S. Cirillo, F. Caranci, M. Cirillo, A. Elefante
Cattedra di Neuroradiologia - Seconda Università degli Studi di Napoli
INTRODUZIONE
Per anni l'angiografia digitale per sottrazione (DSA) ha rappresentato il gold standard nello studio dei tronchi epiaortici. Negli ultimi tempi si è assistito ad una notevole evoluzione di metodiche alternative per lo studio vascolare, dotate di minore invasività per il paziente e per l'operatore, accanto ad una maggiore disponibilità, economicità e riproducibilità, come l'eco Doppler, l'angio-TC e l'angio-RM.
La tomografia computerizzata (TC) convenzionale di terza generazione, per l'impossibilità del gantry di compiere rotazioni consecutive, prevedeva il riposizionamento del paziente dopo ogni rotazione del tubo. Questo inevitabile ritardo, tradotto in un'elevata durata d'esame, alta incidenza di artefatti da movimento e da respiro, perdita della opacizzazione dei vasi durante l'acquisizione, non permetteva l'esecuzione di studi angiografici.
I primi studi angio-TC sono stati effettuati nei primi anni '90, poco dopo l'introduzione di apparecchi TC helical ad acquisizione dei dati simultanea alla traslazione del paziente, grazie a gantry ad anello rotante.
Nel 1998, poi, l'avvento di apparecchiature di TC helical multislice (4-slice) ha permesso di ottenere un notevole aumento della risoluzione spaziale e temporale mediante la simultanea acquisizione di quattro sezioni durante un'unica rotazione del gantry. Negli anni l'ulteriore riduzione del tempo di rotazione del gantry a 0,5 secondi ha consentito di aumentare di 8 volte la velocità di acquisizione di un esame rispetto ad un'apparecchiatura TC helical single-slice e quindi una minore incidenza di artefatti da movimento del paziente ed un'aumentata possibilità di effettuare studi angiografici.
Tutto ciò ha spinto verso lo sviluppo di sistemi sempre più performanti con 16, 32 e 64 slice, permettendo così di ottenere non solo scansioni isotropiche di grandi volumi (arco aortico - circolo intracranico), ma anche la creazione di ricostruzioni multiplanari con elevata risoluzione spaziale.
Il minore tempo di acquisizione, il maggiore volume esplorabile e la possibilità di scansioni isotropiche sono i parametri necessari per ottimizzare lo studio angiografico con TC. Infatti per uno studio angio-TC è indispensabile un'acquisizione rapida, sincronizzata con il passaggio nell'albero vascolare di un bolo di mezzo di contrasto e con uno spessore di fetta = 2mm.
TECNICA DI STUDIO
Lo studio angio-TC dei tronchi epiaortici con TC multislice richiede necessariamente la somministrazione in bolo del mezzo di contrasto non ionico (370 mgI/ml) durante l'acquisizione. Per garantire ciò occorre un iniettore automatico e l'iniezione in una vena anticubitale mediante un'agocannula di 18-20 gauge con un flusso di 3-4 ml/sec. La dose dipenderà ovviamente dal tempo di ritardo, il tempo di scansione e dal flusso di iniezione, secondo la formula:
dose = (ritardo di scansione + durata dell'acquisizione) x velocità di iniezione
Dopo aver stabilito i parametri di iniezione del mezzo di contrasto, il passo successivo consiste nello stabilire il ritardo tra il momento dell'iniezione e l'inizio della scansione, così da consentire un'acquisizione in fase arteriosa pura, senza l'opacizzazione dell'albero venoso. A tale scopo, nella maggior parte dei protocolli si ricorre al "bolus tracking". Dopo aver selezionato su una slice una ROI in corrispondenza della carotide comune controlaterale alla stenosi, si sceglie il valore soglia di attenuazione (generalmente 100-120 HU). Contemporaneamente alla perfusione di mdc, il software della consolle TC con una scansione dinamica a bassa dose misura i valori HU nella ROI ed al raggiungimento della soglia stabilita automaticamente avvia la scansione spirale.
Quando non disponibile la metodica del bolus tracking, si ricorre al "bolus test" per un corretto timing del ritardo. Il bolus test prevede l'iniezione in bolo di una dose di 20 ml di mdc seguita dopo 10 secondi da un scansione "dinamica" (1 scansione ogni 2 secondi) di una singola slice in corrispondenza della V vertebra cervicale e protratta fino al riscontro dell'iperintensità del mdc nella carotide. Si determina così il tempo di arrivo del contrasto nel distretto da studiare e quindi si può stabilire per il singolo paziente il ritardo di acquisizione.
