Tesi di Laurea di SAVINA SOLIMANDO

UNIVERSITÁ DEGLI STUDI DI MILANO
FACOLTÁ DI MEDICINA E CHIRURGIA
CORSO DI LAUREA IN TECNICHE DI RADIOLOGIA MEDICA,
PER IMMAGINI E RADIOTERAPIA
“STUDIO NON INVASIVO DELLA CIRCOLAZIONE
CEREBRALE CON RISONANZA MAGNETICA:
QUANTIFICAZIONE DEI FLUSSI CON SOFTWARE
“NON- INVASIVE OPTIMAL VESSEL ANALYSIS
(NOVA)”
Relatore: Dr.ssa Maria Grazia Bruzzone
Correlatore: CTSRM Luciana Caposio
Elaborato di Laurea di:
Savina Solimando
Matricola: 728566
A.A. 2009/2010
1
Autorizzazione alla consultazione dell’elaborato finale di Laurea
Il/la sottoscritt… …………………………….......................................................
n° matr. .............
nat… a ........................................................................ il …….............
autore dell’elaborato scritto dal titolo:
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
.......................................................................................................
 autorizza
 non autorizza
la consultazione dell’elaborato stesso, fatto divieto di riprodurre, in tutto o
in parte, quanto in esso contenuto.
Data ................................................................................................
Firma ...............................................................................................
(apporre una X sulla casella scelta)
Spazio riservato all’Ufficio Segreteria
Il/la .................................................................................................
Laureato in «Tecniche di Radiologia Medica, per immagini e radioterapia»
con la votazione di:
(in cifre) .............................. (in lettere) ............................................
e registrato al progressivo N° .............. del registro numero ..................
dei verbali di laurea
2
Ai miei figli, a mio marito,
ai miei genitori che mi
hanno sempre sostenuta
ed incoraggiata.
3
Sommario
INTRODUZIONE................................................................................... 8
1.
VASCOLARIZZAZIONE DELL’ENCEFALO .........................................10
1.1. Circolo anteriore .......................................................................11
1.2. Circolo posteriore .....................................................................12
1.3. Circolo di Willis.........................................................................12
1.4. Circolo venoso intracranico ........................................................13
1.5. Cenni di fisiopatologia del circolo intra ed extracranico ..................14
2.
METODICHE PER LA VALUTAZIONE DELLA VASCOLARIZZAZIONE
CEREBRALE........................................................................................16
2.1. Metodiche dirette......................................................................16
2.2. Metodiche indirette ...................................................................16
3.
ANGIOGRAFIA CON RISONANZA MAGNETICA (ANGIO-RM) ..............19
3.1. I flussi e gli effetti del moto in risonanza magnetica .....................19
3.2. Angio-RM (note introduttive)......................................................20
3.3. Angio-RM a tempo di volo (TOF) .................................................21
3.4. Angio-RM a contrasto di fase (PC)...............................................27
3.5. Artefatti e trabocchetti ..............................................................30
4.
QUANTIFICAZIONE DEL FLUSSO: IL METODO “NOVA”.....................31
4.1. Metodo....................................................................................32
4.3. Desktop...................................................................................34
4.4. Prescrizione dei vasi (3DP).........................................................35
4.5. Analisi del flusso (3D FLOW) ......................................................36
4
4.6. Referto....................................................................................38
5.
ESEMPIO ...................................................................................39
CONCLUSIONI ....................................................................................42
GLOSSARIO .......................................................................................43
BIBLIOGRAFIA....................................................................................44
5
INDICE DELLE FIGURE
Figura 1 Tronchi sovra-aortici..............................................................11
Figura 2 Circolo di Willis .....................................................................13
Figura 3 seni venosi della dura madre. (da Balboni et al. Terza edizione pag.534). ..........................................................................................14
Figura 4 Angio-TC dei vasi del collo in un paziente maschio di 73 anni che
evidenzia la mancata visione dell’origine dell’arteria carotide interna di
destra; ricostruzione 3D di superficie (A) e MIP (B). ................................17
Figura 5 Flusso laminare, turbolento e ricircolante .................................20
Figura 6 Schema delle fasi di svolgimento di un esame con il protocollo
NOVA ................................................................................................33
Figura 7 panoramica ..........................................................................34
Figura 8 visualizzazione 3D per posizionare le aree di taglio...................35
Figura 9 schermata iniziale per l’analisi del flusso ..................................36
Figura 10 posizione dei vasi in 3D .......................................................37
Figura 11 visione dei vasi elaborati......................................................38
Figura 12 valori di flusso ....................................................................38
Figura 13 Stenosi della carotide interna destra e vertebrali....................39
Figura 14 NOVA – Stato Preoperatorio
NOVA – Stato Postoperatorio ......40
6
INDICE DELLE TABELLE
Tabella 1 Parametri sequenza TOF.......................................................23
Tabella 2 Confronto TOF 2D/3D...........................................................26
Tabella 3 Confronto sequenza Phase Contrast 2D/3D .............................29
7
INTRODUZIONE
Tra le indagini strumentali non invasive sviluppate per lo studio della
vascolarizzazione e della perfusione cerebrale ricordiamo:
1) la Risonanza Magnetica (RM), l’angio-RM e la perfusione (PWI) con RM
per lo studio non invasivo dell’anatomia cerebrovascolare e della
perfusione cerebrale con mappe specifiche.
2) l’angio-TC e la TC con perfusione che permettono rispettivamente
un’analisi morfologica dei vasi e funzionale del parenchima;
3) l’ecocolor-doppler dei tronchi sovra-aortici e il doppler transcranico
(TCD)
4) gli studi di medicina nucleare mediante Tomografia Computerizzata ad
Emissione di Fotone Singolo (SPECT) e
Tomografia ad Emissione
Positronica (PET) che con l’utilizzo di traccianti radioattivi permettono
la valutazione prevalentemente “metabolica” dei tessuti cerebrali [7]
In questo lavoro verranno prese in considerazione le metodiche non invasive
che si possono effettuare in RM e ne saranno discussi i principi fisici, la
modalità di esecuzione e le indicazioni .
Alla fine degli anni novanta Zhao, Charbel [11] e altri collaboratori
dell’Università dell’Illinois di Chicago hanno creato un software che unito alle
tecniche di angio RM permette la determinazione della portata sanguigna e
della velocità di flusso all’interno dei vasi cerebrali. Il software NOVA (Noninvasive
Optimal
Vessel
Analysis)
è
in
grado
di
ricostruire
tridimensionalmente - mediante un algoritmo creato da Zhao et al
e
denominato “marching-cube” - l’albero vascolare del paziente sulla base di
acquisizioni angio-RM time of flight (TOF); tale ricostruzione permette di
scegliere i vasi da studiare e i punti dove si vuole fare una quantificazione
del flusso. L’analisi quantitativa viene svolta infine su immagini Phase
Contrast (PC). Il NOVA rappresenta pertanto un nuovo strumento di
supporto per la diagnostica clinica e la valutazione del follow-up in pazienti
selezionati; quindi il suo utilizzo è consigliato assieme o in aggiunta ai
metodi standard per lo studio della vascolarizzazione cerebrale (TC,
angio-TC, RM ecc.). Recentemente il software NOVA è stato acquisito come
8
supporto diagnostico presso la Neuroradiologia
della Fondazione IRCCS
Istituto Neurologico C. Besta.
