Tomografia Computerizzata Cardio-coronarica

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1 Università degli Studi di Roma La Sapienza 1 a Facoltà di Medicina e Chirurgia Dipartimento del Cuore e dei Grossi Vasi A. Reale Direttore: Prof. Carlo Gaudio Tomografia Computerizzata Cardio-coronarica Prof. Carlo Gaudio Dott.ssa Antonietta Evangelista

2 Il rischio cardiovascolare (1) Le attuali linee-guida europee (task-force ESC) definiscono il rischio CV in termini di probabilità assoluta di sviluppare un evento CV fatale in 10 anni Il valore limite indicativo di un elevato rischio globale CV fatale è >5%. Questa soglia identifica anche i soggetti ad alto rischio per eventi non-fatali

3 Lo SCORE System (2) La stima del rischio CV mediante lo SCORE System è basata sui seguenti fondamentali fattori: età sesso fumo pressione arteriosa sistolica colesterolo totale Nei pazienti diabetici la stima del rischio CV va raddoppiata per gli individui di sesso maschile e quadruplicata per gli individui di sesso femminile Nei soggetti con familiarità precoce per MCV il rischio è sempre da considerare elevato ( 5%)

4 high risk regions of Europe

5 low risk regions of Europe

6 Visualizzazione dell albero coronarico Cateterismo delle arterie coronarie gold standard diagnostico procedure terapeutiche (PTCA + stent) esame invasivo: mortalità 0,15% - morbilità 0.8%* procedure non appropriate o non diagnostiche: 38%** poco utilizzato per il follow-up e lo screening *Bono, Br Heart J, 1993 **Hemingway et al, Heart, 2001

7 Screening e diagnosi precoce Vi è dunque la necessità di una nuova tecnica non cruenta per lo screening e la diagnosi precoce in soggetti che sono apparentemente in buona salute, ma ad elevato rischio CV La Tomografia Computerizzata Multidetettore (TCMD) coronarica fornisce informazioni dirette sulla presenza di aterosclerosi coronarica (calcificazioni e stenosi) e quindi consente una diagnosi precoce della cardiopatia ischemica, cioè l identificazione della placca aterosclerotica ancora in fase subclinica Hoffman et al, Circulation, 2003

8 Multi-Detector Cardiac CT (MDCCT) CT Year Detectors ST Scan Time 4 slice mm ~40s 16 slice mm ~20s 64 slice mm ~10s 128 slice mm ~7s 256 slice mm ~5s 320 slice /16cm 0.5 mm ~0.35s

9 MDCCT: cardiac volume acquisition MDCCT 4 detettori: tempo di scansione >20 sec MDCCT 320 detettori: : tempo di scansione 0.35 sec

10 Post-processing (1) La filosofia dell esame di MDCCT è da considerarsi una rivincita rispetto alle altre metodiche di imaging real-time : il paziente esegue l esame in pochi secondi e, dopo l acquisizione dell intero volume cuore/grossi vasi (16cm), si ha una fase di rielaborazione dei dati (post-processing) mediante software sempre più sofisticati, che impegnano l operatore, ma non il paziente. Le principali ricostruzioni utilizzate nella fase di post-processing sono: Maximum Intensity Projection (MIP) Multi-Planar Reconstruction (MPR) 2D Volume Rendering (VR) Virtual Navigation 3D

11 Post-processing (2) Per lo studio dei vasi coronarici viene generalmente seguita la classificazione dell American Heart Association Albero coronarico suddiviso in 15 o 16 segmenti (diametro >1.5 mm)

12 Post-processing (3) Maximum Intensity Projection (MIP)

13 Post-processing (4) Multiplanar Reconstruction (MPR)

14 Post-processing (5) Volume Rendering (VR) 16-slice MDCCT

15 Post-processing (6) Coronary fly Post-processing (5)

16 320-slice MDCCT Post-processing (7) Acquisizione dell intero volume cardiaco (16 cm) in 1 sola rotazione (<1 sec) Risoluzione spaziale eccellente Spessore di strato: 0.5 mm Abbattimento della dose di radiazioni ionizzanti (da a msv)

