- Cenni di Fisiopatologia
- La Scintigrafia Scheletrica
- Cos'è?
- Come si fa?
- Che informazioni fornisce?
- Fa male?
- A cosa serve?
- I radiofarmaci impiegati
- Fattori che influenzano la concentrazione dei radiofarmaci
- Quadro scintigrafico normale
- Quadro scintigrafico patologico
- La Scintigrafia Scheletrica in Patologie Neoplastiche
- La Scintigrafia Scheletrica in Patologie non Neoplastiche
- Fratture Traumatiche
- Traumi Sportivi - Fratture da stress - Sindrome della cresta tibiale
- "Colonna lombare dolorosa"
- Malattia di Paget
- Necrosi avascolare
- Distrofia Simpatica Riflessa
- Artroprotesi
- Osteoartrite - Osteoartrosi - Artrite Reumatoide - Osteopatia Ipertrofica
- Malattie metaboliche dell'osso
-
Diagnosi scintigrafica dell'osteomielite
- Scintigrafia Trifasica con Difosfonati
- Scintigrafia con Gallio citrato
- Scintigrafia con leucociti o anticorpi marcati
Cenni di Fisiopatologia
L'osso è un sistema dinamico sensibile agli stimoli meccanici esterni soggetto a un costante rimodellamento interno, consistente in riassorbimento e formazione di nuovo tessuto.
Nella genesi e nel riassorbimento dell'osso sono implicati 3 tipi di cellule:
- osteoblasti, che producono la matrice organica;
- osteociti, che sintetizzano la matrice inorganica e la liberano all'esterno per esocitosi;
- osteoclasti, che attivano il riassorbimento osseo.
Si distinguono 2 tipi di ossificazione:
- endocondrale: consiste nella sostituzione di cartilagine con osso nei centri di ossificazione. E' il tipo di ossificazione che interessa le ossa degli arti, la colonna, le coste e la base cranica;
- intramembranosa: cellule mesenchimali differenziate in senso osteoblastico producono la matrice organica nella quale gli osteociti sintetizzano la matrice inorganica. E' il tipo di ossificazione che interessa la volta cranica, la mascella e la mandibola.
Il cristallo di idrossiapatite in formazione ha una enorme superficie per unità di massa, circa 200-300 m2/mg, ed è circondato da un ampio alone di idratazione. Quando i cristalli maturano e aumentano di numero l'acqua viene spiazzata e si riduce l'idratazione della massa di osso che li contiene. Gli ioni nello spazio intercellulare possono entrare nell'alone di idratazione e scambiarsi con lo strato di calcio idrato, ioni fosfato e idrossido che si trova sulla superficie del cristallo. La perdita dell'idratazione dei cristalli maturi li rende meno accessibili allo scambio ionico. Circa il 99% del minerale nell'osso compatto si trova nello stato maturo disidratato e quindi poco disponibile per gli scambi con il radiofarmaco iniettato, ad eccezione delle superfici di osso reattivo, risultanti dal processo di riassorbimento osteoclastico.
| SCINTIGRAFIA SCHELETRICA |
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- E' una delle metodiche di imaging medico nucleare più comunemente utilizzate. Essa sfrutta la caratteristica di alcuni radiofarmaci di concentrarsi nell'osso in modo proporzionale alla vascolarizzazione e alla attività osteoblastica. Permette, quindi, di valutare il grado di attività metabolica dello scheletro e di riconoscere qualsiasi lesione che provochi un'alterazione distrettuale del turnover metabolico dell'osso.
- Ha il pregio di permettere l'esplorazione contemporanea di tutti i distretti scheletrici, in breve tempo, con bassa irradiazione e con elevata sensibilità diagnostica.
- Altri vantaggi non trascurabili sono la semplicità di esecuzione, la non invasività e il basso costo.
Come si fa?
- Il radiofarmaco, comunemente un difosfonato marcato con 99mTc (700-800 MBq), viene somministrato al paziente e.v.; non è necessario il digiuno.
- Il paziente viene quindi idratato per os o e.v. ed è istruito ad urinare frequentemente, al fine di ridurre il tempo di permanenza del radiofarmaco in vescica.
- Per ottenere la massima qualità delle immagini è essenziale acquisirle non prima di 2-3 ore dalla somministrazione del radiofarmaco perchè in tal modo si permette la massima concentrazione dello medesimo nell'osso e la contemporanea riduzione, a livelli ottimali, della radioattività in circolo e nei tessuti molli ("fondo").
