGIOCARDIOSCINTIGRAFIA
ALL’EQUILIBRIO
Protraendo l'acquisizione per 600-800 cicli cardiaci consecutivi si ottengono i
dati corrispondenti ad un ciclo cardiaco "virtuale" formato da immagini
(una per ogni "frazione" del ciclo) di qualità sufficiente per permettere di
riconoscere le strutture atriali e ventricolari e di calcolare i vari parametri
quantitativi.
Nell'esempio la curva rossa esprime
variazioni diasto-sistoliche della
radioattività
contenuta
nel
ventricolo sinistro, sincronizzata
con il tracciato ECG (curva
azzurra). Ogni ciclo è suddiviso in
24 "frazioni" a ciascuna delle quali,
al
termine
dell'acquisizione,
corrisponde un'immagine. Sono
qui riportate quella telediastolica
(TD) e quella telesistolica (TS).
ANGIOCARDIOSCINTIGRAFIA
ALL’EQUILIBRIO
NORMALE
INSUFFICIENZA
VENTRICOLARE
ANGIOCARDIOSCINTIGRAFIA
ALL’EQUILIBRIO
NORMALE
INSUFFICIENZA
VENTRICOLARE
CALCOLO DELLA FE
Infatti, la FE non viene calcolata con la classica formula:
FE% = (VTD-VTS) / VTD x 100
bensì con la formula:
FE% = (Conteggio TD - Conteggio TS) / Conteggio TD x 100
Questo metodo di calcolo della frazione di eiezione ventricolare, non
richiedendo approssimazioni geometriche sulla morfologia del
ventricolo (al contrario dell'Ecografia e della Cine-Ventricolografia che
utilizzano immagini bidimensionali) è in grado di fornire dati quantitativi
molto accurati. Ciò, anche in considerazione del fatto che la metodica
implica un'esposizione a radiazioni ionizzanti di modesta entità, la
rende particolarmente adatta per essere impiegata come "gold
standard" nei confronti di tecniche alternative o per applicazioni cliniche
o di ricerca in cui sia richiesta un'elevata accuratezza e riproducibilità .
CALCOLO DELLA FE
Tracciando un'area di interesse attorno al ventricoli destro e/o sinistro, ed
elaborando i dati in modo da studiare l'andamento della radioattività nel
tempo all'interno dell'area di interesse, per la durata del ciclo cardiaco
"virtuale", si ottiene una curva che, partendo dalla telediastole
(massimo contenuto di sangue e quindi di radioattività intraventricolare)
va progressivamente scendendo fino a raggiungere il minimo in fase
telesistolica (minimo contenuto di sangue e quindi di radioattività
intraventricolare), per risalire nuovamente durante la diastole fino alla
successiva fase telediastolica.
Poichè la curva "attività-tempo" ha un andamento sinusoidale, risulta
particolarmente semplice interpolarla tramite la Fast Fourier Trasform
(FFT). La funzione così ottenuta permette un rapido calcolo automatico
della frazione di eiezione (FE), senza necessità di conoscere il volume
ventricolare telediastolico (VTD) e telesistolico (VTS) e senza dover
approssimare geometricamente la morfologia dei ventricoli. Infatti, la FE
non viene calcolata con la classica formula: FE% = (VTD-VTS) / VTD x
100
CALCOLO DELLA FE E ALTRE VARIABILI
bensì con la formula:
FE% = (Conteggio TD - Conteggio TS) / Conteggio TD x 100
Volendo ricavare maggiori informazioni dai dati acquisiti è possibile
proseguire l'analisi matematica della curva "attività-tempo"
calcolandone la derivata prima (curva che esprime la velocità della
dinamica ventricolare, punto per punto) e la derivata seconda (curva
che esprime l'accelerazione della dinamica ventricolare, punto per
punto). Lo studio dei "massimi" e "minimi" di queste curve permette il
calcolo automatico dei seguenti parametri.
CALCOLO DELLA FE E ALTRE VARIABILI
Massima velocità di eiezione ventricolare (Peak Ejection Rate - PER)
Tempo che intercorre fra tele-diastole e punto della curva corrispondente alla
massima velocità di eiezione (Time to Peak Ejection Rate - TPER)
Massima velocità di riempimento ventricolare (Peak Filling Rate - PFR)
Tempo che intercorre fra tele-sistole e punto della curva corrispondente alla
massima velocità di riempimento ventricolare (Time to Peak Filling Rate TPFR).
