APPARATO URINARIO Emuntorio delle sostanze del ricambio organico che vengono eliminate con l urina

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1 Diagnostica x Immagini dell app.urinario - Indagini senza mezzo di contrasto - Vincenzo Alessi (*) (*) Direttore del Dipartimento di Scienze Radiologiche dell Arnas Civico e Benfratelli di Palermo fino al 2008

2 APPARATO URINARIO Emuntorio delle sostanze del ricambio organico che vengono eliminate con l urina organi uropoietici (reni) vie urinarie (ureteri e vescica) RENI Organi pari e simmetrici, retroperitoneali Diametro longitudinale cm 12 Diametro trasversale cm 5 Diametro sagittale cm 7

3 LOGGIA RENALE Determinata dallo sdoppiamento della fascia renale DT DS CORONALE Foglietto anteriore FASCIA RENALE Foglietto posteriore (o dello Zuckerkandl) Capsula adiposa del rene Capsula fibrosa del rene

4 (di Bertin) (apice della papilla con area cribrosa)

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6 L Unità funzionale del rene è il NEFRONE Consiste in una parte filtrante (il glomerulo o corpuscolo renale di Malpighi) ed una assorbente e secernente (il tubulo renale). Quest ultimo si divide in tre porzioni : a) Tubulo contorto prossimale; b) ansa di Henle; c) Tubulo contorto distale.

7 Formazione di 150 litri di preurina in 24h. Riassorbimento di H2O : 80% nel tubulo prossimale, 19% nel distale. ADH PREURINA

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10 URETERE parte addominale parte iliaca parte pelvica parte intramurale Tre restringimenti fisiologici giunto pielo-ureterale all incrocio con i vasi iliaci nel tratto intramurale

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12 1 L I V 2 L I V Metodiche d Imaging dell Apparato Urinario Senza mdc Esame diretto (1896) Ecografia realtime HD (1978) Con mdc (1896) Pielografia ascendente (1905) Pielografia transnefrostomica TC total body (1975) TC spirale (1989) (1 slice) (1991) (2 slice) (1998) (4 slice) (2002) (16 slice) PieloRM T2W (1996) Uretrocistografia Urografia (1932) Angiografia (1951) UroTC MD 16 slices (2002) UroRM T1W (1997) F i l m p i a n o T C R M

13 1 L I V 2 L I V Metodiche d Imaging dell Apparato Urinario Senza mdc Esame diretto (1896) Ecografia realtime HD (1978) TC total body (1975) TC spirale (1989) (1 slice) (1991) (2 slice) (1998) (4 slice) (2002) (16 slice) PieloRM T2W (1996) Con mdc (1896) Pielografia ascendente (1905) Pielografia transnefrostomica Uretrocistografia Urografia (1932) Angiografia (1951) UroTC MD 16 slices (2002) UroRM T1W (1997) F i l m p i a n o T C R M

14 Diagnostica di 1 Livello : L esame rx diretto - Morfologia, sede e dimensioni delle ombre renali (eventuale modificazione +/-), - riconoscimento di radiopacità da calcoli (nel 90 % +/- radiopachi) o di altra natura nefrocalcinosi calcoli fleboliti Ombre renali : In corrispondenza dei corpi vertebrali D12-L1-L2-L3 Ilo Corrisponde alla parte superiore del corpo di L2

15 Metodiche d Imaging dell Apparato urinario Senza mdc Rene Con mdc 1 L I V 2 L I V Esame diretto (1896) Ecografia realtime HD (1978) TC total body (1975) TC spirale (1989) (1 slice) (1991) (2 slice) (1998) (4 slice) (2002) (16 slice) PieloRM T2W (1996) Pielografia ascendente (1905) Pielografia transnefrostomica Uretrocistografia Urografia con film piano (1932) Vescica Angiografia (1951) UroTC MD 16 slices (2002) UroRM T1W (1997) F i l m p i a n o T C R M

