3. Diagnostica per immagini

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1 I QUADERNI DELLA BPCO 3. Diagnostica per immagini della BPCO INTRODUZIONE Le tecniche diagnostiche per immagini possono, in varia misura, evidenziare le alterazioni strutturali del polmone e delle vie aeree responsabili del quadro clinico e funzionale riscontrabile nei pazienti con ostruzione cronica al flusso aereo espiratorio (bronchite cronica, enfisema, bronchite asmatica cronica). Le caratteristiche principali sulle quali si basa l utilità di tecniche radiologiche quali radiografia standard del torace e tomografia assiale computerizzata ad alta risoluzione (HRCT) nello studio della BPCO sono principalmente riconducibili al naturale elevato contrasto di densità esistente tra il contenuto aereo del polmone, il sangue contenuto nei vasi toracici polmonari e sistemici, le strutture ossee e i tessuti molli della parete toracica, del mediastino e del diaframma. Immagini radiografiche con ricchezza di dettagli anatomici sono, pertanto, ottenibili senza necessità di ricorrere all impiego di mezzo di contrasto artificiale. La visione di insieme delle vie aeree, dei polmoni, dell apparato cardiovascolare e delle strutture ossee e muscolari del torace permette di ottenere, nei pazienti BPCO, informazioni di rilevante utilità clinica concernenti i volumi polmonari, il rapporto tra polmoni e gabbia toracica, le dimensioni e la forma del cuore e dei grossi vasi polmonari e sistemici. Sebbene lo studio di fini dettagli anatomici utilizzando la radiologia convenzionale del torace sia reso difficile dalla sovrapposizione sullo stesso piano di strutture anatomiche situate a differente profondità, la radiografia del torace consente di ottenere informazioni sulla circolazione polmonare difficilmente desumibili anche con la HRCT. L asse maggiore dei vasi polmonari è infatti longitudinale, per cui la HRCT, che ne permette la valutazione in senso trasversale per tratti molto brevi, è meno adeguata della radiologia convenzionale a valutarne alterazioni di decorso. D altra parte, la possibilità di evidenziare con accuratezza alterazioni anatomiche delle strutture parenchimali rende la HRCT la metodica di immagine più accurata per lo studio morfologico in vivo di gravità ed estensione dell enfisema, che, infatti, è definito e classificato in termini puramente anatomo-patologici. Da queste considerazioni di ordine generale si può dedurre che l integrazione dei risultati delle indagini per immagini con i dati clinici e funzionali possa costituire un approccio valido per un corretto inquadramento diagnostico dei pazienti BPCO. Tuttavia, contrariamente a quanto avviene per altre condizioni patologiche polmonari, quali neoplasie, interstiziopatie e infezioni, nelle quali agli esami per immagini è attribuita una valenza diagnostica e prognostica di primo piano, le principali linee guida internazionali non assegnano un ruolo preminente a queste indagini nell iter diagnostico della BPCO. Le più recenti linee guida, realizzate in collaborazione tra Organizzazione Mondiale della Sanità (WHO) e Istituto Statunitense per le Malattie Cardiache, Polmonari e del Sangue (NIHLB) nell ambito del programma mondiale Global Initiative for the Diagnosis, Management and Prevention of Chronic Obstructive Lung Disease (GOLD) 1, considerano la radiografia del torace utile per la diagnosi differenziale con altre patologie respiratorie, ma raramente diagnostica nella BPCO,a meno che Massimo Pistolesi, Gianna Camiciottoli, Giovanni Fontana, Federico Lavorini, Massimo Miniati 63

2 IL VOLTO DELLA BPCO CHE CAMBIA QUADERNO 3 non sia presente una patologia bollosa. La radiografia del torace è inoltre indicata per la sua capacità di identificare processi patologici differenti che possono presentarsi con sintomi simili a una riacutizzazione di BPCO. La HRCT è raccomandata per la diagnosi differenziale e per la valutazione preoperatoria di bullectomia o di riduzione volumetrica del polmone. L impiego per scopi clinici delle indagini medico-nucleari è circoscritto alla valutazione preoperatoria dei pazienti BPCO 1. Nonostante le sia attribuito uno scarso valore diagnostico, la radiografia standard del torace è eseguita di routine in ogni paziente che presenti sintomi o reperti funzionali compatibili con ostruzione al flusso aereo espiratorio. In particolare, è da rilevare che la radiografia del torace costituisce, insieme all analisi dei gas nel sangue arterioso, l unica indagine praticamente eseguibile in corso di riacutizzazione di BPCO, essendo i più comuni esami funzionali difficilmente eseguibili e scarsamente attendibili in questa condizione clinica. Reperti aggiuntivi di notevole utilità clinica desumibili dalla radiografia del torace sono relativi alla presenza di ipertensione polmonare, cuore polmonare cronico e bilancio idrico corporeo 2. Scopo di questo capitolo è di fornire un aggiornamento su capacità e limiti delle diverse tecniche diagnostiche per immagini nello studio dei pazienti BPCO. ALTERAZIONI PATOLOGICHE ALLA BASE DEI REPERTI RADIOLOGICI Eterogeneità clinica, funzionale e anatomo-patologica della BPCO Come evidenziato nei capitoli 1 e 3 del Quaderno 1, enfisema polmonare e bronchite cronica si manifestano con quadri clinici e anatomo-patologici sostanzialmente diversi che, tuttavia, possono coesistere in varia combinazione nello stesso paziente. Il rimodellamento infiammatorio delle vie aeree (bronchite cronica) e i fenomeni distruttivi parenchimali (enfisema) sono le alterazioni anatomo-patologiche elementari che nei pazienti BPCO concorrono all ostruzione del flusso aereo. I risultati di studi clinici e anatomo-patologici hanno permesso di identificare alcune caratteristiche differenziali che possono riflettersi in corrispondenti reperti radiologici atti a valutare il peso relativo di ciascuna alterazione nel singolo paziente BPCO. Nel 1966 Burrows e collaboratori descrissero in un classico lavoro 3 le caratteristiche distintive tra forme enfisematose e bronchiali di ostruzione cronica delle vie aeree. Questo studio introdusse i noti corrispettivi clinici, definiti comunemente come pink puffer o paziente con BPCO di tipo A e blue bloater o paziente con BPCO di tipo B, atti a differenziare in modo empirico i pazienti con prevalente enfisema da quelli con prevalente bronchite cronica. Queste definizioni hanno successivamente perso la loro connotazione nosografica e sono cadute in disuso. Tuttavia, nella pratica clinica è possibile riconoscere, in una buona parte dei pazienti BPCO, peculiarità anamnestiche, cliniche e funzionali che permettono di attribuire al processo di differenziazione delle varie forme di BPCO molto più che un valore puramente storico. In particolare, per l importanza che dati anamnestici e segni fisici rivestono, insieme ai reperti funzionali e radiologici, per la selezione dei pazienti da sottoporre all intervento chirurgico di riduzione volumetrica del polmone, è progressivamente ritornato in auge negli ultimi anni l utilizzo clinico del riconoscimento delle due diverse presentazioni della BPCO. Tra i pazienti BPCO è, infatti, possibile individuare pazienti emaciati, con torace a botte, che espirano a labbra socchiuse sebbene non siano gravemente dispnoici a riposo; questi soggetti non presentano un anamnesi particolarmente rilevante di tosse produttiva e all esame dei gas nel sangue arterioso dimostrano ipossiemia non marcata e normocapnia (o ipercapnia di grado modesto); il lento e progressivo deterioramento della funzione respiratoria si ripercuote sul cuore destro con sviluppo di cuore polmonare soltanto nelle fasi terminali della malattia (pink puffer). Queste caratteristiche cliniche sono attualmente utilizzate per una prima selezione dei pazienti con enfisema da inviare a ulteriori indagini in previsione di intervento di riduzione volumetrica del polmone. L intervento chirurgico non si rivela, infatti, di nessuna utilità per i pazienti che presentino frequenti riacutizzazioni infettive caratterizzate da dispnea intensa anche a riposo, tosse produttiva di catarro purulento, ipossiemia, ipercapnia e sviluppo precoce di ipertensione polmonare e cuore polmonare cronico in assenza di alterazioni molto marcate dei volumi polmonari statici e della capacità 64

