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
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
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%)
high risk regions of Europe
low risk regions of Europe
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
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
Multi-Detector Cardiac CT (MDCCT) CT Year Detectors ST Scan Time 4 slice 2000 4 1.25 mm ~40s 16 slice 2002 16 0.6 mm ~20s 64 slice 2004 64 0.5 mm ~10s 128 slice 2007 128 0.5 mm ~7s 256 slice 2008 256 0.5 mm ~5s 320 slice 2010 320/16cm 0.5 mm ~0.35s
MDCCT: cardiac volume acquisition MDCCT 4 detettori: tempo di scansione >20 sec MDCCT 320 detettori: : tempo di scansione 0.35 sec
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
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)
Post-processing (3) Maximum Intensity Projection (MIP)
Post-processing (4) Multiplanar Reconstruction (MPR)
Post-processing (5) Volume Rendering (VR) 16-slice MDCCT
Post-processing (6) Coronary fly Post-processing (5)
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 14-18 18 a 0.7-3 3 msv)
Clinical Application of MDCCT A - Coronary assessment: grading of stenosis, stent, plaques B - Valve assessment C - Cardiac function D - Myocardial perfusion
A. Coronary Assessment (1) Grading of stenosis Stenosi DA prossimale 90%
A. Coronary Assessment (2) Grading of stenosis Stenosi CDx prossimale 90%
A. Coronary Assessment (3) Grading of stenosis Placche calcifiche (>50%) CDx - tratti prossimale e medio
A. Coronary Assessment (4) Autore TCMD N pz Sensibilità Specificità Kopp et al 4-slice 102 86% 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
A. Coronary Assessment (5) Plaque characterization Calcified Soft Positive remodeling Ulceration
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 50-100 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
A. Coronary Assessment (7) Plaque characterization IVA: calcified plaque
A. Coronary Assessment (8) Plaque characterization 1st diagonal: soft plaque
A. Coronary Assessment (9) Plaque characterization Lumen Ca++ Lumen Ca++ Lipids Lipids Mixed plaque (HU=80) with fibrous cap (arrows)
A. Coronary Assessment (10) Artery wall and plaque composition Soft non obstructive plaque Remodeling Obstructive plaque Wall MDCCT: what we can see
A. Coronary Assessment (11) Non-obstructive (<50%), but at risk coronary plaque MDCCT: what we can see
A. Coronary Assessment (12) Coronary wall remodeling MDCCT: what we can see Large lipid core
A. Coronary Assessment (13) Vulnerable coronary plaque Positive remodeling Plaque ulceration MDCCT: what we can see
A. Coronary Assessment (14) Plaque characterization (320-slice MDCCT: 1.4mSv!!) Calcific plaque >50%
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
A. Coronary Assessment (16) Stent evaluation (64-slice MDCCT: 14 msv)
A. Coronary Assessment (17) Stent evaluation (320-slice MDCCT: 1.4 msv!!) LAD: subocclusive soft plaque (>90%) and two patent stents
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
A. Coronary Assessment (19) Stent evaluation (320-slice MDCCT: 1.4 msv) Sub-occlusion Occlusion
A. Coronary Assessment (20) CABG evaluation
A. Coronary Assessment (21) CABG evaluation
B. Valve Assessment (1) Normal aortic valve (area: 3.2 cm2) in 53-year-old woman
B. Valve Assessment (2) 320-slice MDCCT (2.2 msv)
B. Valve Assessment (3) Severe aortic stenosis in bicuspid aortic valve Bicuspid aortic valve, diastole (left) and systole (right), 3D-rendering
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)
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
C. Cardiac Function (1) FE 55% Systole Diastole End-diastolic and end-systolic long-axis and short-axis of LV
C. Cardiac Function (2) 320-slice MDCCT(0.7-3 msv)
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
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
Technological advancements (1) 64-slice MDCCT: 4 cm 320-slice MDCCT: 16 cm (single beat acquisition low radiation exposure)
Technological advancements (2) Nov. 2006: 64-slice helical mode Nov. 2009: 320-slice dynamic volume 14-18 msv 0.7-3 msv
Technological advancements (3) RADIATION DOSE COST ($) CA 15-20 msv 320-Slice MDCCT 0.7-5 msv Coronary assessment PTCA/Stenting CA 1000 $ Coronary assessment Valve assessment Coro - MDCT 320 Cardiac Slide Function Myocardial Perfusion
Technological advancements (4)
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
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
Conclusions (3) MDCCT: calcific lesions >70%: cath-lab PTCA/Stenting
Conclusions (4) Large at-risk soft coronary plaque (<70%) HU 50-100 (fibrous component) HU 0-50 (lipid component) Large lipid core, thin fibrous cap
Conclusions (5) How important is to detect non-obstructive coronary plaque? Falk et al., Circulation, 1995
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)
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
Conclusions (9) Plaque >70% Plaque 70% Gaudio C. et al., International Journal of Cardiology, 2008
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