16 Diagnostica di 1 Livello : L Ecotomografia Differenziazione corticomidollare Forma, sede e dimensioni dei reni Ecostruttura parenchimale normale e patologica Ecogenicità invertita nella malattia di Cacchi e Ricci Lobatura fetale

17 Riduzione di volume ed iperecogenicità (Nefrosclerosi) Aumento di volume e disomogeneità ecostrutturale (Nefrite)

18 Diagnostica di 1 Livello : L Ecotomografia Stato delle vie urinarie Le vie urinarie, fatta eccezione per la vescica, di norma non sono visibili, se non quando sono dilatate fisiologicamente ( variante anatomica, somministrazione di diuretici, compressione dosata ) o patologicamente (meccanismi ostruttivi).

19 Diagnostica di 1 Livello : L Ecotomografia Stato delle vie urinarie : SEGNI DI OSTRUZIONE : - dilatazione pielo-ureterale - assenza del jet ureterale V visualizzazione dei calcoli (del rene e della giunzione ureterovescicale, quasi mai dell uretere) u OA

20 Dilatazione delle vie urinarie Vescica U calcolo

21 Diagnostica di 1 Livello : L Ecotomografia Stato della vascolarizzazione : Radiologia Civico Pa VP VCI

22 POWERDOPPLER

23 Indice di resistenza = Vs-Vd Vs V.n. = 0,55-0,65 IR=0,50 Tale indice, chiamato anche impedenza renovascolare o indice di Pourcelot, esprime in maniera numerica il grado di resistenza che il sangue incontra a livello delle arteriole renali. Aumenta per alterazione delle stesse (ad es. aterosclerosi) o del parenchima circostante (edema, infiltrazione, fibrosi).

24 IR=0,82 Paziente diabetico con funzionalità normale, ma con albuminuria: aumento dell indice di resistenza

25 Colica renale dx con minima ectasia della pelvi : aumento dell IR IR=0,84

26 IR=0,80 IR=0,55 Necrosi tubulare in traumatizzato, durante la fase acuta ( reni di aspetto normale ma con IR di 0,8) e dopo dopo 16 gg (funzionalità ripristinata)

27 Indicazioni dell Ecografia Formazioni espansive Rene muto urografico Rene trapiantato Biopsia o agoaspirazione Colica renale (sospettate clinicamente o radiologicamente per stabilirne la natura solida o cistica (ostruzione, parencimopatia) (follow-up in rapporto al variare del quadro clinico valutando ecostruttura, vascolarizzazione, indice di resistenza e presenza di raccolte liquide) Lesioni vescicali Litiasi, Segni di ostruzione, patologia extraurinaria? Valutazione del ristagno postminzionale

28 Metodiche d Imaging dell Apparato urinario Senza mdc Con mdc 1 L I V 2 L I V Esame diretto (1896) Forma, sede e dimensioni del rene Rappresentazione del parenchima e di eventuali alterazioni della sua densità (ad. es. le iperdensità da calcio) Rappresentazione delle vie urinarie solo se dilatate (pelvi ed uretere) o replete (vescica). Ecografia realtime HD (1978) TC total body (1975) TC spirale (1989) (1 slice) (1991) (2 slice) (1998) (4 slice) (2002) (16 slice) PieloRM T2W (1996) Pielografia ascendente (1905) Pielografia transnefrostomica Uretrocistografia Urografia con film piano (1932) Angiografia (1951) UroTC MD 16 slices (2002) Ricostruzione isotropica Elevata qualità delle immagini ricostruttive, non inferiore a quelle assiali UroRM T1W (1997) F i l m p i a n o T C R M

29 45 DS DT Calice anteriore Calice posteriore L atteggiamento normale del rene è quello di rotazione di circa 45 sull asse longitudinale. Ciò comporta che i calici anteriori decorrono sul piano frontale e quelli posteriori su quello sagittale. Di ciò si dovrà tener conto nelle ricostruzioni TAC, che dovranno essere frontali per i calici anteriori e sagittali per i calici poteriori

