M. Dimonte, P. Barone, S. Perrone, I. Scarnera, M. Stefanelli
Tricase (Le)
Nata per l'addestramento di astronauti, piloti e militari in genere e la realizzazione di prototipi industriali, ampiamente utilizzata nell'industria dell'intrattenimento, la realtà virtuale ha oggi grosse implicazioni anche in Medicina, per scopi sia didattici che clinici (1).
In particolare la simulazione al computer del tipico campo di vista a forma conica dell'endoscopia a fibre ottiche, utilizzando immagini TC acquisite con apparecchi spirale-multistrato (TCMD), rappresenta una delle più recenti novità di imaging diagnostico (2, 3).
Scopo del presente lavoro è valutare fattibilità e accuratezza diagnostica della broncoscopia virtuale (BV) con TCMD nella realtà operativa del nostro Ospedale.
Pazienti e metodi
Nel periodo compreso tra il 1.6.2003 e il 31.12.2004 sono stati studiati 24 pazienti consecutivi (22 maschi; 2 femmine; età compresa tra 44 e 80 anni; età media: 69,3 anni) ricoverati presso l'U.O. di Pneumologia dell'A.O. Cardinale G. Panico di Tricase per sospetta neoplasia broncogena.
Gli esami TC sono stati eseguiti con un sistema a 4 corone di detettori, a matrice fissa (Philips MX 8000) adottando il protocollo generalmente impiegato per la ricerca di alterazioni bronchiali, neoplasie centrali e patologie toraciche responsabili di emottisi (4).
In particolare sono stati adottati i seguenti parametri: tempo di rotazione= 0,75-1"; collimazione= 2-3 mm; pitch= 0,875-2; intervallo di ricostruzione= 1-1,5 mm; mdc= 100-120 ml; 250 mg per ml; 2-3 ml/sec; ritardo 20-30 sec; FOV= 30-50 cm; matrice= 512; dati di esposizione: 120-140 Kv; 200-250 mAs.
L'esame è stato quindi elaborato e interpretato alla stazione di lavoro (MxView, Marconi Medical System-Philips), collegata in linea con il sistema TC, dotata del software Voyager.
Il valore di tresholding di default (-500 UH) non è stato mai modificato.
Le immagini 3D surface-rendered e MPR coronali del torace, mostrate in due box laterali al display principale, sono servite come guida indispensabile alla navigazione endobronchiale, per la quale le immagini sono state disposte in modo da simulare l'esame ottico, guardando cioè nel lume del tubo tracheale come stando dietro alla testa del paziente disteso in decubito supino, e utilizzando quindi la modalità manuale (ad ogni click del mouse corrisponde un avanzamento mirato in una precisa direzione di 2 o 3 mm).
La figura 1 schematizza la progressione sia dello strumento ottico che dell'obiettivo virtuale nelle vie aeree: 1. tracheaà carena à emisistema destro 2. bronco destro 3. bronco lobare superiore à segmenti apicale, posteriore, anteriore 4. bronco intermedio 5. bronco medio à segmenti mediale, laterale 6. bronco lobare inferiore 7. piramide basale 8. emisitema sinistroà bronco sinistro 9. bronco lobare superiore 10. segmento apicale 11. segmento anteriore 12. segmento lingulare 13. bronco lobare inferiore 14-15. piramide basale
Figura 1. Schema dell'albero bronchiale secondo la visione endoscopica.
La numerazione rappresenta la regolare successione dei tratti esplorati.
Gli esami, condotti separatamente da due operatori in cieco tra loro e all'oscuro della FB, hanno richiesto in media 20 minuti.
Le alterazioni osservate sono state descritte qualitativamente, utilizzando la stessa terminologia broncologica: a) stenosi: concentrica; eccentrica; ogivale; b) formazione polipoide; lesione protrudente che determina una stenosi del lume inferiore al 50% c) massa vegetante: lesione che determina una stenosi del lume superiore al 50%; d) occlusione completa.
La valutazione dell'accuratezza diagnostica della metodica, confrontata con la FBO, ha seguito i criteri riportati nella Tabella I.
Tab. I: Matrice decisionale
Risultati
La visualizzazione del lume della trachea, dei bronchi principali, dei bronchi lobari e in genere anche segmentari è stata giudicata buona da entrambi gli operatori, non disturbata dai tipici artefatti "a scalino" che simulano per la loro regolare successione gli anelli cartilaginei, e che sembrano invece riferibili alle ritmiche pulsazioni cardio-aortiche trasmesse al tubo tracheobronchiale.
La concordanza intra e interosservatore a riguardo della localizzazione e dell'aspetto macroscopico delle lesioni endobronchiali è stata anch'essa ritenuta abbastanza soddisfacente.