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Sono possibili diverse tecniche di acquisizione:
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Scintigrafia totale corporea ("total body")
La più comune. Consiste nell'acquisizione delle immagini dell'intero apparato scheletrico per mezzo di una scansione del paziente nelle proiezioni anteriore e posteriore dopo 2-3 ore dall'iniezione, eventualmente seguita dall'acquisizione di immagini in dettaglio nelle proiezioni opportune. -
Scintigrafia distrettuale
Consiste nell'acquisizione di immagini planari, in più proiezioni, relative ad un solo distretto scheletrico. -
Tomoscintigrafia (SPET)
Consiste nell'acquisizione di immagini tomografiche relative ad uno o più distretti scheletrici, mediante l'impiego di una gamma camera tomografica. Tale metodica, pur non migliorando la risoluzione spaziale, aumenta il contrasto delle immagini, facilitando il riconoscimento e la localizzazione di eventuali lesioni, specie se interessanti la colonna vertebrale o le grosse articolazioni (spalla, anca, ginocchio). -
Scintigrafia trifasica
Impiegata in casi selezionati, ad esempio ove si sospetti una patologia flogistica, comprende:- Prima fase (perfusoria): contemporaneamente alla somministrazione del radiofarmaco viene acquisita una serie di immagini sequenziali, per evidenziare il primo transito del radiofarmaco nel distretto esplorato.
- Seconda fase (all'equilibrio ematico): 3-5 minuti dopo l'iniezione viene acquisita l'immagine relativa alla distribuzione del radiofarmaco omogeneamente distribuito nella circolazione sanguigna e negli spazi extracellulari.
- Terza fase (tardiva): 2-3 ore dopo l'iniezione si acquisisce l'abituale scintigrafia corporea totale o distrettuale.
Che informazioni fornisce?- L'indagine fornisce la mappa della distribuzione del radiofarmaco nello scheletro evidenziando il grado di attività osteoblastica dei vari distretti scheletrici, per mezzo di variazioni cromatiche proporzionali alla radioattività regionale.
- Presenta elevata sensibilità diagnostica essendo in grado di riconoscere alterazioni del metabolismo osseo distrettuale in fase pre-radiologica. Infatti, perchè una lesione ossea possa essere evidenziata con un esame radiologico tradizionale, è necessaria una riduzione del contenuto di calcio superiore al 35-40%, mentre perchè sia evidenziabile con un esame scintigrafico, è sufficiente una modesta variazione (ca. 2%).
- E` però evidente che la metodica è poco specifica, poichè qualunque patologia in grado di indurre un aumento dell'attività osteoblastica provoca un'iperconcentrazione del radiofarmaco.
Fa Male?
- L'indagine è priva di significativi effetti collaterali e risulta ben tollerata da pazienti di qualunque età.
- L'effettuazione prevede una semplice iniezione e.v.; il radiofarmaco comunemente utilizzato (MDP o altri difosfonati) nei molti anni di impiego clinico ha presentato solamente sporadici casi di reazioni allergiche, generalmente limitati a rash cutaneo prurito e febbre.
- La dose di irradiazione ricevuta dall'osso e dal midollo osseo è bassa.
- La dose di irradiazione ricevuta dai reni, dalle gonadi e dal corpo intero è bassa, mentre la dose alla vescica, sensibilmente più alta, si mantiene entro limiti ampiamente accettabili se il paziente viene opportunamente idratato ed istruito ad urinare frequentemente.
dosi di irradiazione assorbite da un paziente adulto
| Organo | mGy/MBq | mGy/750MBq |
|---|---|---|
| Scheletro | 0.00946 | 7.1 |
| Midollo osseo | 0.00757 | 5.7 |
| Rene | 0.00838 | 6.2 |
| Fegato | 0.00216 | 1.6 |
| Corpo intero | 0.00176 | 1.3 |
| Parete vescicale (minzione ogni 2 h) | 0.035 | 26.0 |
| Ovaie (minzione ogni 2 h) | 0.00459 | 3.4 |
| Testicoli (minzione ogni 2 h) | 0.00216 | 1.6 |
A cosa serve?
- Stadiazione di neoplasie maligne:
- screening dei pazienti con tumore primario che può dare metastasi scheletriche;
- valutazione della risposta alla terapia;
- localizzazione dei siti da biopsiare.