30 Sez.assiale Sez.sagittale Sez. Frontale obliqua Sez.coronale

31 Le cavità escretrici, non sono di norma visibili se non quando sono replete o dilatate.

32 TC senza mdc Dilatazione non ostruttiva Dilatazione ostruttiva da litiasi

33 Metodiche d Imaging dell Apparato urinario Senza mdc Con mdc 1 L I V 2 L I V Esame diretto (1896) Ecografia realtime HD (1978) TC total body (1975) TC spirale (1989) (1 slice) (1991) (2 slice) (1998) (4 slice) (2002) (16 slice) PieloRM T2W (1996) Pielografia ascendente (1905) Pielografia transnefrostomica Uretrocistografia Urografia con film piano (1932) 4 Angiografia (1951) UroTC MD 16 slices (2002) UroRM T1W (1997) Haste - Stir F i l m p i a n o T C R M Senza mdc

34 T2W PieloRM T2W Static fluid MR Urography (smru) Questa metodica è stata impropriamente chiamata dagli AA americani di Urografia statica. Noi preferiamo utilizzare con maggiore appropriatezza il termine Pielografia, in quanto riteniamo che per Urografia si debba intendere soltanto una metodica che utilizza la fase escretoria dopo somministrazione di mezzo di contrasto organoiodato. La PieloRM è una metodica di rappresentazione delle vie urinarie senza l impiego di mezzo di contrasto, che sfrutta l alto segnale in T2 dei liquidi statici fisiologici (urina,bile,secreti intestinali,lcr) e patologici (ascite). La qualità delle immagini dipende dalla effettiva presenza di urina nelle vie escretrici, il che avviene in modo ottimale solo quando queste sono dilatate o per un aumento della diuresi o per un ostacolo al deflusso dell urina (uropatia ostruttiva) Ciò a differenza della UroRM T1W (escretoria) nella quale le vie urinarie sono rappresentate per innalzamento del segnale in T1 dell urina escreta dopo i.e. di Ga-DTPA. Qui di seguitp vengono esposte le differenze tra le due metodiche.

35 PieloRM senza mdc (statica : smru) Immagine non dipendente dalla funzione renale sulla quale non da alcuna informazione, se non indiretta Tempi di esecuzione brevi e costi contenuti Risultato eccellente, ma solo in presenza di dilatazione delle vie urinarie (da carico idrico, da compressione addominale, da ostruzione) Possibile interferenza da parte di altri liquidi statici addominali UroRM con mdc (escretoria : emru) Dipendenza dalla funzione renale con informazioni sulla secrezione ed escrezione del mdc. Tempi di esecuzione lunghi e costi maggiori (mdc + tempo macchina dipendente dalla dinamica escretoria) Risultati garantiti anche in presenza di vie urinarie non distese, con possibilità di ottenere informazioni su altre strutture (vasi, parenchima) Nessuna interferenza da parte di altri liquidi addominali

36 PIELORM senza mdc (smru) : metodologia Eventuale somministrazione orale di mdc superparamagnetico (a base di Fe, succo di mirtillo) per annullare l alto segnale dei liquidi intestinali. Eventuale distensione delle vie urinarie (*) mediante carico idrico (300 ml per os), e/o l i.e. di Furosemide (10-20 mg) 5 prima dell esame, e/o la compressione addominale. Acquisizione Rm (*) Utile per lo studio delle vie urinarie non distese o per migliorare la rappresentazione del lato sano in caso di uropatia ostruttiva cronica. Da evitare nei soggetti con uropatia ostruttiva acuta.