3 3. DIAGNOSTICA PER IMMAGINI DELLA BPCO di diffusione del CO (blue bloater). Sebbene, per la frequente commistione di dati clinici e funzionali, risulti difficile identificare con certezza una delle due presentazioni cliniche di BPCO nella sua forma pura è, tuttavia, possibile, nella gran maggioranza dei broncopneumopatici, individuare quale tipo di malattia predomini e in generale determini la risposta alle terapie e l evoluzione naturale della malattia 4. Dal punto di vista anatomo-patologico le due forme più comuni di enfisema (enfisema panacinare e centroacinare) possono talora presentarsi in forma pura o, più frequentemente, sovrapporsi in gradi diversi. In genere, nel singolo paziente un tipo di alterazione morfologica prevale nettamente 5,6.È stato rilevato che le proprietà meccaniche del polmone sono differenti nei pazienti che presentano la prevalenza dell una o dell altra delle due condizioni anatomo-patologiche 5. In particolare, si è dimostrato che la riduzione del ritorno elastico del polmone, reperto tipico dei pazienti prevalentemente enfisematosi e quantificabile come aumento della compliance polmonare, è correlato con l estensione anatomo-patologica dell enfisema panacinare, mentre non presenta alcuna relazione con l estensione dell enfisema centroacinare 5.È stata inoltre evidenziata una correlazione negativa tra estensione delle regioni con enfisema panacinare ed entità delle alterazioni patologiche di tipo infiammatorio delle piccole vie aeree tipiche dei pazienti con prevalente bronchite cronica. Al contrario, è presente una correlazione positiva tra estensione delle regioni polmonari con enfisema centroacinare e grado di alterazioni patologiche delle piccole vie aeree 6. In considerazione della diversa incidenza di cuore polmonare cronico nelle due forme cliniche, funzionali e anatomo-patologiche di ostruzione cronica al flusso aereo e dell importanza cardinale del rilievo di alterazioni vascolari nella valutazione radiologica della BPCO, è importante sottolineare il differente coinvolgimento dei vasi polmonari nei pazienti con prevalente enfisema rispetto a quelli con prevalente bronchite cronica. Hale e collaboratori 7 hanno dimostrato un aumento di numero e di spessore delle arterie muscolari di diametro inferiore a 200 micron nei polmoni di fumatori. L aumento di spessore è caratterizzato da ispessimento della tonaca media muscolare e fibrosi dell intima. Queste alterazioni sono rilevabili soltanto nelle regioni con evidenti alterazioni patologiche delle vie aeree e concomitante enfisema centroacinare, mentre non sono evidenziabili nelle regioni con enfisema panacinare. Andoh e collaboratori 8, in uno studio autoptico eseguito su pazienti deceduti per cuore polmonare cronico, hanno dimostrato che nei soggetti prevalentemente affetti da bronchite cronica è presente una fibrosi peribronchiolare e perivascolare di spessore nettamente superiore a quella rilevata in pazienti affetti da prevalente enfisema. In questi ultimi non si rilevano alterazioni peribronchiolari e perivascolari che li differenzino da soggetti normali deceduti per altre cause. L estensione della fibrosi perivascolare nei pazienti con bronchite cronica è correlata spazialmente con la fibrosi peribronchiolare, essendo rilevabile soltanto nei vasi adiacenti ai bronchioli interessati dal processo patologico. Questi reperti indicano che vi può essere un estensione diretta dell infiammazione cronica dai bronchioli alle arterie polmonari contigue e che l ipertensione polmonare e il conseguente sviluppo di cuore polmonare cronico nei pazienti con prevalente bronchite cronica sarebbero da ascriversi a questo processo patologico. Al contrario, nei pazienti con prevalente enfisema lo sviluppo di cuore polmonare cronico, nelle fasi terminali della malattia, sarebbe riconducibile a estensiva distruzione di capillari dei setti alveolari associata a ipossiemia grave 8. A conferma di questi risultati, Schulman e collaboratori 4 hanno dimostrato che in pazienti con enfisema puro l aumento delle resistenze vascolari polmonari è strettamente correlato con la riduzione della capacità di diffusione del CO, l indice funzionale più accurato per la determinazione in vivo di fenomeni di distruzione anatomica della microcircolazione polmonare. Nel gruppo di pazienti esaminato da Schulman e collaboratori 4 non erano presenti livelli di ipossiemia o acidosi tali da far supporre che l aumento delle resistenze vascolari polmonari fosse attribuibile a queste cause 9 e non al processo di progressiva e irreversibile perdita di letto vascolare polmonare caratteristico dell enfisema. Nessuno dei pazienti esaminati presentava ipertensione polmonare o cuore polmonare cronico, a indicare che nei pazienti con enfisema l aumento delle resistenze vascolari generato dal processo di distruzione delle arterie dei setti alveolari non è di per sé sufficiente a causare ripercussioni sul cuore destro in assenza di ipossiemia ed elevata concentrazione di ioni idrogeno che, d altra parte, tendono a manifestarsi solo nelle fasi terminali della malattia. 65

4 IL VOLTO DELLA BPCO CHE CAMBIA QUADERNO 3 In generale, i risultati di questi lavori dimostrerebbero che nei pazienti con prevalente bronchite cronica le principali alterazioni strutturali vascolari sarebbero riconducibili a fibrosi dell intima, ipertrofia della media, infiltrazione infiammatoria e fibrosi perivascolare, mentre nei pazienti con enfisema la lesione anatomica fondamentale sarebbe la perdita di letto vascolare. Le alterazioni descritte si riflettono in una diversa compromissione della capacità di diffusione del CO, che è sempre più marcatamente ridotta nei pazienti con prevalente enfisema e, come vedremo in seguito, in differenti reperti radiografici che possono essere utilizzati per stabilire il meccanismo patogenetico prevalente nel causare l otruzione cronica al flusso aereo espiratorio. La bronchite asmatica cronica o asma cronico è un termine atto a descrivere quelle forme di asma, tipiche dell adulto, caratterizzate da ostruzione persistente delle vie aeree che, per la presenza di fattori aggravanti, quali fumo di sigaretta, infezioni ricorrenti, severità e durata della malattia, possono risultare di difficile distinzione dalle altre forme di BPCO e in particolare dalla bronchite cronica ostruttiva. La diagnostica differenziale tra bronchite asmatica cronica e BPCO è basata essenzialmente sull anamnesi che in genere è abbastanza tipica, l evoluzione naturale della malattia che è meno progressiva di quella caratteristica della BPCO e sul rilievo di una normale diffusione del CO. Informazioni aggiuntive possono derivare per mezzo delle tecniche radiologiche. Dal punto di vista anatomo-patologico la bronchite asmatica cronica si caratterizza soprattutto per le alterazioni tipiche della flogosi asmatica cronica che coinvolgono tutte le vie aeree conduttive, il parenchima e i vasi polmonari (capitolo 1, Quaderno 1). Per l interesse che può rivestire per l interpretazione dei reperti radiografici, è da segnalare l aumentato spessore delle pareti delle vie aeree causato da infiltrazione cellulare infiammatoria massiva con edema, ipertrofia della muscolatura liscia e aumentata irrorazione vascolare. In particolare, le piccole vie aeree presentano un netto aumento della superficie occupata da vasi bronchiali sia nella sottomucosa sia nell avventizia 10. Questo tipo di congestione della parete delle piccole vie aeree non è rilevabile nei pazienti BPCO 10.L ubiquitarietà del processo infiammatorio e la sua possibile trasmissione per contiguità dalle vie aeree ai vasi sono dimostrate dal rilievo, nei pazienti deceduti per asma, di infiltrazione cellulare flogistica dell avventizia dei piccoli vasi adiacenti ai bronchioli (capitolo 1, Quaderno 1). REPERTI RADIOLOGICI La valutazione radiografica standard dei pazienti con limitazione cronica al flusso aereo ha due scopi fondamentali: diagnosticare la malattia in fase precoce e individuare il meccanismo patogenetico predominante alla base della condizione clinica che, come già ricordato, può presentarsi in modo molto eterogeneo. In questo paragrafo si prenderanno in considerazione i reperti radiografici più utili per gli scopi dichiarati, cercando di evidenziarne le basi anatomiche e fisiopatologiche interpretative. Nella tabella 3.1 sono elencati i reperti radiografici elementari compatibili con bronchite cronica ed enfisema polmonare rilevabili nella radiografia standard del torace. Il quadro radiografico caratteristico di pazienti con forme pure di bronchite cronica ed enfisema è schematizzato in modo esemplificativo nella figura 3.1. L utilizzo della tabella 3.1 costituisce un metodo valido per stabilire quale delle due condizioni predomini o se, come comunemente avviene, alla base delle alterazioni rilevabili vi sia una commistione di meccanismi patogenetici 2.Inpresenza di forme miste di BPCO è possibile rilevarne la relativa distribuzione regionale. La tomografia assiale non è raccomandata per la valutazione di routine dei pazienti BPCO. Tuttavia l esame, soprattutto se eseguito con tecnica HRCT, permette di escludere o confermare con notevole accuratezza la presenza di bolle di enfisema o di bronchiectasie in pazienti nei quali queste entità patologiche siano sospettate sulla base di dati clinici o radiografici convenzionali. L esame è inoltre di particolare utilità per la selezione dei pazienti con enfisema grave da avviare all intervento di riduzione volumetrica dei polmoni. Le proprietà tomografiche della tecnica permettono di ovviare al problema della sovrapposizione di strutture anatomiche situate su piani diversi che costituisce il limite intrinseco in termini di risoluzione anatomica delle tecniche radiologiche convenzionali. L impiego di sezioni sottili e di algoritmi di ricostruzione dedicati consente di ottenere immagini con risoluzione spaziale prossima a 1 mm. Queste caratteristiche tecniche, insieme alla possibilità di valutare in modo oggettivo tipo, estensione e gravità dell enfisema, rendono la tecnica particolarmente idonea per l esame morfologico del parenchima polmonare. 66