17 Clinical Application of MDCCT A - Coronary assessment: grading of stenosis, stent, plaques B - Valve assessment C - Cardiac function D - Myocardial perfusion

18 A. Coronary Assessment (1) Grading of stenosis Stenosi DA prossimale 90%

19 A. Coronary Assessment (2) Grading of stenosis Stenosi CDx prossimale 90%

20 A. Coronary Assessment (3) Grading of stenosis Placche calcifiche (>50%) CDx - tratti prossimale e medio

21 A. Coronary Assessment (4) Autore TCMD N pz Sensibilità Specificità Kopp et al 4-slice % 93% Achenbach et al 4-slice 64 91% 84% Becker et al 4-slice 28 81% 90% Gaudio et al 4-slice 61 77% 91% Nieman et al 16-slice 59 95% 86% Ropers et al 16-slice 77 95% 93% Martuscelli et al 16-slice 64 89% 98% Leber et al 64-slice 59 88% 97% Leschka 64-slice 67 94% 97% Gaudio et al. 320 slice 69 98% 99% (Circ. Imaging, submitted) MDCCT vs CORO

22 A. Coronary Assessment (5) Plaque characterization Calcified Soft Positive remodeling Ulceration

23 A. Coronary Assessment (6) Caratterizzazione delle placche aterosclerotiche Viene effettuata in base ai valori di attenuazione della placca espressi in Unità Hounsfield (HU). Si distinguono: placche lipidiche placche fibrose placche calcifiche <50 HU HU >100 HU E stata dimostrata la correlazione tra i valori di attenuazione in TC e le caratteristiche della placca rilevate mediante studi istopatologici Becker et al, Eur Radiol, 2003

24 A. Coronary Assessment (7) Plaque characterization IVA: calcified plaque

25 A. Coronary Assessment (8) Plaque characterization 1st diagonal: soft plaque

26 A. Coronary Assessment (9) Plaque characterization Lumen Ca++ Lumen Ca++ Lipids Lipids Mixed plaque (HU=80) with fibrous cap (arrows)

27 A. Coronary Assessment (10) Artery wall and plaque composition Soft non obstructive plaque Remodeling Obstructive plaque Wall MDCCT: what we can see

28 A. Coronary Assessment (11) Non-obstructive (<50%), but at risk coronary plaque MDCCT: what we can see

29 A. Coronary Assessment (12) Coronary wall remodeling MDCCT: what we can see Large lipid core

30 A. Coronary Assessment (13) Vulnerable coronary plaque Positive remodeling Plaque ulceration MDCCT: what we can see

31 A. Coronary Assessment (14) Plaque characterization (320-slice MDCCT: 1.4mSv!!) Calcific plaque >50%

32 A. Coronary Assessment (15) Plaque characterization (320-slice MDCCT: 1.3 msv!!) AF(!!) in hypertensive patient (Euro-Score >5%) ( Single-beat acquisition ) Gaudio C. et al., International Journal of Cardiology, 2010

33 A. Coronary Assessment (16) Stent evaluation (64-slice MDCCT: 14 msv)

34 A. Coronary Assessment (17) Stent evaluation (320-slice MDCCT: 1.4 msv!!) LAD: subocclusive soft plaque (>90%) and two patent stents

35 A. Coronary Assessment (18) Stent evaluation (320-slice MDCCT: 1.4 msv!!) AF(!!) in hypertensive-diabetic patient (Euro-Score >5%) ( Single-beat acquisition ) Gaudio C. et al., International Journal of Cardiology, 2010

36 A. Coronary Assessment (19) Stent evaluation (320-slice MDCCT: 1.4 msv) Sub-occlusion Occlusion

37 A. Coronary Assessment (20) CABG evaluation

38 A. Coronary Assessment (21) CABG evaluation

39 B. Valve Assessment (1) Normal aortic valve (area: 3.2 cm2) in 53-year-old woman

40 B. Valve Assessment (2) 320-slice MDCCT (2.2 msv)

41 B. Valve Assessment (3) Severe aortic stenosis in bicuspid aortic valve Bicuspid aortic valve, diastole (left) and systole (right), 3D-rendering