37 Sequenze RM T2 veloci breath-holdhold nello studio delle vie urinarie T2W FSE 2D HALF FOURIER SINGLE SHOT (HASTE) 1996 (Reagan) Breath-hold Mr Pielography T.acquisizione : 4-18 Senza MDC - Drastica riduzione dei tempi di esecuzione - Abolizione degli artefatti da movimento - Abbattimento dei costi senza perdita del contenuto informativo Tecniche : a) Multislice 2D b) Multislice 3D c) Single slice STIR Multislice a strato sottile Da sequenze della durata di svariati minuti siamo passati a sequenze di breve durata.le più usate sono le sequenze cosiddette Flash, che sono delle GRE T1 a piccolo angolo di deflessione, e le cosiddette FSE T2 single e multishot, con tempi di acquisizione brevi, che vanno dai 3 ai 18 secondi. I vantaggi che ne derivano sono la drastica riduzione degli artefatti da movimento e dei tempi di esecuzione, con abbattimento dei costi senza perdita del contenuto informativo. 18 T2 Haste-stir strato spesso 4 rappresentazione di H2O

38 PIELORM multislice tecnica SSFSE T2 2D multislice (HASTE) senza soppressione del grasso TE 105 ms,tr ms, FT 128, matrice 512x384 Spessore slice : 4-6 mm ( slices) Piani assiali, coronali, obliqui Durata dell acquisizione 18 -Immagine delle vie urinarie e dei tessuti circostanti - eliminazione degli effetti del volume parziale Questa sequenza è utilizzata ad integrazione della Haste a singolo strato più o meno spesse. Si tratta di acquisizioni multislice con fattore turbo 128, spessore da 4 a 6 mm, assiali, coronali ed oblique, con una durata di acquisizione di 18, senza soppressione del grasso in modo da avere anche la rappresentazione dei tessuti circostanti alle vie urinarie e di decidere poi se è opportuno somministrare il mdc per meglio caratterizzarle. Rispetto alle Haste qa strato spesso consentono di eliminare gli effetti del volume parziale

39 PIELORM multislice : tecnica Localizzatore con predisposizione per l acquisizione di fette coronali Visualizzazione delle vie urinarie e dei tessuti circostanti. Le frecce indicano un area di ipointensità da riferire a fibrosi retroperitoneale che determina ostruzione dell uretere dx,

40 PIELORM multislice 3D tecnica FSE T2 volumetrica TE 123 ms,tr 5000 ms, FT 32-64, matrice 192x256 Spessore slice : 2,2 mm (30 slices) Ricostruzione MIP Durata dell acquisizione Si tratta di una sequenza che mira ad ottenenere immagini a strato sottile da utilizzare per la ricostruzione MIP. La ricostruzione MIP consente di ottenere immagini tridimensionali delle sole vie biliari, analogamente a quanto avviene con l AngioTC e per l urotc.

41 PIELORM single slice (HASTE) : tecnica SSFSE T2 single slice (HASTE) Matrice 512x384; FT 264 TE/TR 210/8000 ms; TI 135 ms Spessore slice : mm Soppressione grasso ( ) Durata dell acquisizione 4 30 mm Questa è una sequenza di acquisizione molto veloce, che prevede la soppressione del grasso, quella che viene anche chiamata STIR, che annulla il segnale di tutto ciò che non è liquido, ed un unica fetta di spessore variabile da 20 a 80 mm, da regolare in funzione delle strutture che si vogliono rappresentare o escludere. Ad es. restringendo lo spessore possiamo eliminare le vie biliari e le anse intestinali ripiene di liquido. In questa immagini sono riconoscibili il coledoco, il duodeno e le vie urinarie di sinistra. La durata della sequenza di appena 4 secondi.

42 PIELORM single slice : tecnica 70mm 4 T2 B.H. (Haste) assiale Sul localizzatore sagittale o assiale viene piazzato il volume campione. Noi preferiamo utilizzare l assiale in quanto vi possiamo posizionare fino a sei fette spesse ad orientamento diverso, per cui in 24 sec si ottengono le corrispondenti immagini T2 Haste stir

43 PieloRM single slice: tecnica coronale Sagittale obliqua Sull immagine coronale ottenuta è possibile poi selezionare altre aree d interesse, sia a singola fetta come in questo caso, che rappresenta un piano sagittale. La soppressione del grasso fa si che in queste immagini siano cancellate tutte le strutture ad eccezione dei liquidi contenuti nel sistema collettore.

