Rassegna. Ruolo della tomografia computerizzata multidetettore nella valutazione della cardiopatia ischemica:

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1 Rassegna Recenti Prog Med 21; 11: -5 Ruolo della tomografia computerizzata multidetettore nella valutazione della cardiopatia ischemica: principî tecnologici e applicazioni cliniche Gianluca Pontone, Erika Bertella, Daniele Andreini, Saima Mushtaq, Mauro Pepi Riassunto. La valutazione anatomica del circolo coronarico, l eventuale indicazione alla procedura di rivascolarizzazione ed il follow-up dei pazienti rivascolarizzati sono sempre stati prerogativa della coronarografia invasiva. Tuttavia tale metodica presenta una non trascurabile percentuale di complicanze, ha costi elevati e fornisce esclusivamente informazioni relative al lume coronarico e non alla parete del vaso. Negli ultimi anni l introduzione di tomografie computerizzate con sistemi a matrice multidetettori, associati a tubi radiogeni ad alta velocità ECG-sincronizzati, ha consentito un incremento della risoluzione spaziale e temporale tale da poter considerare questa tecnologia una valida alternativa alla coronarografia invasiva per lo studio della malattia coronarica. Scopo di questa rassegna è quello di illustrare i principî tecnologici, le applicazioni cliniche e le problematiche di radioesposizione di questa nuova e promettente metodica diagnostica. Parole chiave. Cardiopatia ischemica, circolo coronarico, coronarografia, rivascolarizzazione, stenosi coronarica, tomografia computerizzata multidetettore. Summary. Role of the Multidetector Computed Tomography for noninvasive evaluation of ischemic heart disease. The anatomical evaluation of the coronary arteries, the clinical indication for revascularization procedure and followup of patients has always been prerogative of invasive coronary angiography. However this technique has several disvantages. First, it is invasive and associated with a not neglegible incidence of adverse events. Second, it is expensive and last the information obtained via catheter-based coronary angiography pertains to the coronary arterial lumen alone. The introduction of multidetector computed tomography scanner associated with high-speed and ECGgated X-ray tube allowed an increase in spatial and temporal resolution such as to consider this technology a valuable alternative to the invasive coronary angiography. The aim of this review is to describe tecnical background, clinical applications and issues of radiation exposure of this new promising diagnostic method. Key words. Coronary artery disease, coronary artery stenosis, invasive coronary angiography, multidetector computed tomography, revascularization. Introduzione La cardiopatia ischemica (CAD = Coronary Artery Disease) rappresenta la principale causa di ospedalizzazione e mortalità negli Stati Uniti 1 ed in Europa 2. Le Linee-Guida dell American College of Cardiology e dell American Heart Association 3 raccomandano l impiego del test da sforzo come prima fase di valutazione nei pazienti con sospetta CAD con una sensibilità e specificità del 68% e del 77%, rispettivamente 4. Tuttavia proprio in considerazione della limitata specificità e sensibilità del test da sforzo nella diagnosi di CAD, test provocativi quali l ecocardiogramma da sforzo o dopo stimolo farmacologico oppure test nucleari si rendono spesso necessari per decidere quale paziente con sospetta CAD meriti o meno una valutazione mediante coronarografia invasiva (CGF) 5. Tuttavia, pur con la corretta applicazione delle Linee-Guida, circa il 25% dei pazienti studiati con CGF presentano assenza di malattia coronarica significativa 6. Si tratta quindi di un alta percentuale di pazienti che viene esposta ai rischi correlati ad una metodica invasiva come l angiografia nei quali i test non invasivi risultano non diagnostici. L introduzione nella pratica clinica della tomografia computerizzata multidetettore (TCMD) può costituire una valida alternativa nella valutazione dei pazienti con sospetta CAD al fine di individuare i soggetti con assenza di patologia coronarica evitando loro l esecuzione di un esame invasivo o nel follow-up dei pazienti sottoposti a procedure di rivascolarizzazione coronarica percutanea o chirurgica. Scopo di questa rassegna è quello di illustrare i principî tecnologici, le applicazioni cliniche e le problematiche di radioesposizione di questa nuova e promettente metodica diagnostica. Servizio Risonanza Magnetica, UO Radiodiagnostica, UO Cardiologia Clinica; Dipartimento di Scienze Cardiovascolari: Centro Cardiologico Monzino, IRCCS, Milano. Pervenuto il 24 marzo 2010.