CALCOLO DELLA FE E ALTRE VARIABILI
Elaborando con le stesse funzioni matematiche tutte le matrici corrispondenti ai
dati acquisiti è inoltre possibile ottenere immagini che contengono, in ogni
pixel, un valore corrispondente ad un parametro scelto dall'operatore. Per
tale motivo queste immagini vengono definite "parametriche". Se, ad
esempio, si chiede al programma di elaborazione di calcolare, pixel per
pixel, la massima ampiezza della curva diasto-sistolica del ciclo cardiaco
virtuale e di evidenziare ogni pixel con un colore corrispondente al valore
ottenuto nello stesso pixel, si ottiene l'immagine parametrica di "massima
ampiezza". Se invece si fa calcolare, in ogni pixel, il tempo che intercorre
fra il MAX (telediastole) e il MIN (telesistole) si ottiene l'immagine
parametrica che esprime la "fase" di contrazione.
Altre immagini parametriche possono esprimere il
variare, pixel per pixel, della frazione di
eiezione ventricolare, della gittata sistolica, e
della massima velocità di eiezione o di
riempimento.
CALCOLO DELLA FE E ALTRE VARIABILI
L'immagine mostra il "report" finale ottenuto dall'elaborazione
un'angiocardioscintigrafia all'equilibrio eseguita in un soggetto normale:
di
Nel quadrante in alto a SN
sono
evidenziate
le
immagini parametriche di
ampiezza e di fase. Nel
quadrante in alto a DX
sono riportati i valori di FE
globale e regionale e della
massima
velocità
di
eiezione e riempimento; in
basso
a
SN
sono
evidenziate le immagini
telediastolica e telesistolica
con "l'area di interesse"
ventricolare e "di fondo"; in
basso a DX la curva
"attività-tempo" del ciclo
cardiaco virtuale.
Gated-SPET
1) La acquisizione è consigliata anche poststress per rilevare “post-stress myocardial
stunning”;
2) Tl201: “can be performed but the
accuracy and reliability are lower than
for Tc99m tracers”
Gated-SPET: aspetti critici
•
•
•
•
•
•
Sincronizzazione ECG, aritmie
Numero di frame/ciclo
Tempo per proiezione
Artefatti da movimento
Tipo di Gammacamere
Controllo qualità
1 acquisizione tomografica
(tecnica SPET)
1 acquisizione tomografica
(tecnica Gated-SPET)
1 SPET
8 SPET = 1 Gated-SPET
1 acquisizione tomografica
(tecnica SPET)
1 SPET
1 proiezione planare
per ogni vista
=
1 SPET
1 acquisizione tomografica
(tecnica Gated-SPET)
8 SPET
8
8
8
8 proiezioni planari
per ogni vista
=
8 SPET
Gated-SPET
87
65
43
21
Dalla Gated-SPET
si può ottenere una
SPET
Gated-SPET
Elaborazione
Standard
(sezioni “non-gated”)
(semi-automatica)
Elaborazione
Automatica
(Sezioni Gated + immagini 3D e dati quantitativi)
Gated-SPET: aspetti critici
•
•
•
•
•
Sincronizzazione, aritmie
Numero di frame/ciclo
Tempo per proiezione
Artefatti da movimento
Controllo qualità
SINCRONIZZAZIONE ECG
1) Pazienti con fibrillazione atriale, aritmia
sinusale, frequenti BESV o BEV, pacing
bicamerale o intermittente ecc. “should
not be studied”
2) Attenzione agli studi poveri di conteggio
SINCRONIZZAZIONE ECG
1) La onda R dev’essere marker della telediastole,
dovrebbe essere 3 volte più alta della P e della T
e con la maggior pendenza ascendente
2) “There is no consensus on the tolerance window
for frame/bin lenght” (battiti < o > del 30-40%
del R-R medio dovrebbero essere scartati dalla
Gated-SPET ma utilizzati per la SPET)
SINCRONIZZAZIONE ECG
• Intervallo R-R prefissato (Gating “fisso”)
• Intervallo R-R modificato durante l’acquisizione
(Gating “variabile”)
• List-mode in genere non disponibile
• La tecnica di Gating “fisso” richiede una finestra
temporale di accettazione dei battiti
• Finestra stretta: bassa statistica di conteggio o eccessiva
lunghezza di acquisizione
• Finestra larga: data “poco fisiologici”
Finestra di accettazione
dei battiti
• Prima di cominciare l’acquisizione il sistema
misura l’intervallo R-R e consente di stabilire una
“finestra” di accettazione definita come %
dell’intervallo R-R medio.