Le TC multislice consentono di scegliere FOV più ampi delle single-slice, tanto da includere dal tratto distale della carotide comune (ove possibile dall'arco aortico) fino ai principali rami di divisione intracranico ed ottenere una alta opacizzazione arteriosa ed un basso contenuto di mezzo di contrasto nel distretto venoso.
Per ottenere ricostruzioni 2D e 3D con elevata qualità diagnostica bisogna acquisire immagini con elevata risoluzione spaziale (near-isotropic imaging), senza un notevole incremento del rumore e quindi la collimazione non dovrebbe essere maggiore di 1,5mm. In letteratura i protocolli riportati prevedono una collimazione di 2-3mm per le TC singleslice, 1-1.5mm per le 4-slice e 0.75-1 per le apparecchiature 16-slice; una velocità di rotazione del gantry di 0.4-0.7 sec ed un pitch di 1-1.5 per ottimizzare la risoluzione spaziale lungo l'asse z.
I dati "grezzi" vengono poi riformattati in slice con un tickness maggiore del 25-30% rispetto allo spessore della collimazione ed un intervallo pari al 50% dello slice-tickness stesso, così da consentire un overlapping e quindi una maggiore qualità delle ricostruzioni.
Già l'analisi delle immagini assiali (2D) fornisce informazioni significative, in molti casi, tuttavia, le ricostruzioni (2D e 3D) forniscono informazioni aggiuntive indispensabili dal punto di vista diagnostico e prognostico. La più semplice e più utilizzata è la ricostruzione multiplanare (Multi-Planar-Reconstruction - MPR), tecnica che permette di visualizzare i vasi di interesse in ogni piano dello spazio in sezioni dallo spessore variabile.
Un'altra tecnica di ricostruzione è la Maximum Intensity Projection (MIP), utilizzata di routine nell'imaging vascolare. Le immagini che si ottengono sono il risultato dell'elaborazione dei voxel che mostrano l'intensità di segnale maggiore nei dati di base acquisiti, per tale motivo questa tecnica determina una notevole perdita di informazioni di "profondità", mentre sono conservate quelle di "attenuazione". Pertanto la MIP è utile per una rapida visualizzazione di discontinuità vascolari, ma non consente una descrizione accurata delle stenosi da placche calcifiche, soprattutto se la calcificazione vascolare è circonferenziale.
Altra utile metodica è la Shaded Surface Display (SSD), nella quale si seleziona un valore soglia (in UH), dopodichè il computer elabora tutti i dati che soddisfano le condizioni, mostrando una superficie 3D costituita dal primo strato di voxel compresi nel valore soglia selezionato. Differentemente dalla MIP, nella SSD sono conservate le informazioni di "profondità" ma non quelle di "attenuazione".
Questo metodo fornisce una buona rappresentazione 3D dei vasi cerebrali e delle strutture circostanti. La tecnica SSD, tuttavia, è limitata dal fatto che l'interfaccia tra strutture con valori di attenuazione simili sono spesso indistinguibili; pertanto può essere difficile distinguere tra il contrasto intraluminale e le calcificazioni vascolari, avendo una falsa immagine di dilatazione vasale anche in casi di stenosi severa. Inoltre poiché il calibro vasale dipende dal valore soglia scelto, una stenosi di medio grado può essere interpretata erroneamente come un'occlusione.
Entrambe le metodiche, MIP ed SSD, quindi non elaborano molti dei dati acquisiti durante l'esame. Con la SSD non vengono elaborati tutti i dati al di sotto del valore soglia selezionato, mentre la MIP non considera nessun dato oltre il valore di massima attenuazione presente in ciascuna linea.
L'altra modalità di rappresentazione 3D disponibile è il Volume Rendering (VR) che, invece, include tutti i dati dei voxel del volume esaminato e pertanto si è imposta come tecnica di ricostruzione ottimale per gli esami angio-TC dei tronchi epiaortici.
Con tale tecnica ad ogni gruppo di voxel selezionato con una definita soglia di attenuazione si assegna un colore ed una opacità per permettere una minore o maggiore trasparenza e la contemporanea rappresentazione di tessuti a densità differenti.
Poiché tutte le metodiche di ricostruzione 3D sono soggette, in diversi gradi, a perdita di informazioni, nessuna di esse può sostituire completamente la valutazione delle immagini iniziali, ma solamente integrare le scansioni assiali e fornire informazioni aggiuntive utili.
DISCUSSIONE
Le principali indicazioni dello studio angio-TC dei tronchi epiaortici sono rappresentate dalla patologia aterosclerotica e dalle lesioni traumatiche.