2 G.. Pontone et al.: La tomografia computerizzata multidetettore nella valutazione della cardiopatia ischemica: principî tecnologici e applicazioni 1 Background tecnologico SCANSIONE L anatomia cardiaca è complessa e i movimenti del cuore sono rapidi; inoltre le arterie coronarie sono di piccole dimensioni e il loro movimento è strettamente dipendente dalle fasi di contrazione e rilasciamento delle pareti cardiache durante sistole e diastole, e quindi dalla frequenza cardiaca (HR), risultando minimo solo durante il rilasciamento isovolumetrico del ventricolo sinistro. Per questo motivo, per la valutazione del circolo coronarico è necessaria una metodica con un elevata risoluzione spaziale e temporale 7,8. Ciò ha fatto sì che la CGF rappresentasse per quasi mezzo secolo l unica indagine diagnostica per la valutazione dell anatomia del circolo coronarico. All inizio degli anni 90 è stata introdotta la prima tomografia computerizzata ECG-sincronizzata a fascio di elettroni chiamata Electron Beam Computed Tomography (EBCT) 9. Tuttavia, a fronte di un eccellente risoluzione temporale, l EBCT presentava una limitata risoluzione spaziale tale da confinare il suo uso in solo ambito sperimentale 10. Viceversa gli scanner CT monostrato di vecchia generazione presentavano una migliore risoluzione spaziale rispetto all EBCT, ma un inadeguata risoluzione temporale 11. Bisogna attendere infatti la fine degli anni 90 perché venga introdotto il primo scanner multidetettore con ECG gating retrospettico 12 : questa tecnologia si basa su matrici a voxel di piccole dimensioni e multipli associati a rotazioni elicoidali del gantry rapide e sincronizzate con l elettrocardiogramma (figura 1A). Questo si traduce in una migliore risoluzione spaziale e temporale, con risultati via via più promettenti con il miglioramento delle macchine, inizialmente costituite da 4 strati negli scanner di prima generazione fino agli attuali 320 strati disponibili oggi in commercio 13 e con tempi di rotazione del tubo radiogeno che arrivano fino a 330 msec 14. Ciò ha consentito un incremento della risoluzione spaziale fino a 0,5 mm e della risoluzione temporale fino a 165 msec, rendendo la TCMD una metodica adeguata per lo studio del circolo coronarico. Tuttavia, nonostante l implementazione tecnologica, la risoluzione temporale ottenuta appare adeguata solo in pazienti con frequenza cardiaca bassa, almeno fino all avvento della tomografia computerizzata a doppio tubo (DSCT) che è stata introdotta alla fine del In questo tipo di tecnologia una coppia di tubi radiogeni sono montati a 90 l uno con l altro, ruotando simultaneamente durante la scansione in un tempo di 330 msec (figura 1B) e ottenendo quindi una risoluzione temporale effettiva di 83 msec, che consente l impiego di tale metodica anche a frequenze cardiache elevate o parzialmente irregolari. L evoluzione tecnologica non ha tuttavia interessato esclusivamente le caratteristiche tecniche degli scanner, ma anche le modalità di sincronizzazione ECG. Esiste infatti la possibilità di utilizzare un ECG-gating retrospettico (figura 1C) in cui viene eseguita una scansione elicoidale continua per tutto il ciclo cardiaco mentre il lettino del paziente è in movimento 16, oppure un ECG-gating prospettico (figura 1D) in cui viene eseguita una scansione assiale intermittente nella sola fase diastolica a lettino fermo 17. Per quanto riguarda l ECG-gating retrospettico, il vantaggio è che si hanno più fasi del ciclo cardiaco per l interpretazione delle immagini, ma si produce una maggiore dose radiante efficace (DE) per il paziente 17. Viceversa, con l ECG-gating prospettico la DE si riduce significativamente, ma si dispone di una sola fase del ciclo cardiaco con maggior probabilità pertanto di artefatti. Questo metodo va quindi riservato obbligatoriamente a paziente con HR inferiore a 65 bpm all inizio della scansione 17. PREPARAzIONE DEL PAzIENTE Recenti studi 18 hanno dimostrato che la HR svolge un ruolo fondamentale nella performance diagnostica della TCMD. Infatti, nonostante l implementazione della risoluzione temporale degli scanner di nuova generazione, una HR 65 battiti per minuto (bpm) è sempre desiderabile al momento dell esecuzione di una TCMD al fine di limitare gli artefatti da movimento. In particolare è stato dimostrato come, nei gruppi con bassa HR, la fattibilità complessiva, la qualità delle immagini e soprattutto l accuratezza diagnostica sono superiori rispetto ai pazienti studiati con HR elevate 18. Figura 1. Pannello A - TCMD a singola sorgente: questo scanner è provvisto di un singolo tubo radiogeno accoppiato con una matrice a detettori multipli. Pannello B TCMD a doppia sorgente: questo scanner è provvisto di due tubi radiogeni montati a l uno rispetto agli altri e ciascuno provvisto di una propria matrice a detettori multipli che lavorano simultaneamente. Pannello C - ECG gating retrospettico: questa modalità di sincronizzazione ECG prevede una scansione elicoidale continua per tutto il ciclo cardiaco con lettino del paziente in movimento. Pannello D ECG gating prospettico: questa modalità di sincronizzazione ECG prevede una scansione assiale in sola fase diastolica con lettino del paziente fermo. Ciò rende necessario l impiego di protocolli farmacologici prima dell esecuzione degli esami al fine di regolarizzare il ciclo RR e ridurre il più possibile la HR del paziente. Quello più utilizzato consiste nella somministrazione orale di beta-bloccanti minuti prima della scansione, oppure per via endovenosa immediatamente prima dell esame 19.