44 PieloRM multislice : tecnica L immagine Haste può essere utilizzata per ottenere immagini multislice senza soppressione del grasso, con rappresentazione dei tessuti circostanti. Le frecce indicano aree di sclerolipomatosi

45 Perché la soppressione del grasso nell Haste? Perché altrimenti si tratterebbe di una T2 a strato spesso, superiore, ad 1 cm, in cui risulta impossibile distinguere le varie strutture comprese nei vari piani. Con le macchine più recenti si tende ad usare di più l acquisizione volumetrica, che consente di ottenere contemporaneamente la MIP delle vie urinarie e le singole fette a strato sottile. Ricordiamoci tuttavia della differenza del tempo di acquisizione tra le 2 tecniche : nell Haste single slice 4 e nella multislice 25.

46 Vantaggi specifici della PieloRM Breve impegno macchina Basso onere economico Non utilizzo di alcun mdc Affidabilità diagnostica Aspetto similurografico non dipendente dalla capacità funzionale del rene con ottima accettazione da parte degli Urologi Migliore visualizzazione delle cavità escretici distese (da carico idrico o in caso di uropatia ostruttiva) Maggiore capacità di definire la natura dell ostruzione in virtù della integrazione delle immagini single e multiscice

47 Risultati della PieloRM in uropatia ostruttiva Individuazione della dilatazione e del livello di ostruzione : - nel 96% dei casi Individuazione della natura : raramente REUTHER Eur Radiol 1997 (Studio su 50 pazienti) *** Individuazione del livello di ostruzione : - 92% (litiasi) 100% (non litiasi) Individuazione della natura dell ostruzione: - mai tranne nei tumori vescicali - utilità della integrazione con la RM convenzionale ZIELONKO Eur Radiol 2003 (Studio su 12 pazienti)

48 PieloRM Ipertrofia prostatica Vescica a colonne ed aspetto ad amo del tratto terminale degli ureteri, sollevati della prostata ipertrofica

49 smru Ipertrofia prostatica

50 PieloRM L immagine PieroRM, ottenuta in 4 e senza mdc consente una rappresetazione di gran lungo superiore a quella dell Urografia, ottenuta a 360 della sommiistrazione del mdc. R,A. : calcolo nella colecisti 3 Mononefro con ureterite tbc

51 PieloRM Stenosi post-chirurgica chirurgica(endometriosi) In RM i segnali provenienti dai tessuti circostanti il punto di arresto possono aiutarci moltissimo. Qui infatti notiamo i residui di una cisti endometriosica,operata. L immagine RM ci fa vedere qualcosa di più dell IVU, e talvolta èanche molto di più

52 Edema perirenale : PieloTM PieloTM e CTS a confronto Sudah M 2000 Sensibilità Specificità TCs smdc PieloRM TC e PieloRM individuano il calcolo ostruente nel bacinetto. Ma l edema perirenale (frecce piccole) è molto meglio rappresentato e quantizzabile in RM TC base

53 L iperintensità perirenale è predittiva per la presenza di una ostruzione acuta (si riscontra nel 92% dei pazienti con litiasi); La presenza ed il grado d iperintensità perirenale sono correlati con il grado di iperpressione, piuttosto che con il grado di ostruzione. A sn maggiore dilatazione, ma assenza di segni di edema. A dx, pur essendo inferiore la dilatazione delle vie urinarie, si nota una iperintenstà del parenchima renale (ristagno idrico) ed una sfunatura dei margini del rene e del uretere prossimale, da edema perirenale e periureterale. Nella fig. a sn le frecce indicano l edema perirenale.