» ATEROSCLEROSI
Le lesioni ateromasiche parietali delle carotidi sono la causa più frequente di stroke mediante fenomeni embolici, occlusivi o da ipoperfusione. La sede più frequente di placche aterosclerotiche è a livello della biforcazione carotidea perché a tale livello la parete è esposta ad elevato "stress" per alterazioni di flusso da laminare a turbolento.
Poiché è stata stabilita una relazione tra estensione della stenosi carotidea e rischio di ictus, sono stati eseguiti numerosi studi per determinare la gestione ottimale dei pazienti con lesioni aterosclerotiche delle carotidi. Il North American Symptomatic Carotid Endarterectomy Trial (NASCET) e lo European Carotid Surgery Trial (ECST) riportano che nei pazienti sintomatici con stenosi carotidea grave (70-99%), più che nei soggetti con stenosi modesta (50-69%), l'endoarterectomia carotidea riduce maggiormente i rischi di evento vascolare ischemico rispetto alla sola terapia medica. Ulteriori studi hanno inoltre mostrato che anche pazienti asintomatici, con stenosi >60%, hanno una riduzione del rischio di infarto se sottoposti ad endoarterectomia.
Appare dunque chiaro che la gestione ottimale dei pazienti con patologia aterosclerotica carotidea richiede anzitutto un'accurata determinazione del grado di stenosi.
Molti autori hanno confrontato l'efficacia dell'angio-TC con altre metodiche nella determinazione delle placche carotidee e nella valutazione del grado di stenosi.
In generale la concordanza dei reperti TC ed angiografici per la stenosi carotidea varia dall'82% al 95%.
La sensibilità e la specificità dell'angio-TC nella evidenziazione delle stenosi gravi, confrontata con la DSA, varia dal 80 al 97% e dal 93 al 100% rispettivamente.
L'angio-TC è molto sensibile nel determinare le stenosi di grado lieve (=30%) e quelle gravi/occlusive (>70%), mentre è meno accurata nei pazienti con stenosi di grado moderato comprese tra il 50 ed il 69%.
Hirai et al. hanno inoltre sottolineato come la morfologia ellittica del lume residuo, quando il rapporto tra asse maggiore ed asse perpendicolare è =2, possa alterare le misurazioni della stenosi con DSA, piuttosto che in TC dove le ricostruzioni MPR e 3D ne consentono invece una corretta analisi.
La variabilità dei dati riportati in letteratura è in gran parte dovuta ai differenti parametri di acquisizione, al tomografo utilizzato (single/multi-slice) ed alle metodiche di ricostruzioni impiegate per la misurazione del lume vasale.
Molti autori concordano nella bassa sensibilità e specificità delle ricostruzioni 3D SSD (la cui rappresentazione dipende esclusivamente dal valore soglia scelto dall'operatore) e nella maggiore accuratezza della tecnica VR, specie per le placche con alto contenuto calcico e di grado grave.
Per le placche di minore entità ed a prevalente componente fibrolipidica, anche le ricostruzioni MIP 2D e 3D hanno una elevata sensibilità e specificità nel valutare le stenosi.
Numerosi lavori hanno osservato che solamente una piccola quota di pazienti con stroke è affetta da stenosi severa (>70%) e che molti soggetti affetti da stenosi severa carotidea sono asintomatici. Ciò suggerisce che il grado di stenosi non è l'unica variabile che determina il rischio di stroke per un paziente. È ormai accertato, infatti, che la frequenza di episodi cerebrali ischemici sintomatici sono correlati non solo al grado di stenosi carotidea determinato dalla placca ateromatosa, ma anche alle caratteristiche isto-patologiche della placca stessa.
Studi istologici su sezioni di endoarterectomie carotidee hanno evidenziato una relazione tra placche "instabili" (alto contenuto lipidico, emorragie intramurali, bassi livelli di collagene, ulcerazioni) e sintomi ischemici.
Indubbiamente lo studio con DSA non consente una valutazione accurata della placca, poiché non fornisce informazioni sulle calcificazioni parietali e sulla morfologia della placca stessa.
L'ecografia con Doppler, invece, permette una buona analisi delle lesioni con alto contenuto lipidico-fibroso che appaiono ipoecogene, eterogenee ed a margini irregolari, ma la presenza di calcificazioni in corrispondenza della stenosi può mascherare la componente fibrosa sottostante e non consentire una diagnosi corretta.