3 2 Recenti Progressi in Medicina, 11 (12), dicembre 21 Tuttavia, nei pazienti che presentano controindicazioni al trattamento con beta-bloccante, la recente introduzione dell ivabradina, un nuovo farmaco bradicardizzante che agendo direttamente sulle cellule pacemaker seno-atriali riduce la HR senza avere alcune effetto inotropo o dromotropo negativo 20, ha esteso l applicabilità della TCMD anche, ad esempio, a pazienti tachicardici con concomitante disfunzione sistolica ventricolare sinistra o broncopneumopatia cronica ostruttiva. Alcuni autori hanno inoltre dimostrato un miglioramento della qualità delle immagini grazie all utilizzo dei nitrati sublinguali somministrati immediatamente prima della scansione in modo tale da ottenere la massima vasodilatazione coronarica e quindi una migliore opacizzazione 21. PARAMETRI DI SCANSIONE Il protocollo standard per lo studio dell anatomia coronarica 22,23, pur con alcune differenze relative alla tipologia di scanner a disposizione, prevede parametri di voltaggio e corrente del tubo radiogeno basati sul indice di massa corporea del paziente 24, l impiego di ECG-gating retrospettico o prospettico in base alla HR del paziente al momento della scansione, somministrazione di bolo mezzo di contrasto ad alta concentrazione 25 seguìto da un bolo di soluzione fisiologica 26 al fine di ridurre gli artefatti da mezzo di contrasto in vena cava superiore e nelle cavità cardiache destre, pur mantenendo una elevata opacizzazione nel circolo coronarico. È, infine, più che mai indispensabile un assoluta sincronizzazione tra inizio della scansione e passaggio del mezzo di contrasto nel circolo coronarico. A tale scopo è possibile impiegare o la tecnica del test bolus in cui viene somministrato un piccolo bolo (15-20 cc a 5 ml/sec) in modo tale da poter calcolare il tempo necessario perché il mezzo di contrasto arrivi nel distretto anatomico di interesse e solo successivamente si eseguirà la scansione vera e propria utilizzando come delay il tempo di circolo calcolato, oppure la tecnica del bolus tracking in cui si somministra direttamente il mezzo di contrasto necessario per l esame (60-90 cc a 5ml/sec) facendo partire la scansione nel momento in cui si osserva una adeguata opacizzazione dell atrio sinistro. Quest ultimo approccio, più rapido e immediato, è solitamente quello preferito 22,23. ANALISI POST-PROCESSING Le immagini assiali ottenute dalla scansione sono scarsamente utilizzate ai fini diagnostici. Infatti il dataset così ottenuto viene trasferito in workstation dedicate ed analizzate mediante software di ricostruzione specifici per lo studio del circolo coronarico, che comprendono ricostruzioni tridimensionali, multiplanari e perpendicolari all asse del vaso coronarico (figura 2). Mediante tali ricostruzioni è possibile sia definire l entità della stenosi coronarica sia valutare la composizione della placca. Per quanto concerne la stima della severità della stenosi, esistono 3 diversi metodologie: qualitativa in cui la stenosi significativa (riduzione del diametro 50%) viene indentificata senza eseguire misurazioni, semiquantitativa in cui alla stenosi viene attribuito uno score 0 (assenza di restringimento endoluminale), 1 (riduzione del lume tra 0 e 25%), 2 (riduzione del lume tra 25 e 50%), 3 (riduzione del lume tra 50 e 75%) e 4 (riduzione del lume tra 75 e 100%), e quantitativa. Figura 2. Ricostruzione post-processing di TCMD del cuore di un paziente. La valutazione della presenza di placca coronarica e della relativa stenosi si basa su una approccio multiplo che comprende ricostruzioni tridimensionali volume rendering, ricostruzioni mediante curve multiplanari (MPR) e valutazioni quantitative del lume del vaso coronarico in asse lungo (Vessels Analysis) o asse corto (Cross Section).

4 G.. Pontone et al.: La tomografia computerizzata multidetettore nella valutazione della cardiopatia ischemica: principî tecnologici e applicazioni 3 In quest ultima, la percentuale di stenosi viene calcolata come rapporto tra diametro del vaso in sede di stenosi e la media dei diametri del vaso in sede prossimale e distale alla stenosi 22,23. Per quanto concerne la composizione di placca, è stato invece dimostrato 22 che esiste una correlazione diretta tra densità della placca e sua composizione, potendo classificarle come lipidiche (densità <20 HU), fibrotiche (densità tra 20 e 80 HU), fibrocalcifiche (densità tra 80 e 150 HU) e calcifiche (densità >150 HU) 27 (figura 3). Figura 3. Ricostruzioni asse corto di placche coronariche a diversa composizione: lipidica con densità < 2 HU (pannello A), fibrotica con densità tra 2 e 8 HU (pannello B), fibrocalcifica con densità tra 8 e 15 HU (pannello C), e calcifica con densità > 15 HU (pannello D). strutture anatomiche adiacenti, quali il circolo venoso cardiaco con una riduzione tuttavia statisticamente significativa di tali artefatti nei pazienti acquisiti con HR <55 bpm (figura 4). Per quanto concerne l accuratezza diagnostica, focalizzando la nostra attenzione sugli studi multicentrici più importanti (tabella 1) il dato principale che emerge è che con l implementazione tecnologica degli scanner si è osservato un progressivo miglioramento del valore predittivo negativo (VPN) che è attualmente stimato al di sopra del 