• Durante l’acquizione i conteggi di ogni battito
sono memorizzati e poi accettati se la durata di
quel battito è all’interno della “finestra”.
• Si possono scartare i battiti post-extrasistolici
Finestra di accettazione
dei battiti
ASNC: window 100%
EANM/ESC: window 30-40%
FLASHING
conteggi
1) Riduzione dei conteggi negli ultimi frame per
“significant rejection of cardiac cycles”
2) Normalizzare i conteggi sul 1° frame aumenta il
“rumore”
3) Il flashing causa artefatti nelle immagini
ricostruite (“streaking artefacts”, “dark bands”,
“clumping”)
1 2 3 4 5 6 7 8
frames
Artefatti da eccesso di aritmie
Finestra “stretta” (bassa statistica + irregolarità di conteggio)
“Gated images should not be used if low
count density occurs in some projection
images (significant rejection)”
Finestra “larga” (buona statistica)
Gated-SPET: aspetti critici
•
•
•
•
•
Sincronizzazione, aritmie
Numero di frame/ciclo
Tempo per proiezione
Artefatti da movimento
Controllo qualità
Gated-SPET
frame per ciclo:
8, 12, 16
Buona statistica di conteggio
ma bassa risoluzione temporale:
Scarsa statistica di conteggio
ma buona risoluzione temporale:
buona definizione dei bordi
ma limitata capacità di identificare
la telesistole (sottostima FE)
imprecisa definizione dei bordi
ma buona capacità di identificare
la telesistole (FE e volumi accurati)
“8 intervals seem to be
a reasonable compromise”
Campionamento 8 frame/ciclo
Componenti con
frequenza 8 Hz
FE= 60
ciclo cardiaco rappresentativo
Campionamento 16 frame/ciclo
Componenti con
frequenza 8 Hz
FE= 70
ciclo cardiaco rappresentativo
Sottostima
del 3%
Gated-SPET: 8 vs 16 intervalli
G. Germano et al J Nucl Med 95; 36: 2138-2147
Gated-SPET: aspetti critici
•
•
•
•
•
Sincronizzazione, aritmie
Numero di frame/ciclo
Tempo per proiezione
Artefatti da movimento
Controllo qualità
Gated-SPET
Preset di tempo o preset di cicli card.?
“there is no hard evidence…
but the most use
fixed time”
Pratico per programmare il lavoro
Buona statistica di conteggio SPET
Ma rischi di bassa statistica G-SPET
in caso di aritmie…
Buona statistica in G-SPET
Ma rischio di acquisizioni lunghe:
>movimento del paziente,
<programmabilità del lavoro
“In some fixed time system all the data
are stored for perfusion processing while
the gated-data are accepted/not accepted”
Gated-SPET
GAMMA CAMERE MONOTESTA: “the risk of
low-quality studies is too high to justify gating”
Quale compromesso tra statistica
di conteggio e risoluzione spaziale
in Gated-SPET?
Regola generale: “per un esame
dinamico ottimizza per la statistica
di conteggio!”
MA…
Bassa risoluzione
spaziale
Alta risoluzione
spaziale
Riconoscimento automatico
dei bordi miocardici
endocardico ed epicardico
Dati quantitativi attendibili?
Scelte per l’alta risoluzione
spaziale
• Collimatore HR
• Finestra dell’analizzatore “stretta”
• Pixel di dimensioni 3-5 mm (campo di vista,
zoom, matrice)
• Filtro della retroproiezione “sharp”: cutoff verso
destra
---------------• Dose inettata (<40 mCi totali)
• Tempo di acquisizione (<30 minuti)
Caso acquisito con
parametri che ottimizzano
la risoluzione spaz. e che
mostra con bassa statistica di
conteggio (dose errata? dose
fuori-vena? eccesso aritmie?).
Gated-SPET: aspetti critici
•
•
•
•
•
Sincronizzazione, aritmie
Numero di frame/ciclo
Tempo per proiezione
Artefatti da movimento
Controllo qualità
Artefatti da movimento
Movimenti anche limitati del paziente influenzano
la forma del ventricolo sinistro e causano errori
nella definizione dei bordi endo- ed epicardici con
conseguenti errori nella misura di volumi e FE.
