Indagini scintigrafiche dell apparato urinario UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI MILANO Materiale didattico a cura del Dr. Angelo Del Sole e Prof. Giovanni Lucignani
Anatomia del sistema urinario Reni (formazione di urine) Tratto urinario inferiore Ureteri (2) Vescica (1) Uretra (1) (raccolta delle urine, accumulo, eliminazione)
Cortex Medulla Renal hilum Renal artery Renal vein Corteccia Glomeruli Midollare Tubuli renali (con calici che formano le piramidi midollari) Uretere Porta urina alla vescica Il sangue portato al rene dall'arteria renale viene rimosso attraverso la vena renale. Renal pelvis Ureter
Ciascun rene è composto di 1 milione di nefroni Ogni nefrone è costituito da un: Glomerulo (che si trova nella corteccia) forma un filtrato privo di proteine dal sangue Tubulo (che si trova nella midollare) trasforma il filtrato in urina Ogni tubulo è costituito da più segmenti: Tubulo prossimale Ansa di Henle Tubulo distale Dotti collettori.
L unità funzionale del rene è il nefrone Glomerulo Tubulo prossimale Ansa di Henle Tubulo distale Dotto collettore
Funzioni del rene 1. Regolazione del ricambio di acqua, dell'equilibrio elettrolitico, del ph 2. Rimozione dei rifiuti dal sangue e escrezione di urina 3. Secrezione di ormoni a) Eritropoietina b) Renina c) Vitamina D3
Funzioni del rene Flusso di sangue - 20% della gittata cardiaca ai reni (1200 ml / min sangue, 600 ml / min di plasma) Filtrazione - 20% del flusso plasmatico renale filtrato dal glomerulo (120 ml / min, 170 L / g) Secrezione tubulare Riassorbimento tubulare (1% ultrafiltrato - urine) Funzioni endocrine
Apparato genitourinario Scintigrafia renale sequenziale Scintigrafia renale sequenziale + test con diuretico Scintigrafia renale sequenziale + test al Captopril Scintigrafia renale statica Cistoscintigrafia
Indicazioni: valutazione di Perfusione e funzione renale Ostruzione (Scintigrafia renale con Lasix ) Ipertensione arteriosa renovascolare (Scintigrafia renale con Captopril) Infezioni (Scintigrafia renale morfo-funzionale) Quantificazione pre-chirurgica della funzione renale (pre-nefrectomia) Monitoraggio del trapianto renale Riconoscimento di masse e anomalie congenite (Scintigrafia renale morfo-funzionale)
Scintigrafia renale sequenziale L esame consiste in una serie di immagini dinamiche di un tracciante che viene rimosso dal plasma, transita attraverso i reni e gli ureteri fino a raggiungere la vescica.
Scintigrafia renale sequenziale normale
Renogramma
Fasi del renogramma I. Fase vascolare (perfusione): Aorta-al-rene ~ 3 II. Fase parenchimale (rene-/-bkg): Tpeak < 5 III. Fase di escrezione (Washout)
Radionefrogramma
Radionefrogramma E la rappresentazione grafica del transito di tracciante attraverso ciascun rene Fase angiografica Tempo di picco Fase di eliminazione
Radionefrogramma
Radiofarmaci 99m Tc-DTPA Acido dietilene-triamino-pentaacetico Filtrato dai glomeruli renali Impiegato per la misura della velocità di filtrazione glomerulare Estrazione al primo passaggio del 20% 131 I-OIH Derivato dell acido ippurico Principalmente estratto dai tubuli prossimale, in parte filtrato Misura del flusso plasmatico renale effettivo 99m Tc-MAG3 Acido mercapto-acetil-triglicinico Estratto e secreto dai tubuli prossimali Elevata estrazione (ideale per neonati, IRC, ostruzione) Stima del flusso plasmatico renale effettivo
Meccanismi di escrezione dei radiofarmaci impiegati nella scintigrafia renale FILTRAZIONE GLOMERULARE Tc-99m DTPA >95% SECREZIONE TUBULARE FISSAZIONE TUBULARE Tc-99m MAG3 <5% 95% I-131 OIH 20% 80% Tc-99m GHA 40%-60% 20% Tc-99m DMSA TRASCURABILE 60%
Radiofarmaci renali Frazione estratta Tc-99m DTPA 20% Tc-99m MAG3 40-50% I-131 OIH ~100%