In questo
Istituto è stato
inizialmente utilizzato il software NOVA per lo
studio di pazienti con patologie vascolari note in anamnesi, al fine di
verificare la reale efficacia e la validità di questo nuovo strumento
diagnostico al confronto con mezzi d’indagine già validati. A tale scopo è
stato elaborato un protocollo RM comprendente:
 studio RM standard, anche con sequenze in diffusione (DWI);
 acquisizione TOF dei vasi del collo e/o intracranici;
 valutazione dei flussi e delle portate sanguigne con il software NOVA
applicato ai dati di angio-RM TOF.
In questa tesi verrà analizzato, da un punto di vista tecnico, il protocollo
elaborato, verrà presentato il software NOVA e analizzato il contributo del
TSRM a questi studi innovativi del flusso vascolare cerebrale.
9
1.
VASCOLARIZZAZIONE DELL’ENCEFALO
L’irrorazione sanguigna dell’encefalo è fornita da due circoli: un circolo
anteriore formato dalle arterie carotidi interne ed un circolo posteriore che
prende origine dalle arterie vertebrali. Dopo un percorso extracranico nel
collo, i due circoli si anastomizzano tra loro dando luogo ad un circolo
arterioso intracranico, detto poligono del Willis, di fondamentale importanza
funzionale. Il circolo anteriore è responsabile dell’70% della perfusione
e
quello posteriore del 20%. Il circolo cerebrale è mantenuto in condizioni di
piena autonomia con un meccanismo di autoregolazione che consente di
mantenere inalterato il flusso al variare della pressione sistemica e di
adattarlo localmente alle variabili esigenze metaboliche di aree cerebrali
impegnate
in
compiti
specifici.
Nella
pratica,
questo
sistema
di
autoregolazione funziona fino a valori di Pressione Sistemica compresi fra 40
e 160 mmHg: al di sotto si ha ischemia ed al di sopra di ha edema.
A livello extracranico, le arterie carotidi comuni sono i principali vasi arteriosi
per l’irrorazione del collo e della testa. L’arteria carotide comune destra
origina dal tronco brachiocefalico posteriormente all’articolazione sternoclavicolare destra. L’arteria carotide comune sinistra si stacca direttamente
dall’arco aortico ed è appena più lunga della destra.
Entrambe le arterie
risalgono nel collo in entrambi i lati ed a livello della cartilagine tiroidea della
laringe, si biforcano per dare origine alle arterie carotidi interna ed esterna.
L’arteria vertebrale; si stacca dalla prima porzione dell’arteria succlavia, si
dirige in alto, attraversa i fori trasversali delle vertebre cervicali a partire
dalla 6° vertebra cervicale in su, compreso l’epistrofeo, e penetra nel cranio
attraverso il foro occipitale (Fig. 1)
10
Figura 1 Tronchi sovra-aortici
1.1.
Circolo anteriore
E’ sostenuto dall’arteria carotide interna che si divide nelle arterie cerebrale
anteriore, cerebrale media, corioidea anteriore e comunicante posteriore che
sono i suoi rami terminali.
Arteria cerebrale anteriore: decorre lungo la scissura fra i due emisferi,
seguendo il profilo della volta cranica, in continua comunicazione tramite
rami anastomotici con quella dello stesso lato. Il primo di questi rami si
chiama ramo comunicante anteriore che, come vedremo, fa parte del
poligono del Willis. Il territorio di distribuzione dell’arteria cerebrale anteriore
comprende tutta la zona interemisferica del lobo frontale e tutta l’area
superiore lungo la scissura degli altri emisferi, compreso il corpo genicolato.
11
Arteria cerebrale media: ramo maggiore, decorre lateralmente rispetto al
piano di divisione della carotide interna e si occupa della vascolarizzazione di
tutta la parte laterale dei lobi cerebrali; i suoi rami perforanti forniscono la
vascolarizzazione per i nuclei del putamen, del pallido e della capsula
interna.
Arteria coroidea anteriore: decorre lungo il tratto ottico, irrorando
principalmente questo, l’ippocampo, la coda del caudato, l’amigdala, parte
del globo pallido, la capsula interna e fornendo i rami per i plessi coroidei.
Arteria comunicante posteriore: fornisce un ramo a destra ed a sinistra
del poligono del Willis.
1.2.
Circolo posteriore
Le due arterie vertebrali entrano nel forame magno del cranio e si uniscono
insieme a formare il tronco comune dell’arteria basilare. Il tronco comune
dell’arteria basilare, dividendosi a T, termina nelle due arterie cerebrali
posteriori, che oltre a formare il lato inferiore del poligono del Willis si
prolungano fornendo rami corticali per i lobi temporali ed occipitali, per le
pareti del III ventricolo, del talamo e dell’ipotalamo.
1.3.
Circolo di Willis
Si tratta del sistema anastomotico che mette in comunicazione il circolo
anteriore con quello posteriore, permettendo l’equilibratura delle pressioni e
probabilmente l’adattamento della resistenza vascolare arteriolare alle
variazioni della pressione sistemica [6].
E’ formato dall’arteria comunicante anteriore, dalle arterie cerebrali anteriori,
tratto A1, dalle arterie comunicanti posteriori (lateralmente), dalle arterie
cerebrali posteriori ( (Fig 2).
Questo quadro “normale” è presente solo nel 50% dei soggetti e vi possono
essere variazioni fisiologiche del quadro sopra descritto.
12
Figura 2 Circolo di Willis
1.4.
Circolo venoso intracranico
Il drenaggio venoso dell’encefalo, delle meningi, dell’occhio e degli annessi
oculari, dell’organi dell’udito e delle ossa craniche, è assicurato dalle vene
diploiche, dalle vene meningee, dalle vene cerebrali superficiali e profonde e
da canali venosi detti seni della dura madre che sono in comunicazione con
vene extracraniche; il sangue venoso dei seni della dura madre viene
scaricato prevalentemente attraverso i seni trasversi che sfociano nelle vene
giugulari interne (Fig. 3).
13
Figura 3 seni venosi della dura madre. (da Balboni et al. Terza edizione - pag.534).
1.5.
Cenni di fisiopatologia del circolo intra ed extracranico
Il cervello è un organo molto sensibile ad alterazioni circolatorie. I vasi
cerebrali hanno
caratteristiche
anatomiche
e
fisiologiche
uniche, che
proteggono il cervello da compromissioni circolatorie. Quando questi
meccanismi protettivi falliscono a causa di disturbi e patologie che
coinvolgono i vasi sanguigni, si possono verificare danni sia reversibili che
permanenti del cervello [10]. Più dettagliatamente, per quanto riguarda il
circolo anteriore, l’occlusione dell’arteria cerebrale media all’origine, porta ad
emiplegia
contro
laterale
(facio-brachio-crurale),
emianestesia
ed
emianopsia omonima (dovuta all’infarto del corpo genicolato laterale.
