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Cos'è?

• E' una metodica che permette la visualizzazione scintigrafica della radioattività intracavitaria contenuta nelle sezioni destre e sinistre del cuore (ricavandone informazioni riguardanti in special modo i ventricoli). Con questa tecnica, a differenza della precedente, si attende che il radiofarmaco iniettato per via endovenosa si sia uniformemente distribuito nel pool ematico in modo tale che la sua concentrazione risulti la stessa (per questo la tecnica è detta "all'equilibrio") in tutto il compartimento cardiovascolare.

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Come si fa?

• Non è richiesta una particolare preparazione del paziente, salvo una buona idratazione per favorire l'eliminazione del radiofarmaco, e non è necessario il digiuno.


• I globuli rossi del paziente vengono marcati con 99mTc utilizzando una metodica completamente "in vivo" o una "in vivo/vitro". Nel primo caso si inietta e.v. un farmaco non radioattivo ad elevato contenuto stannoso (come il pirofosfato impiegato per la ricerca scintigrafica di necrosi miocardica acuta); lo stagno si lega ai globuli rossi ed assume le funzioni di "calamita" verso il 99mTcO4 (semplice pertecnetato) che viene iniettato (circa 800 MBq e.v.) dopo 15-20 minuti. Anche la metodica "in vivo/vitro" prevede la somministrazione iniziale del farmaco ad elevato contenuto stannoso, che viene però seguita, dopo 15-20 minuti, da un prelievo di una decina di ml di sangue cui viene aggiunto "in vitro" il 99mTcO4; il tutto viene nuovamente iniettato al paziente.
  Il vantaggio della prima modalità di marcatura è dato dalla sua maggior semplicità e rapidità, mentre la seconda offre una maggior resa di marcatura, che supera il 90%.


• Al contrario della metodica di primo transito (che permette la separazione "temporale" dei due ventricoli) con la tecnica "all'equilibrio" tutto il pool ematico risulta "radioattivo"; è pertanto necessario ottenere una separazione "spaziale" dei due ventricoli, possibile solo acquisendo le immagini in proiezione obliqua anteriore sinistra.


• Vista la diluizione del tracciante nell'intero pool ematico il contenuto di radioattività che attraversa le camere cardiache per ogni singolo ciclo sisto-diastolico è nettamente inferiore rispetto alla metodica di primo transito, in cui la stessa dose di radioattività si muove in un volume estremamente più piccolo. Ne deriva che per ottenere immagini di pari qualità è indispensabile acquisire i dati forniti da almeno alcune centinaia di cicli cardiaci. Per questo motivo l'acquisizione viene sincronizzata ("gated") con il segnale elettrocardiografico del paziente. Il computer suddivide l'intervallo R-R dell'ECG, corrispondente ad un ciclo cardiaco, in numerose frazioni (solitamente da 24 a 48) stabilite in base alla singola esigenza clinica. Queste "frazioni" comprendono quindi tutte le fasi del ciclo cardiaco fra una telediastole e la successiva.
  Ad ogni onda R il computer inizia l'acquisizione dei dati che termina alla successiva onda R. La prima immagine corrisponde pertanto alla prima "frazione" del ciclo cardiaco, cioè alla fase telediastolica, mentre le successive corrispondono alle fasi intermedie del ciclo cardiaco fino alla telesistole e via via fino alla telediastole successiva.
  Per i motivi sopra citati, queste immagini sono estremamente povere di dati e sarebbero inutilizzabili a fini clinici. Per ovviare a questo problema il programma di acquisizione prevede che i dati acquisiti ad ogni successivo ciclo cardiaco non vengano utilizzati per generare nuove immagini, ma vengano sommati a quelle dei precedenti cicli cardiaci, in modo sincronizzato ed isofasico. Ciò in pratica significa che i dati di ciascuna "frazione" (ad es. quella telesistolica) si sommano con quelli delle precedenti, omologhe frazioni (ad es. le precedenti telesistoli) così da migliorare progressivamente la qualità delle immagini. Protraendo l'acquisizione per 600-800 cicli cardiaci consecutivi si ottengono i dati corrispondenti ad un ciclo cardiaco "virtuale" formato da immagini (una per ogni "frazione" del ciclo) di qualità sufficiente per permettere di riconoscere le strutture atriali e ventricolari e di calcolare i vari parametri quantitativi.
  Nell'esempio sotto riportato, la curva rossa esprime variazioni diasto-sistoliche della radioattività contenuta nel ventricolo sinistro, sincronizzata con il tracciato ECG (curva azzurra). Ogni ciclo è suddiviso in 24 "frazioni" a ciascuna delle quali, al termine dell'acquisizione, corrisponde un'immagine. Sono qui riportate quella telediastolica (TD) e quella telesistolica (TS).
• Eventuali aritmie cardiache, provocando cicli di durata diversa che "sfasano" la sincronizzazione delle "frazioni" potrebbero inficiare la metodica. Per ovviare, almeno in parte, al problema è possibile programmare il computer in modo che calcoli la durata media dei cicli cardiaci del singolo paziente e "accetti" solo i dati provenienti da cicli di durata pari alla durata media ± uno scostamento deciso dall'operatore (solitamente pari al 20%). Tutti i dati provenienti da cicli di durata non compresa in questi limiti di tolleranza non vengono sommati ai dati "validi" e sono "rigettati" definitivamente o "salvati" separatamente per eventuali successive esigenze.


• Poichè il pool ematico rimane "marcato" per alcune ore è possibile, se necessario, ripetere l'acquisizione a vari livelli di sforzo o dopo interventi farmacologici, senza ulteriori somministrazioni di radioattività.

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Quali radiofarmaci si impiegano?