•
•
•
•
Influenzano anche la perfusione
A volte non sono correggibili in Gated-SPET
Bisogna ottimizzare il confort del paziente
Se upward creep è necessario prolungare il tempo
tra iniezione da stress e acquisizione
Valutazione in cine-mode delle
proiezioni acquisite
Movimento
del paziente
180°
90°
0°
Upward
creep
180°
90°
0°
Altri artefatti
Caso1
QGS automatico
Caso2
QGS “manuale”
P.O.S. polmone sn.
OAS 40°
Caso3
Minime anomalie al QGS
Caso3
Gated-SPET: aspetti critici
•
•
•
•
•
Sincronizzazione, aritmie
Numero di frame/ciclo
Tempo per proiezione
Artefatti da movimento
Controllo qualità
Gated-SPET
“Only one narrow peak”
no
si
“CURVA VOLUME-TEMPO DEL VS:
telesistole entro il 2° frame; inizio e fine curva
coincidenti”
“CINE INSPECTION
OF CONTRACTING
LV :
no frames with
reduced counts”
“AUTOMATIC
EDGE
DETECTION:
correct
endo- epicardial
definitions”
“Attrazione”
da attività
sottodiaframmatica
Altri errori
QGS “manuale”
4DM-SPECT automatico
Comparison of Echocardiographic
and Radionuclide LVEF
(interobserver variability)
(Van Royen, Wackers et al. Am J Cardiol 1996)
Comparison of Echocardiographic
and Radionuclide LVEF
(interobserver variability)
(Van Royen, Wackers et al. Am J Cardiol 1996)
STUDIO PET DELLA PERFUSIONE CARDIACA
CON AZOTO-13
PRERARATO INIETTABILE IN SOLUZIONE DI CLORURO DI SODIO
STERILE PRODOTTO DA CICLOTRONE DECADE IN 13C
H
ESCRETO PRINCIPALMENTE
NELLE URINE
13N
H
H
ORGANO
T ½ FISICO
9.96 m
RIASSUNTO CARATTERISTICHE FISICHE
RADIAZIONI/EMISSIONI
POSITRONE ( β+ )
GAMMA
ENERGIA KEV
1190 kev ( Max. )
511 KEV
rem/mCi
CUORE
0.0078
FEGATO
0.015
RENI
0.017
TESTICOLI
0.0067
OVAIE
0.0063
VESCICA
0.030
BIODISTRIBUZIONE DELL’AZOTO-13
E’ UN ANALOGO DEL POTASSIO E SI DISTRIBUISCE
RAPIDAMENTE IN TUTTI GLI ORGANI
TRASPORTO ATTIVO (POMPA Na/K)
CAPTAZIONE
DIFFUSIONE PASSIVA
13N
PERFUSIONE
ARTERIA CORONARICA
UPTAKE
MIOCITA
NON PRESENTA REDISTRIBUZIONE
MIOCITA
INTEGRITÀ DI
MEMBRANA
FUNZIONE
METABOLICA
BIODISTRIBUZIONE DELL’AZOTO-13
•La distribuzione è quasi
proporzionale al flusso
•L’estrazione first pass è 85%
•Il T½ biologico nel sangue è 2.84 m
•Il T½ biologico nel miocardio è 2 m
A causa del T½ (circa 10 m) le immagini sono acquisite
subito dopo la somministrazione del radiofarmaco
DOSAGGIO E PROTOCOLLI DI ACQUISIZIONE PET
CON AZOTO-13
DOSI RACCOMANDATE NELL’ADULTO
REST - STRESS
X IMAGING (10-20 mCi )
REST
DIPIRID. STRESS
DURATA 15/20 m
DURATA 15/20 m
3m
3m
8m
40 m
STATICA
STATICA
INF.LENTA 2 m
STUDIO DEL FLUSSO CORONARICO BASALE
REST
1
1/
3
5
1/
10 s
30 s
7
1/
120
9
11
13
s 1/120 s 1/120 s
1/
15 17
19
1/
300s
300
21 23
1/
s
25
300
27 29 30
1/
s
300
s
INF. LENTA 6 m
STUDIO DEL FLUSSO CORONARICO FARMACOLOGICO
ADENOSINA
STRESS
1
3
3m
1/
10 s
5
1/
30 s
7
1/
120
9
11
s 1/120 s 1/120 s
13
1/
15 17
300
s
19
1/
300
21 23
s
25
1/
300
s
27 29 30
1/
300
s
IMAGING CARDIACO CON AZOTO-13
LO STUDIO DELLA PERFUSIONE MIOCARDICA DIMOSTRA UN
DIFETTO DI PERFUSIONE NELLA PARETE ANTERO-SETTALE
INDICAZIONI ALL’UTILIZZO
DELL’AZOTO-13
• ACQUISIZIONE
• Imaging PET, PET gated, imaging dinamico
• Digiuno da almeno 4h, in sospensione terapia con
• PREPARAZIONE
Nitroderivati, calcio-antagonisti e betabloccanti
• Idratare il paziente e invitarlo a urinare per ridurre
•
la dose alla vescica
• Diagnosi e localizzazione di infarto miocardico