5 3. DIAGNOSTICA PER IMMAGINI DELLA BPCO Radiografia standard del torace Bronchite cronica L aspetto radiografico dei vasi polmonari dei pazienti con bronchite cronica deriva dai processi infiammatori cronici che hanno interessato la loro parete e l interstizio peribroncovascolare (tabella 3.1, figura 3.1). I vasi appaiono più tortuosi della norma, con bordi sfumati e scarsamente definibili. Diviene difficile seguire il decorso vascolare dal centro alla periferia del polmone e,per tale motivo,i vasi appaiono interrotti o segmentati. Questi reperti sono spesso evidenziabili fin dalle fasi iniziali della malattia e divengono maggiormente evidenti con il progredire nel tempo delle lesioni infiammatorie. Un altro reperto tipico della bronchite cronica è l ispessimento delle pareti bronchiali visibili sia in senso trasversale, sia nel loro decorso longitudinale. I processi patologici della parete bronchiale che ne provocano ispessimento possono anche rendere visibili vie aeree normalmente non risolvibili per il loro minimo spessore parietale. Altri reperti parenchimali degni di nota, espressione dell evoluzione più avanzata dei gravi processi flogistici che Tabella 3.1 Reperti radiografici compatibili con bronchite cronica ed enfisema polmonare Bronchite cronica Aumentata tortuosità dei vasi Sfumatura dei bordi dei vasi Apparente segmentazione dei vasi Ispessimento delle pareti bronchiali Ispessimento e micronodulazione dell interstizio Discrepanza di dimensioni tra vasi centrali (ingranditi) e periferici Ingrandimento delle sezioni destre del cuore e del cono di efflusso dell arteria polmonare Enfisema polmonare Perdita della normale sinuosità dei vasi con riduzione di rami collaterali Aumentata definizione dei bordi vascolari e riduzione di calibro dei vasi Divaricazione dell angolo di biforcazione dicotomica dei vasi Attenuazione dell interstizio e aumentata trasparenza del polmone Ampliamento della zona chiara periferica Appiattimento degli emidiaframmi Incremento dello spazio retrosternale interessano diffusamente il tessuto polmonare, sono l ispessimento parcellare dell interstizio con micronodulazioni dai bordi mal definiti, atelettasie lobulari e riempimento mucoso acinare. Se si sviluppa ipertensione polmonare, anche di grado non elevato, si evidenzia una sproporzione tra arterie polmonari centrali, che appaiono più grandi della norma, e arterie periferiche, che appaiono, invece, di dimensioni ridotte. Reperti radiografici di particolare utilità, in relazione all aumento della pressione arteriosa polmonare e all eventuale sviluppo di cuore polmonare cronico, sono rilevabili dall osservazione delle dimensioni e della morfologia del cuore e dei grossi vasi. Il cuore si presenta ingrandito in vario grado. La punta è sollevata rispetto al diaframma e il primo (vena cava superiore) e il secondo (atrio destro) arco di destra sono prominenti. Il cono di efflusso dell arteria polmonare (secondo arco di sinistra) è convesso in vario grado in relazione al livello di ipertensione polmonare. Per l impossibilità di determinare con certezza in vivo l ipertrofia ventricolare destra, la radiografia del torace costituisce il metodo più semplice e attendibile per evidenziare la dilatazione delle sezioni del cuore destro e porre diagnosi di cuore polmonare cronico. La prominenza della vena cava superiore associata all ingrandimento della vena azygos rappresenta un segno particolarmente importante nei pazienti che in corso di riacutizzazione presentano segni di scompenso del cuore destro. Questi reperti sono il corrispettivo radiologico del segno clinico di dilatazione delle vene giugulari e permettono di valutare in modo semiquantitativo il livello del volume di sangue circolante e della pressione venosa centrale e di apprezzarne le variazioni in corso di terapia 2. Nei pazienti con bronchite cronica gli emidiaframmi non sono appiattiti o lo sono soltanto in misura ridotta e lo spazio retrosternale, in proiezione laterale, non si presenta marcatamente ingrandito. Alcuni dei reperti descritti sono desumibili dalla figura 3.1 ed evidenziabili nelle figure 3.2 e 3.3. Enfisema Nei pazienti nei quali l ostruzione al flusso aereo è determinata da enfisema puro o predominante sulla bronchite cronica si osservano, in genere, reperti notevolmente differenti rispetto a quelli descritti nei pazienti con bronchite cronica pura o predominante sull enfisema 2. 67

6 IL VOLTO DELLA BPCO CHE CAMBIA QUADERNO 3 A Figura 3.1 (A) Schematizzazione grafica dei reperti radiografici compatibili con bronchite cronica (tabella 3.1) e cuore polmonare cronico. Le arterie polmonari sono tortuose, con bordi sfumati e apparentemente segmentate. Le pareti bronchiali sono ispessite e l interstizio è marcatamente ispessito. L ipertensione polmonare e il conseguente cuore polmonare sono evidenziati dalla sporgenza del tronco comune dell arteria polmonare, dall aumento di dimensioni delle arterie ilari e delle sezioni destre del cuore con sollevamento della punta sul diaframma. La pletora circolatoria del paziente è schematizzata con la sporgenza della vena cava superiore, l ingrandimento della vena azigos e l ispessimento dei B tessuti molli della parete toracica. (B) Schematizzazione grafica dei reperti radiografici compatibili con enfisema polmonare (tabella 3.1). Le arterie polmonari sono meno sinuose della norma, di calibro ridotto, con bordi nettamente definiti e scarse diramazioni; gli angoli di biforcazione dicotomica sono più divaricati della norma. Le regioni periferiche del polmone sono oligoemiche e l interstizio è attenuato. Il cuore è piccolo e verticale, i volumi polmonari sono aumentati, i diaframmi appiattiti. L aspetto tipico del paziente enfisematoso è schematizzato dal torace conformato a botte e dal ridotto spessore dei tessuti molli della parete toracica (modificata da 2 ). I vasi polmonari, in conseguenza dell aumentato volume aereo dei polmoni, perdono la loro normale sinuosità e diventano allungati, stirati e di calibro ridotto. Gli angoli di biforcazione dicotomica sono divaricati. I margini dei vasi appaiono più netti della norma e, in relazione al processo di rimaneggiamento vascolare che più dei processi flogistico-infettivi caratterizza la malattia, si rivela una riduzione diffusa di rami vascolari collaterali (aspetto ad albero secco ). La deficienza di irrorazione vascolare insieme all aumento del contenuto aereo causa attenuazione dell interstizio che diviene difficilmente rilevabile e, di conseguenza, si ha la comparsa della caratteristica ipertrasparenza e iperlucenza dei polmoni. La perdita di vasi, che nelle parti periferiche del polmone sono le uniche strutture anatomiche evidenziabili in condizioni normali, genera un estensione centripeta della cosiddetta zona chiara periferica che normalmente è rilevabile soltanto nel centimetro più esterno della zona mantellare del polmone. Nei casi più gravi le immagini vascolari sono rilevabili solo nelle regioni polmonari prossime agli ili. Anche le vene polmonari che drenano le regioni enfisematose tendono ad assottigliarsi di calibro e ridursi di numero. A questi reperti si aggiungono il marcato appiattimento degli emidiaframmi che, nei casi più gravi, possono presentarsi concavi, l aumento dello spazio retrosternale e la caratteristica configurazione verticale ( a goccia ) del cuore. Alcuni dei reperti descritti sono desumibili dalla figura 3.1 ed evidenziabili nelle figure 3.4 e 3.5. Bronchite asmatica cronica Nei pazienti con bronchite asmatica cronica la radiografia del torace è generalmente anormale con reperti che talvolta possono risultare difficilmente differenziabili da quelli rilevabili nei pazienti con 68