Dosimetria 99m Tc-DTPA Organo critico: vescica Dose effettiva: 1.3 msv (3 mci) 99m Tc-MAG3 Organo critico: vescica Dose effettiva: 1.6 msv (3 mci) 131 I-OIH Organo critico: vescica Dose effettiva: 1 msv (0.2 mci)
Scelta dei radiofarmaci renali Funzione Perfusione Morfologia Ostruzione Funzione relativa Quantificazione del filtrato glomerulare Quantificazione del flusso plasmatico renale effettivo Radiofarmaci MAG3, DTPA, GHA DMSA, GHA MAG3, DTPA, OIH Tutti I-125 iotalamato,cr-51 EDTA, DTPA MAG3, OIH
Procedure
Preparazione del paziente per la scintigrafia renale Il paziente deve essere ben idratato Dare 5-10 ml / kg di acqua (2-4 bicchieri) 30-60 min. pre-iniezione Eventualmente misurare il peso specifico delle urine (<1,015) Far urinare il paziente prima dell'iniezione Far urinare il paziente alla fine dello studio
Preparazione Tecnica Idratare il paziente (10-15 ml/kg in 30-45 min.) Svuotare la vescica» Eventuale cateterizzazione vescicale idroureteronefrosi reflusso vescicoureterale vescica neurologica valvole ureterali posteriori Posizionamento del paziente Gamma camera a largo campo Collimatore: LEGP a fori paralleli Energia: 140 KeV ± 20% Paziente supino; acquisizione posteriore (tranne rene trapiantato) Iniezione e.v. 111-185 MBq (2-4 mci) di 99m Tc-DTPA o MAG3 In bolo
Acquisizioni Acquisizioni dinamiche 1 minuto di acquisizione a 1 fps, 64x64 o 128x128 20-30 minuti di acquisizione, 1-6 immagini/min, 128x128 Acquisizione statica A vescica vuota In ortostasi
Acquisizione Preferibile la posizione supina Non iniettare direttamente dalla siringa ma con ago a farfalla Acquisizione iniziale di perfusione (angiogramma): 2-3 sec / fotogramma x 1 min Acquisizione dinamica: 15-30 sec / fotogramma x 20-30 min Display @ 1-3 min / fotogramma
Acquisizione Ottenere una immagine sul sito di iniezione alla fine dello studio per 30-60 sec. se l'infiltrazione supera lo 0,5% della dose iniettata non è corretto calcolare la clearance Acquisire un immagine renale finale post-minzionale al termine dello studio in posizione supina
International Consensus Committee Recommendations for Basic Renogram Radiofarmaco: MAG3, (DTPA) Dose: 2-5 mci adulto, minimo 0.5 mci in pediatria Posizione del pazienbte: supina Prestare attenzione agli artefatti da movimento e agli effetti della profondità Includere la vescia nel campo di vista Collimatore: Low Energy All Purpose Immagine sul sito di iniezione alla fine dello studio
DTPA normale
DTPA normale
Funzione renale separata (relativa)
Distribuzione relativa Contributo di ciascun rene alla funzione totale % Funzione rene sinistro = Conteggi netti nella ROI rene Sn -------------------------------------------------------------- x 100 Conteggi netti nella ROI rene Sn + Conteggi netti nella ROI rene Dx Normale 50/50-56/44 Borderline 57/43-59/41 Anormale> 60/40
DTPA flusso Sn= 33% Dx= 67%
Occlusione dell arteria renale
Infarto renale destro
Insufficienza renale L'insufficienza renale clinicamente manifesta è sempre dovuta ad una malattia renale bilaterale, poiché un solo rene normale è sufficiente per mantenere una normale funzione escretoria. Se viene eseguita una scintigrafia renale sequenziale, in caso di insufficienza renale la concentrazione parenchimale del radiofarmaco è compromessa e si osserva una debole visualizzazione del parenchima dei reni, che, in caso di insufficienza cronica, appaiono anche ipoperfusi e di dimensioni ridotte; inoltre, la ridotta funzione renale provoca una debole visualizzazione della vie escretrici. La scarsa capacità dei reni di concentrare il radiofarmaco causa la permanenza di notevole radioattività "di fondo" nei tessuti extrarenali, per tutta la durata dell'indagine. Le curve renografiche presentano una riduzione della massima ampiezza proporzionale al grado di insufficienza, fino al quadro di curva piatta che si osserva nei casi più gravi