42 B. Valve Assessment (4) Severe aortic stenosis in pt with bicuspid valve (aortic valve area: 0.55 cm2) Surgery indicated Severe aortic stenosis (aortic valve area: 0.64 cm2)

43 B. Valve Assessment (5) AVA 0.64 cm2 Placche calcifiche (>50%) CDx - tratti prossimale e medio Valutazione combinata della valvola aortica e dell albero coronarico

44 C. Cardiac Function (1) FE 55% Systole Diastole End-diastolic and end-systolic long-axis and short-axis of LV

45 C. Cardiac Function (2) 320-slice MDCCT(0.7-3 msv)

46 D. Myocardial Perfusion (1) 320-slice MDCCT: delayed viability images in a porcine model of myocardial infarction Bright is dead!!!* * Kim RJ et al, Circulation, 1999; Choi et al., Int J Cardiovasc Imaging, 2009

47 D. Myocardial Perfusion (2) 320-slice MDCCT: delayed enhancement after contrast delivery in a porcine model 2 hours after AMI 8 weeks after AMI Choi et al., Int J Cardiovasc Imaging, 2009

48 Technological advancements (1) 64-slice MDCCT: 4 cm 320-slice MDCCT: 16 cm (single beat acquisition low radiation exposure)

49 Technological advancements (2) Nov. 2006: 64-slice helical mode Nov. 2009: 320-slice dynamic volume msv msv

50 Technological advancements (3) RADIATION DOSE COST ($) CA msv 320-Slice MDCCT msv Coronary assessment PTCA/Stenting CA 1000 $ Coronary assessment Valve assessment Coro - MDCT 320 Cardiac Slide Function Myocardial Perfusion

51 Technological advancements (4)

52 Conclusions (1) Actual Indications of MDCCT A PREVENTION Subclinical atherosclerosis in pts with: - Arterial Hypertension* (Euro-Score >5%) - Diabetes* (Euro-Score >5%) - Valvular Disease (aortic stenosis) B CHEST PAIN Triple rule out in Emergency Room: - Coronary Artery Disease - Pulmonary Embolism - Aortic Dissection C FOLLOW-UP - Stent - CABG * Medical therapy (plaque <70%) * PCI indication (plaque >70%) * Gaudio C. et al., International Journal of Cardiology, 2008

53 Conclusions (2) 320-slice MDCCT: normal coronary tree e v i at e g e u n l f a o ev % tiv 9 9 dic Pre Esclusione certa di stenosi coronariche

54 Conclusions (3) MDCCT: calcific lesions >70%: cath-lab PTCA/Stenting

55 Conclusions (4) Large at-risk soft coronary plaque (<70%) HU (fibrous component) HU 0-50 (lipid component) Large lipid core, thin fibrous cap

56 Conclusions (5) How important is to detect non-obstructive coronary plaque? Falk et al., Circulation, 1995

57 Conclusions (6) MDCCT: subclinical diagnosis of soft plaques (<70%) in high-risk patients Rigorosa riduzione del rischio CV globale (cambiamenti stile di vita, terapia medica massimale, controlli ravvicinati)

58 Conclusions (7) Terapie con betabloccanti, antiaggreganti piastrinici, statine, sono in grado di condizionare favorevolmente la prognosi, soprattuttose assunti nelle fasi iniziali della malattia Trattamenti massimali con le statine possono determinare la stabilizzazione/riduzione della placca aterosclerotica coronarica

59 Conclusions (9) Plaque >70% Plaque 70% Gaudio C. et al., International Journal of Cardiology, 2008

60 MDCCT Grazie La Scienza deve essere compresa nel suo significato più ampio, come metodo per capire tutta la realtà osservabile e non semplicemente come uno strumento per acquisire conoscenze specialistiche Alexis Carrel