7 3. DIAGNOSTICA PER IMMAGINI DELLA BPCO A B F C D E AP RL PA LL Figura 3.2 Immagini radiografiche convenzionali, tomografiche HRCT e scintigrafia da perfusione compatibili con bronchite cronica ottenute in un paziente di 60 anni affetto da BPCO. Il paziente, ex forte fumatore, era affetto da tosse produttiva cronica e dispnea da sforzo per sforzi di lieve entità. Alla spirometria si rilevava ostruzione (VEMS 52% del valore predetto,vems/cv 43%) non reversibile dopo inalazione di broncodilatatore, assenza di iperinsufflazione e normali valori della capacità di diffusione (98% del valore predetto). La radiografia del torace in proiezione postero-anteriore (A) e laterale (B) dimostra aumentata tortuosità dei vasi che presentano bordi scarsamente definiti. Risulta difficile seguire il decorso dei vasi dal centro alla periferia del polmone. Le pareti bronchiali nelle regioni periilari sono ispessite. Non si rilevano reperti compatibili con enfisema polmonare quali aumento dei volumi polmonari e appiattimento degli emidiaframmi. L esame tomografico HRCT nei tre strati (superiore: C; medio: D; inferiore: E) dimostra ispessimento delle pareti bronchiali rilevabili sia in senso trasversale sia in senso longitudinale. Non sono presenti aree di ridotta attenuazione compatibili con enfisema. La scintigrafia da perfusione (F) ottenuta nelle proiezioni antero-posteriore (AP), postero-anteriore (PA), laterale destra (RL) e laterale sinistra (LL) dimostra una marcatamente disomogenea e non fisiologica distribuzione del flusso di sangue polmonare caratterizzata dalla presenza di zone circoscritte di ridotta perfusione di forma non segmentaria che sono distribuite in tutto il parenchima polmonare. 69

8 IL VOLTO DELLA BPCO CHE CAMBIA QUADERNO 3 A B C D E Figura 3.3 Immagini radiografiche convenzionali e tomografiche HRCT compatibili con bronchite cronica ottenute in un paziente di 68 anni affetto da BPCO e cuore polmonare cronico scompensato. Il paziente, ex forte fumatore, era affetto da tosse produttiva cronica con frequenti esacerbazioni a eziologia infettiva, dispnea da sforzo per sforzi di lieve entità. In concomitanza con le immagini ottenute il paziente presentava, inoltre, edemi agli arti inferiori e insufficienza respiratoria ipossiemica-ipercapnica con acidosi respiratoria scompensata. Alla spirometria ottenuta in fase di remissione dalla riacutizzazione si rilevava grave ostruzione (VEMS 21% del valore predetto, VEMS/CV 26%) non reversibile dopo inalazione di broncodilatatore. Era inoltre presente aumento del volume residuo (177% del valore predetto) e della capacità funzionale residua (144% del valore predetto). La capacità di diffusione era conservata (101% del valore predetto). La radiografia del torace in proiezione postero anteriore (A) e laterale (B) dimostra, in un contesto di iperdiafania compatibile con l aumento dei volumi polmonari statici, marcate alterazioni dei vasi polmonari costituite da aumentata tortuosità, scarsa definizione dei bordi, apparente segmentazione e discrepanza di dimensioni tra arterie centrali e periferiche. Il cuore è aumentato di dimensioni a carico delle sezioni destre. L esame tomografico HRCT nei tre strati (superiore: C; medio: D; inferiore: E) dimostra la presenza di enfisema centroacinare particolarmente evidente nelle regioni dorsali del polmone destro, arterie polmonari di calibro superiore ai bronchi contigui (a indicare ipertensione polmonare) che presentano pareti ispessite. Non sono presenti evidenti alterazioni compatibili con enfisema panacinare. vera BPCO. Infatti, segni radiografici come iperinsufflazione da intrappolamento di aria, ispessimento delle pareti bronchiali e sfumatura dei bordi vascolari conseguenti ai processi di flogosi polmonare di lunga durata possono essere rilevati, oltre che nei pazienti con bronchite asmatica cronica, anche in quelli con BPCO. Tuttavia, l osservazione accurata della radiografia, specie se integrata con i dati 70

9 3. DIAGNOSTICA PER IMMAGINI DELLA BPCO A B C D E F AP RL PA LL Figura 3.4 Immagini radiografiche convenzionali, tomografiche HRCT e scintigrafia da perfusione compatibili con enfisema polmonare ottenute in un paziente di 53 anni affetto da BPCO. Il paziente, ex forte fumatore, era affetto da tosse saltuaria non produttiva e grave dispnea da sforzo per sforzi di lieve entità da molti anni con valori emogasanalitici compatibili con ipossiemia moderata e normocapnia.alla spirometria si rilevava ostruzione (VEMS 26% del valore predetto, VEMS/CV 28%) non reversibile dopo inalazione di broncodilatatore, aumento del volume residuo (220% del valore predetto) e della capacità funzionale residua (200% del valore predetto). La capacità di diffusione era gravemente ridotta (35% del valore predetto). La radiografia del torace in proiezione postero anteriore (A) e laterale (B) dimostra marcate alterazioni dei vasi polmonari che appaiono ridotti di numero e calibro con scarsità di diramazioni collaterali. I polmoni sono iperdiafani e marcatamente aumentati di volume con appiattimento degli emidiaframmi e aumento dello spazio retrosternale. L esame tomografico HRCT nei tre strati (superiore: C; medio: D; inferiore: E) dimostra la presenza di enfisema panacinare particolarmente evidente nelle regioni superiori con confluenza delle lesioni enfisematose in grosse aree di completa sostituzione del polmone con aria. La scintigrafia da perfusione (F) ottenuta nelle proiezioni antero-posteriore (AP), postero-anteriore (PA), laterale destra (RL) e laterale sinistra (LL) dimostra assenza di perfusione simmetrica nelle regioni superiori di ambedue i polmoni. La distribuzione della perfusione nelle regioni medio-inferiori non dimostra alterazioni di notevole entità. 71

10 IL VOLTO DELLA BPCO CHE CAMBIA QUADERNO 3 A B C D E Figura 3.5 Immagini radiografiche convenzionali e tomografiche HRCT compatibili con enfisema polmonare ottenute in un paziente di 64 anni affetto da BPCO. Il paziente, ex forte fumatore, era affetto da grave dispnea da sforzo per sforzi di lieve entità aggravatasi recentemente in seguito a riacutizzazione postinfluenzale. Da alcuni mesi progressivo aggravamento dell ipossiemia, associata a valori normali di anidride carbonica. Alla spirometria si rilevava grave ostruzione (VEMS 28% del valore predetto,vems/cv 28%) non reversibile dopo inalazione di broncodilatatore. Era inoltre presente aumento del volume residuo (261% del valore predetto) e della capacità funzionale residua (240% del valore predetto). La capacità di diffusione era severamente compromessa (10% del valore predetto). La radiografia del torace in proiezione postero anteriore (A) e laterale (B) dimostra reperti vascolari caratteristici di enfisema, a eccezione che nel quadrante inferiore destro, dove si rileva ingrandimento dei vasi polmonari per il lobo inferiore. All esame scintigrafico la perfusione residua era limitata a queste regioni che, infatti, ricevono tutta la portata cardiaca. I volumi polmonari sono nettamente aumentati con appiattimento degli emidiaframmi e aumento dello spazio retrosternale. Il polmone destro tende a erniarsi nell emitorace controlaterale con sbandamento del mediastino verso sinistra. L esame tomografico HRCT nei tre strati (superiore: C; medio: D; inferiore: E) dimostra la presenza di enfisema panacinare diffuso a tutto il parenchima con parziale risparmio soltanto delle regioni medio-inferiori del polmone di destra. 72