In diversi casi sono stati registrati grossolani artefatti rappresentati da ampie e irregolari soluzioni di continuo della parete tracheobronchiale, verosimilmente determinati dall'inidoneo valore di tresholding prefissato dal software che ha così inficiato la ricostruzione dell'interfaccia aria-mucosa bronchiale in quella precisa sezione toracica.
Per lo stesso motivo non è stato possibile valutare in altri casi molti bronchi segmentari e continuare la navigazione nei bronchi subsegmentari.
Molte difficoltà sono state inoltre riscontrate nella quantificazione delle stenosi, risultando la misurazione del calibro bronchiale residuo molto più agevole sulle immagini assiali e multiplanari, che inoltre offrono una invidiabile panoramica del coinvolgimento parietale e parenchimale da parte della neoplasia.
La Tabella II riassume i reperti descritti alla FBO e alla BV con la relativa diagnosi cito-istologica.
Tab. II: Casistica: reperti BV, FBO e diagnosi cito-istologica
LEGENDA
LS= lobo superiore; LM= lobo medio; LI= lobo inferiore; br. INT= bronco intermedio; PB= piramide basale
ST= stenosi; MV= massa vegetante; lesione che restringe oltre il 50% del lume; OC= ostruzione bronchiale completa
" = reperti BV e FB sostanzialmente sovrapponibili
NSCLC= non-small cell lung carcinoma (carcinoma polmonare non a piccole cellule); M= microcitoma (small cell lung carcinoma)
Solo due dei 24 pazienti sono pertanto risultati affetti da patologia benigna (emottisi sostenuta da processo tubercolare e ascessuale rispettivamente), e in entrambi i casi la BV è stata considerata negativa.
I restanti 22 pazienti sono risultati invece affetti da carcinoma bronchiolo-alveolare (n= 5), epidermoidale (n= 13) e microcitoma (n= 4).
Broncoscopia ottica e virtuale sono risultate sostanzialmente concordanti in 17 di questi pazienti, non venendo descritte nei restanti 5 casi con la BV un certo numero di alterazioni a carico di bronchi sia lobari che segmentari, ben documentate invece con la FB.
Impronte estrinseche e imbottimenti speronali non sono stati mai chiaramente riconosciuti con la BV, se non retrospettivamente.
In definitiva si è potuto rilevare sempre, ed esattamente localizzare, le lesioni steno-occlusive di una certa entità, per altro già in parte apprezzate all'esame TC standard o comunque supposte in quanto responsabili di quadri di atelectasia lobare o sublobare o di polmonite ostruttiva.
In merito quindi alle grosse stenosi bronchiali, sensibilità, specificità e accuratezza globale della BV, in rapporto alla FB, sono risultate pari a 90 %, 100 % e 90% rispettivamente.
La mancanza nella presente casistica di reperti di piccole lesioni polipoidi e di lesioni piatte, risultando i pazienti affetti da forme neoplastiche già in fase molto avanzata, uniformandosi pertanto a quanto già ampiamente riportato in letteratura (stadio III e IV nell'85% circa dei pazienti: atelectasia; polmonite ostruttiva; invasione strutture mediastiniche; linfoadenopatie peribronchiali ilari, mediastiniche, sovraclaveari; metastasi epatiche: si è quindi trattato anche nel nostro caso di pazienti generalmente inoperabili, da sottoporre a chemioterapia neoadiuvante) non ci ha consentito di formulare alcun giudizio sulle potenzialità della BV nello screening dei tumori broncogeni (5).
Discussione
Com'è noto i sistemi TCMD, caratterizzati dalla rapidissima rotazione del tubo radiogeno sincrona con lo scorrimento del lettino porta-paziente nel gantry, consentono di acquisire nel corso di una singola apnea volumi corporei molto estesi.
Tale rapidità di esecuzione minimizza gli artefatti da movimenti volontari e involontari e permette di ricostruire immagini multi-planari, tridimensionali e virtuali di eccellente qualità (6-9).
Immobilità del paziente, spessore di strato, intervallo di ricostruzione, valore di tresholding condizionano pesantemente la qualità iconografica degli studi di endoscopia virtuale (Fig. 2).
Figura 2. Artefatto rappresentato da una grossolana soluzione di continuo della porzione destra della parete posteriore della trachea (paziente affetto da neoplasia polmonare, gravemente dispnoico, scarsamente collaborante).
Da qui l'importanza della correttezza del protocollo tecnico da adottare.