- Valutazione di neoplasie primitive dell'osso (es. sarcoma di Ewing, sarcoma osteogenico):
- valutazione dell'estensione della lesione scheletrica primaria;
- ricerca di metastasi in altri distretti scheletrici o in tessuti molli.
- Diagnosi di malattia infiammatoria scheletrica (es. osteomielite).
- Valutazione di dolore osseo di origine sconosciuta.
- Studio della perfusione e della vitalità ossea (es. trapianti ossei).
- Follow-up di intervento di artroprotesi.
- Ricerca di fratture occulte, non dimostrabili radiologicamente (es. fratture da stress, traumi sportivi).
- Valutazione di danno post-traumatico o ricerca di lesioni da maltrattamento infantile, come riscontro medico-legale-assicurativo.
Radiofarmaci Impiegati
La scintigrafia scheletrica viene utilizzata da più di 30 anni. Durante questo periodo è stata impiegata una gran varietà di radiofarmaci, come gli analoghi cationici del calcio (85Sr, 87mSr, 131Ba, 135mBa), terre rare (153Sm, 157Dy, 171Er) chelate con HEDTA, anione fluoro (18F) e fosfati e fosfonati legati a 99mTc.
Fosfati marcati con 99mTc
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Per lo studio dell'apparato scheletrico vengono utilizzati i Polifosfati marcati con 99mTc, che possono presentare o il legame inorganico (P-O-P) o il legame organico (P-C-P).
I primi ad essere utilizzati sono stati gli inorganici, come il pirofosfato, che sono oggi raramente impiegati per lo studio dello scheletro. Il pirofosfato, poichè presenta il maggior tropismo verso i tessuti necrotici, può venire impiegato nella diagnosi di infarto miocardico acuto. - Attualmente i difosfonati organici rappresentano i radiofarmaci più largamente utilizzati per lo studio scintigrafico dell'osso, in ragione della loro efficacia, economia, dosimetria e facile disponibilità.
- Metilene-difosfonato (MDP)
- Idrossi-etilene-difosfonato (HEDP)
- Idrossi-metilene-difosfonato (HMDP)
- Dicarbossi-propano-difosfonato (DPD)
- il legame P-C-P è più stabile e non suscettibile ad idrolisi enzimatica "in vivo" da parte della pirofosfatasi;
- l'elevata clearance renale grazie alla loro bassa affinità con le proteine plasmatiche;
- la mancanza di significativo legame con i globuli rossi.
Nel soggetto normale circa il 50% del difosfonato iniettato si lega allo scheletro e la restante parte viene eliminata per via urinaria nelle prime 5-6 ore.
Il miglior rapporto tra l'attività ossea e l'attività nei tessuti molli si ottiene circa 3 ore dopo l'iniezione. Tale tempo può risultare più lungo, in caso di ridotta funzione renale.
Il principale meccanismo di legame dei fosfati sull'osso è il chemioadsorbimento che avviene per mezzo di legami chimici nelle regioni di flessione e di dislocazione sulla superficie dei cristalli di idrossiapatite. Lo stagno e il 99mTc vengono idrolizzati e si legano all'osso o separatamente o assieme sotto forma di idrossido di stagno e diossido di tecnezio. Le grandi superfici di idrossiapatite idratata, presenti ad esempio nei centri di crescita o nelle lesioni ossee metabolicamente attive, permettono un maggiore chemioadsorbimento e quindi mostrano maggiore capacità di concentrare il radiofarmaco. Probabilmente il 99mTc-MDP si lega anche con la matrice organica, gli enzimi e i recettori enzimatici, ma l'entità di tale legame, e quindi la sua importanza, non sono ancora ben conosciute.
Fattori che determinano la fissazione ossea dei fosfonati:- Attività metabolica: il fattore più importante. La fissazione è proporzionale al grado di tournover osseo.
- Flusso ematico: indispensabile per la veicolazione del radiofarmaco. La captazione è ridotta nelle regioni ipoperfuse. In caso di aumento patologico del flusso sanguigno, la captazione aumenta ma non in misura proporzionale: ad esempio, un flusso aumentato di 3-4 volte il normale, provoca una captazione del 30-40% in più.
- Tono simpatico: agisce sul flusso capillare distrettuale. Se aumentato provoca chiusura del flusso capillare e ridotta captazione; se ridotto, come in caso di simpaticectomia, trombosi o emiplegia, provoca vasodilatazione, aumento locale del flusso sanguigno e conseguente aumento della captazione.