L’occlusione dell’arteria cerebrale anteriore, in sede prossimale rispetto
alla sua connessione con l’arteria comunicante anteriore, è generalmente
ben tollerata, poiché l’arteria contro laterale assicura un adeguato flusso
ematico. I disturbi più gravi si verificano quando entrambe le arterie
prendono origine da un solo tronco arterioso cerebrale anteriore (arteria
azygos) e consistono in paraplegia, incontinenza, sintomi di abulia e afasia
motoria e alterazioni della personalità da interessamento del lobo frontale.
14
Un infarto completo, dovuto all’occlusione di un’arteria cerebrale anteriore
distalmente all’arteria comunicante anteriore, comporta un deficit sensitivomotorio al piede e alla gamba contro laterale e una paresi di grado minore
della spalla e del braccio, con risparmio della mano e della faccia.
Le arterie vertebrali hanno un lungo decorso extracranico e passano
attraverso i processi trasversi delle vertebre da C6 a C1 prima di entrare
nella cavità cranica, quindi ci si può attendere che siano esposte più
facilmente a traumi, compressione spondilogena e ad una varietà di
patologie vascolari. La dissecazione dell’arteria vertebrale si manifesta con
dolore
cervico-occipitale
generalmente
bilaterali.
e
Le
deficit
funzionali
conseguenze
del
tronco
dell’occlusione
di
cerebrale,
un’arteria
vertebrale sono estremamente variabili; quando sono presenti due arterie di
dimensioni adeguate, l’occlusione di una di esse generalmente non riduce il
flusso sanguigno in modo tale da causare sintomi o segni evidenti, né
alterazioni patologiche.
Raramente l’occlusione o l’insufficienza dell’arteria
vertebrale o di uno dei suoi rami può provocare un infarti.
Il quadro clinico
dell’insufficienza dell’arteria basilare può avere origine in diversi modi, o
per occlusione in corrispondenza di una placca aterosclerotica che si è
ulcerata, o per occlusione da parte di un embolo [1]. La sindrome da
occlusione dell’arteria basilare rappresenta un evento clinico drammatico.
Spesso il paziente entra in coma a causa dell’ischemia del sistema reticolare
di attivazione situato nella parete superiore del mesencefalo.
Per quanto riguarda la patologia del circolo extracranico, è necessario
poter diagnosticare se esiste una patologia steno-occlusiva carotidea e se vi
è
necessità di endoarteriectomia chirurgica in pazienti con quadro di
steno-occlusione.
15
2. METODICHE
PER
LA
VALUTAZIONE
DELLA
VASCOLARIZZAZIONE CEREBRALE
2.1.
Metodiche dirette
Angiografia cerebrale: Questa tecnica si è evoluta negli ultimi 50 anni fino
al
punto
di
rappresentare,
con
l’angiografia
digitale,
un
metodo
relativamente sicuro ed estremamente valido per la diagnosi di aneurismi,
malformazioni vascolari, arterie e vene stenotiche od occluse, dissezioni
arteriosi e angioiti [2]. L’utilizzo ai fini diagnostici si è ridotto in seguito
all’avvento della TC e della RM mentre si è sviluppato l’utilizzo ai fini
terapeutici.
2.2.
Metodiche indirette
Angio-TC: nasce e si afferma come metodica diagnostica complementare
all’angiografia tradizionale, all’angio-RM e all’ecodoppler nella valutazione
morfologica delle strutture vascolari. Nell’angio-TC la quantità di mezzo di
contrasto iniettata è decisamente inferiore a quella dell’angiografia, inoltre
non è necessario l’uso di sonde e cateteri perché l’iniezione è endovenosa. I
dati ottenuti dall’esame angio TC vengono poi inviati alla consolle di
ricostruzione e ricostruiti con tecniche MPR cioè multiplanari o MIP
(maximum intensity projection) o SSD di superficie (Fig. 4).
16
Figura 4 Angio-TC dei vasi del collo in un paziente maschio di 73 anni che evidenzia la mancata visione
dell’origine dell’arteria carotide interna di destra; ricostruzione 3D di superficie (A) e MIP (B).
Tra i vantaggi di questa metodica diagnostica abbiamo:
 la possibilità di visualizzare sia le vene sia le arterie anche in presenza
di stenosi;
 la particolare utilità nello studio delle placche miste e nell’evidenziarle
in zone altrimenti difficilmente raggiungibili;
 la possibilità di valutare la superficie endoluminale della placca
evidenziata dal mezzo di contrasto;
 la brevissima durata dell’esame che evita il ricovero del paziente
necessario per l’angiografia tradizionale;
17
 la mancanza di rischi legati alla puntura dell’arteria necessaria
nell’angiografia tradizionale;
Tuttavia questa metodica di indagine presenta qualche limite:
 l’invasività legata all’utilizzo di mezzo di contrasto (il rischio per il
paziente è comunque bassissimo) e di radiazioni ionizzanti (in misura
tuttavia decisamente inferiore rispetto all’esame tradizionale);
 la scarsa panoramicità;
 il tempo necessario alla rielaborazione delle immagini;
 la presenza di possibili artefatti dovuti ai metodi di ricostruzione delle
immagini soprattutto in vicinanza di strutture ossee come la base
cranica.
TC perfusionale: è una metodica utile
per lo studio della perfusione
cerebrale, sfrutta la proporzionalità diretta tra concentrazione del mezzo di
contrasto e i suoi valori di attenuazione che rende i valori ottenuti facilmente
confrontabili e riproducibili.
Angio-RM: metodica trattata per esteso nel capitolo successivo.
Perfusione con RM: tramite questa metodica è possibile ricavare il volume
ematico cerebrale (CBV), il flusso ematico cerebrale (CBF) ed il tempo medio
di transito (MTT) impiegato dal sangue per attraversare una data regione di
tessuto cerebrale.
Possono essere schematicamente considerate due classi principali di tecniche
di perfusione con RM: quelle basate sull’utilizzo come traccianti di mezzi di
contrasto e le tecniche che impiegano i cosiddetti contrasti di tipo endogeno
(ASL, arterial spin labeling) cioè sfruttano la suscettibilità magnetica del
sangue mediante impulsi di radiofrequenza che vanno a perturbare la
magnetizzazione dei protoni legati alle molecole di acqua del sangue. Queste
tecniche con contrasti endogeni sebbene siano già state utilizzate con
successo nell’uomo, sono ancora in fase di sperimentazione clinica. A livello
applicativo queste metodiche di studio sulla perfusione si sono rilevate molto
importanti nella valutazione della patologia cerebrovascolare ischemica,
potendo andare ad indagare anche la fase iperacuta ed acuta di un ictus
cerebrale ischemico e consentendo così una diagnosi precoce ed una
18
valutazione migliore della penombra ischemica. Nella patologia ischemica di
tipo cronico queste metodiche consentono una valutazione della riserva
cerebrovascolare, potendo così evidenziare il rischio di eventuali attacchi
ischemici in pazienti con disturbi dell’autoregolazione della perfusione
cerebrale [4]. Queste tecniche hanno trovato anche applicazione nello studio
della
perfusione
psichiatriche
e
nelle
patologie
degenerative,
di
nei
tipo
neoplastico,
traumi
cranici,
nelle
malattie
nell’emicrania
e
nell’epilessie.