90% e che delinea come tale metodica sia particolarmente accurata nell escludere la patologia, piuttosto che nel confermarla. Tuttavia, tale capacità appare strettamente influenzata dalla tipologia di pazienti indagata ed in particolare dalla probabilità pre-test di coronaropatia. Infatti, Hoffman et al. 31 avevano dimostrato come, in una popolazione ad elevata prevalenza di CAD, la TCMD presentava solo un modesto valore predittivo positivo (VPP) e VPN del 60% e 75%, rispettivamente, suggerendone un ruolo limitato in questo contesto clinico. Viceversa, in una popolazione con probabilità pre-test di CAD bassaintermedia sono stati riportati un VPP, ma soprattutto un VPN, dell 81% e del 99%, rispettivamente 32. Il dato è facilmente spiegabile considerando che nella popolazione ad alto rischio sono, per motivi epidemiologici, pochi soggetti senza patologia e ciò comporta la riduzione del VPN, e molti pazienti con aterosclerosi coronarica calcifica, causa di falsa positività alla TCMD con conseguente riduzione del VPP 33 : suggerendo un impiego di questa metodica prevalentemente nei pazienti con probabilità di CAD bassa-intermedia. Alla luce di questi dati, una delle principali indicazioni della TCMD è nei pazienti con angina atipica e test provocativo positivo. Applicazioni cliniche STUDIO DEL CIRCOLO CORONARICO NATIVO Numerosi studi hanno dimostrato un elevata fattibilità ed accuratezza della TCMD nella diagnosi della CAD 18, Andreini et al. 18 hanno dimostrato in uno studio monocentrico di 500 pazienti consecutivi sottoposti a TCMD una fattibilità complessiva del 97% con una incidenza prevalente di artefatti dovuti a disallineamento delle slices secondarie a variazioni della frequenza cardiaca o battiti extrasistolici, effetto blooming secondario a placche calcifiche o interferenza di Figura. Pannello A: ricostruzione volume rendering della coronaria destra di un paziente con frequenza cardiaca al momento dell esame di 7 bpm. Pannello B: ricostruzione volume rendering della coronaria destra di un paziente con frequenza cardiaca basale di 55 bpm. E possibile notare come l elevata frequenza cardiaca sia responsabile di numerosi artefatti da disallineamento del vaso coronarico limitando quindi l accuratezza diagnostica della metodica. CDX: arteria coronaria destra.

5 Recenti Progressi in Medicina, 11 (12), dicembre 21 Tabella 1. Accuratezza diagnostica della TCMD verso CGF nella diagnosi di stenosi significativa (> 50%) in un modello segment based e patient-based. Scanner N pazienti Prevalenza CAD Sensibilità (seg./paz) Specificità (seg/paz) VPN (seg/paz) VPP (seg/paz) CATSCAN 28 MDCT 16 strati % 85% - 75% 1% - 77% 36 % - 6% % - 87% NIMIS-CAD 2 MDCT 16 6 strati 35 56% 7% - % 6% - 88% 6% - 1% 72% - 1% ACCURACY 3 MDCT 6 strati 23 37% nd 5% nd -83% nd % nd 6% TCMD: TC multidetettore; CGF: coronarografia; CAD: malattia coronarica significativa; NPV: valore predittivo negativo; VPP: valore predittivo positivo Figura 5. TCMD di una paziente di 61 anni con anamnesi positiva per ipertensione arteriosa e con test da sforzo positivo per ridotta riserva coronarica (pannello A) in cui le ricostruzioni tridimensionali (pannelli A-B-C) e multiplanari (pannelli E F-G) dell IVA, CFX e CDX hanno mostrato assenza di malattia coronarica. CFX: arteria circonflessa; CDX: coronaria destra; IVA: arteria interventricolare anteriore. Infatti Underwood et al. 34 hanno dimostrato come l evidenza di ischemia al test da sforzo o alla scintigrafia miocardica dopo stress, in pazienti con probabilità pre-test di coronaropatia bassa-intermedia, incrementa in maniera assolutamente modesta la probabilità post-test di essere effettivamente malati. Pontone et al. 35 hanno altresì documentato come in questi pazienti una percentuale variabile tra il 25% ed il 40% non presenta stenosi coronariche significative, la cui assenza può essere documentata con estrema efficacia dalla TCMD evitando inutili indagini angiografiche invasive. La figura 5 mostra il caso di una paziente con anamnesi positiva per ipertensione arteriosa, sintomatica per angina atipica e con test da sforzo massimale positivo per ridotta riserva coronarica, in cui la TCMD ha escluso la presenza di CAD. Rimane invece oggetto di dibattito il ruolo clinico della TCMD nel contesto clinico opposto, ovvero quello dei pazienti sintomatici per angina tipica, ma con stress test negativi per ridotta riserva coronarica. Se è indubbio che in un paziente sintomatico per angina tipica la negatività di un test funzionale riduce in maniera contenuta la probabilità post-test di essere effettivamente malato 34, è altresì vero che in termini prognostici l assenza di ischemia inducibile non richiede una procedura di rivascolarizzazione, rendendo apparentemente pleonastica la documentazione di stenosi coronariche significative alla TCMD 34. La figura 6 (pagina a fronte) mostra il caso di un paziente sintomatico per angina tipica con scintigrafia miocardica a riposo e sotto sforzo, non indicativa di ridotta riserva coronarica in cui al TCMD ha documentato due stenosi significative su arteria interventricolare anteriore e ramo marginale. Un secondo ambito clinico di applicazione della TCMD è rappresentato dai pazienti affetti da cardiomiopatia dilatativa (CMPD) di prima diagnosi. Come è