Imaging cardiaco con radionuclidi

SPECT nell'angina di recente esordio

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Immagini di stress e di riposo dalla tomografia computerizzata a emissione di singolo fotone di un uomo di 52 anni con angina a esordio recente. Le immagini ottenute sotto sforzo (linee di immagini o mappe polari indicate come Str o Stress [sforzo]) mostrano una vasta area di ischemia nel territorio servito dall'arteria discendente anteriore sinistra che è assente a riposo (file di immagini o mappe polari denotate Rst o Rest [riposo]). L'angiografia ha confermato un'occlusione del 95- 99% che coinvolge la biforcazione della discendente anteriore sinistra al primo ramo diagonale. Le immagini sotto sforzo mostrano una minore captazione (più viola o opaca) rispetto alle aree luminose a riposo.

Immagine fornita da James R. Corbett, MD.

La SPECT rileva i raggi gamma emessi dai radionuclidi (tallio-201 e tecnezio-99m) per valutare la perfusione miocardica a riposo e sotto sforzo. La SPECT utilizza in genere un sistema a telecamera rotante e la ricostruzione tomografica per produrre un'immagine tridimensionale. Con sistemi della TC a emissione di fotone singolo a più detettori, le immagini spesso possono essere completate in ≤ 10 minuti. Il confronto visivo fra le immagini eseguite sotto sforzo e quelle acquisite tardivamente può essere arricchito da diagrammi quantitativi. Con la TC a emissione di fotone singolo, quanto segue può essere identificato:

• Anomalie regionali (comprese inferiore e posteriore)

• Piccole aree di infarto

• Vasi responsabili dell'infarto

È possibile quantificare l'area miocardica infartuata e quella vitale, dati utili nel determinare la prognosi.

Nella PET, un tracciante radioattivo che emette positroni viene iniettato nel paziente e viene utilizzata una TC standard per mostrare la posizione del tessuto in cui il tracciante viene captato e i positroni vengono emessi. A seconda del tracciante utilizzato, la PET può valutare la perfusione o il metabolismo cellulare.

Gli agenti di perfusione sono nuclidi radioattivi che vengono utilizzati per tracciare la quantità di flusso di sangue che entra in una regione specifica e sono quindi utili nel deficit di perfusione miocardica mascherato non evidente a riposo. Comprendono il diossido di carbonio con carbonio-11 (C-11), l'acqua con ossigeno-15 (O-15), l'ammoniaca con azoto-13 (N-13), il flurpiridaz con fluoro-18 (F-18) e il rubidio-82 (Rb-82). Il Rb-82 non richiede un ciclotrone in sede.

Gli agenti metabolici sono radioattivi analoghi di sostanze biologiche normali che vengono presi e metabolizzati dalle cellule. Essi comprendono:

• Desossiglucosio marcato con F-18 (F-18 FDG)

• C-11 acetato

Il fluoro-18 fluorodesossiglucosio (F-18 FDG) rileva l'aumento del metabolismo glucidico in condizioni di ischemia e può quindi distinguere aree di miocardio ischemico ma ancora vitale da aree di tessuto cicatriziale. La sensibilità è maggiore rispetto a quella con l'imaging di perfusione miocardica con tecnezio-99m (utilizzato nella SPECT), rendendo potenzialmente utile l'imaging con FDG per selezionare i pazienti per la rivascolarizzazione ed evitare tali procedure quando è presente solo tessuto cicatriziale. Questo impiego può giustificare il maggior costo della PET rispetto alla SPECT (TC a emissione di fotone singolo). Il deossiglucosio è stato utilizzato anche per rilevare malattie infiammatorie cardiovascolari (p. es., fili di pacemaker infetti, vasculite aortica, sarcoidosi cardiaca).

La captazione di acetato marcato con carbonio-11 sembra riflettere il metabolismo totale dell'ossigeno dei miociti cardiaci. La captazione di questo tracciante di fatto non dipende da fattori potenzialmente variabili come la glicemia, che possono invece influire sulla distribuzione del fluorodeossiglucosio. L'imaging con acetato C-11 ha un maggior potere predittivo circa la ripresa postoperatoria della funzione miocardica rispetto alle indagini con fluorodeossiglucosio. Tuttavia, avendo un'emivita di 20 min, l'C-11 deve essere prodotto da un ciclotrone in sede.

La PET con TC (PET-TC) è considerata il gold standard per valutare la vitalità miocardica, quando disponibile, rispetto alla SPECT (1). La PET è inoltre considerata un'importante tecnica di imaging, insieme alla RM cardiaca, nella diagnosi della sarcoidosi cardiaca (2).