3. ANGIOGRAFIA CON RISONANZA MAGNETICA (ANGIO-RM)
3.1.
I flussi e gli effetti del moto in risonanza magnetica
La conoscenza dei principi fondamentali della fisica dei fluidi e quindi dei
flussi è opportuna per la corretta interpretazione delle immagini angio-RM e,
soprattutto, per una scelta razionale delle differenti tecniche da parte
dell’operatore, in funzione sia del distretto corporeo che della patologia da
esaminare.
I modelli di flusso possono essere descritti secondo un criterio spaziale
(flusso laminare e ricircolante e flusso turbolento) (Fig 5) e temporale (flusso
costante e flusso pulsatile). Si chiama laminare quel flusso in cui la velocità
in ogni punto resta sempre parallela alla direzione del moto, cioè all’asse
maggiore del vaso. In questo caso, il fluido si muove come se fosse formato
da sottili lamine fluide che scivolano una sull’altra senza mescolarsi. Per
flusso ricircolante si intende un flusso vorticoso che sostanzialmente si
verifica in corrispondenza delle curvature dei vasi, come ad esempio a livello
della biforcazione carotidea. Il flusso turbolento viene definito come quel
flusso che in ogni punto della corrente presenta una direzione istantanea
casuale. A differenza del flusso ricircolante, nel quale la direzione non è
casuale e la posizione può essere prevista con certezza, nel flusso turbolento
la posizione istantanea di una particella può essere determinata solo in
maniera probabilistica. Il flusso pulsatile è un flusso incostante nel tempo e
nello spazio, caratterizzato da una duplice componente laminare e turbolente
19
e con differenti velocità di flusso dalla periferia all’asse centrale
del lume
vasale sezionato trasversalmente, come ad esempio si verifica a livello dei
vasi arteriosi di medio e grosso calibro in conseguenza delle fasi sistolica e
diastolica del ciclo cardiaco. E’ presente anche nei vasi venosi [9].
Figura 5 Flusso laminare, turbolento e ricircolante
3.2.
Angio-RM (note introduttive)
L’angio-RM è una tecnica di RM che si è molto sviluppata negli ultimi anni,
per l’evoluzione tecnologica, l’aumento dell’intensità dei campi magnetici, lo
sviluppo di bobine e di software dedicati e la messa a punto di sequenze di
acquisizione e di tecniche di imaging molto sofisticate [3].
Mediante l’angio-RM, per la sua sensibilità al movimento ed ai fenomeni di
flusso, è possibile ottenere immagini angiografiche ed informazione sulla
quantificazione dei flussi anche senza l’impiego di mdc.
La metodica si basa su due fenomeni che possono provocare, a seconda
delle sequenze, un’assenza o un vuoto di segnale (flow void phenomenon)
e/o
un’elevata
intensità
di
segnale
(flow
related
enhancement)
e
costituiscono la base sia delle tecniche di angio-RM che di quelle di
quantificazione dei flussi (metodo “NOVA”):
 Fenomeno del tempo di volo (TOF ossia Time-Of-Flight), provocato
dell’entrata/uscita (wash-in/wash-out) di spin in rapporto all’emissione
degli impulsi di RF. I fenomeni TOF sono influenzati da diversi fattori:
 velocità del flusso
 spessore di strato o di volume di acquisizione
 ordine e modalità di acquisizione degli strati
 TR e tipo di sequenza impiegata
 tempo di rilassamento T1 del sangue
20
 geometria di acquisizione in relazione al decorso delle strutture
vascolari da esaminare.
3.3.
Angio-RM a tempo di volo (TOF)
Questa tecnica si basa sulla proprietà del tessuto stazionario di diventare
parzialmente saturo dopo pochi TR (< 50 ms) mentre il flusso ematico che
penetra lo strato, fornendo continuamente spin non saturi ossia con MML,
produce un elevato segnale.
Il contrasto fra spin stazionari e quelli mobili è influenzato da una serie di
fattori e parametri ovvero da scelte tecniche operatore-dipendenti, che
devono sempre essere valutate con attenzione e scrupolo [5].
Premesso che un’apparecchiatura ad elevata intensità di campo magnetico
influenza positivamente la qualità dell’angio-RM TOF per incremento del
rapporto segnale-rumore, una corretta programmazione della sequenza
comporta essenzialmente i seguenti parametri (Tab. 1):
21
Sapendo
che
continuamente,
il
sangue,
permane
per
rigenerandosi
tempo
breve
all’interno del volume esplorato, una drastica
Tempo di
Ripetizione (TR)
riduzione del TR (30-40 ms) permette di saturare
tutti
i
protoni
immobili
della
regione
da
visualizzare, ottenendo un migliore contrasto tra
il
segnale
del
stazionari,
flusso
che
e
quello
vengono
dei
tessuto
efficacemente
“cancellati”.
Il TE (7 ms a 1,5 T o 10 ms a 1T) viene regolato
in modo che l’acqua ed il grasso risultino in
Tempo di Echo (TE)
opposizione di fase durante la lettura degli echi,
sottraendo così il segnale del grasso da quello
dell’acqua
ed
ottenendo
così
una
migliore
soppressione del segnale di fondo.
Questo angolo, che sarà di 25° per le carotidi e di
circa 20° per il circolo arterioso cerebrale, deve
Angolo di
essere il più ampio possibile al fine di saturare
eccitazione
meglio i tessuti stazionari per ottenere una loro
(nutazione o flip-
maggiore soppressione del segnale, ma facendo
angle)
però attenzione a non saturare anche il sangue
che possiede una debole velocità e che impiega
più tempo ad abbandonare il volume studiato.
22
Deve
essere
la
più
grande
possibile,
ossia
impiegare voxel di dimensioni più piccole possibili
Risoluzione spaziale
al fine di ottenere la più bassa dispersione di fase
intravoxel; questo perchè il sangue, scorrendo
spesso con regime turbolento, può generare
importanti defasamenti tra spin in risonanza.
La
posizione
delle
scansioni
deve
essere
perpendicolare alla direzione dei vasi al fine di
ridurre al massimo il tempo di permanenza del
sangue all’interno del volume di eccitazione. Per
Posizione delle
sequenze 3D il pacchetto può essere orientato
scansioni
non necessariamente perpendicolare al flusso
perché viene acquisito un volume. Se si studia il
circolo di Willis, si imposta un solo pacchetto con
orientamento trasversale anche se ci sono vasi
che hanno decorso parallelo al pacchetto.
Tabella 1 Parametri sequenza TOF
La tecnica angio-RM TOF può essere applicata con due modalità diverse:
tecnica 2D (ossia acquisizione successive di sezioni contigue) e tecnica 3D
(ossia acquisizione simultanea di un volume suddiviso in partizioni multiple).