noto, in questi pazienti è cruciale definire l eziologia ischemica o idiopatica della CMPD. Numerosi lavori sia con scanner 16 strati 36 che con scanner 64 strati 37,38 hanno dimostrato una fattibilità e accuratezza diagnostica prossima al 100% e superiore rispetto a quella ottenuta nella popolazione con normale funzione sistolica. Infatti nei pazienti con CMPD la disfunzione sistolica che caratterizza questa patologia determina una riduzione degli artefatti da movimento che, insieme alle placche calcifiche, sono tra i principali fattori responsabili della riduzione di accuratezza diagnostica 18. Il terzo ambito clinico in cui la TCMD ha mostrato una solida indicazione è nei pazienti asintomatici con probabilità bassa-intermedia di CAD e candidati alla cardiochirurgia non coronarica. Infatti, analogamente a quanto dimostrato nella CMPD, Meijboom WB et al. 39 hanno documentato in 145 pazienti consecutivi ricoverati per eseguire intervento di cardiochirurgia valvolare una sensibilità, specificità, VPP e VPN del 100%, 92%, 82% e 100% rispettivamente. Le potenzialità della TCMD nello studio del circolo coronarico nativo non sono tuttavia esclusivamente diagnostiche. Sta infatti emergendo una sempre più consistente letteratura relativa alle implicazioni prognostiche del dato TC.

6 G.. Pontone et al.: La tomografia computerizzata multidetettore nella valutazione della cardiopatia ischemica: principî tecnologici e applicazioni 5 Pundziute et al. 39 hanno documentato come in una coorte di 100 pazienti sottoposti a TCMD la presenza di coronaropatia non ostruttiva sia un predittore indipendente di prognosi sfavorevole. Infatti l incidenza dell endpoint combinato morte cardiaca, infarto miocardico, angina instabile, rivascolarizzazione o ospedalizzazione è stata dell 8% ad 1 anno rispetto ai pazienti senza aterosclerosi coronarica, in cui è stata dello 0% 39. In accordo con quanto documentato, Min JK et al. 40 hanno pertanto introdotto due scale di valutazione: il segment stenosis score (SSS) che attribuisce ad ogni segmento coronarico un punteggio di 0 (assenza di stenosi), 1 (stenosi tra 0-25%), 2 (stenosi tra 25-50%), 3 (stenosi tra 50-75%) e 4 (stenosi tra %) oppure il segment involed score (SIS) che in un modello a 16 segmenti attribuisce ad ogni segmento coronarico un punteggio di 0 (assenza di placca) o 1 (presenza di placca indipendentemente dall entità della stenosi). Gli stessi autori hanno dimostrato che SSS > 5 e SIS > 5 sono predittori indipendenti di mortalità, indipendentemente dalla severità delle lesioni singole e della comparsa di eventi cardiaci maggiori. Tali conclusioni sono rinforzate anche da recenti dati 41 che dimostrano che se è vero che la prognosi dei pazienti con scintigrafia miocardica positiva è peggiore rispetto ai pazienti con scintigrafia miocardica negativa, è altresì vero che la prognosi dei pazienti con scintigrafia negativa e TCMD positiva per patologia moderata è peggiore della prognosi dei pazienti con scintigrafia negativa e assenza di coronaropatia alla TCMD 41. Sembra, quindi, da questi dati che la presenza di patologia anatomica coronarica dimostrabile alla TCMD sia importante e forse, in alcuni pazienti, più rilevante del solo dato funzionale ottenibile con test provocativi. La tabella 2 (a pagina 497) riporta le principali raccomandazioni attuali circa le indicazioni all utilizzo della TCMD nello studio del circolo coronarco nativo 22,23. Figura 6. Caso clinico: TCMD di un paziente di 58 anni con anamnesi positiva per angina tipica e scintigrafia miocardica a riposo e sotto sforzo massimale negativa per ridotta riserva coronarica. Le ricostruzioni multiplanari (pannelli superiori) hanno mostrato due stenosi focali (cerchio rosso) su IVA e ramo marginale confermato alla CGF (pannelli inferiori cerchio nero). IVA: arteria interventricolare anteriore; Marg.: ramo marginale. STUDIO DELLA PERVIETà DEGLI STENT CORONARICI Lo stenting coronarico è uno dei maggiori ausili terapeutici attualmente utilizzati per la rivascolarizzazione miocardica e con l introduzione degli stent a rilascio di farmaco (DES), l indicazione al trattamento percutaneo è stata allargata a lesioni sempre più complesse ed estese 42. Per tale motivo la valutazione della pervietà degli stent rappresenta un punto cruciale nel follow-up di pazienti rivascolarizzati e fino a pochi anni fa l angiografia tradizionale era l unica metodica a disposizione per eseguire questo tipo di analisi. La visualizzazione mediante TCMD del lume degli stent coronarici è per anni risultata difficile per i numerosi artefatti dovuti alle componenti metalliche dell endoprotesi, responsabili di importanti artefatti da effetto blooming. Una recente metanalisi 43 ha documentato con scanner strati, su un totale di 427 stent esaminati, una fattibilità, sensibilità, specificità, VPP, VPN ed accuratezza diagnostica del 90%, 75%, 94%, 80%, 93% e 90% rispettivamente, mentre con scanner 64 strati su un totale di 2003 stent esaminati una fattibilità, sensibilità, specificità, VPP, VPN ed accuratezza diagnostica del 90%, 90%, 92%, 72%, 97% e 91%. Pertanto, se con l implementazione tecnologica si è osservato un significativo incremento della sensibilità e del VPN, una notevole limitazione è rappresentata tutt ora dal modesto VPP.