Numerosi studi hanno valutato la sensibilità e la specificità dell'angio-TC circa la caratterizzazione della placca, mediante la correlazione istopatologica. Si è osservato così che placche con componenti a densità adiposa sono ricche di lipidi necrotici, ad alto rischio di emorragie intra-lesionali e quindi altamente instabili. Viceversa una densità di placca simile ai tessuti molli è indice di una costituzione fibrosa omogenea e dunque maggiormente stabile.
L'ulcerazione della placca va attentamente ricercata sulle scansioni assiali e nelle ricostruzioni perché rappresenta un locus di aggregazione piastrinica e di deposito di fibrina, potenziali emboli cerebrali. In letteratura è riportata una sensibilità dell'angio-TC nel rilievo dell'ulcerazione variabile dal 46 al 74%, ma in ogni caso superiore alla DSA. In realtà l'identificazione del "cap" fibroso o dell'ulcerazione può essere celata dall'effetto di volume parziale, per tale motivo è indispensabile acquisire l'esame con una ridotta collimazione e riformattare i dati con overlapping, cercando di non ridurre la risoluzione sull'asse z.
Attualmente gli studi angio-RM, mediante l'impiego di bobine di superficie phased-array, l'utilizzo di mezzi di contrasto superparamagnetici e sequenze ultra-rapide stanno permettendo di ottenere immagini delle biforcazioni carotidee con elevata risoluzione spaziale e che consentono di riconoscere aree infiammatorie e/o degenerazioni emorragiche nel contesto delle placche.
L'angio-TC è utile anche nella valutazione degli stent carotidei. In questi casi, infatti, la valutazione con angio-RM può essere resa difficoltosa da artefatti di suscettibilità magnetica, mentre in TC è possibile una buona discriminazione stent/lume vasale senza molti artefatti oscuranti.
» TRAUMI
I traumi chiusi o penetranti del collo sono gravati da un'elevata morbilità e mortalità.
Molto frequentemente lesioni vascolari cervicali si riscontrano dopo un trauma penetrante ed approssimativamente circa il 25% dei traumi penetranti determinano una lesione vascolare. Nell'80% dei casi sono coinvolte le carotidi, mentre nel 43% dei casi le Arterie vertebrali.
Le lesioni chiuse del collo, sebbene meno comuni, possono causare anch'esse, con una minore incidenza, danni vascolari (più frequentemente a carico delle Arterie vertebrali).
Nei pazienti traumatizzati, quindi, l'imaging accurato dei vasi carotidei e vertebrali è di cruciale importanza per un corretto management chirurgico.
Lo studio dei pazienti con sospetta lesione vascolare epiaortica post-traumatica generalmente è effettuato con DSA, tuttavia l'invasività della metodica e l'elevato numero di esami negativi hanno spinto verso tecniche "alternative" quali l'angio-TC e l'angio-RM. L'impiego dell'eco-colorDoppler è infatti limitato dalla presenza frequente di enfisema sottocutaneo e di ematomi, nonché per l'operatore dipendenza.
Lo studio angio-RM è molto sensibile per le lesioni vascolari post-traumatiche, specie per le dissezioni post-traumatiche, ma è limitato dalla mancata valutazione delle associate lesioni ossee. Inoltre, molto spesso, in reparti di pronto intervento, dove vengono ricoverati tali pazienti, non è disponibile un'apparecchiatura di RM.
Viceversa la sempre maggiore diffusione di TC-helical multislice, con l'alta risoluzione spaziale delle acquisizioni assiali e delle ricostruzioni MPR, ha consentito a tale metodica di essere impiegata nell'approccio ai pazienti con sospette lesioni vascolari post-traumatiche. Inoltre con un unico esame è possibile valutare la colonna vertebrale, il canale spinale, le vie aeree, l'estensione di eventuali ematomi dei tessuti molli del collo.
Molti autori hanno paragonato lo studio angio-TC con la DSA per lo studio della patologia vascolare traumatica del collo e la maggior parte concorda nell'elevata sensibilità (=90%) e specificità (=98%) della metodica.
I differenti tipi di trauma possono determinare differenti lesioni vascolari: l'occlusione parziale o completa, la formazione di un pseudoaneurisma, un flap intimale, una dissezione o una fistola artero-venosa.
L'occlusione parziale o completa rappresenta la lesione carotidea più frequente (circa nel 35% dei casi) nei traumi chiusi o penetranti del collo ed è apprezzabile all'angio-TC come una riduzione od un mancato enhancement nella porzione di lume coinvolto.
La formazione di uno pseudoaneurisma si riscontra in un terzo dei traumi che coinvolgono la carotide interna. È dovuta alla rottura parziale o completa della parete vasale con conseguente emorragia contenuta dall'avventizia o dai tessuti perivasali. Il riscontro all'angio-TC è un tipico accumulo di mdc contiguo ed eccentrico al lume vasale.