11 3. DIAGNOSTICA PER IMMAGINI DELLA BPCO anamnestici e funzionali, permette di rilevare alcuni caratteri distintivi 16. L incremento dei volumi polmonari rilevabile nei pazienti con bronchite asmatica cronica è differenziabile da quello tipico dei pazienti enfisematosi per mezzo dell osservazione del diaframma e dei vasi polmonari. Il diaframma nei pazienti con bronchite asmatica cronica, nonostante l aumento del volume del polmone, mantiene sempre un certo grado di convessità. I vasi polmonari mantengono in parte la loro sinuosità e i rami collaterali sono ben rappresentati. Gli angoli di biforcazione dicotomica non sono divaricati come si osserva nell enfisema. Inoltre, i bordi vascolari invece di dimostrarsi tipicamente netti come nell enfisema sono in varia misura sfumati. Un aumento della zona chiara periferica non è mai rilevabile per l assenza di fenomeni distruttivi della vascolatura polmonare. Più difficile è l individuazione di caratteristiche radiologiche distintive tra bronchite asmatica cronica e bronchite cronica, soprattutto se quest ultima non è di grado avanzato. Infatti, l ispessimento delle pareti bronchiali e la sfumatura dei margini vascolari è osservabile in ambedue le condizioni cliniche.tuttavia, nei pazienti con bronchite asmatica cronica, i vasi polmonari non si presentano altrettanto tortuosi, è possibile seguirne il decorso dal centro alla periferia e non si osserva discrepanza di dimensioni tra vasi centrali e periferici. Nell evoluzione della bronchite asmatica cronica lo sviluppo di cuore polmonare è raramente osservabile e per tale motivo l assenza di alterazioni del cuore e dei grossi vasi rappresenta un ulteriore reperto radiografico distintivo della bronchite asmatica cronica. Nella figura 3.6 sono riportati alcuni dei reperti radiografici descritti. Tomografia assiale ad alta risoluzione (HRCT) Bronchite cronica Nonostante che la recente letteratura specializzata sia estremamente ricca di studi che trattano dell applicazione dell HRCT nello studio dell enfisema, per quanto riguarda la bronchite cronica non è stata ancora stabilita una definizione dei reperti HRCT caratteristici. Questo fatto è probabilmente una prova indiretta della ridotta capacità della tecnica nello studio del decorso e delle fini alterazioni dei vasi polmonari che sono il cardine della valutazione radiologica della bronchite cronica. È possibile che le eccezionali caratteristiche di risoluzione spaziale dell HRCT costituiscano paradossalmente un limite per lo studio di una patologia che è soprattutto caratterizzata da alterazioni infiammatorie di strutture anatomiche (bronchi e vasi) che, in quanto disposte longitudinalmente, sono meglio visualizzabili in radiologia convenzionale. Inoltre, i reperti suddetti potrebbero essere resi più evidenti in radiologia convenzionale per effetto di sommazione sullo stesso piano di alterazioni infiammatorie distribuite su piani diversi.si può infatti supporre che alterazioni quali la sfumatura dei margini vascolari siano meglio evidenziabili in una radiografia standard del torace piuttosto che non in uno strato spesso 1 mm di un vaso sezionato trasversalmente con tecnica HRCT. Tuttavia, in considerazione del fatto che la HRCT è in grado di distinguere con discreta accuratezza l enfisema centracinare dall enfisema panacinare, questa tecnica può rivestire un ruolo importante nel determinare nel singolo paziente la relativa prevalenza dei due processi patologici. Lamers e collaboratori 11, utilizzando una tecnica HRCT con possibilità di acquisizione delle immagini a volumi polmonari prefissati, hanno rilevato reperti densitometrici differenti confrontando pazienti con bronchite cronica e pazienti con enfisema. I valori densitometrici misurati a volumi polmonari corrispondenti al 90% della capacità vitale nei pazienti con enfisema sono nettamente inferiori a quelli misurati nei pazienti con bronchite cronica, che, d altra parte, non sono differenziabili da quelli misurati nei soggetti normali. I pazienti con bronchite cronica dimostrano valori di densità significativamente inferiori rispetto ai soggetti normali soltanto quando la misura densitometrica è effettuata in espirazione a volumi polmonari corrispondenti al 10% della capacità vitale.questo studio indica,quindi,che nei pazienti con bronchite cronica per evidenziare l intrappolamento d aria caratteristico della malattia è necessaria l esecuzione di un HRCT espiratoria. Remy-Jardin e collaboratori 12 hanno rilevato che i fumatori con ispessimento delle pareti bronchiali all HRCT presentano una maggiore limitazione al flusso e una maggiore incidenza di sintomi, quali tosse ed espettorato cronici, rispetto ai fumatori con normale spessore delle pareti bronchiali. Ulteriori studi sono necessari per una migliore definizione dei reperti radiografici HRCT e dei parametri densitometrici da utilizzare nei pazienti con bronchite cronica. I reperti osservati con HRCT in due pazienti con bronchite cronica di diversa gravità sono riportati nelle figure 3.2 e

12 IL VOLTO DELLA BPCO CHE CAMBIA QUADERNO 3 A B C D E Figura 3.6 Immagini radiografiche convenzionali e tomografiche HRCT ottenute in un paziente di 64 anni affetto da bronchite asmatica cronica. Il paziente era affetto da asma bronchiale sin dall adolescenza. Alla spirometria si rilevava ostruzione di entità severa (VEMS 39% del valore predetto,vems/cv 32%) parzialmente reversibile in seguito a inalazione di broncodilatatore (VEMS 50% del valore predetto). Era inoltre presente aumento del volume residuo (170% del valore predetto) e della capacità funzionale residua (150% del valore predetto). La capacità di diffusione era normale (102% del valore predetto). I livelli di ossigeno e anidride carbonica nel sangue arterioso erano nei limiti della norma. La radiografia del torace in proiezione postero anteriore (A) e laterale (B) dimostra iperinsufflazione, particolarmente evidente nella proiezione laterale. I diaframmi mantengono, comunque, una quasi normale convessità. Le pareti bronchiali nelle regioni periilari sono ispessite. La sfumatura dei bordi vascolari, diffusa in tutti i quadranti, contribuisce all evidente accentuazione del disegno polmonare. I vasi, tuttavia, non presentano altre alterazioni compatibili con BPCO. L esame tomografico HRCT nei tre strati (superiore: C; medio: D; inferiore: E) dimostra un reperto praticamente nella norma, a eccezione di ispessimento delle pareti bronchiali nelle regioni polmonari centrali e di un tenue addensamento apicale destro, rilevabile anche nella radiografia postero anteriore, compatibile con processo infiammatorio pregresso. 74

13 3. DIAGNOSTICA PER IMMAGINI DELLA BPCO Enfisema L enfisema polmonare è in genere correttamente diagnosticato per mezzo dell integrazione della storia clinica con i test funzionali (particolarmente la capacità di diffusione del CO) e i reperti radiologici standard.tuttavia, poiché la malattia è definita in termini anatomici, la HRCT, per le sue elevate caratteristiche di risoluzione anatomica, è considerato il metodo più accurato per la diagnosi di enfisema in vivo. Le immagini HRCT possono essere valutate mediante esame della morfologia, estensione e gravità delle zone di ridotta attenuazione dei raggi X (metodo qualitativo) oppure per mezzo di misura automatizzata della distribuzione di frequenza dei coefficienti di attenuazione dei raggi X (metodo quantitativo). Un recente lavoro ha dimostrato che il metodo qualitativo genera una sistematica sovrastima della gravità dell enfisema e correla scarsamente con standard di riferimento morfometrici e misure densitometriche oggettive 13. La riproducibilità tra differenti osservatori è scarsa e risulta indipendente dall esperienza degli stessi 13. Il metodo più comunemente impiegato per la valutazione quantitativa di enfisema polmonare mediante HRCT è basato sulla misura dell area relativa occupata da elementi unitari (pixels) con coefficienti di attenuazione inferiori a una soglia prestabilita.studi di confronto tra estensione morfometrica dell enfisema, in tessuto fissato in espansione e sezionato trasversalmente, e corrispondenti sezioni HRCT in vivo hanno permesso di stabilire che le migliori correlazioni tra dati patologici e radiologici si ottengono con coefficienti di attenuazione inferiori a -950 Hounsfield Unit (HU) per le scansioni inspiratorie e inferiori a -910 HU per le scansioni espiratorie 14,15. È tuttavia da rilevare che anche i dati quantitativi ottenibili con la standardizzazione delle acquisizioni HRCT mediante soglie prestablite sono affetti da scarsa riproducibilità per l impossibilità di controllo ottimale del contenuto aereo del torace (e quindi della densità effettiva del polmone) quando il paziente esegue manovre inspiratorie ed espiratorie non oggettivabili con misure contemporanee dei volumi polmonari raggiunti al momento della scansione. A questo scopo, la tecnica che prevede l acquisizione delle immagini a volumi controllati da uno spirometro collegato allo scanner 11 consente, seppure a prezzo di un ulteriore complicazione tecnica dell esame, una maggiore accuratezza nella definizione della relazione tra alterazioni anatomiche e alterazioni funzionali. Appare evidente che anche utilizzando parametri oggettivi come i coefficienti di attenuazione, che sono semplicemente un indice della frazione di aria continua nel polmone, è impossibile determinare la relativa compartecipazione e distribuzione anatomica di enfisema centroacinare e panacinare e, più in generale, differenziare l enfisema dall iperinsufflazione. Per ovviare a questo problema è necessario, seppure introducendo nella valutazione elementi di soggettività tipici della radiologia convenzionale, complementare il dato densitometrico con l analisi quantitativa delle immagini. Reperti rilevati mediante HRCT in pazienti con enfisema sono riportati nelle figure 3.4 e 3.5. Bronchite asmatica cronica L informazione fondamentale ottenibile con HRCT nei pazienti con bronchite asmatica cronica concerne la valutazione del rimodellamento delle vie aeree caratteristico di questa condizione clinica. L argomento è stato oggetto di due recenti review 16,17. Il dato maggiormente enfatizzato in letteratura è l abnorme incremento di spessore delle pareti delle vie aeree, conseguente al processo infiammatorio cronico caratteristico della malattia. In un recente lavoro si è confermato che indici radiografici di ispessimento delle vie aeree derivati da immagini HRCT sono correlati in modo positivo con gravità e durata della malattia e, in modo negativo, con i più comuni indici funzionali di ostruzione 18. Un dato tuttora controverso è la possibilità che nei pazienti con asma cronico si sviluppi enfisema 16,17. In particolare, non è stato chiarito se i ridotti valori di attenuazione dei raggi X osservati in pazienti con asma e broncostruzione persistente siano attribuibili a enfisema o a iperinsufflazione. L ipotesi più accettata in letteratura è che, nei pazienti con asma cronico, in conseguenza di rimodellamento delle vie aeree con fibrosi peribronchiolare e di fenomeni di rottura di ghiandole bronchiali dilatate, si possa sviluppare un abnorme dilatazione paracicatriziale di vie aeree terminali piuttosto che il vero e proprio processo di distruzione di setti alveolari tipico dell enfisema 16,17. Uno studio di confronto eseguito con tomografia assiale (non ad alta risoluzione) in pazienti con asma cronico associato a iperinsufflazione marcata e in pazienti fumatori con enfisema polmonare ha dimostrato che la ridotta 75