7 6 Recenti Progressi in Medicina, 11 (12), dicembre 21 Figura 7. Ricostruzione volume rendering (pannello A) e multiplanare (pannello B) di CDX con segmento di stent al tratto prossimale in cui è apprezzabile una ristenosi di grado lieve all edge prossimale (freccia rossa) ed una ristenosi di grado severo all edge distale (freccia nera). CDX: coronaria destra. Tuttavia, quest ultimo parametro è estremamente disperso nei singoli studi con oscillazioni che vanno dal 63% 44 al 100% 45 e ciò è riconducibile alle caratteristiche degli stent esaminati nei vari studi. I principali fattori che influenzano la performance diagnostica della TCMD nella diagnosi della ristenosi intrastent sono: dimensioni dello stent, spessore della struttura, tipologia dello stent e presenza di overlapping tra stent 46. La fattibilità e l accuratezza si sono rivelate infatti migliori in stent con diametro 3 mm, con struttura delle maglie <100 µm e negli stent a cobaltocromo rispetto ai bare-metal stent, per la minore componente metallica 46. Infine, la fattibilità della TCMD è molto elevata nella valutazione di stent singoli e si riduce di fronte a impianti più complessi per la sovrapposizione delle maglie 46. La figura 7 mostra un caso di ristenosi intrastent su coronaria destra. Attualmente le raccomandazioni delle società scientifiche (tabella 2, pagina a fronte) definiscono la TCMD ancora inadeguata per il follow-up routinario degli stent, riservando il suo utilizzo in pazienti non in grado di eseguire test funzionali 22,23. BYPASS AORTO-CORONARICI La valutazione dei bypass aorto-coronarici (CABG) mediante CGF è attualmente il gold standard diagnostico; tuttavia il rischio di eventi avversi, benchè minimo, è stimabile intorno a circa l 1,8% (aritmie, ictus, dissezione delle coronarie, sanguinamento), con una mortalità dello 0,1%. Inoltre, con la CGF può essere talora complicato descrivere nel dettaglio l anatomia dei graft o talora eseguire una angiografia selettiva del condotto. Per questo motivo la TCMD è diventata una metodica non invasiva alternativa all ICA ed in questo ambito le sue potenzialità appaiono particolarmente rilevanti. Infatti, va considerato che i condotti utilizzati nella rivascolarizzazione chirurgica sono vasi di grosso diametro, relativamente fissi e per lo più interessati da patologia soft, non calcifica, e pertanto presentano le caratteristiche ideali per la valutazione mediante TCMD. Inoltre, la ricostruzione tridimensionale volume-rendering mediante TCMD consente un ottima visualizzazione dei rapporti anatomici e del decorso dei graft. Queste caratteristiche hanno spinto molti autori ad occuparsi di valutazione dei CABG con TCMD già negli anni 80. Bundage et al. 47 hanno confrontato l accuratezza diagnostica della TCMD rispetto alla CGF nella valutazione di pervietà o occlusione in 62 graft, documentando una sensibilità e specificità del 93% e 95%. Tuttavia l introduzione degli scanner multistrato ECG-sincronizzati ha reso possibile una valutazione non più esclusivamente di tipo dicotomico (pervietà/occlusione) ma anche la possibilità di identificare le stenosi dei graft e quantificarle con sensibilità che sono risultate comprese tra il 96-99% e specificità tra il % Le principali limitazioni nello studio dei CABG mediante TCMD sono rappresentate da artefatti dovuti all effetto blooming delle clip metalliche utilizzate routinariamente in cardiochirurgia, dalla valutazione dell anastomosi distale sul vaso coronarico nativo e del lume del tratto post-anastomotico del vaso coronarico. L avanzamento tecnologico ed il miglioramento dei protocolli di scansione hanno consentito di ottimizzare l accuratezza diagnostica superando in parte tali limitazioni. In uno studio condotto su 96 pazienti (216 graft) la TCMD ha dimostrato fattibilità, sensibilità, PPV e VPN dell 89%, 100%, 93%, 86% e 100%, includendo nell analisi dei graft anche l anastomosi distale ed i tratti post-anastomotici 52. La figura 8 (pagina a fronte) mostra due casi di pervietà e stenosi critica di una graft arterioso e venoso, rispettivamente. Attualmente le Società scientifiche hanno classificato il followup dei CABG fra le applicazioni della TCMD cardiaca con indicazione di Classe IIb, livello di evidenza C 22,23, sottolineando la necessità di fornire una precisa valutazione non solo dei graft, ma anche della regione anastomotica e del circolo coronarico nativo post-anastomotico (tabella 2).