Il flap dell'intima invece appare come un focale difetto di riempimento del vaso e rappresenta una lesione parziale a carico della parete vasale.
La dissezione post-traumatica può rilevarsi in seguito a traumi chiusi quali l'iperflessione o l'iperestensione del capo. L'esame angio-TC mostra un aumento del calibro vasale secondario all'ematoma intramurale.
Più frequentemente le dissezioni carotidee non sono secondarie a trauma, colpiscono soprattutto soggetti giovani e sono la causa degli eventi ischemici acuti fin nel 20% dei pazienti di età inferiore ai 40 anni.
Indubbiamente per questo tipo di patologia la DSA rappresenta ancora oggi il gold standard, anche se l'angio-RM con o senza Gd-DTPA è molto sensibile nell'evidenziare il "doppio lume" nei vasi colpiti.
L'angio-TC nella valutazione delle dissezioni è in grado di dimostrare il restringimento eccentrico del lume, l'occlusione, l'ispessimento murale, la formazione di pseudoaneurismi ed il sottile enhancement anulare.
Leclerc ed al hanno valutato la sensibilità della angio-TC nella diagnosi di dissezione.
Gli autori hanno notato che le dissezioni possono essere suddivise in due grandi gruppi: stenotiche ed occlusive.
Per le dissezioni stenotiche, in caso di lume stenotico eccentrico, la specificità dell'angio-TC riportata è pari al 98%. Nelle forme occlusive, invece, il rapporto tra diametro esterno a livello della dissezione ed il diametro esterno della Arteria carotide interna appena al di sopra del bulbo, rappresentava il criterio migliore per la diagnosi con una sensibilità ed una specificità pari al 100%.
CONCLUSIONI
L'avvento delle apparecchiature TC Helical - Multislice, ha permesso una notevole riduzione del tempo di acquisizione ed un più ampio volume esplorabile, senza però rinunciare ad un'elevata risoluzione spaziale delle immagini. La possibilità poi di ottenere ricostruzioni 2D e 3D di alta qualità indubbiamente ha fornito un indispensabile bagaglio di informazioni di grande utilità per un dettagliato studio angiografico.
Tutto ciò stà consentendo all'angio-TC dei tronchi epiaortici di essere considerata una valida ed accurata metodica con una sensibilità ed una specificità vicine alla DSA, ma con una minore invasività non solo per il paziente, ma anche per l'operatore.
BIBLIOGRAFIA
- Tomandl BF., Klotz E., Handschu R., Stemper B., Reinhardt F., Huk WF., Eberhardt KE., Fateh-Moghadam S.: Comprehensive Imaging of Ischemic Stroke with Multisection CT - Radiographics 23: 565-592, 2003
- Barry Oliver T., Lamie G., Wright AR., Wardlaw J., Patel SG., Peek R., Vaughan Ruckley C., Collie DA. :Atherosclerotic plaque at the Carotid Bifurcation: CT Angiographic Apparence with Histopathologic Correlation - AJNR 20: 897-901, 1999
- Toshinori Hirai, Korogi Y., Ono K., Murata Y., Takahashi M., Suginohara K., Uemura S. : Maximum Stenosis of Extracranial Internal Carotid Artery: Effect of Luminal Morphology on Stenosis Measurement by using CT Angiography and Conventional DSA - Radiology 221: 802-809, 2001
- Leclerc X., Gauvrit JY., Pruvo JP. : Usefulness of CT Angiography with Volume Rendering after Carotid Angioplasty and Stenting - AJR 174:820-822, 2000
- Leclerc X., Lucas C., Godefroy O.: Helical CT for the follow-up of Cervicla Internal Carotid Artery Dissecions - AJNR 19: 831-837, 1998
- Lell M., Wilderberger JE., Heuschmid M. :CT Angiography of the Carotid Artery: first results wuth a novel 16-slice spiral scanner - Rofo Fortschr Gab Rontgenstr Neuen Bildgeb Verfahr - 174(9): 1165-1169, 2002
- Hollingworth W., Nathens AB., Kanne JP.: The diagnostic accuracy of CT Angiography for traumatic and atherosclerotic lesions of the carotid and vertebral arteries: a systematic review - Eur J Radiol 48: 88-102, 2003
- Nunez DB., Torres-Leon M., Mùnera F. : Vascular Injuries of the Neck and Thoracic Inlet : Helical CT Angiographic Correlation - Radioographics 24 : 1087-1100, 2004
ICONOGRAFIA