Angio RM TOF 2D
Questa tecnica consiste nell’acquisizione sequenziale di singole sezioni a
strato sottile, di spessore variabile da 1,5 a 4 mm, parzialmente sovrapposte
(overlap) per circa il 30-50%. L’overlap permette di compensare l’impiego di
impulsi RF non perfettamente rettangolari. L’angio-RM TOF 2D è impiegata
soprattutto nello studio dei vasi del collo e, grazie all’elevata sensibilità al
23
flusso lento, nello studio delle vene; in particolare, nello studio dei vasi del
collo, questa tecnica consente di ottenere venogrammi o arteriogrammi
selettivi a seconda che venga saturato il flusso venoso o arterioso. Il
pacchetto di acquisizione deve essere sempre orientato perpendicolarmente
al flusso dei vasi in esame. Il tempo di acquisizione è ridotto rispetto alle
sequenze 3D TOF e PC, viene per questo anche utilizzata in pazienti “ poco
collaboranti “.
E’ utile in fase di impostazione della sequenza di acquisizione, aumentare il
numero di slice garantendo così, il segnale per l’ intero distretto vascolare in
esame. ( Le FFE hanno un segnale che decresce ai margini ).
Lo svantaggio più importante è la bassa risoluzione spaziale che comporta
una minore qualità delle proiezioni angiografiche finali, ottenute con
algoritmo Maximum Intensity Projection (MIP).

Angio-RM TOF 3D
Questa tecnica (volumetrica) consiste nell’acquisizione simultanea dei dati
da un volume (slab) di tessuto che viene poi suddiviso in partizioni multiple
di spessore molto sottile (0,9_1 mm) effettuando la codifica di fase lungo la
direzione del gradiente di selezione di strato. Nella modalità 3D, il tempo di
acquisizione
limitazione
è
proporzionale
al
numero
di
ripartizioni,
dove
l’unica
è rappresentata dal rapporto S/R che aumenta in proporzione
alla radice quadrata del numero di ripartizioni.
Un’altra potenzialità importante della tecnica 3D è la capacità di riformattare
le immagini in piani di scansione diversi non ortogonali da quello di
acquisizione.
L’eccitazione di voxel di piccole dimensioni, unitamente a tempi di echo
brevi, consente una minima dispersione di fase intravoxel, traducendosi in
elevata sensibilità al flusso veloce. La tecnica 3D TOF, abbinata all’impiego di
bande di presaturazione selettiva per le vene, rappresenta la metodica di
scelta per lo studio delle strutture arteriose, anche di vasi di piccolo calibro
per la sua elevata risoluzione spaziale. Il segnale viene garantito entro i 6
cm di acquisizione.
24
Un limite importante di questa tecnica è la scarsa sensibilità al flusso lento,
perché in questo caso gli spin rimangono all’interno del volume di
acquisizione per un tempo troppo lungo e, quindi, subiscono un progressivo
decremento
della
magnetizzazione
longitudinale,
come
per
i
tessuti
stazionari limitrofi, e conseguente riduzione della intensità del segnale.
Un confronto sintetico delle due tecniche 2D TOF e 3D TOF è riportato nella
tabella seguente (Tab. 2):
2D TOF
3D TOF
 Sensibilità ai flussi lenti
 Acquisizione
in
tempi
brevi

Voxel
scarso
piccoli
defasamento
quindi
 Immagini proiettive e
di riformattazione
con
e
eccellente
risoluzione
spaziale
ed
elevato contrato

VANTAGGI
TE brevi con scarso
defasamento

Elevato
rapporto
segnale/rumore

Sensibilità
al
flusso
rapido ed intermedio

Immagini proiettive e
di riformattazione
 Sovrastima della stenosi  Tempi
 Disconoscenza
SVANTAGGI ED
INCONVENIENTI
delle
di
acquisizione
lunghi
sovrapposizioni
 Volume limitato
vascolari
 Artefatti da distorsione di
 Assenza
della
campo
differenziazione tra vasi,  Artefatti da movimento
ematomi e grasso
 TE
lunghi
conseguente
 Scarsa soppressione
con
dei
tessuti in T1 breve
 Non
visualizzati
gli
25
defasamento
 Ridotta
ematomi associati
sensibilità
ai
flussi paralleli al piano
 Sensibilità agli artefatti
da movimento
 Biforcazione carotidea
 Occlusione
APPLICAZIONI
del
tronco
basilare
 Malformazioni
artero-
venose
 Aneurismi
 Tromboflebite cerebrale
 Stenosi preocclusive
 Stenosi preoccusiva
 Biforcazione carotidea
 Poligono di Willis
 Strati più sottili possibile
con
orientamento
perpendicolare
alla
direzione del flusso
 Flip-Angle
 Volume
di
acquisizione
perpendicolare
alla
direzione di flusso
 Uso di Tecnica MOTSA se
piuttosto
il volume è ampio
PROVVEDIMENTI
ampio e TR abbastanza
TECNICI
breve per migliorare la
possibile per ridurre la
CONSIGLIATI
soppressione dei tessuti
saturazione del flusso
stazionari ma non tanto
da sopprimere il flusso
 Flip-Angle
il
più
breve
 Impiego di presaturazioni
selettive
lento
 Uso
di
presaturazioni
selettive
 Gating cardiaco
Tabella 2 Confronto TOF 2D/3D
Le Bande di saturazione sono preimpulsi
fondamentali per l’acquisizione
delle sequenze angio-RM TOF. Il corretto posizionamento permette di
visualizzare il distretto arterioso o venoso in esame. L’angio-3D TOF
26
consente lo studio del poligono di Willis attraverso l’uso della banda di
saturazione posizionata lungo il seno longitudinale superiore.
Mentre l’angio-2D TOF consente lo studio dei seni venosi utilizzando la banda
di saturazione a livello delle carotidi del collo.
3.4.
Angio-RM a contrasto di fase (PC)
Le metodiche angio-RM PC consentono la visualizzazione dei vasi, sfruttando
gli effetti di defasamento protonico da fenomeni di flusso.
Nel caso di spin stazionari, la variazione indotta dipende esclusivamente
dalla loro localizzazione spaziale rispetto al gradiente e può essere
facilmente compensata nella ricostruzione dell’immagine.
Essa si ottiene imponendo un gradiente bipolare invertito (prima negativo e
poi positivo), che presenta due porzioni (o lobi) con uguale ampiezza e
durata, ma con polarità opposta. La differenza tra le due immagini ottenute
ha come esito la cancellazione degli spin stazionari esaltando il segnale dei
vasi (metodica angio-RM PC a sottrazione di ampiezza), proprio come
avviene in una angiografia digitale. A differenza delle tecniche TOF, l’angioRM possiede una elevata sensibilità per il flusso lento, ma caratterizzata da
tempi lunghi di acquisizione e da sensibilità a turbolenze di flusso con
significativa degradazione dell’immagine. La sequenza PC viene usata molto
bene per lo studio dei vasi al collo senza MDC e quindi vasi con flusso alto. E’
possibile implementare gradienti bipolari in sequenze ad echo di gradiente
ed acquisire le immagini sia con tecnica di strato 2D che di volume 3D:

Angio-RM PC 2D
La tecnica 2D a singolo strato è caratterizzata da tempi di acquisizione ridotti
e da scarsa risoluzione spaziale. Inoltre, le dimensioni elevate del voxel
determinano una maggiore incidenza di artefatti da defasamento. Questa
modalità di acquisizione conserva informazioni su direzione e verso del
flusso e viene utilizzata per lo studio in pazienti poco collaboranti o come
scout di riferimento per riconoscimento delle strutture vascolari, per
27
successivo posizionamento delle acquisizioni con maggiore risoluzione. Non
si ha possibilità di postprocessing.