Normale Pre-renale Renale Post-renale
Idronefrosi
Posizionamento del rene trapiantato
Rene trapiantato normofunzionante
Rigetto acuto grave
Tempo di picco Elaborazione dati Migliore se derivato da ROI corticale Normale <5 min Attività corticale Residua (RCA20 o 30) Rapporto tra cts @ 20 o 30 min / CTS picco Utilizzare corticale ROI Normale RCA20 per MAG3 <0,3 Volume urinario residuo (CTS CTS post-minzione x vol.) / (CTS pre-minzione - CTS post-minzione)
Parametri quantitativi T max Tempo al quale viene raggiunta la massima attività nel RNG Normalmente è <5 min. E ritardato nell insufficienza renale T 1/2 Tempo necessario per dimezzare l attività nel rene Indice quantitativo della fase di escrezione
Indicazioni Studio della funzione renale (globale e separata) Insufficienza renale acuta In aggiunta a US Controindicazione per i mezzi di contrasto Idronefrosi Studio del rene trapiantato
Studio della funzione di filtrazione Possibilità di stimare la filtrazione glomerulare globale attraverso la misura della velocità di eliminazione del radiofarmaco A D B A = spazio intravascolare B = spazio extravascolare GFR = rate di filtrazione glomerulare D = costante di diffusione GFR
Misurazione del rate di filtrazione glomerulare (GFR) Assunzioni del modello cinetico: 1) Il tracciante si distribuisce istantaneamente e uniformemente nello spazio intravascolare; 2) Il tracciante si distribuisce uniformemente nello spazio extravascolare; 3) I volumi degli spazi intra ed extravascolare sono costanti; 4) (dq A /dt) DIFF = -D (C A -C B ) 5) (dq A /dt) GFR = -GFR C A [GFR]=[ml/min]
Misurazione del rate di filtrazione glomerulare (GFR) C A (t) = A 1 e α1 t + A 2 e α2t A 1 = concentrazione iniziale effettiva per la diffusione [mci/ml] α 1 = effettivo rate di transito per la diffusione [min -1 ] A 2 = concentrazione iniziale effettiva per il GFR [mci/ml] α 2 = effettivo rate di transito per il GFR [mci/ml]= GFR/V eff ln C A (t) = lna 1 +α1t + lna 2 +α2t
Misurazione del rate di filtrazione glomerulare (GFR) ln C A lna 1 P= punto in cui C A = C B lna 2 0 α 1 P α 2 GFR = α 2 / V eff = α 2 / (I/A 2 ) t
Stima della filtrazione separata
Valutazione dell idronefrosi Scintigrafia renale con diuretico (Lasix)
Ostruzione Un'ostacolo al deflusso delle urine conduce alla uropatia ostruttiva (idronefrosi, idrouretere) e può portare a nefropatia ostruttiva (perdita di funzione renale)
Idronefrosi L ostruzione ureterale porta alla idronefrosi (dilatazione dell uretere, pelvi renale e calici) e alla nefropatia ostruttiva (danno renale irreversibile) La scintigrafia renale + test con diuretico è l unico esame in grado di valutare contemporaneamente la funzione renale e gli aspetti urodinamici Si basa sulla stimolazione alla produzione di urina per effetto del diuretico. Il MAG3 è preferibile rispetto al DTPA
Scintigrafia renale con diuretico (Lasix) Principio Idronefrosi accumulo di radiofarmaco nella pelvi renale dilatata Il Lasix induce un aumento del flusso di urina In caso di ostruzioni non si verifica l eliminazione del radiofarmaco Se si ha una dilatazione non dipendente da ostacolo si osserva una eliminazione del radiofarmaco Si può quantificare il tasso di washout (T1/2)
Scintigrafia renale con diuretico (Lasix) Indicazioni Valutazione del significato funzionale di idronefrosi Stabilire l indicazione alla chirurgia Idronefrosi ostruttiva terapia chirurgica Idronefrosi non-ostruttiva terapia medica Monitoraggio dell effetto della terapia
Scintigrafia renale con diuretico (Lasix) Requisiti Radiofarmaco a rapida eliminazione Paziente ben idratato Buona funzione renale
Scintigrafia renale con diuretico (Lasix) Procedura Preparazione del paziente Preidratazione Minzione prima dell iniezione Cateterismo vescicale (?)