FDG-PET che mostra il miocardio stordito

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Diminuzione della perfusione miocardica del setto interventricolare (frecce verdi), delle pareti inferiori (frecce rosse) e apicali (freccia blu) a riposo (a sinistra) nel contesto di captazione intatta di fluoro-18-deossiglucosio (FDG) sulla scansione PET-TC di vitalità (a destra). Questo è compatibile con un miocardio ibernato (freccia gialla), che è attualmente ipoperfuso e presenta una ridotta richiesta metabolica per adeguarsi all'apporto, ma è vitale e può recuperare nel tempo.

© 2017 Elliot K. Fishman, MD.

Scansione PET-TC con FDG nella cardiomiopatia dilatativa

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Questa scansione mostra sequenze combinate di tomografia computerizzata (TC) e tomografia a emissione di positroni (PET) di un cuore con cardiomiopatia dilatativa.

Le sequenze includono proiezioni in asse corto dall'apice alla base (in alto), in asse lungo verticale dal setto alla parete laterale (al centro) e in asse lungo orizzontale dalla parete inferiore a quella anteriore (in basso). L'ordine di ciascuna sequenza procede da in alto a sinistra verso in basso a destra. La scansione PET utilizzata in questo caso impiega il F-18 FDG. Qui si nota una ridotta captazione di FDG in alcune porzioni del miocardio.

CENTRE JEAN-PERRIN/SCIENCE PHOTO LIBRARY

Negli studi di perfusione miocardica, i radionuclidi EV vengono captati dai tessuti cardiaci in percentuale proporzionale alla loro perfusione; di conseguenza, le aree di ridotta captazione rappresentano aree di ischemia relativa o assoluta. Sia la SPECT che la PET sono impiegate a questo scopo.

L'attenuazione dell'attività miocardica causata dai tessuti molli sovrastanti può causare risultati falsi positivi. L'attenuazione da parte del tessuto mammario nelle donne è particolarmente frequente. L'attenuazione dovuta al diaframma e al contenuto addominale può dar luogo a falsi difetti della parete inferiore, in entrambi i sessi, ma è più comune tra gli uomini, mentre l'attenuazione dovuta al tessuto mammario è più comune nelle donne (1). L'attenuazione è più probabile con il tecnezio-99m (^99mTc) piuttosto che con il tallio-201 radioattivo (Tl-201).

Indicazioni

L'imaging di perfusione miocardica viene utilizzato con lo stress test per:

• Valutare i pazienti con dolore toracico di origine incerta (dopo un'iniziale valutazione elettrocardiografica e basata sui biomarcatori per la sindrome coronarica acuta) (2)

• Determinare il significato funzionale di una stenosi coronarica vista all'angiografia

• Determinare il significato funzionale di vasi collaterali visualizzati all'angiografia

• Valutare il successo degli interventi di riperfusione (p. es., bypass coronarico, intervento percutaneo, trombolisi)

• Stimare la prognosi dopo infarto miocardico (3)

Test da stress in medicina nucleare

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Questo insieme composito di immagini mostra un normale test da stress di medicina nucleare. Le immagini o le mappe polari denotate Rst o RS sono ottenute prima dello sforzo, e quelle denotate Str o ST sono ottenute durante lo sforzo. Non ci sono aree di ridotta captazione di radionuclidi. Vi è una simile captazione a riposo e sotto sforzo.

LIVING ART ENTERPRISES/SCIENCE PHOTO LIBRARY

Dopo un infarto acuto del miocardio, l'imaging di perfusione miocardica può aiutare a stimare la prognosi perché può mostrare l'estensione delle anomalie di perfusione dovute all'infarto miocardico acuto, l'estensione del tessuto cicatriziale dovuto a infarti precedenti e le aree residue di ischemia reversibile peri-infartuale o in altre sedi (4, 5).

Sebbene la SPECT sia più ampiamente disponibile e meno costosa, la PET con TC (PET-TC) è considerata il gold standard per valutare la vitalità miocardica (6).