8 G.. Pontone et al.: La tomografia computerizzata multidetettore nella valutazione della cardiopatia ischemica: principî tecnologici e applicazioni 7 Tabella 2. Raccomandazioni della European Society of Cardiology e dell American Heart Association sull impiego della TCMD nella diagnosi della CAD 22,23. VALUTAzIONE CIRCOLO CORONARICO NATIVO Pazienti con probabilità bassa/intermedia di CAD sintomatici per dolore toracico atipico e stress-test positivi Pazienti con probabilità bassa/intermedia di CAD, sintomatici per dolore toracico tipico e stress-test negativi Pazienti con probabilità intermedia di CAD, sintomatici per dolore toracico indipendentemente dalla caratteristiche e con stress-test equivoci o non interpretabili Pazienti con probabilità intermedia di CAD, sintomatici per dolore toracico indipendentemente dalle caratteristiche, non in grado di eseguire stress-test Screening eziologico della cardiopatia dilatativa di prima diagnosi Screening coronarico in pazienti con probabilità bassa-intermedia di CAD, candidati alla cardiochirurgia non coronarica VALUTAzIONE STENT CORONARICI Stent di diametro 3 mm in pazienti non in grado di eseguire stress/test VALUTAzIONE BYPASS AORTO-CORONARICI Valutazione del corpo dei graft, dell anastomosi distale e del circolo coronarico nativo in pazienti sintomatici. Figura 8. Ricostruzione volume rendering di un graft in arteria mammaria sinistra su ramo diagonale e arteria interventricolare anteriore con tecnica sequenziale, regolarmente pervio (pannello A) e di un graft venoso su ramo marginale (pannello B) interessato da una stenosi focale critica al tratto medio. AMIsx: arteria mammaria sinistra; D1: ramo diagonale; IVA: arteria interventricolare anteriore; SVG: vena safena. fascio di radiazioni con elevati voltaggi ed ampiezze ed inevitabili problematiche di radio esposizione del paziente. Infatti, in base alla tecnologia impiegata e alla modalità di scansione sono state riportate in letteratura dosi fino a 29 msv per uno studio cardiaco completo 53. Per dare un valore concreto a questi dati è stato stimato che ad una dose efficace di 10 msv è associato un rischio di cancro di 1/2000. Tale parametro è tuttavia una media ponderata per età e sesso. Infatti la radiosensibilità è strettamente correlata al sesso e all età essendo maggiore nelle giovani donne (incidenza dello 0,70%) e minore nei pazienti di sesso maschile anziani (0,075%) 53. Pur considerando che si tratta di stime e non di eventi documentati e che in ambito cardiovascolare la popolazione in esame è prevalentemente di sesso maschile ed età medio-avanzata, adottare procedure di abbattimento della radiazione efficace appare doveroso in osservanza del principio ALARA (As Low As Reasonable Achievable). A tal proposito, numerose strategie, talora anche combinate, sono utilizzabili, quali la ottimizzazione dei parametri di scansione 54, l impiego di scanner con velocità di scansione molto elevate come la TCMD a doppia sorgente 55 oppure a matrice ad elevato numero di detettori come la 256 strati o la 320 strati 56,57 o più recentemente l impiego del ECG-gating prospettico 58. Quest ultima opzione è quella che ha dato i risultati più promettenti. Infatti l abbattimento della dose efficace (DE) è ottenuta attraverso due meccanismi principali: l assenza di overlapping e la riduzione della radiazione diffusa grazie alle modalità di scansione assiale e non elicoidale e la riduzione del tempo di irradiazione essendo confinata alla sola fase diastolica. Pontone et al. 58 hanno dimostrato una riduzione della DE a 5,7 msv conservando una sensibilità, specificità, NPV, PPV e accuratezza diagnostica del 88%, 95%, 96%, 83% e 93% per i segmenti coronarici nativi e del 92%, 94%, 97%, 85% e 93% per gli stent coronarici. Inoltre, grazie all introduzione di algoritmi iterattivi di retroricostruzione (ASIR) che attenuano il rumore delle immagni, è oggi possibile applicare alle scansione con ECG-gating prospettico parametri di voltaggio del tubo radiogeno e di ampiezza del fascio radiante minori e tali da ridurre la DE a valori inferiori a 2 msv, preservando l accuratezza diagnostica. La figura 9 (a pagina seguente) mostra una ricostruzione multiplanare dei tre vasi coronarici utilizzando l ECG-gating prospettico insieme all algoritmo di retroricostruzione ASIR ottenendo una DE di solo 1 msv. Problematiche di radioesposizione Abbiamo fino ad ora visto come la recente introduzione della TCMD abbia permesso una valutazione non invasiva del circolo coronarico alternativo alla CGF. Tuttavia l impiego di matrici multidettetori con voxel di piccole dimensioni ha reso necessario l impiego di un Conclusioni La TCMD rappresenta oggi una valida alternativa non invasiva alla CGF per la valutazione del circolo coronarico nella sospetta CAD, per la valutazione della ristenosi intrastent e per il follow-up dei CABG.

