“Cardiac imaging”: la tecnologia in ambito cardiovascolare per migliorare la diagnostica
La diagnostica per immagini applicata alle patologie cardiovascolari rappresenta oggi una componente indispensabile per una corretta formulazione diagnostica in pazienti sintomatici e in alcuni casi un’interessante opportunità per valutare una condizione di patologia subclinica, come nel caso dell’aterosclerosi subclinica, valutabile ad esempio mediante ecocolor Doppler dei tronchi sovraaortici, in un contesto di prevenzione cardiovascolare primaria.
Data di pubblicazione: 14 giugno 2019
La presente trattazione è per sua natura limitata, ma si cercherà di offrire una panoramica sulle tecnologie attualmente disponibili e sulle possibili applicazioni future.
Oltre alla classica radiografia del torace in diverse proiezioni, che da molto tempo permette di apprezzare sia pur grossolane modificazioni della silhouette cardiaca, le tecnologie per la diagnostica per immagini più comunemente utilizzate oggi comprendono l’ecocardiografia, la tomografia computerizzata (TC) e la risonanza magnetica nucleare (RM).
Ecocardiografia
L’ecografia cardiaca o ecocardiografia si basa sull’emissione di ultrasuoni nell’intervallo di frequenza fra 2 e 10 MHz, con la comparsa di onde di pressione espresse in frequenza. In ambito cardiovascolare essa ha numerose applicazioni, quali, oltre alla tecnica di base, l’ecocardiografia con mezzo di contrasto, usata per studiare la perfusione miocardica, e l’ecocardiografia transesofagea, effettuata inserendo in esofago una sonda dotata di un trasduttore ad ultrasuoni.
L’approccio ecocardiografìco transesofageo è stato sviluppato al fine di superare alcune delle difficoltà e limitazioni associate all’approccio transtoracico, oltre che per poter esaminare in più stretta contiguità strutture profonde quali l’atrio sinistro e l’arco aortico.
Le immagini vengono ottenute utilizzando un trasduttore montato all’apice di un endoscopio, dal quale viene rimosso il sistema visivo a fibre ottiche per sostituirlo con le connessioni del trasduttore stesso. L’approccio transesofageo può venire praticato sia ambulatoriamente in un laboratorio di ecocardiografia sia durante interventi cardiochirurgici o durante anestesia generale per monitorizzare la funzione ventricolare sinistra o altri parametri ritenuti significativi.
Le principali indicazioni, nel paziente ambulatoriale, comprendono il sospetto clinico di patologia cardiaca importante che non può essere valutata adeguatamente con il solo approccio ecografico transtoracico e una patologia cardiaca importante già diagnosticata, ma che necessita di informazioni aggiuntive o più dettagliate, rispetto alla sola ecografia transtoracica.
L’approccio transesofageo può fornire informazioni nella patologia a carico dell’atrio e del ventricolo sinistro oppure della valvola mitrale o aortica, nel sospetto di malfunzionamento o disfunzione di protesi mitralica o aortica, e nelle patologie dell’aorta toracica.
A livello sperimentale vanno anche ricordate le possibili applicazioni di visualizzazione della parte più prossimale delle arterie coronarie, specie del tronco comune della coronaria sinistra. Infine, l’ecografia intracardiaca rappresenta un’ulteriore applicazione della metodica, valutando direttamente all’interno del cuore la situazione anatomica. Per la formazione dell’immagine, essa impiega un trasduttore a ultrasuoni sulla punta di un catetere posto all’interno di una camera cardiaca.
Ulteriori applicazioni dell’ecocardiografia comprendono lo studio di soggetti in età prenatale e perinatale e l’ecocardiografia da sforzo, effettuata appunto monitorando in continuo il paziente durante e dopo uno sforzo o, se il paziente non è in grado di effettuare attività fisica, uno stress indotto da farmaci (dobutamina, dipiridamolo). L’ecografia Doppler permette inoltre lo studio delle arterie (o delle vene), valutando in modo dinamico il relativo flusso di sangue e contribuendo a evidenziare, come detto prima, anche lesioni vascolari subcliniche.