14 IL VOLTO DELLA BPCO CHE CAMBIA QUADERNO 3 attenuazione rilevata nei pazienti asmatici è differenziabile mediante esame qualitativo da quella tipica dei processi distruttivi parenchimali caratteristici dell enfisema 19. Infatti, tutti i soggetti fumatori con capacità polmonare totale superiore al 120% del valore predetto dimostravano aree di ridotta attenuazione compatibili con enfisema, mentre nessuno dei pazienti con asma e capacità polmonare totale aumentata dello stesso grado risultava affetto da enfisema 19.È inoltre da ricordare che Lynch e collaboratori 20 hanno osservato come i pazienti asmatici affetti da enfisema alla HRCT abbiano una maggiore esposizione al fumo e più marcate alterazioni funzionali rispetto agli asmatici non affetti da enfisema. Boulet e collaboratori 21 hanno confrontato i reperti HRCT in pazienti fumatori BPCO e pazienti asmatici cronici non fumatori con gradi comparabili di ostruzione bronchiale e di tolleranza all esercizio fisico. Gli asmatici si differenziavano dai pazienti BPCO per una preservata capacità di diffusione del CO e per una prevalenza alla HRCT di alterazioni delle vie aeree rispetto a quelle parenchimali. Appare quindi evidente come le alterazioni delle vie aeree più distali descritte mediante tecnica HRCT nei pazienti con bronchite asmatica cronica presentino caratteristiche anatomiche e funzionali sostanzialmente diverse da quelle rilevabili nei pazienti con BPCO e che la misura della diffusione del CO sia un marker molto attendibile della diversità delle due condizioni di ostruzione al flusso aereo. Un recente studio di Mitsunobu e collaboratori 22 ha, infatti, messo in evidenza che la riduzione di densità polmonare rilevabile con tecnica HRCT in pazienti asmatici non fumatori è significativamente correlata con l ostruzione del flusso espiratorio, l iperinsufflazione e l età, ma non con la capacità di diffusione del CO. Ulteriori reperti descritti per mezzo di tecnica HRCT nei pazienti con bronchite asmatica cronica sono la presenza di bronchiectasie, in genere rilevabili soprattutto nei pazienti con le forme più gravi della malattia, e di immagini riferibili a collasso e infarcimento mucoso dei bronchi 17.A riprova di quanto detto circa le difficoltà di visualizzazione dei vasi polmonari, nell ampia letteratura riguardante l applicazione della HRCT nella bronchite asmatica cronica non sono menzionati reperti riconducibili alle gravi alterazioni infiammatorie che colpiscono i vasi polmonari di questi pazienti 16,17.I reperti HRCT di un paziente con bronchite asmatica cronica sono riportati nella figura 3.6. CORRELAZIONE TRA REPERTI RADIOLOGICI E FUNZIONALI Radiografia standard del torace I risultati delle correlazioni radiologico-funzionali ottenute con l impiego della radiografia del torace nei pazienti BPCO risalgono in generale a lavori precedenti l introduzione della tomografia assiale computerizzata. Oltre all evoluzione tecnologica, alla base dello scarso utilizzo a scopi scientifici della tecnica radiologica convenzionale sono i risultati di uno studio pubblicato alla fine degli anni 70 da Thurlbeck e Simon 23 nel quale, confrontando il criterio radiologico di riduzione della vascolarizzazione polmonare (arterial deficiency) sulla radiografia del torace in vivo con la valutazione morfometrica su polmoni fissati in insufflazione post-mortem, si concludeva che la radiografia del torace è un metodo scarsamente sensibile per la diagnosi di enfisema. Infatti, in un gruppo di 257 pazienti la radiografia dimostrava alterazioni vascolari compatibili con enfisema soltanto nel 16% dei pazienti con enfisema lieve o moderato e nel 41% di quelli con enfisema grave all esame morfometrico. Sebbene i difetti metodologici di questo lavoro siano stati ampiamente discussi e documentati in letteratura 2, esso è tuttora spesso citato come prova conclusiva e inconfutabile che la radiografia del torace è scarsamente attendibile per la valutazione dell enfisema. La scarsa sensibilità del radiogramma toracico è esemplificata nel lavoro in oggetto 23 con il radiogramma di un paziente deceduto per insufficienza respiratoria nel quale non si rileva ridotta vascolarizzazione.l osservazione del radiogramma pubblicato permette di evidenziare reperti radiologici quali ingrandimento marcato delle arterie ilari con discrepanza di dimensioni tra vasi centrali e vasi periferici, ispessimento e micronodulazione dell interstizio, iperinsufflazione con appiattimento degli emidiaframmi e incremento dello spazio retrosternale. Utilizzando i criteri riportati nella tabella 3.1 per l analisi del radiogramma riportato nel lavoro di Thurlbeck e Simon, sarebbe stato possibile diagnosticare un grave quadro misto di bronchite cronica ed enfisema con ipertensione polmonare. Come riportato da Thurlbeck e Müller in un successivo lavoro 24, la presenza di ridotta vascolarizzazione polmonare è un criterio specifico ma poco sensibile per la diagnosi di enfisema polmonare, mentre la rilevazione di segni di iperinsufflazione è un criterio molto sensibile ma poco specifico. In 76