• INDICAZIONI
• Diagnosi di CAD associato ad uno studio stress
• Diagnosi di miocardio vitale associato al [18F]FDG
• Studio quantitativo di perfusione tissutale (ml/g/m)
MIOCARDIO "VITALE"
Il termine miocardio "vitale" è utilizzato per indicare una regione miocardica
ipofunzionante e ipoperfusa ma ancora metabolicamente attiva e
suscettibile di recupero funzionale se adeguatamente riperfusa. Uno dei
sottotipi clinicamente più rilevanti è il cosiddetto miocardio "ibernato", i
cui presupposti fisiopatologici non sono completamente chiariti, ma che
sembra il frutto di ripetuti episodi di ischemia che provocano alterazioni
intra e extracellulari, inizialmente reversibili, ma destinate a divenire
permanenti col progredire della patologia coronarica e degli episodi
ischemici.
Una disfunzione del ventricolo sinistro, conseguente ad una patologia
ischemica, non è necessariamente un processo irreversibile; al contrario,
la dinamica parietale globale e regionale del ventricolo può migliorare o
perfino normalizzarsi se questo viene adeguatamente riperfuso, in una
percentuale compresa fra il 25 ed il 40% dei casi.
La tomoscintigrafia miocardica perfusoria ha potenzialità uniche perchè è in
grado di identificare la presenza di miocardio vitale studiando
contemporaneamente la perfusione, l'integrità delle membrane cellulari,
l'attività metabolica e la dinamica parietale (con tecnica G-SPET).
RICERCA DI MIOCARDIO VITALE CON 201Tl
Il
201Tl,
il cui impiego nello studio della perfusione cardiaca si è
progressivamente ridotto negli ultimi anni a favore dei radiofarmaci
pertecnetati, è comunemente impiegato per la ricerca di miocardio vitale. A
tale fine, per ovviare ad un'eventuale lenta o incompleta ridistribuzione che
porterebbe ad una sottostima della vitalità cardiaca, all'abituale protocollo
sforzo/riposo viene abitualmente aggiunta l'acquisizione di immagini tardive
(24-48 h) senza o con seconda iniezione di 201Tl, eventualmente associata
a farmaci coronarodilatatori. Per determinare la presenza di miocardio
vitale viene valutata la percentuale di captazione del 201Tl nella regione
esaminata, rispetto ad un'area normale di riferimento. E` infatti dimostrato
che la concentrazione di questo radiofarmaco è direttamente proporzionale
alla quantità di miocardio vitale ed inversamente proporzionale all'entità di
fibrosi presente.
Una concentrazione di 201Tl uguale o superiore al 50% del normale viene
generalmente considerata come indicativa di presenza, clinicamente
significativa, di miocardio vitale.
RICERCA DI MIOCARDIO VITALE CON 201Tl
RICERCA DI MIOCARDIO VITALE CON
RADIOFARMACI PERTECNETATI
Sia il 99mTc-MIBI, sia la 99mTc-Tetrofosmina stanno trovando un sempre più
diffuso impiego anche per determinare la presenza di miocardio vitale. A tal
fine questi radiofarmaci presentano alcuni svantaggi rispetto al 201Tl
(perchè non si ridistribuiscono), ma anche dei vantaggi, legati
prevalentemente alle migliori caratteristiche fisiche del Tecnezio, che
permettono di ottenere immagini tomografiche di qualità nettamente
superiore, specie se acquisite con tecnica G-SPET. Di fatto, dal punto di
vista clinico le informazioni ottenibili con le due categorie di radiofarmaci
sono pressochè equivalenti.