Sebbene il software permetta anche di eseguire il nodal highlighting insieme al semitrasparent color-coded volume rendering, promettendo di accelerare e rendere più precise le biopsie linfonodali per via endoscopica, i grossi limiti della metodica (staticità delle immagini, che impedisce di distinguere le compressioni vascolari dalla malacia parietale; monocromaticità; mancato riconoscimento di lesioni sottomucose e piatte) non suggeriscono sia ancora arrivato il momento di impiegare la metodica nello screening oncologico (10-16).
A parte i moltissimi case report (fistole tracheoesofagee; tracheomalacia; malformazioni cardio-respiratorie; ustioni; complicanze post-tracheostomiche; corpi estranei; trapianto di polmone; stadiazione di carcinomi esofagei, ecc.), la letteratura risulta ancora deficitaria di grosse casistiche incentrate sulla patologia bronchiale maligna, di cui quelle a nostro avviso più rilevanti sono riportate nella Tabella III.
Tab. III: Tumori broncogeni: accuratezza diagnostica della BV
In tal senso quindi questo lavoro potrebbe rappresentare un contributo di un certo interesse.
Tralasciando di considerare il ruolo dell'imaging nell'iter diagnostico dei tumori broncogeni, in merito alla questione se nei soggetti con sospetta neoplasia polmonare la TC del torace debba essere eseguita prima o dopo la FBO, visto che l'integrazione con la BV potrebbe evitare o viceversa favorire l'esame ottico convenzionale in una certo numero di casi, la tendenza nel nostro Centro è quella di sottoporre i pazienti a TC indifferentemente prima o dopo la FBO, a seconda delle momentanee situazioni logistico-operative (17).
Ritornando invece alla capacità diagnostica della BV, è bene sottolineare che, volendo innanzi tutto saggiare le potenzialità diagnostiche del software, poca attenzione è stata rivolta all'ottimizzazione del protocollo tecnico.
Ciò, come tra l'altro previsto, ha reso poco realistiche le immagini relative ai bronchi più sottili e quindi ridotta l'accuratezza diagnostica globale rispetto alla FBO.
Così come è possibile che il calibro bronchiale residuo e le dimensioni delle formazioni aggettanti siano state sovra o sottostimate non avendo variato il tresholding (18).
Pertanto, senza ombra di dubbio, a meno di affrontare il problema dal punto di vista prettamente informatico, cosa improponibile nella situazione lavorativa attuale, confermiamo lo scarso contributo della metodica nella caratterizzazione delle lesioni endobronchiali, non potendo in alcun modo competere con le capacità di valutazione dell'aspetto, del colore, della consistenza, del gemizio emorragico, della mobilità parietale e delle secrezioni della FBO.
Così come rimane indubbiamente prerogativa della FBO la graduazione della stenosi, momento sicuramente molto importante per la definizione del trattamento, grazie anche all'esecuzione di biopsie perilesionali.
Rimane da vedere se la possibilità della BV di by-passare uno stop invalicabile, e quindi ottenere qualche informazione sullo stato dei bronchi a valle dell'ostruzione, sia clinicamente significativa.
In definitiva, a nostro avviso, come integrazione delle irrinunciabili immagini assiali e multiplanari, la BV può comunque servire ad inquadrare meglio gli aspetti topografici e a dare quindi al radiologo una visione veramente, e finalmente, d'insieme della realtà anatomica indagata, oltre ovviamente a rendersi eventualmente disponibile nei casi in cui l'esame ottico convenzionale sia particolarmente rischioso e non indispensabile, riuscendo ad individuare o, viceversa, ad escludere grossolane problematiche bronco-ostruttive.
In vista dell'inevitabile diffusione di sistemi TC spirale dotati di un numero crescente di detettori e dell'avanzamento dei software grafici, capaci tra l'altro di eseguire auto-diagnosi, è probabile che anche le potenzialità dell'EV in generale andranno ridefinite.
Fermo restando tuttavia i problemi inerenti la standardizzazione dei protocolli, fortemente vincolati alle specifiche costruttive degli apparecchi, e dell'eventuale maggior carico radiante al paziente, che non ci sembra affatto giustificato a fronte di un valore diagnostico aggiuntivo minimale.
Figure 4-5
C.N. Massa vegetante biancastra completamente occludente il bronco lobare inferiore del polmone destro.
Aspetto ottico (in alto) e virtuale (al centro). In basso l'immagine 3D surface-rendered servita come guida per la navigazione.
Figure 6-7
L.V. Massa vegetante, sanguinante, occludente il bronco lobare superiore del polmone destro e parte del bronco intermedio
Figure 8-10
D.R. Carcinoma broncogeno ostruente il bronco intermedio e lobare inferiore del polmone destro. Imaging TC multiplanare, 3D surface e volume-rendered e virtuale. Confronto con il quadro broncoscopico ottico.
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