15 3. DIAGNOSTICA PER IMMAGINI DELLA BPCO effetti, in tutti gli studi nei quali si sono utilizzati più segni radiografici compatibili con BPCO, i risultati delle correlazioni tra dati radiologici e anatomo-patologici sono stati nettamente diversi rispetto a quelli ottenuti da Thurlbeck e Simon 2,25. Le stesse considerazioni valgono per quanto riguarda il confronto tra radiografia standard e tomografia assiale computerizzata. I risultati delle correlazioni dipendono in generale dalla relativa adeguatezza dei criteri radiologici utilizzati per l analisi della radiografia del torace. Miniati e collaboratori 25 in pazienti con BPCO e ostruzione bronchiale irreversibile hanno confrontato reperti radiografici di ridotta vascolarizzazione e iperinsufflazione compatibili con enfisema (tabella 3.1) con valutazioni indipendenti qualitative e quantitative di enfisema ottenute su scansioni HRCT. Il punteggio di enfisema attribuito ai radiogrammi ha dimostrato un elevata riproducibilità tra differenti osservatori e una correlazione altamente significativa sia con il punteggio qualitativo sia con vari parametri quantitativi di ridotta attenuazione ottenuti dalle scansioni HRCT inspiratorie ed espiratorie 25. Altrettanto controverso quanto il confronto tra i dati radiografici standard del torace e le misure di estensione anatomica dell enfisema è il giudizio sulla relazione tra radiografia e dati funzionali nella BPCO. Pochi e con risultati del tutto controversi sono i lavori nei quali si sono confrontati reperti radiologici convenzionali con test funzionali respiratori 2. In generale è da considerare che i risultati dipendono in larga misura dai criteri di selezione dei pazienti e dalla metodica utilizzata per valutare i radiogrammi 2.È ragionevole ritenere, tuttavia, che più che la ricerca di dati incontrovertibili per dimostrare che una delle due tecniche sia superiore all altra nell inquadramento diagnostico dei pazienti BPCO, appare di maggiore interesse l utilizzo delle due indagini diagnostiche allo scopo di integrare dati complementari di notevole utilità clinica. Tomografia assiale ad alta risoluzione (HRCT) La relazione tra reperti qualitatitivi e quantitativi HRCT e risultati della valutazione funzionale respiratoria nei pazienti con COPD è stata oggetto di numerose recenti pubblicazioni 26. Come già rilevato, nella maggioranza degli studi l analisi HRCT è stata limitata alla valutazione anatomica di estensione e gravità dell enfisema. Scarsa attenzione è stata prestata al contributo morfologico delle alterazioni delle vie aeree conduttive nella genesi delle alterazioni funzionali. In particolare si è confrontato, forse impropriamente, l estensione anatomica dell enfisema con la gravità delle alterazioni funzionali spirometriche. Infatti, se da una parte esistono numerosi studi che dimostrano un ottima correlazione tra valutazioni qualitative e quantitative HRCT di enfisema e reperti morfometrici macroscopici e microscopici 26, dall altra le correlazioni ottenute con indici di ostruzione del flusso aereo espiratorio dimostrano che l estensione anatomica HRCT di enfisema predice solo in parte la gravità dell ostruzione A questo riguardo, Gelb e collaboratori 27, in pazienti affetti da grave BPCO con ostruzione irreversibile del flusso aereo espiratorio, hanno rilevato che, sebbene altamente correlati con l estensione anatomica dell enfisema, i reperti HRCT qualitativi sono scarsamente correlati con gli indici di ostruzione. Una migliore correlazione è rilevabile tra estensione HRCT di enfisema e capacità di diffusione del CO 27. Questi risultati sono stati recentemente confermati in uno studio nel quale è stata applicata una sofisticata tecnica di valutazione dell eterogeneità spaziale delle dimensioni e della distribuzione delle regioni polmonari con ridotta attenuazione dei raggi X basata sulla teoria della geometria frattale 28. Mediante questa tecnica si è identificato un parametro esponenziale (D) che riflette in modo accurato la complessità della geometria degli spazi aerei terminali sia nei soggetti normali sia nei pazienti BPCO. Si è rilevato che, a parità di percentuale di area a ridotta attenuazione dei raggi X, mediante analisi frattale è possibile determinare le dimensioni relative degli spazi aerei terminali e rilevare precocemente la presenza di enfisema polmonare in pazienti con valori di ridotta attenuazione simili a quelli di soggetti normali. La riduzione di superficie alveolare e di conseguenza dell interfaccia sangue-aria espressa mediante il parametro D è significativamente correlata nei pazienti con enfisema con la riduzione della capacità di diffusione del CO, ma non con gli indici di ostruzione delle vie aeree 28. A ulteriore riprova che estensione anatomica dell enfisema e compromissione funzionale rilevabile nei pazienti con BPCO non sono direttamente correlabili, appare di notevole rilievo lo studio eseguito da Nakano e collaboratori 29, nel quale si è dimostrato che la combinazione in regressione multipla di parametri HRCT di ridotta attenuazione 77

16 IL VOLTO DELLA BPCO CHE CAMBIA QUADERNO 3 dei raggi X con parametri HRCT di ispessimento delle vie aeree permette di stimare in modo più accurato l entità dell ostruzione espiratoria al flusso aereo di quanto non sia possibile con i parametri considerati singolarmente. Appare quindi evidente che, sebbene le alterazioni anatomiche parenchimali che causano riduzione della capacità di diffusione del CO siano caratterizzabili per mezzo della valutazione densitometrica HRCT, quest ultima non possa contemporaneamente riflettere la quota di ostruzione del flusso aereo legata alle alterazioni intrinseche delle vie aeree conduttive. È stato inoltre rilevato come tra i pazienti BPCO siano identificabili soggetti con normale capacità di diffusione del CO e valori di densità media polmonare nei limiti della norma che, tuttavia, presentano significativa ostruzione irreversibile al flusso aereo espiratorio 25.È ipotizzabile che in questi soggetti l alterazione funzionale sia primitivamente legata ad alterazioni intrinseche delle vie aeree compatibili con bronchite cronica e non con le alterazioni degli spazi aerei terminali rilevabili con tecnica HRCT. Ulteriore supporto a questa ipotesi è fornito dai risultati di un recente lavoro nel quale si è rilevato come i valori HRCT di densità media del polmone, che dipendono non solo dall entità dell enfisema ma anche dalle alterazioni infiammatorie delle vie aeree, presentino una correlazione con le alterazioni funzionali ostruttive più significativa rispetto a quella ottenuta con un parametro HRCT di estensione percentuale di enfisema 30. Nello stesso lavoro si è osservato, inoltre, che la misura dell estensione anatomica HRCT di enfisema, sebbene altamente correlata con la riduzione della capacità di diffusione del CO, non permette di stimare le proprietà elastiche del tessuto polmonare espresse come pressione transpolmonare massima statica 30. Migliori correlazioni tra indici funzionali di ostruzione al flusso aereo e valutazioni densitometriche sono state ottenute utilizzando scansioni HRCT di fine espirazione 25,26,31. In generale, si è osservato che le acquisizioni HRCT di fine espirazione riflettono più accuratamente delle acquisizioni inspiratorie la quota di aria intrappolata nelle vie aeree, sebbene siano meno accurate nel definire la riduzione di superficie alveolare tipica dell enfisema 26,32.È tuttavia da considerare che la riproducibilità delle scansioni espiratorie è fortemente limitata dall impossibilità di controllare, soprattutto nei pazienti con notevole ostruzione al flusso aereo, il volume d aria effettivamente presente nei polmoni al momento della scansione. L utilizzo della tecnica che prevede l acquisizione delle immagini a volumi di capacità vitale controllati da uno spirometro collegato allo scanner ha dimostrato che a volumi di scansione corrispondenti al 10% della capacità vitale le correlazioni con i dati funzionali sono superiori a quelle ottenibili a volumi di scansione corrispondenti al 90% della capacità vitale 11. Dall insieme di queste osservazioni si può dedurre che nei pazienti BPCO l esame HRCT fornisce una stima accurata della riduzione di superficie dell interfaccia alveolo-capillare riflessa nelle alterazioni della capacità di diffusione del CO. Una valutazione più completa della gravità della malattia e delle sue ripercussioni sulla vita quotidiana dei pazienti è ottenibile integrando il reperto puramente anatomico HRCT con i risultati di indagini funzionali volte a evidenziare globalmente l espressione clinica delle alterazioni anatomiche delle vie aeree conduttive e di quelle terminali sull ostruzione al flusso e sugli scambi gassosi. L elevata capacità della tecnica HRCT nel definire l estensione anatomica dell enfisema è di particolare utilità nel definire l eterogeneità di distribuzione delle zone affette da enfisema nella fase di selezione dei pazienti per l intervento di riduzione volumetrica e nell indicare con accuratezza le regioni di polmone da resecare nel corso dell intervento DIAGNOSTICA RADIOISOTOPICA Nessuna tra le recenti linee guida internazionali per la diagnosi e il trattamento della BPCO, a eccezione del programma sanitario GOLD 1 che ne limita l impiego alla valutazione preoperatoria, prende in considerazione l utilizzo delle indagini medico-nucleari nei pazienti BPCO. Tuttavia, le indagini radioisotopiche che permettono di valutare la distribuzione regionale della ventilazione e del flusso ematico costituiscono un valido approccio per l approfondimento diagnostico e di ricerca sulla compromissione anatomica e funzionale nella BPCO, oltre che per la valutazione funzionale dei pazienti da sottoporre a interventi di resezione polmonare sia per neoplasie che per enfisema. Nei pazienti con patologia neoplastica lo studio della perfusione polmonare mediante microsfere o macroaggregati di albumina umana marcati con 99m Tecnezio iniettati per via endovenosa permette 78