Per aumentare la sensibilità della metodica, l'indagine a riposo viene
generalmente eseguita iniettando il radiofarmaco dopo somministrazione
sublinguale o endovenosa di nitrati. Come con il 201Tl, una concentrazione
uguale o superiore al 50% del normale viene generalmente considerata
come indicativa di presenza, clinicamente significativa, di miocardio vitale.
RICERCA DI MIOCARDIO VITALE CON
RADIOFARMACI PERTECNETATI
RICERCA DI MIOCARDIO VITALE CON
RADIOFARMACI METABOLICI
L'attuale "gold" standard per lo studio della vitalità miocardica è rappresentato
dalla tomoscintigrafia con radiofarmaci che si concentrano nella cellula
miocardica in modo direttamente proporzionale all'attività metabolica della
stessa.
Il miocardico richiede un apporto continuo di energia per la sintesi di ATP,
necessario la sua attività contrattile.
I principali substrati utilizzati per la produzione di energia sono gli acidi grassi, i
carboidrati e i corpi chetonici.
Questi substrati sono in competizione fra loro sulla base della concentrazione
plasmatica, del carico di lavoro da eseguire, dalla dieta e dall'attività
ormonale dell'individuo.
RICERCA DI MIOCARDIO VITALE CON
RADIOFARMACI METABOLICI
In fase postprandiale, aumenta la glicemia e l'insulina, diminuiscono gli acidi
grassi circolanti e diviene preminente il contributo del glucosio per la
produzione dell'energia necessaria al miocardio;
a digiuno, la glicolisi è inibita e l'energia viene prodotta tramite ossidazione di
acidi grassi e corpi chetonici;
durante uno sforzo fisico l'energia necessaria per sostenere l'intenso carico di
lavoro del cuore deriva prevalentemente dal lattato.
In caso di ischemia, la mancanza di ossigeno stimola grandemente la glicolisi
che diviene l'unica via metabolica capace di produrre ATP; pertanto, mentre
gli acidi grassi svolgono il ruolo principale nel metabolismo del cuore
normoperfuso, il glucosio risulta il substrato energetico primario per il
miocardio ischemico.
RICERCA DI MIOCARDIO VITALE CON
RADIOFARMACI METABOLICI
Da questi dati deriva che la concentrazione di glucosio all'interno del
miocardico può essere considerata come il marker ideale della vitalità
cellulare. A tal fine è stata messa a punto una metodica medico-nucleare
che prevede la somministrazione e.v. di 18F-Fluoro-desossi-glucosio
(18FDG), e la successiva acquisizione di immagini scintigrafiche.
STUDIO PET DEL METABOLISMO
CARDIACO CON 18F-FDG
PRERARATO INIETTABILE IN SOLUZIONE DI CLORURO DI SODIO STERILE
PRODOTTO DA CICLOTRONE
ESCRETO PRINCIPALMENTE
NELLE URINE
ORGANO
T ½ FISICO
109.7 m
RIASSUNTO CARATTERISTICHE FISICHE
RADIAZION/EMISSIONI
POSITRONE
GAMMA
(β
β+ )
ENERGIA KeV
249.8
511 KeV
kev ( Max. )
rem/mCi
CUORE
0.22
FEGATO
0.058
RENI
0.074
TESTICOLI
0.041
OVAIE
0.053
VESCICA
0.32
MECCANISMO DI CAPTAZIONE E
RITENZIONE DEL FDG
K1
18FDG
Esochinasi
K3
18FDG
K2
K4
18FDG-6-P
Glucosio-6fosfatasi
GLUT I e GLUT III
BIODISTRIBUZIONE DEL 18F-FDG
• E’ un analogo del glucosio
• Si distribuisce rapidamente in tuttigli organi..
• Oltrepassa la membrana facilitato dalle proteine deputate al
trasporto.