Scintigrafia renale con diuretico (Lasix) Procedura Traccianti: 5-10 mci Tc-99m MAG3 (preferito al DTPA) Acquisizione: supina fino al riempimento della pelvi per procedere alla seduta post-lasix Flusso (angiogramma): 2-3 sec / fotogramma x 1 min Dinamica: 15-30 sec / fotogramma x 20-30 min
Scintigrafia renale con diuretico (Lasix) Procedura Minzione prima del Lasix Lasix iv: 40mg nell adulto 1mg/kg nel bambino @ ~10-20 min dall inizio dell esame Acquisizione per 30 min post Lasix Valutazione dell adeguatezza della diuresi Misurazione del volume della diuresi Negli adulti ~200-300 ml urina post-lasix
Scintigrafia renale con diuretico (Lasix) Procedura Non somministrare Lasix se La fase parenchimale non è completa La fase parenchimale non si completa entro 60 minuti C è una eliminazione spontanea del radiofarmaco
pre-lasix
post-lasix
Assenza di ostruzione
Post-Lasix curve
Pre-Lasix 10 y/o M
Post-Lasix
Ostruzione del giunto pielo-ureterale T1/2 R = N/A
Idronefrosi sinistra 3164897 3-wk old baby
Ostruzione del giunto pielo ureterale sinistro
Tecnica Preparazione come nella scintigrafia renale sequenziale 1. Singolo studio: Somministrazione di Lasix (furosemide, 25-50 mg) 15 minuti dopo l iniezione del tracciante 2. Studio basale/lasix Somministrazione di Lasix 15 prima del tracciante
Interpretazione L interpretazione si basa sulla velocità di eliminazione del tracciante dal sistema collettore, quantificata dal T 1/2 La rapida eliminazione del tracciante dopo Lasix esclude la presenza di stenosi T 1/2 <10-15min: normale T 1/2 15-20 min: dubbio T 1/2 >20 min: ostruzione
Problemi potenziali La stima del T1/2 dipende da: Presenza di ostruzione attività funzionale del rene Posizionamento della regione di interesse Il tempo tra la somministrazione del tracciante e quello della furosemide Falsi positivi Dilatazione della pelvi renale Insufficienza renale Vescica distesa
Radionefrogramma
Idronefrosi senza stenosi
Idronefrosi senza stenosi
Cisti renali bilaterali, senza ostacolo
Cisti renali bilaterali, senza ostacolo Radionefrogramma Immagine statica post-minzione
Cisti renali senza ostacolo
Stenosi del giunto pielo-ureterale sin.
Stenosi del giunto pielo-ureterale sin. Radionefrogramma Immagine statica post-minzione
Stenosi sinistra in neonato MAG3 D.G. 17 giorni
Le variabili che influenzano il valore di T1/2 : Radiofarmaco Stato di idratazione Volume del bacino dilatato Cateterismo vescicale Dose di Lasix Funzione renale (risposta al Lasix) ROI
T 1/2 Normale Ostruzione Indeterminato < 10 min > 20 min 10-20 min Ciascun centro deve definire i valori di riferimento
Scintigrafia renale sequenziale + test al Captopril
Introduzione Utile nella diagnosi di ipertensione nefrovascolare 3% dei pazienti ipertesi E provocata dalla ipoperfusione di un rene, in genere secondaria alla stenosi anatomica dell arteria renale, con attivazione del sistema renina-angiotensina Può essere trattata efficacemente con angioplastica, stenting o chirurgia La positività di questo esame è altamente predittiva del miglioramento della condizione dopo trattamento
Sistema renina-angiotensina La ridotta perfusione dell apparato iuxtaglomerulare provoca la produzione ed il rilascio in circolo della renina La renina determina la conversione dell angiotensia ad angiotensina I. L angiotensina I è convertita ad angiotensina II dall enzima di conversione (ACE) L angiotensina II provoca vasocostrizione delle arteriole efferenti ed ipertensione
Test al Captopril
Tecnica 99m Tc-DTPA o 99m TcMAG3 MAG3 è preferibile nel pazienti con insufficienza renale 25-50 mg di Captopril 30-45 min prima della scintigrafia Esame basale/captopril Sospensione di farmaci: ACE-inibitori e inibitori del recettore dell ACE: 4-7 giorni Diuretici: 3 giorni
Interpretazione Alta sensibilità e specificità (>90%) Se negativo: bassa probabilità di IPA nefro-vascolare Se positivo: alta probabilità di miglioramento dopo rivascolarizzazione Criteri interpretativi: Alta probabilità: significativo peggioramento del radionefrogramma confrontato con lo studio basale Probabilità indeterminata (intermedia): RNG basale alterato, che non si modifica dopo Captopril (insufficienza renale, rene piccolo) Bassa probabilità: RNG normale dopo Captopril. Scarsa probabilità di miglioramento anche dopo rivascolarizzazione
Problemi potenziali Falsi positivi Disidratazione Stravaso di tracciante Insufficienza renale Ostruzione Ipotensione durante lo studio (sospendere diuretici!) Interferenze farmacologiche ACE-inibitori Antagonisti del recettore dell ACE Nefropatia ischemica Bassa sensibilità nei pazienti con insufficienza renale Meglio RM e/o ecografia
Test al Captopril Studio basale (normale) Captopril positivo Attivazione del sistema renina-angiotensina!