17 3. DIAGNOSTICA PER IMMAGINI DELLA BPCO di integrare la valutazione della funzionalità microcircolatoria regionale con i dati anatomici derivabili dalla HRCT sia nella zona da resecare sia in quelle che residueranno dopo l intervento. Questo tipo di analisi per le sue caratteristiche di regionalità è praticamente insostituibile in corso di valutazione preoperatoria di pazienti con BPCO e grave compromissione della funzione respiratoria nei quali i test funzionali basati sull indagine spirometrica e sullo studio degli scambi gassosi non permettono di prevedere la funzionalità respiratoria postoperatoria. L impiego della scintigrafia polmonare di ventilazione e perfusione nella valutazione preoperatoria dei pazienti candidati all intervento di riduzione volumetrica dei polmoni è stato oggetto di numerose pubblicazioni con risultati controversi. Due studi hanno dimostrato una scarsa predittività prognostica della scintigrafia da perfusione preoperatoria per quanto riguarda il miglioramento funzionale postoperatorio 36,37.Al contrario, Sugi e collaboratori 38 hanno studiato l impiego della scintigrafia da ventilazione e perfusione con tecnica tomografica dimostrando che ambedue le indagini radioisotopiche sono di notevole utilità per identificare le aree da resecare all intervento chirurgico identificabili in termini sia di assenza di perfusione e ventilazione sia di ventilazione sprecata. Nello stesso studio si è rilevato che prima e dopo l intervento chirurgico il tempo di dimezzamento del washout del 133 Xenon è altamente correlato con il volume espiratorio massimo nel primo secondo e con la distanza percorsa nel test del cammino dei 6 minuti 38.Un altro recente studio di Jamadar e collaboratori 39 ha evidenziato che un indice di severità ed estensione di enfisema derivato da scintigrafie da perfusione preoperatorie è correlato con il volume espiratorio massimo nel primo secondo e con un indice di dispnea misurati dopo l intervento. Inoltre, gli stessi autori hanno rilevato che la scintigrafia da perfusione con tecnica tomografica a fotone singolo non aggiunge informazioni significative ai risultati ottenuti con la tecnica convenzionale e che la scintigrafia da ventilazione con 99m Tecnezio-DTPA è di scarsa utilità per questa applicazione, dimostrando una deposizione centrale in circa la metà dei pazienti 39. Gli studi di ventilazione polmonare sono attualmente utilizzati nella BPCO, soprattutto per scopi di ricerca. Un impiego più estensivo di queste tecniche potrebbe permettere di comprendere meglio i meccanismi basilari dell ostruzione del flusso aereo espiratorio, come dimostrato nello studio di Santolicandro e collaboratori 40, nel quale si sono evidenziati pattern caratteristici di distribuzione di particelle di albumina micronizzata nei pazienti con asma, bronchite cronica ed enfisema. Come già citato in precedenza, i vasi polmonari sono coinvolti in varia misura nei diversi processi patologici che interessano le vie aeree conduttive e gli spazi aerei teminali. La valutazione della distribuzione regionale della perfusione nei pazienti con BPCO permette di identificare le regioni nelle quali la funzione polmonare risulta più compromessa e di stabilirne la relativa gravità ed estensione. L elevata sensibilità della scintigrafia da perfusione nell identificare le regioni con enfisema è stata dimostrata in uno studio sperimentale nel quale si sono confrontati i risultati di scintigrafia da perfusione, scintigrafia da ventilazione e HRCT ottenuti in maiali nei quali una forma iniziale di enfisema è stata indotta mediante instillazione di elastasi 41.In presenza di alterazioni istologiche caratteristiche di enfisema in fase precoce, quali dilatazione e iniziale distruzione di spazi alveolari, le immagini perfusorie con tomografia a fotone singolo si sono dimostrate significativamente più alterate che non la HRCT. Contemporaneamente, la scintigrafia ventilatoria eseguita con 133 Xenon non ha evidenziato nelle stesse regioni con deficit perfusori alcuna alterazione del washout del gas radioattivo compatibile con intrappolamento d aria 41. La scintigrafia da perfusione può presentare aspetti caratteristici nei pazienti BPCO. I pazienti con prevalente bronchite cronica dimostrano, generalmente, aree di ipoperfusione circoscritte, distribuite disomogeneamente nel parenchima polmonare con distribuzione del flusso spesso sovvertita (figura 3.2). I pazienti con prevalente enfisema presentano, invece, aree più ampie di ipoperfusione o di assenza di perfusione, spesso simmetriche, nel contesto di immagini polmonari aumentate di volume e con margini mal definiti (figura 3.4). BIBLIOGRAFIA 1. Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease. National Institutes of Health, Publication Number 2701, April Milne ENC e Pistolesi M: Reading the Chest Radiograph. A Physiologic Approach. Mosby-Year Book, St. Louis, Burrows B,Fletcher CM,Heard BE et al:the emphysematous and bronchial types of chronic airways ob- 79

18 IL VOLTO DELLA BPCO CHE CAMBIA QUADERNO 3 struction: a clinicopathological study of patients in London and Chicago. Lancet 1966; i: Schulman LL, Lennon PF, Wood JA et al: Pulmonary vascular resistance in emphysema. Chest 1994; 105: Kim KD, Eidelman DH, Izquierdo JL et al: Centrilobular and panlobular emphysema in smokers.two distinct morphologic and functional entities. Am Rev Respir Dis 1991; 144: Saetta M, Finkelstein R, Cosio MG: Morphological and cellular basis for airflow limitation in smokers. Eur Respir J 1994; 7: Hale KA, Niewoehener DE, Cosio MG: Morphologic changes in the muscular pulmonary arteries: relationship to cigarette smoking, airway disease, and emphysema. Am Rev Respir Dis 1980; 122: Andoh Y, Shimura S,Aikawa T et al: Perivascular fibrosis of muscular pulmonary arteries in chronic obstructive pulmonary disease. Chest 1992; 102: Enson Y, Giuntini C, Lewis ML et al:the influence of hydrogen ion concentration and hypoxia on the pulmonary circulation. J Clin Invest 1964; 43: Kuwano K,Bosken CH,Pare PD et al:small airways dimensions in asthma and COPD. Am Rev Respir Dis 1993; 148: Lamers RJ, Telissen GR, Kessels AG et al: Chronic obstructive pulmonary disease: evaluation with spirometrically controlled CT lung densitometry. Radiology 1994; 193: Remy-Jardin M, Remy J, Boulenguez C et al: Morphologic effects of cigarette smoking on airways and pulmonary parenchyma in healthy adult volunteers. Radiology 1993; 186: Bankier AA, De Maertelaer V, Keyzer C et al: Pulmonary emphysema: subjective visual grading versus objective quantification with macroscopic morphometry and thin section CT densitometry. Radiology 1999; 211: Gevenois PA, De Maertelaer V, De Vuyst P et al: Comparison of computed density and macroscopic morphometry in pulmonary emphysema.am J Respir Crit Care Med 1995; 152: Gevenois PA, De Vuyst P, Sy M et al: Pulmonary emphysema: quantitative CT during expiration. Radiology 1996; 199: Paganin F, Jaffuel D, Bousquet J: Significance of emphysema observed on computed tomography scan in asthma. Eur Respir J 1997; 10: Mclean AN, Sproule MW, Cowan MD et al: High resolution computed tomography in asthma. Thorax 1998; 53: Niimi A, Matsumoto H, Amitani R et al: Airway wall thickness in asthma assessed by computed tomography. Am J Respir Crit Care Med 2000; 162: Kinsella M, Müller NL, Staples C et al: Hyperinflation in asthma and emphysema. Assessment by pulmonary function testing and computed tomography. Chest 1988; 94: Lynch DA, Newell JD, Tschomper BA et al: Uncomplicated asthma in adults: comparison of CT appearance of the lungs in asthmatic and healthy subjects. Radiology 1993; 188: Boulet LP, Turcotte H, Hudon C et al: Clinical, physiological, and radiological features of asthma with incomplete reversibility of airflow obstruction compared with those of COPD. Can Resp J 1998; 5: Mitsunobu F, Mifune T,Ashida K et al: Influence of age and disease severity on high resolution CT lung densitometry in asthma. Thorax 2001; 56: Thurlbeck WM e Simon G: Radiographic appearance of the chest in emphysema. AJR 1978; 130: Thurlbeck e Müller NL:Emphysema:definition,imaging, and quantification. AJR 1994; 163: Miniati M, Filippi E, Falaschi F et al: Radiologic evaluation of emphysema in patients with chronic obstructive lung disease.am J Respir Crit Care Med 1995; 151: Madani A, Keyzer C, Gevenois PA: Quantitative computed tomography assessment of lung structure and function in pulmonary emphysema. Eur Respir J 2001; 18: Gelb AF, Hogg JC, Müller NL et al: Contributions of emphysema and small airways in COPD. Chest 1996; 109: Mishima M, Hirai T, Itoh H et al: Complexity of terminal airspace geometry assessed by lung computed tomography in normal subjects and patients with chronic obstructive pulmonary disease. Proc Natl Acad Sci USA 1999; 96: Nakano Y, Muro S, Sakai H et al: Computed tomographic measurements of airway dimensions and emphysema in smokers. Correlation with lung function. Am J Respir Crit Care Med 2000; 162: Baldi S, Miniati M, Bellina CR et al: Relationship between extent of pulmonary emphysema by high- 80

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