54 PieloRM smdc UroRM mdc Megauretere Superiorità della smru

55 smru Sez.obliqua 70 mm ao? Sez.trasversale Nella obliqua uretere dx, dilatato. Nell assiale l uretere sn è inglobato nel tessuto che è posto al davanti dell aorta (frecce). Necessità di integrazione con le multislices

56 Necessità di integrazione con le multislices smru 6 mm 70 mm 6 mm Fibrosi retroperitoneale

57 Necessità di integrazione con le multislices coronale? Lo chiarisce la multislice : tessuto ipointenso indicato dalle frecce. Fibrosi retroperitoneale sagittale

58 Neoplasia vescicale sospetta

59 SSFSET2 FSET2 GRET1 GRET1mdc La conferma circa il caso precedente l abbiamo nelle immagini assiali che dimostrano il difetto di riempimento da neoplasia e la presenza di coaguli nel lume. E se vogliamo vedere meglio l acquisizione in T1 di base e dopo contrasto definisce ancor meglio la situazione anatomica., dimostrando l entità dell ispessimento neoplastico.

60 neoplasia vescicale infiltrante uretere di sn T1 UroRM PieloRM T2 T1mdc Fat supp.

61 Stenosi iatrogena

62 smru? urinoma? Stenosi iatrogena + Urinoma

63 coronale smru sagittale vescica urinoma Disinserzione uretere dx + Urinoma vescica

64 Infiltrazione uretere da neoplasia utero smru

65 Infiltrazione uretere da neoplasia utero UroRM UroRM PieloRM In questi casi (di uropatia ostruttiva) la PieloRM da una migliore rappresentazione delle vie urinarie rispetto alla UroRM, e presenta il vantaggio della non esposizione alle radiazioni rispetto alla UroTC

66 sagittale da frontale V sbocco cutaneo M Haste-Stir frontale Rabdomisarcoma pelvico Ureterocutaneostomia dx + stent sn Assiale da sagittale

67 Confronto tra PieloRM (senza mdc) ed UroRM (con mdc) VISUALIZZAZIONE DEGLI URETERI : La visualizzazione degli ureteri ostruiti è migliore con la PieloRM (acquisizione TSE T2W) BORTHNE AA Eur.Radiol 2003.allora, quando usare il mezzo di contrasto?

68 Uropatia ostruttiva da litiasi - metodiche a confronto (versus IVU) - Detezione dei calcoli Sensibilità Specificità Rx diretto ETG TCS non mdc PieloRM UroRM Detezione della ostruzione ETG TCS non mdc PieloRM UroRM ed UroTC La bassa sensibilità della PieloRM per i calcoli si spiega con il fatto che essi danno un basso segnale e dunque possono essere individuati solo determinano difetti di riempimento della via escretrice iperintensa.

69 smru Litiasi

70 LIMITI DELLA PieloRM NELLA UROPATIA OSTRUTTIVA 1. Non visibilità diretta dei calcoli (a differenza che all esame rx diretto ed alla TCS senza mdc 2. Sottostima dei difetti di riempimento per effetto volume parziale nelle acquisizioni HASTE single slice

71 RUOLO DELLA PieloRM NELLA UROPATIA OSTRUTTIVA 1 La (la PieloRM) rappresenta il solo esame che attualmente permetta di ben valutare una uropatia ostruttiva in caso di gravidanza, allergia ai mezzi di contrasto organoiodati, insufficienza renale. 2 Salvo i casi di ostruzione da litiasi (dove la TCS senza mdc ha il ruolo d indagine fondamentale) in tutti gli altri casi di dilatazione delle vie urinarie, preliminarmente accertata all ETG è vantaggioso il ricorso alla PieloRM, considerati la sua rapidità, il basso costo, il mancato impiego di mdc e di radiazioni, potenzialmente lesivi) e l affidabilità nel fornire informazioni morfologiche adeguate a diagnosticare la presenza ed il livello di ostruzione, e talvolta anche la natura.