Scintigrafia renale statica
Introduzione L esame consente di visualizzare e quantificare la corteccia renale funzionante. Indicazioni: Pielonefrite Conferma la presenza di colonne di Bertin Misura della funzione renale separata Identificazione di tessuto renale funzionante nelle anomalie congenite
Radiofarmaci 99m Tc-DMSA Acido dimercaptosuccinico Il 40% della attività iniettata si concentra nei tubuli renali entro 1 ora Consente di ottenere immagini di alta qualità 99m Tc-GH Glucoeptonato 85% filtrato dai glomeruli 15% si lega ai tubuli renali Non indicato in caso di ostruzione ureterale
Tecnica 111-185 MBq (3-5 mci) di 99m Tc-DMSA 185-370 MBQ (-10 mci) di 99m Tc-GH Acquisizioni: 1-4 ore dopo la somministrazione (fino a 24h se IRC) Proiezioni:» Anteriore/posteriore» Laterali» Oblique posteriori» Oblique anteriori SPET
Interpretazione Quantificazione della concentrazione di attività per calcolare la funzione renale separata Valutazione della omogeneità della distribuzione del tracciante La pielonefrite determina una riduzione della concentrazione di tracciante nel parenchima renale.
Problemi potenziali Alterazioni della distribuzione del tracciante possono essere conseguenza di: Traumi Cisti Infezioni Tumori Infarti Cicatrici
Indicazioni Pielonefrite acuta Dimostrazione di cicatrici renali
Pielonefrite Permette di visualizzare i foci di pielonefrite acuta; più sensibile dell'urografia e dell'ecografia I danni parenchimali da pielonefrite acuta sono spesso transitori e completamente reversibili e, se adeguatamente trattata, nella maggior parte dei casi non lasciano cicatrici parenchimali. Le eventuali cicatrici appaiono scintigraficamente come incisure ipocaptanti del profilo corticale renale e, nei casi gravi, si osserva una riduzione delle dimensioni del rene. Per la ricerca delle cicatrici parenchimali, la scintigrafia ha una sensibilità di poco superiore a quella dell'ecografia
Pielonefrite acuta
Cistoscintigrafia
Introduzione Il reflusso vescico-ureterale può portare ad infezioni renali, ipertensione ed insufficienza renale grave. Viene sospettato in caso di dilatazione delle vie di escrezione (uretere o pelvi renale) o di pielonefrite. La cistouretrografia in fluoroscopia documenta meglio il grado di reflusso, ma espone ad una dose maggiore.
Gradazione del reflusso
Indicazioni Diagnosi di reflusso vescico-ureterale, soprattutto nelle femmine Valutazione dell efficacia del trattamento Follow up nei pazienti con vescica neurologica
Radiofarmaci 99m Tc-pertecnetato, DTPA o solfuro colloidale vengono somministrati attraverso un catetere vescicale Cistoscintigrafia diretta: 37 MBq (1 mci) in soluzione salina Acquisizione dinamica durante la fase di riempimento e durante la minzione Cistoscintigrafia indiretta: Non richiede la cateterizzazione vescicale Consiste nell acquisizione dinamica durante la minzione, al termine di una scintigrafia renale sequenziale E preferibile il 99m Tc-MAG3
Cistoscintigrafia indiretta
Cistoscintigrafia indiretta