Quadro scintigrafico normale
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Quadri scintigrafici patologici
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| LA SCINTIGRAFIA SCHELETRICA IN PATOLOGIE NEOPLASTICHE |
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In caso di metastasi o di focolaio neoplastico non osteogenico, attorno alla neoplasia, che può contenere zone di necrosi, si sviluppa generalmente un aumentata attività osteoblastica reattiva che provoca l'iperconcentrazione del radiofarmaco. Raramente tale reazione può essere assente, come nel caso di pazienti molto defedati o in forme indifferenziate a rapida evoluzione.
Neoplasie maligne primitive dell'osso
Osteosarcoma
- Più frequente nei soggetti di sesso maschile, rappresenta circa un quinto delle neoplasie maligne primitive dell'osso. Presenta un primo picco di incidenza attorno ai 20-30 anni e un secondo verso la sesta decade di vita. Nella metà dei casi è localizzato al ginocchio, negli altri casi interessa più spesso le metafisi delle ossa lunghe e il bacino.
- E` caratterizzato da un'importante attività osteoformativa e capta il radiofarmaco in maniera molto marcata. Tipicamente la scintigrafia mostra, in fase di perfusione, un'iperemia intensa e disomogenea in tutto l'arto interessato e in fase tardiva un'intensa, estesa e disomogenea ipercaptazione, a volte con aree ipoattive centrali.(esempio)
- Spesso l'ipercaptazione deborda dal profilo corticale invadendo i tessuti molli contigui. L'indagine può evidenziare anche metastasi nei tessuti molli, in particolare nei polmoni. E` evidente come la scintigrafia sia particolarmente utile in corso di stadiazione perchè la presenza di metastasi ossee modifica l'approccio terapeutico. Nel successivo follow-up, l'indagine è raccomandata per la ricerca di eventuali metastasi ossee.
- Neoplasia di origine cartilaginea più frequentemente localizzata nei centri di ossificazione epifisari delle ossa lunghe. Nella metà dei casi colpisce al di sopra dei 40 anni ed è raro nell'età pediatrica.
- Il tumore può distruggere la corticale e invadere i tessuti molli adiacenti. Il sintomo iniziale è costituito da dolore articolare.
- La scintigrafia permette di distinguere tra la forma midollare e quella esostotica. Nella forma midollare sono presenti chiazze a distribuzione irregolare di moderata ipercaptazione; in quella esostotica, invece, si evidenzia una marcata ipercaptazione focale. La scintigrafia ossea è utile soprattutto nei casi localizzati alla colonna, perchè permette di riconoscere più precocemente la lesione rispetto alle indagini radiologiche di routine.
- Prende origine da una cellula mesenchimale primitiva. E` la seconda neoplasia maligna dell'osso nell'infanzia e nell'età giovanile: metà dei casi insorgono tra 10 e 20 anni.
- Generalmente origina nel femore o nella tibia (regione diafisi-metafisaria) e si estende lungo le ossa lunghe seguendo la distribuzione midollare.
- La presenza di metastasi scheletriche, evidenziabili con la scintigrafia e già presenti nel 10% circa dei pazienti al momento della diagnosi, è un segno prognostico negativo.
- Le manifestazioni cliniche sono simili a quelle di una osteomielite: dolore, febbre e leucocitosi.
- Generalmente la scintigrafia trifasica mostra un'intensa ipercaptazione del radiofarmaco in tutte le tre fasi e appare difficile la diagnosi differenziale nei confronti della osteomielite. A tal fine, può essere utile associare una scintigrafia con 201Tallio o 99mTc-MIBI che si concentrano nella neoplasia in modo preferenziale rispetto alla forma flogistica.
- A differenza dell'osteosarcoma, l'ipercaptazione ossea del radiofarmaco è omogenea ed è rara la captazione da parte dei tessuti molli contigui. (esempio)
- E' la più comune neoplasia maligna dello scheletro nell'età adulta.
- L'indagine scintigrafica con difosfonati, in presenza di queste patologia, è poco sensibile perchè le localizzazioni neoplastiche sono generalmente accompagnate da una reazione osteoclastica e da una ischemia locale; il riconoscimento di aree ipoattive, caratteristiche di tale processo patologico, risulta molto difficile.
- L'indagine radiologica resta quindi il principale strumento diagnostico per valutare l'interessamento scheletrico. La scintigrafia può essere utile per valutare aree difficilmente esplorabili con la radiografia, come le coste e lo sterno.