• È catturato dalle cellule per usufruire dell’energia
Il glucosio è fosforilato all’interno della cellula in 18F-FDG-6-fosfato
dall’enzima esochinasi fino a quando il decadimento radioattivo porta
alla trasformazione del fluoro-18 in ossigeno-18 (non radioattivo)
18F-FDG
18F-FDG-6
-FOSFATO
PERFUSIONE
ARTERIA CORONARICA
MIOCITA
INTEGRITÀ MEMBRANA
UPTAKE
MIOCITA
FUNZIONE
METABOLICA
BIODISTRIBUZIONE DEL 18F-FDG
•Estrazione fistrpass è del 10%
•La distribuzione è minimamente dipendente fal flusso coronarico
•La distribuzione è proporzionale al consumo di glucosio
•La clearance dai tessuti è funzione del decadimento radioattivo
•Rapporto cuore/polmone (20:1)
•Rapporto cuore/sangue (14:1)
•L’imaging si realizza entro 40 m dalla somministrazione del
radiofarmaco
MECCANISMO DI CAPTAZIONE E
RITENZIONE DEL 18F-FDG
IL MIOCARDIO RICHIEDE UN APPORTO CONTINUO DI ENERGIA
PER LA SINTESI DI ATP NECESSARIA PER LA CONTRATTILITÀ
I PRINCIPALI SUBSTRATI UTILIZZATI
X LA PRODUZIONE DI ENERGIA SONO
RUOLO PRINCIPALE: ACIDI GRASSI
RUOLO PRINCIPALE: GLUCOSIO
ACIDI GRASSI
CARBOIDRATI
CORPI CHETONICI
CUORE NORMOPERFUSO
CUORE ISCHEMICO
il 18F-FDG analogo del glucosio concentrandosi nel miocardio è
un marker ideale della vitalità cellulare
attualmente la PET con 18F-FDG rappresenta il gold standard per lo studio della
vitalitaàcellulare abbinato allo studio di perfusione con Azoto-13, o ad altri
radiofarmaci di perfusione tradizionali, si può fare diagnosi di miocardio
ibernato.
DOSAGGIO E PROTOCOLLI DI ACQUISIZIONE DEL 18F-FDG
DOSI RACCOMANDATE NELL’ADULTO
ASSUNZIONE X OS DI
GLUCOSIO 50-75g
18F-FDG
18F-FDG
VALUTAZ.
MIOCADRIO
VITALE
ACQ.DYN.
POST.1/10 m X 1 h
45 m
1h
CLUMP-IPER
INSULINICO
50g INS.+GLUCOSIO
ACQ. STATICHE
45 m
1h
ASSUNZIONE X OS DI
GLUCOSIO 50-75g
X IMAGING (5-10 mCi )
VALUTAZ.
ACQ.DYN.
POST.1/10 m X 1 h
18F-FDG
LIVELLI DI INSULINA
85-95 mg/dl
45 m
UN TERZO TIPO PREVEDE LA SOMMINISTRAZIONE DI ACIDO
NICOTIMICO 2 h PRIMA DELL’FDG PER RIDURRE LA FRAZIONE
DEGLI ACIDI GRASSI LIBERI CIRCOLANTI
IN MODO DA INIBIRE I LORO EFFETTI SULL’UTILIZZO DEL GLUCOSIO
MMRglc
MIOCARDIO VITALE
L’ANALISI COMBINATA DEI RISULTATI OTTENUTI CON I DUE METODI
PERMETTE LA DIAGNOSI DI VITALITÀ O NECROSI
Ammoniaca
FDG
LO STUDIO DEL FLUSSO E DEL METABOLISMO DIMOSTRANO UN DIFETTO
NELLA PARETE ANTERO-SETTALE
[13N] + [18F] FDG mismatch tessuto ipoperfuso
in sede laterale ma “vitale”
[13N] + [18F] FDG mismatch tessuto
ipoperfuso in sede laterale ma “vitale”
Bull’s eye
INDICAZIONI E UTILIZZO DEL 18F-FDG
IMAGING PET , PET GATED, IMAGING DINAMICO
ACQUISIZIONE
•DIGIUNO DA ALMENO 4h, IN SOPENSIONE TERAPIA CON
NITRODERIVATI, CALCIOANTAGONISTI E BETABLOCCANTI
PREPARAZIONE
•IDRATARE IL PAZIENTE E INVITARLO A URINARE PER RIDURRE
LA DOSE ALLA VESCICA
•SOMMINISTRARE 1 h PRIMA DEL RAD.UN CARICO DI 50-75 g DI GLUCOSIO
•PER I PAZ. DIABETICI STABILIZZARE IL LIVELLO DI INSULINA
INDICAZIONI CARDIO
SCINTIGRAFICHE
VALUTAZIONE DEL METABOLISMO MIOCARDICO DEL GLUCOSIO
DIAGNOSI E LOCALIZZAZIONE DI INFARTO MIOCARDICO
DIAGNOSI DI MIOCARDIO VITALE ASSOCIATO AL N13
INDICAZIONI
ONCOLOGICHE
TUMORI POLMONARI, COLON RETTALI, PANCREATICI,
MAMMARI, TIROIDEI MELANOMI, LINFOMI, METASTASI, ETC.