L'infarct avid imaging utilizza traccianti radioattivi, come per esempio il pirofosfato Tc-99m e l'antimiosina (anticorpi contro la miosina cardiaca marcati con indio-111 [In-111]), che si accumulano nelle aree di miocardio danneggiato. Le immagini in genere diventano positive circa 12-24 h dopo l'infarto del miocardio acuto e rimangono positive per circa 1 settimana; possono restare positive se la necrosi miocardica prosegue dopo l'infarto o se si sviluppano aneurismi. Questa tecnica viene raramente impiegata poiché altri test diagnostici per l'infarto del miocardio (p. es., biomarker) sono più facilmente disponibili e meno costosi e perché non fornisce altre informazioni prognostiche se non le dimensioni dell'infarto.

Il Tc-99m pirofosfato è utilizzato in modo simile per valutare l'infiltrazione cardiaca nell'amiloidosi da transtiretina (un tipo di amiloidosi in cui foglietti di proteina transtiretina mal ripiegata possono accumularsi nei tessuti, compreso il cuore). I depositi di transtiretina amiloide nel miocardio sono particolarmente avidi di Tc-99m pirofosfato. In assenza di manifestazioni sieriche e urinarie di un'amiloidosi da catena leggera (che può anche infiltrarsi nel miocardio e dare luogo a una scintigrafia positiva) o di un infarto recente, un alto rapporto di captazione nel miocardio è specifico per l'amiloidosi cardiaca da transtiretina e può eliminare la necessità di una biopsia miocardica.

Altri radionuclidi comprendono gli acidi grassi marcati con iodio-123 (I-123), che producono spot freddi qualora il miocardio sia ischemico, il citrato di gallio-67, che si accumula nelle sedi di infiammazione attiva (p. es., nella cardiomiopatia infiammatoria acuta), e la I-123 metaiodobenzilguanidina, un analogo di neurotrasmettitore captato e immagazzinato nei neuroni del sistema nervoso simpatico e utilizzato a scopi di ricerca per studiare l'insufficienza cardiaca, il diabete, il feocromocitoma, alcune aritmie e la displasia aritmogena del ventricolo destro.

La ventricolografia con radionuclidi viene impiegata per valutare la funzione ventricolare. È utile per misurare la frazione d'eiezione a riposo e in situazioni di sforzo, nelle coronaropatie, nelle cardiopatie valvolari e nelle cardiopatie congenite. Alcuni medici la preferiscono per eseguire valutazioni seriali della funzionalità ventricolare in pazienti che stanno assumendo una chemioterapia antineoplastica cardiotossica (p. es., antracicline). Tuttavia, la ventricolografia con radionuclidi è stata in gran parte sostituita dall'ecocardiografia, che è meno costosa, non richiede esposizione a radiazioni e teoricamente può misurare la frazione di eiezione altrettanto accuratamente.

I globuli rossi marcati con Tc-99m vengono iniettati per via endovenosa. La funzione del ventricolo sinistro e del ventricolo destro può essere valutata mediante:

• Studi di primo transito (un tipo di valutazione battito-per-battito)

• Imaging del pool ematico gated (sincronizzato con l'elettrocardiografia [ECG]) eseguito nell'arco di diversi minuti (multiple-gated acquisition [MUGA])

Ciascuno dei due studi può essere eseguito a riposo o dopo sforzo. Gli studi di primo passaggio sono rapidi e relativamente semplici, ma la Multiple-gated acquisition (MUGA) radionuclide imaging (scansione [scintigrafia] con acquisizione a gate multipli) offre immagini migliori ed è più diffusamente impiegata.

Negli studi di primo passaggio, sono visualizzati da 8 a 10 cicli cardiaci mentre il marker si mescola con il sangue e passa attraverso la circolazione sistemica. Gli studi di primo passaggio sono l'ideale per valutare la funzione del ventricolo destro e gli shunt intracardiaci.

Nella Multiple-gated acquisition (MUGA) radionuclide imaging (scansione [scintigrafia] con acquisizione a gate multipli), l'immagine è sincronizzata con l'onda R dell'ECG. Si acquisiscono immagini multiple di brevi porzioni sequenziali di ciascun ciclo cardiaco per 5-10 min. L'analisi informatica produce una configurazione media del contenuto ematico per ciascuna porzione del ciclo cardiaco e sintetizza le configurazioni in una curva cinematica continua simile a un cuore in movimento. La MUGA è stata utilizzata per la valutazione funzionale ventricolare sinistra e destra in pazienti con coronaropatia e/o infarto del miocardio, malattie valvolari cardiache e in cardio-oncologia. La MUGA è stata in gran parte soppiantata dall'ecocardiografia, dalla RM cardiaca e da altre modalità di imaging, con poche indicazioni tranne quando altri esami di imaging sono controindicati o non disponibili (1, 2).