Come abbiamo visto, quindi, le tecniche ecocardiografiche oggi disponibili sono molteplici e sono in grado di fornire importanti informazioni sia statiche, che dinamiche.
TC cardiaca
La Tomografia Computerizzata Cardiaca (o Cardio TC o TC cardiaca) ha recentemente ricevuto importanti miglioramenti tecnologici, insieme a una riduzione della dose di radiazioni utilizzate. In condizioni ideali, si possono fare esami da 1-2 mSv (millisievert), equivalente alla dose annua assorbita da ciascuno attribuibile alla radiazione terrestre. La dose però non è costante per ciascun paziente: varia in base al quesito diagnostico per cui si fa l’esame e alla corporatura del paziente ed è strettamente dipendente dal ritmo e dalla frequenza cardiaca. La dose di radiazioni di una TC coronarica in un paziente di corporatura media con frequenza di circa 65 battiti per minuto e ritmo stabile è mediamente di circa 7 mSv.
Per tali motivi, la TC cardiaca è diventata uno strumento non invasivo molto utile per lo studio con immagini tridimensionali del cuore e delle coronarie, utilizzato in vari contesti clinici indicati in Tabella 1.
Tabella 1: Indicazioni all’utilizzo della TC cardiaca
- Sospetta malattia coronarica (in paziente con precedente test provocativo negativo o dubbio; test provocativi discordanti)
- Esclusione di malattia coronarica in pazienti nei quali non sia possibile effettuare test provocativo
- Esclusione di malattia coronarica in pazienti candidati a chirurgia valvolare mitralica
- Cardiopatia dilatativa di nuova insorgenza per esclusione della eziologia coronarica
- Controllo di stent coronarici
- Controllo di bypass aorto-coronarici
- Studio di anomalie coronariche di origine e decorso
- Studio dell’aorta toracica ed ascendente in pazienti con patologia aortica (dilatazione aneurismatica, dissezione, controllo pregressi interventi su aorta toracica)
- Pianificazione e screening preoperatorio per TAVI in pazienti con stenosi aortica (posizionamento endoprotesi valvolare aortica)
Uno degli usi principali della TC cardiaca è quello di escludere la presenza di malattia coronarica significativa ed evitare di eseguire inutilmente la coronarografia, un esame caratterizzato da una certa invasività. Se il sospetto clinico di malattia coronarica è alto, è opportuno eseguire direttamente la coronarografia, che può avere un doppio uso, diagnostico e terapeutico, con intervento di angioplastica ed eventuale posizionamento di stent.
La TC cardiaca è utile anche in prevenzione primaria, dato che permette di definire meglio il rischio cardiovascolare mediante il calcolo del Calcium-score coronarico (senza mezzo di contrasto), mentre con l’uso del contrasto offre la possibilità di visualizzare la presenza di malattia coronarica in uno stadio molto precoce, anche ben prima che possa divenire sintomatica, con un potere predittivo negativo del 100%.
Nella TC cardiaca l’acquisizione delle immagini avviene in maniera sincronizzata al tracciato elettrocardiografico. Questo permette di decidere di acquisire i dati utili alla visualizzazione delle coronarie nella fase del ciclo cardiaco più opportuna.
Scintigrafia cardiaca (imaging cardiaco con radionuclidi)
La (tomo)scintigrafia miocardica è un esame diagnostico non invasivo che consente di raccogliere informazioni sul funzionamento del cuore. L’esame prevede la somministrazione di un radiofarmaco (cioè una molecola marcata con un isotopo radioemittente) che si fissa a livello del muscolo cardiaco. Le immagini acquisite da una apparecchiatura gamma-camera danno informazioni sullo stato di perfusione del cuore e sui vari parametri relativi al suo funzionamento. La scintigrafia miocardica permette di valutare quindi possibili anomalie nella perfusione del miocardio sotto stress, in seguito a opportuni test di provocazione, e a riposo. La maggior area di utilizzo riguarda la cardiopatia ischemica (infarto del miocardio, angina pectoris) dove serve spesso per fornire indicazioni all’esecuzione di una coronarografia e se necessario di un’angioplastica coronarica. È utilizzata anche per altre indicazioni cardiologiche.