Angio-RM PC 3D
La tecnica 3D supera in parte i limiti della 2D mediante un aumento della
risoluzione spaziale, un più elevato rapporto S/R ed utilizzo di vowel di
dimensioni ridotte. Con tale modalità è inoltre possibile rielaborare i dati con
immagini proiettive e ricostruzioni tridimensionali, quindo con ampie
possibilità di postprocessing (Tab. 3)
2D PC
 Tempi
3D PC
di
acquisizione
più brevi rispetto alla
defasamento
2D TOF
risoluzione spaziale
 Segnale
proporzionale
alla velocità
VANTAGGI
 Voxel piccoli con scarso
e
buona
 Elevato rapporto S/R
 Codifica delle velocità di
 Sensibile al flusso lento
flusso (due flussi opposti
 Differenzazione
hanno segnali opposti)
dei
sensi di circolazione
 Quantificazione
 Identificazione dei vasi in
del
flusso
tutti i sensi
 Immagini
 Utile per centraggio
proiettive
e
rifornattate
 Possibilità
ampi
di
studio
di
volumi
(tutta
la
testa)
SVANTAGGI ED
INCONVENIENTI
 Sensibile
al
defasamento intravoxel
 Impossibilità
postprocessing
di
 Necessita
di
una
sequenza
2D
PC
preliminare
 Tempi
di
acquisizione
28
 TE lunghi
lunghi
 Artefatti da pulsatilità
 Difficile soppressione del
 Rapporto S/R basso
segnale dei vasi venosi
 Apparente
 Sensibile alle turbolenze
restingimento dei vasi
 Artefatti da movimento
 Approccio globale
 Malformazioni
 Localizzazione
APPLICAZIONI
artero-
venose
vascolare
 Aneurisma intracranico
 Valutazione
della
 Trombosi venosa
velocità del flusso
 Strati sottili o
spessi
che includano i vasi di
interese
TECNICI
CONSIGLIATI
possibile
più
piccolo
possibile per ridurre la
per
ridurre
saturazione del flusso
saturazione del flusso
 Impiego
 TR più breve possibile
per
tempi di acquisizione
 Flip-Angle il più breve
 Flip-Angle
PROVVEDIMENTI
 TR più breve per ridurre
ridurre
tempi
di
presaturazioni selettive
di
acquisizione
 Uso
di
presaturazioni
selettive
 Gating cardiaco
Tabella 3 Confronto sequenza Phase Contrast 2D/3D
Riassumendo, si può dire che l’impiego della angio-RM senza contrasto nello
studio della patologia steno-occlusiva ha come vantaggi la non invasività e la
panoramicità dei vasi arteriosi e come svantaggi la sovrastima del grado e
29
della lunghezza della stenosi e la difficile caratterizzazione della placca.
Tuttavia recenti apparecchi di elevate prestazioni hanno reso la metodica
sempre più raffinata ed affidabile.
3.5.
Artefatti e trabocchetti
Nello studio angio-RM, specie con tecnica TOF, possono verificarsi situazioni
che determinano artefatti e quindi possibili errori di interpretazione:
 erronea
registrazione
da
flusso
obliquo;
infatti,
quando
i
vasi
decorrono in senso obliquo rispetto agli assi di codifica di frequenza e
di fase, si genera uno spostamento del segnale del vaso rispetto alla
sua reale localizzazione per la latenza presente fra codifica di fase e
rilevamento del segnale;
 defasamento degli spin intravoxel, che presentano fase tanto diversa
quanto più grande è le loro differenza di velocità; questo fenomeno
determina perdita di segnale intraluminale in quanto in quanto gli spin
all’interno dello stesso voxel acquisiscono fasi opposte; in caso di
flusso laminare e costante, tale perdita di segnale si può compensare
riducendo il voxel o utilizzando gradienti rifocalizzanti, impossibile in
caso di flusso turbolento o irregolare; in questo caso si può
compensare con gradienti di compensazione o usando TE molto brevi.
 artefatti fantasma; si tratta di artefatti ad elevata intensità di segnale
dovuti a movimenti periodici lungo il gradiente di codifica di fase ed in
linea con la struttura che li ha generati.
Esistono tuttavia alcuni meccanismi e tecniche per ridurre gli artefatti
fantasma, manipolando le forme d’onda dei gradienti in grado di annullare le
variazioni di fase
dovute al movimento a velocità costante, come lo
pseudogating, il gating cardiaco e la presaturazione:
 pseudogating; si basa sulla possibilità di determinare un numero di
misurazioni tali i dati dell’immagine vengano acquisiti quando sono
nella medesima posizione all’interno di un movimento periodico;
30
 gating cardiaco o periferico; consiste nell’acquisizione dei dati dopo un
intervallo di tempo fisso dal picco R
(sincronizzazione
cardiaca)
o
dal
del tracciato ECGrafico
picco
dell’onda
sfigmica
(sincronizzazione periferica);
 presaturazione selettiva; consiste nel sopprimere il segnale dei protoni
non saturati in entrata nel voxel di acquisizione.
Bisogna inoltre ricordare che la presenza di trombosi all’interno del lume
vascolare si può avere un elevato segnale in T1 all’interno del vaso anche se
non è presente il flusso.
4.
QUANTIFICAZIONE DEL FLUSSO: IL METODO “NOVA”
Il protocollo NOVA (Non-invasive Optimal Vessel Analysis) rappresenta
l’ultima innovazione nello studio dei flussi e della portata sanguigna
cerebrale, è l’unico e il solo metodo in grado di quantificare il flusso
vascolare cerebrale in maniera non invasiva con o senza mezzo di contrasto
a partire da immagini RM con tecnica phase contrast (PC) [12]. Il software
NOVA è stato sviluppato da un gruppo multidisciplinare di ricercatori
dell’Università dell’Illinois a Chicago che dal 2001 sta lavorando a questo
progetto; attualmente sono più di 20 le pubblicazioni su riviste scientifiche.
Il suo utilizzo prevede l’intervento del tecnico di radiologia e del neuro
radiologo
con
il
supporto
di un fisico
o
ingegnere biomedico. Tali
professionisti ricevono anche formazione specializzata all'utilizzo della
tecnologia NOVA.
Questo software permette lo studio della portata sanguigna cerebrale grazie
alle tecniche di risonanza magnetica angiografica con tecnica tempo di volo
(TOF) ed variazione di fase degli spin in movimento (phase contrast).
Il protocollo NOVA unendo le informazioni ricavate da questi effetti di
risonanza magnetica costruisce un modello 3D del sistema vascolare del
soggetto in esame e fornisce i dati riguardanti la portata sanguigna
attraverso i vasi sia arteriosi che venosi visualizzati.