- In alcuni casi è utile l'associazione della scintigrafia scheletrica con la scintigrafia midollare che è in grado di evidenziare le zone di infiltrazione neoplastica del midollo.
- La scintigrafia scheletrica con difosfonati, comunque, risulta utile nel follow-up dei pazienti, perchè la comparsa di lesioni ipercaptanti, è indice di viraggio della malattia al maggior grado di malignità.
Metastasi scheletriche
I tumori che metastatizzano più frequentemente sull'osso sono:
- mammella
- polmone
- prostata
- linfoma
- tiroide
- rene
- neuroblastoma
Il 90% delle metastasi sono multiple e sono localizzate:
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80% scheletro assiale
- 40% vertebre
- 30% coste e sterno
- 10% pelvi
- 10% cranio
- 10% ossa lunghe (più comunemente nella porzione prossimale)
Di più difficile interpretazione è la lesione solitaria, che è maligna nel 50% dei pazienti con neoplasia conosciuta.
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Può aiutare la localizzazione:
- frattura traumatica benigna (40%)
- esito di radioterapia (25% )
- ipercaptazione di natura diversa o non determinata (25%)
Sul cranio è maligna nel 20% dei casi, negli altri si tratta molto spesso di piccoli residui cartilaginei in corrispondenza delle suture.
Consiste in una scintigrafia ossea con aumentato contrasto tra osso e tessuti molli, che presentano assenza pressochè totale di radioattività, associata alla mancata visualizzazione dei reni.
Solitamente l'ipercaptazione ossea non interessa la calotta cranica e le ossa lunghe, caratteristica che può distinguere l'ipercaptazione diffusa da micrometastatizzazione da quella possibile in alcune malattie metaboliche, quali l'iperparatiroidismo, l'osteomalacia, la fibrodisplasia, nelle quali l'ipercaptazione può interessare tutti i segmenti scheletrici.
La scintigrafia ossea viene anche usata per valutare la risposta alla terapia. L'aumento del numero, delle dimensioni o del grado di attività delle lesioni sono segni di progressione della malattia, mentre, in caso di terapia efficace, si osserva una riduzione dei segni o un quadro invariato. In rari casi in risposta ad un trattamento efficace si osserva un aumento di attività delle lesioni (Flare phenomenon). Ciò è dovuto a aumentato flusso sanguigno causato dalla risposta infiammatoria e dall'aumentato turnover dell'osso nuovo. Tali segni scompaiono entro 3 mesi.
Neoplasie benigne
Non si può distinguere una forma benigna da una maligna sulla base dei segni scintigrafici.
La lesione benigna spesso appare solo poco più captante dell'osso circostante, mentre la lesione maligna spesso mostra una intensa captazione; tuttavia l'intensità della lesione non può predire il risultato istopatologico. Tumori ossei benigni come l'osteoma osteoide o il tumore a cellule giganti possono mostrare una captazione intensa come o più di una lesione maligna o metastatica.
Osteoma osteoide
E' una lesione ossea dolorosa caratterizzata dalla presenza di un piccolo nido di tessuto osteoide calcificato in uno stroma connettivo vascolarizzato, circondato da osso sclerotico.
E' più frequente nei maschi dai 7 ai 25 anni.
Più frequentemente interessa le ossa lunghe, anche se non é raro l'interessamento vertebrale; sedi sporadiche sono le coste, le ossa tarsali o carpali, le scapole, le patelle, il cranio etc.
Provoca un dolore che aumenta la notte e si riduce con l'uso di salicilati o con l'esercizio.
La scintigrafia ossea è molto sensibile nell'evidenziare tale neoplasia e un quadro normale virtualmente esclude l'osteoma osteoide.
Con rarissime eccezioni l'osteoma osteoide accumula avidamente il MDP nella scintigrafia trifasica.
I segni scintigrafici sono:
- iperattività in fase di perfusione e di "pool ematico";
- un'area focale nettamente ipercaptante (il nido), in fase tardiva. (esempio)
Tumore a cellule giganti
Rappresenta meno del 5 % di tutte le neoplasie primitive dello scheletro.
Nel 90 % circa dei casi è benigno ma spesso presenta recidive. Nella metà dei casi è situato nelle epifisi-metafisi degli arti inferiori.
Quasi tutti i tumori a grandi cellule rivelano un'intensa captazione dei difosfonati.
Nelle immagini di perfusione molto spesso si può osservare un'area fotopenica centrale circondata da marcata ipercaptazione, dovuta alla imponente reazione osteoblastica attorno alla neoplasia.