La scintigrafia miocardica da perfusione consente di riconoscere la presenza di una alterata distribuzione del flusso regionale in condizioni di stress o di vasodilatazione massimale. La sensibilità di questa metodica nei confronti della stenosi coronarica fissa è piuttosto alta.
Tra le limitazioni principali della metodica vi è l’impossibilità di ottenere informazioni di tipo quantitativo e il fatto che condizioni di riduzione omogenea della capacità di vasodilatazione coronarica non vengano rilevate, mancando valori normali di riferimento assoluti. Nel caso di presunta o accertata gravidanza, il medico valuta se per motivi clinici sia indispensabile procedere con l’esame e in tal caso fornisce alla paziente tutte le spiegazioni insieme alla stima della dose di radiazioni somministrata al feto. Se la paziente allatta, potrebbe essere necessaria una temporanea sospensione dell’allattamento. Il periodo di sospensione dipende dal tipo di radiofarmaco utilizzato.
Risonanza magnetica cardiaca
La Risonanza magnetica cardiaca (RM) rappresenta una delle più recenti e innovative metodiche diagnostiche in ambito cardiaco ed è utilizzabile in numerosi contesti clinici. La cardio-RM permette un’accurata valutazione del muscolo cardiaco. È in grado di definire con la massima precisione possibile la capacità globale del cuore, la contrattilità in tutti i suoi settori (cinesi regionale), incluso l’apice del ventricolo sinistro e il ventricolo destro. Attraverso la RM è possibile identificare la necrosi, la fibrosi e la sostituzione adiposa del muscolo cardiaco. Le indicazioni sono numerose, ma in particolare è utilizzata nella valutazione delle cardiomiopatie e in special modo nella cardiomiopatia ipertrofica e nella cardiomiopatia aritmogena del ventricolo destro. Inoltre è utile nella definizione dell’estensione del tessuto necrotico infartuato. Viene frequentemente utilizzata per diagnosticare la miocardite e risulta utile anche nel caso di patologie valvolari. Alcune caratteristiche rendono questo esame applicabile all’intero campo di diagnosi delle patologie cardiovascolari. Tra queste, vi sono la totale assenza di radiazioni, la maggior risoluzione spaziale, la valutazione della massa e funzione ventricolare, la capacità di valutare perfusione e vitalità del miocardio e la capacità di quantificare i flussi attraverso le valvole cardiache.
La RM è inoltre un importante strumento per individuare le cardiomiopatie di origine genetica e gli adattamenti che il cuore subisce in atleti di alto livello (il cosiddetto “cuore d’atleta”).
Le controindicazioni sono quelle usuali per i pazienti da sottoporre a risonanza magnetica: pacemakers, defibrillatori impiantabili, neurostimolatori e clips metalliche cerebrali o dispositivi oculari costituiscono controindicazioni assolute alla esecuzione di una RM. Lo stato di gravidanza non costituisce una controindicazione assoluta all’esecuzione di una RM. Tuttavia, gli effetti sul feto dei forti campi magnetici impiegati non sono ben conosciuti e un esame RM dovrebbe essere eseguito solo in casi di estrema necessità.
Conclusioni
Le tecniche di imaging cardiaco non invasivo hanno oggi raggiunto un buon livello di qualità e permettono uno studio accurate del cuore e dei vasi. Nel prossimo futuro, l’adozione di un approccio integrato all’imaging cardiaco (ecografia standard ed eco-stress e/o TC cardiaca, eco intracardiaca e TC, RM cardiaca) migliorerà ulteriormente le potenzialità di questa attività diagnostica.
L’autore
Prof. Paolo Magni
Ricercatore universitario confermato e professore aggregato di Patologia Clinica
Dipartimento di Endocrinologia, Fisiopatologia e Biologia Applicata, Università degli Studi di Milano
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