31
4.1. Metodo
Viene effettuata inizialmente una sequenza angio-RM TOF dei vasi cervicali
e intracranici; queste immagini vengono poi trasmesse ad un computer in
connessione con la RM, il quale contiene il software NOVA. (Fig.6)
Mediante un algoritmo di ricostruzione denominato “matching-cube” adottato
da Zhao et. Al [12], le immagini TOF vengono utilizzate per creare una
modello tridimensionale dei soli vasi cervicali e cranici del soggetto in
esame, eliminando il resto dei tessuti; tale ricostruzione 3D può essere
ruotata nei tre piani dello spazio in modo da poter rendere visibile in modo
chiaro ogni singolo vaso
A questo punto l’operatore può scegliere, sull’immagine tridimensionale, il
punto preciso di ogni vaso nel quale si vuole sapere la portata sanguigna,
questo sempre grazie all’algoritmo utilizzato da Zhao [11], che consente di
posizionare aree di sezione sempre perpendicolari all’asse del vaso nei punti
in cui si vuole conoscere la portata.
Questo algoritmo converte i punti scelti su ogni vaso in coordinate spaziali,
che vengono poi inviate alla risonanza magnetica, che andrà ad effettuare
sul paziente in studio sequenze 2D phase-contrast seguendo le indicazioni
delle suddette coordinate, in modo da andare a studiare a livello quantitativo
i flussi sanguigni nei punti precedentemente scelti sul modello 3D.
A questo punto le immagini acquisite con tecnica phase-contrast vengono
trasmesse al computer contenente il software NOVA per una quantificazione
della portata sanguigna. Il software mostra ogni sezione esaminata
mediante una finestra nella quale con una scala colorimetrica vengono
evidenziate le velocità del flusso sanguigno all’interno di tale sezione per
ogni fase del ciclo cardiaco; associato a queste immagini vi è anche un
grafico dove sono riportate le misure del diametro che il vaso assume, nel
punto in esame, durante le varie fasi del ciclo cardiaco.
Le stazioni di lavoro NOVA sono collegate in rete ad un host scanner per
acquisizione delle immagini con risonanza magnetica (Magnetic Resonance
Imaging, MRI). Il sistema MRI (1,5 T e oltre) deve avere la possibilità di
32
eseguire sequenze TOF, PC e Fast Cine ed un dispositivo di gating cardiaco.
Il trasferimento dell'esame è eseguito attraverso DICOM.
RM standard
+
TOF 2D
Ricostruzione
TOF 3D
Elaborazione dei dati
=
Portata dei vasi
Scelta dei vasi e
delle sezioni da
studiare
RM
a contrasto di
fase
Figura 6 Schema delle fasi di svolgimento di un esame con il protocollo NOVA
4.2. Sezione di lavoro del software “NOVA”
Le sezioni di lavoro del software “NOVA” sono così articolate:
- Prescrizione dei vasi (3DP): identificazione dei vasi acquisendo
immagini di tempo di volo TOF (Time-Of-Flight) come dati di ingresso e
presentando un'immagine tridimensionale attraverso la quale è possibile
selezionare e utilizzare il taglio per la determinazione del flusso ematico.
- Analisi del flusso (3D FLOW): calcola automaticamente i valori di flusso
creando immagini assiali al vaso studiato con scala colorimetrica che
definisce il flusso nella sezione studiata. Dopo l'elaborazione dei vasi, 3D
FLOW salva i risultati del flusso in un referto del paziente.
- Revisione dei referti: alla presentazione del referto del paziente, il
medico controlla l'identificazione dei vasi, i contorni ecc. associati ai vasi. Il
revisore quindi approva il referto e lo invia al medico.
- Browser dei referti: il medico curante esamina l'anatomia vascolare e la
dinamica del flusso ematico in un'immagine combinata 3D/4D presentata nel
referto e utilizza tali informazioni nell'ambito della diagnostica clinica.
33
4.3. Desktop
Il desktop del è utilizzato per la prescrizione dei vasi e l'analisi del flusso e
successivamente per la revisione e l'approvazione, da parte del radiologo, di
un referto del paziente. (Fig. 7)
Figura 7 panoramica
34
4.4. Prescrizione dei vasi (3DP)
La visualizzazione delle immagini 3D, derivata dai dati di ingresso, favorisce
la selezione della posizione di un taglio (Fig. 8)
Figura 8 visualizzazione 3D per posizionare le aree di taglio
E’ necessario ritagliare il tessuto di sfondo utilizzando i piani assiale,
sagittale e coronale. Regolare la soglia per rispecchiare l'anatomia dei vasi.
Le operazioni di taglio e sonda limitano il numero di pixel da analizzare.
L’immagine può essere ruotata come si desidera per isolare l'area di
interesse del vaso.
Successivamente si utilizza la funzione di invio a MRI per inviare le
coordinate di ciascuna prescrizione dei vasi allo scanner MRI dove ciascun
vaso verrà esaminato con tecnica PC.
Dalla RM l’analisi dei flussi viene nuovamente inviata al PC NOVA.
Note sulla qualità delle immagini:
 I
risultati
del
flusso
saranno
poco
chiari
se
il
taglio
non
è
perpendicolare all'asse longitudinale del vaso.
35
 Non utilizzare segmenti minori di 3 mm e diametri minori di 2 mm per
la prescrizione.
 Evitare di collocare un taglio troppo vicino ad un segmento stenotico o
ad una biforcazione di un vaso.
 Le irregolarità del battito cardiaco o il movimento del paziente durante
il gating periferico potrebbero causare problemi di gating.
4.5. Analisi del flusso (3D FLOW)
3D FLOW è utilizzato per calcolare il flusso nel vaso a partire dalle immagini
PC. Il risultato è un referto di flusso, che un radiologo rivede e approva
prima di consegnarlo al medico curante. Si inizia selezionando l'esame
desiderato e fare clic per aprirlo in 3D FLOW. Eseguire i seguenti passaggi
nel protocollo selezionato (Fig. 9)
Figura 9 schermata iniziale per l’analisi del flusso
Per prima cosa si identifica il vaso nel riquadro delle immagini 2D, si centra
la regione di interesse del flusso, si regola
conferma che
il
taglio
sull'immagine
la dimensione della ROI, si
3D sia sul vaso
corretto, sia
36
perpendicolare all'asse longitudinale del vaso e abbia il nome corretto.
Successivamente
si
controllano/modificano
i
contorni
verificando
che
seguano accuratamente i bordi dei vasi per immagini di grandezza, fase e/o
velocità (Fig. 10)
Figura 10 posizione dei vasi in 3D
Si esegue il “controllo VENC” per vedere se si rilevano aliasing di velocità o
VENC improprio e scansionare nuovamente i vasi interessati se necessario.
Una volta completati i passaggi per l'analisi del flusso, l'esame è inviato al
radiologo per la revisione. Se il radiologo indica l'esigenza di correzioni,
l'esame torna al PC NOVA per le modifiche. Dopo l'applicazione delle
modifiche, il referto dell'esame è inviato al radiologo per l'approvazione.
Quando il radiologo approva il referto in maniera definitiva, l'analisi del
flusso è completa. Quando il referto di un paziente è stato approvato da un
radiologo (revisore), diventa disponibile per la visualizzazione da parte del
medico curante. Il medico può accedere al referto finale utilizzando il PACS
dei referti. Il medico può solo visualizzare e non modificare un referto.