9 8 Recenti Progressi in Medicina, 11 (12), dicembre 21 In virtù del suo elevato potere predittivo negativo, le sue maggiori potenzialità si esplicano nella capacità di escludere la patologia significativa piuttosto che nell identificarla. Tuttavia, il suo potere diagnostico è vincolato ad una attenta selezione dei candidati a questo tipo di indagine: essi devono soddisfare caratteristiche di ritmo cardiaco (sinusale e bradicardico) e cliniche (bassa-intermedia probabilità pre-test di CAD). In questo contesto clinico e soprattutto con la possibilità di applicare protocolli di abbattimento della radio-esposizione, è presumibile che la TCMD rivestirà un ruolo sempre più strategico nella diagnosi, nella valutazione prognostica e nel followup della malattia coronarica. Bibliografia 1. Kuntz KM, Fleischmann KE, Hunink MG, Douglas PS. Cost-effectiveness of diagnostic strategies for patients with chest pain. Ann Intern Med 1999; 130: Manghat NE, Morgan-Hughes GJ, Marshall AJ, Roobottom CA. Multi-detector row computed tomography: imaging the coronary arteries. Clin Radiol 2005; 60: Gibbons RJ, Abrams J, Chatterjee K, et al.; American College of Cardiology; American Heart Association Task Force on practice guidelines (Committee on the Management of Patients With Chronic Stable Angina), ACC/AHA 2002 guidelines update for the management of patients with chronic stable angina summary article: a report of the American College of Cardiology/American Heart Association Task Force on practice guidelines (Committee on the Management of Patients With Chronic Stable Angina). J Am Coll Cardiol 2003; 41: Gianrossi R, Detrano R, Mulvihill D, et al. Exerciseinduced ST depression in the diagnosis of coronary artery disease. A meta-analysis. Circulation 1989; 80: Marwick TH, Shaw L, Case C, Vasey C, Thomas JD. Clinical and economic impact of exercise electrocardiography and exercise echocardiography in clinical practice. Eur Heart J 2003; 24: Papaconstantinou HD, Marshall AJ, Burrell CJ. Diagnostic cardiac catheterisation in a hospital without on-site cardiac surgery. Heart 1999; 81: Lu B, Dai RP, Jiang SL, et al. Effects of window and threshold levels on the accuracy of three-dimensional rendering techniques in coronary artery electron-beam CT angiography. Acad Radiol 2001; 8: Ritchie CJ, Godwin JD, Crawford CR, Stanford W, Anno H, Kim Y. Minimum scan speeds for suppression of motion artifacts in CT. Radiology 1992; 185: Figura. Ricostruzioni multiplanari di arteria interventricolare anteriore (pannello A), arteria circonflessa (pannello B) e arteria coronaria destra (pannello C) utilizzando un protocollo di scansione a bassa dose (ECG-gating prospettico e algoritmo ASIR) con una dose efficace finale di 1 msv. 9. Achenbach S, Moshage W, Ropers D, Nossen J, Daniel WG. Value of electron-beam computed tomography for the noninvasive detection of high-grade coronary-artery stenoses and occlusions. N Engl J Med 1998; 339: Schoepf UJ, Becker CR, Ohnesorge BM, Yucel EK. CT of coronary artery disease. Radiology 2004; 232: Prokop M, Van der Molen. Heart. In: Prokop M, Galanski M (eds). Spiral and multislice Computed Tomography of the body. New York: Thieme 2003: Liang Y, Kruger RA. Dual-slice spiral versus singleslice spiral scanning: comparison of the physical performance of two computed tomography scanners. Med Phys 1996; 23: Rybicki FJ, Otero HJ, Steigner ML, et al. Initial evaluation of coronary images from 320-detector row computed tomography. Int J Cardiovasc Imaging 2008; 24: Ropers D, Rixe J, Anders K, et al. Usefulness of multidetector row spiral computed tomography with 64- x 0.6-mm collimation and 330-ms rotation for the noninvasive detection of significant coronary artery stenoses. Am J Cardiol 2006; 97: Flohr TG, McCollough CH, Bruder H, et al. First performance evaluation of a dual-source CT (DSCT) system. Eur Radiol 2006; 16: Kopp AF, Schroeder S, Kuettner A, et al. Coronary arteries: retrospectively ECG-gated multi-detector row CT angiography with selective optimization of the image reconstruction window. Radiology 2001; 221: Husmann L, Valenta I, Gaemperli O, et al. Feasibility of low-dose coronary CT angiography: first experience with prospective ECG-gating. Eur Heart J 2008; 29: Andreini D, Pontone G, Ballerini G, et al. Feasibility and diagnostic accuracy of 16-slice multidetector computed tomography coronary angiography in 500 consecutive patients: critical role of heart rate. Int J Cardiovasc Imaging 2007; 23: Giesler T, Baum U, Ropers D, et al. Noninvasive visualization of coronary arteries using contrast-enhanced multidetector CT: influence of heart rate on image quality and stenosis detection. AJR Am J Roentgenol 2002; 179: Riccioni G. Focus on ivabradine: a new heart ratecontrolling drug. Expert Rev Cardiovasc Ther 2009; 7:

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