VANTAGGI /VERSUS SVANTAGGI DELLA PET RISPETTO
ALLA SPECT IMAGING
RISOLUZIONE ELEVATA
T ½ FISICO RIDOTTO
MIOCARDIO VITALE CON 18F-FDG
VANTAGGI
SENSIBILITA’ 88%
SPECIFICITA’ 73%
VALUTAZIONE DEL MMRglc
STUDIO DI PERFUSIONE CON N13
SENSIBILITA’ 90%
SPECIFICITA’ 90%
STUDI QUNTITATIVI DI PERFUSIONE TISSUTALE ( ml x g x m )
ALTI COSTI PER ESAME
SVANTAGGI
PRESENZA DI UN CICLOTRONE NELLE IMMEDIATE VICINANZE
*DIFFUSIONE TERRITORIALE RIDOTTA DELLE UNITA’ PET DEDICATE
*POSSIBILE SOLUZIONE: L’UTILIZZO DI GAMME-CAMERE IBRIDE SPECT/PET
ECG
70%
SPET
90%
75%
85%
Sensib
.
Specif.
Preval.
10%
10%
VPP
24%
40%
Sensib
.
Specif.
ECG
70%
SPET
90%
75%
85%
Preval.
50%
50%
VPP
73%
86%
Diagnosi di Coronaropatia
Probabilità pre-test di
coronaropatia
bassa
<0.15
bassa-intermedia
0.15-0.50
intermedia-alta
0.50-0.85
alta
>0.85
no coro
stress-ECG
stress-SPECT
coro
-
+
-
+
no coro
SPET
no coro
coro
Analisi comparativa dei costi
costi (euro)
10000
9400
8200
8000
6000
4000
coro
SPECT+coro
5800
4000
4700
5700
2000
0
bassa
intermedia
probabilità pre-test
alta
Gated-SPECT
99mTc-Tetrofosmina
Tempi di attesa:
Tariffario:
Dose:
Durata esame:
Preparazione:
2 settimane
370 euro
6-8 mSv
5 ore
Sospensione
farmaci:
-Beta-bloccanti: 3 gg,
-Ca antagonisti: 2 gg,
-Nitro derivati: 12 ore.
Digiuno dal mattino e sospensione metil-xantine da sera precedente
Condizioni cliniche
Perfusione
Contrattilità
Ripresa
funzionale
normale
normale
-
Ischemia
inducibile
Difetto reversibile
normale
-
stunning
Difetto reversibile
Normale
Ridotta
spontanea
dopo stress
Ibernazione
Difetto fisso
ridotta
rivascolariz
zazione
infarto
Difetto fisso
abolita
nessuna
Perfusione normale
FE: 71%
VTD: 74 ml
VTS: 22 ml
Valore Predittivo Negativo
Meno dell’1% di eventi cardiaci
gravi (morte, infarto , angina
con ospedalizzazione) nei due
anni a venire.
Condizioni cliniche
Perfusione
Contrattilità
Ripresa
funzionale
normale
normale
-
Ischemia
inducibile
Difetto reversibile
normale
-
stunning
Difetto reversibile
Normale
Ridotta
spontanea
dopo stress
Ibernazione
Difetto fisso
ridotta
rivascolariz
zazione
infarto
Difetto fisso
abolita
nessuna
Si documenta una stenosi severa
(85-90%) del tratto medio della
DA con buon calibro a valle.
Assenza di stenosi critiche a
carico degli altri vasi coronarici.
Si ridilata la stenosi sulla DA
mediante PTCA+stent, con ottimo
risultato a termine della procedura.
MORTE O INFARTO (%/ANNO)
Condizioni cliniche
Perfusione
Contrattilità
Ripresa
funzionale
normale
normale
-
Ischemia
inducibile
Difetto reversibile
normale
-
stunning
Difetto reversibile
Normale
Ridotta
spontanea
dopo stress
Ibernazione
Difetto fisso
ridotta
rivascolariz
zazione
infarto
Difetto fisso
abolita
nessuna