37
4.6. Referto
E' composto da uno schema che raffigura i vasi elaborati e i relativi valori di
flusso (Fig. 11 e 12)
Figura 11 visione dei vasi elaborati
Figura 12 valori di flusso
38
5.
ESEMPIO
Maschio di 61 anni. Due episodi dell'insufficienza di vertebro-basilare. Un
episodio di TIA determinato da improvviso rialzo pressorio.
L’angiografia mostrò occlusione bilaterale delle arterie vertebrali e stenosi
severa nell'arteria carotide interna destra .
Figura 13 Stenosi della carotide interna destra e vertebrali.
Studio NOVA
Come mostra la ricostruzione (Fig. 13) le stenosi sono state confermate ed è
stata dimostrata
la presenza di un flusso della comunicante posteriore
destra (RPCOM) che provvede per circa 92ml / min di flusso al circolo
posteriore. Il flusso della basilare e della cerebrale posteriore furono trovate
sotto i limiti di normalità e con inversione del flusso della basilare. Il flusso
della carotide interna destra era il 50% della contro laterale, riconducibile a
stenosi severa. Si noti che il flusso dell'arteria cerebrale media destra è
preservata attraverso l’arteria comunicate anteriore (Fig. 14).
39
Figura 14 NOVA – Stato Preoperatorio
NOVA – Stato Postoperatorio
PRE
POST %change
BA
-31
-63
100%
LPCA
13
42
223%
RPCA
25
75
204%
RPCOM
92
145
58%
RICA
232
399
72%
RCCA
374
582
56%
Valori del flusso in ml/min
E’ stata effettuata
aumento
del flusso
endoarteriectomia carotidea destra con
del circolo
significativo
posteriore, con conferma di riuscita
rivascolarizzazione con protocollo Nova .
- Aumento del flusso di PCOM di oltre il 50%
- Aumento del flusso di PCA di circa 3 volte
- Aumento del flusso della basilare di circa 2 volte.
Le informazioni ricavate da Nova permisero un definitivo accertamento di
flussi collaterali, incluso quantità e direzione di flusso. Il NOVA guidò la
strategia di trattamento con endoarteriectomia
carotidea utilizzata
per
migliorare la circolazione posteriore per via delle arterie comunicanti
posteriori, evitando un rischio più alto ed un tempo di recupero più lungo.
40
Osservazioni sul metodo
La esperienza effettuata presso l’Istituto Neurologico BESTA ha evidenziato
diverse situazioni cliniche in cui il protocollo NOVA appare un utile supporto
clinico-diagnostico:
 Nelle stenosi delle carotidi emodinamicamente significative
 Nello studio dei soggetti dopo intervento di endoarteriectomia
 In tutte le sindromi occlusive del circolo di Willis
 Nelle patologie steno-occlusive del circolo vertebro-basilare
 Negli stroke embolici
 In tutte le sindromi che possono generare riduzione del flusso
cerebrale (es. fibrillazione atriale).
Dagli
studi
eseguiti,
sono
tuttavia
all’applicabilità
del
protocollo
collaborazione
del
paziente
NOVA.
è
emerse
E’
anche
però
indispensabile.
un
alcune
metodo
Spesso
i
limitazioni
in
cui
tempi
la
per
l’acquisizione, la ricostruzione delle immagini e l’elaborazione dei dati relativi
alle portate sanguigne sono lunghi, e si vanno a sommare ai tempi di lavoro
dell’esame RM standard; questo aspetto è rilevante soprattutto durante lo
studio di quei pazienti che tollerano male l’esame RM e che quindi
necessiterebbero di un esame più breve per evitare artefatti da movimento
durante le acquisizioni; i movimenti del segmento corporeo in esame creano
infatti problemi nella ricostruzione dei vasi e nello studio delle portate
sanguigne. Inoltre è necessario dell’utilizzo del mezzo di contrasto per lo
studio dei vasi e dei seni venosi; a causa delle basse velocità di flusso
sanguigno che caratterizzano le vene cerebrali ed i seni venosi, le
acquisizioni RM 2D TOF eseguite senza mezzo di contrasto non consentono
di ottenere ricostruzioni 3D di buona qualità e adatte allo studio.
41
CONCLUSIONI
La metodica angio-RM ha dimostrato a livello cerebrale una sempre
maggiore applicazione evitando, in alcuni casi, il ricorso all’angiografia
cerebrale. Per quanto sopra esposto è molto importante che la tecnica sia
eseguita correttamente dal TSRM il quale deve avere un’ottima conoscenza
dell’anatomia della circolazione arteriosa e venosa a livello cerebrale, buone
nozioni di patologia,
ottima conoscenza di fisica dei flussi e di della
possibilità di sfruttare queste caratteristiche dei flussi per ottenere sequenze
di alto valore diagnostico. Il software NOVA permette di ottenere un’accurata
quantificazione del flusso vascolare in modo non invasivo; è una metodica
diagnostica di facile applicazione e priva di controindicazioni specifiche,
eccetto ovviamente quelle connesse all’esame RM senza mezzo di contrasto
per lo studio dei vasi arteriosi anche al collo. Il protocollo NOVA presenta
notevoli potenzialità di sviluppo sia per quanto riguarda il suo utilizzo in
ambito cerebrovascolare sia per quanto riguarda la sua applicabilità in futuro
nello studio di altri distretti corporei. Anche nell’applicazione di nuove
tecniche come in software NOVA è indispensabile che accanto a figure come
quella del neuro radiologo e del fisico o ingegnere biomedico si collochi il
TSRM per assicurare la qualità delle sequenze angio-TOF e PC e il corretto
trasferimento dei dati nonché un ausilio nell’utilizzo del software vero e
proprio.
42
GLOSSARIO
DICOM
Digital Imaging Communication in Medicine
FA
Flip Angle (angolo di nutazione)
FFE
Fast Field Echo
Mdc
mezzo di contrasto
MIP
Maximun Intensity Projection
MPR
Multi Planar Reformation
PC
Phase Contrast
RM
Risonanza Magnetica
ROI
Region of Interest
TC
Tomografia Computerizzata
TE
Tempo di eco
TOF
Time Of Flight
TR
Tempo di ripetizione
VENC
Velocity encoding
43
BIBLIOGRAFIA
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resonance
angiography
to
stratify
Use of quantitative magnetic
stroke
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Parte
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di RM
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28:1470-73.
12. Zhao M, Charbel FT, Alperin N et al.
Improved phase-contrast flow
quantification by three-dimensional vessel localization. Mag Reson Imag
2000; 186:697-706.
45
RINGRAZIAMENTI
Ringrazio sentitamente tutti coloro che hanno reso possibile la realizzazione
di questo elaborato. Si ringrazia l’U.O. di Neuroradiologia dell’IRCCS C. Besta
di Milano, in particolare il direttore Dr.ssa Maria Grazia Bruzzone; la Dr.ssa
Elisa Ciceri; la CTSRM Luciana Caposio e tutto lo staff dei TSRM dell’Istituto.
Inoltre ringrazio i miei compagni di corso con i quali ho condiviso questi tre
anni corso e/o tirocinio.
46