• Volendo rendere uniformemente radioattivo il pool ematico è possibile marcarne la parte plasmatica con 99mTc-albumina umana, oppure la parte corpuscolata marcando i globuli rossi con 99mTc-pertecnetato, utilizzando la metodica sopra descritta.


• La marcatura degli eritrociti è decisamente preferibile, anche se più indaginosa, perchè non prevede la somministazione di proteine umane e perchè più economica.

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Fa male?

• L'indagine è priva di significativi effetti collaterali e risulta ben tollerata da pazienti di qualunque età
• Viene eseguito un semplice prelievo di pochi ml di sangue che viene "marcato" e re-iniettato e.v.
• Il rischio di reazioni allergiche clinicamente rilevanti è bassissimo
• I radiofarmaci utilizzati, a differenza dei mezzi di contrasto di impiego radiologico, non influiscono sulla funzionalità renale
• La non invasività e la bassa dose di irradiazione, accanto alle caratteristiche sopra descritte, rendono l'indagine ripetibile, se necessario, anche entro brevi periodi di tempo.

*Dosi di radiazioni assorbite da un paziente del peso di 70 kg
(attività media somministrata: 700 MBq)

Radiofarmaco	Dose efficace mSv/MBq	Miocardio mGy/MBq	Midollo mGy/MBq	Vescica mGy/MBq	Ovaio mGy/MBq
99mTc-eritrociti	0.0073	0.015	0.0038	0.021	0.0047
99mTc-Albumina	0.0079	0.021	0.0043	0.0053	0.0042

*Radiation Dose Information Center, Oak Ridge Inst. for Science and Education, TN, USA, 1996.

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Che informazioni fornisce?

• Le varie immagini acquisite, corrispondenti ad altrettante "frazioni" del ciclo cardiaco "virtuale", visualizzate contemporaneamente o in rapida successione sul monitor (ottenendo un effetto "cinema") permettono di valutare la dinamica parietale globale e regionale.

• Tracciando un'area di interesse attorno al ventricoli destro e/o sinistro, ed elaborando i dati in modo da studiare l'andamento della radioattività nel tempo all'interno dell'area di interesse, per la durata del ciclo cardiaco "virtuale", si ottiene una curva che, partendo dalla telediastole (massimo contenuto di sangue e quindi di radioattività intraventricolare) va progressivamente scendendo fino a raggiungere il minimo in fase telesistolica (minimo contenuto di sangue e quindi di radioattività intraventricolare), per risalire nuovamente durante la diastole fino alla successiva fase telediastolica.
  
  Poichè la curva "attività-tempo" ha un andamento sinusoidale, risulta particolarmente semplice interpolarla tramite la Fast Fourier Trasform (FFT). La funzione così ottenuta permette un rapido calcolo automatico della frazione di eiezione (FE), senza necessità di conoscere il volume ventricolare telediastolico (VTD) e telesistolico (VTS) e senza dover approssimare geometricamente la morfologia dei ventricoli. Infatti, la FE non viene calcolata con la classica formula:
  
  FE% = (VTD-VTS) / VTD x 100 bensì con la formula: FE% = (Conteggio TD - Conteggio TS) / Conteggio TD x 100
  
• Volendo ricavare maggiori informazioni dai dati acquisiti è possibile proseguire l'analisi matematica della curva "attività-tempo" calcolandone la derivata prima (curva che esprime la velocità della dinamica ventricolare, punto per punto) e la derivata seconda (curva che esprime l'accelerazione della dinamica ventricolare, punto per punto). Lo studio dei "massimi" e "minimi" di queste curve permette il calcolo automatico dei seguenti parametri:
• Massima velocità di eiezione ventricolare (Peak Ejection Rate - PER)
• Tempo che intercorre fra tele-diastole e punto della curva corrispondente alla massima velocità di eiezione (Time to Peak Ejection Rate - TPER)
• Massima velocità di riempimento ventricolare (Peak Filling Rate - PFR)
• Tempo che intercorre fra tele-sistole e punto della curva corrispondente alla massima velocità di riempimento ventricolare (Time to Peak Filling Rate - TPFR).


• Elaborando con le stesse funzioni matematiche tutte le matrici corrispondenti ai dati acquisiti è inoltre possibile ottenere immagini che contengono, in ogni pixel, un valore corrispondente ad un parametro scelto dall'operatore. Per tale motivo queste immagini vengono definite "parametriche". Se, ad esempio, si chiede al programma di elaborazione di calcolare, pixel per pixel, la massima ampiezza della curva diasto-sistolica del ciclo cardiaco virtuale e di evidenziare ogni pixel con un colore corrispondente al valore ottenuto nello stesso pixel, si ottiene l'immagine parametrica di "massima ampiezza". Se invece si fa calcolare, in ogni pixel, il tempo che intercorre fra il MAX (telediastole) e il MIN (telesistole) si ottiene l'immagine parametrica che esprime la "fase" di contrazione.
  Altre immagini parametriche possono esprimere il variare, pixel per pixel, della frazione di eiezione ventricolare, della gittata sistolica, e della massima velocità di eiezione o di riempimento.

La figura A qui accanto corrisponde all'immagine parametrica di ampiezza in un soggetto normale: i colori variabili dal blu scuro (minimo) al rosso (massimo) rappresentano l'ampiezza della variazioni di conteggio in ogni singolo pixel. La figura B corrisponde all'immagine parametrica di fase nello stesso soggetto: Il colore verde uniforme indica che il minimo conteggio telesistolico viene raggiunto in tempo normale in tutti i pixel ventricolari. La figura C corrisponde all'immagine parametrica di ampiezza in un paziente infartuato: i colori blu e verde nei pixel corrispondenti alle regioni antero-settale ed apicale evidenziano netta ipocinesia in tali sedi. La figura D corrisponde all'immagine parametrica di fase nello stesso soggetto: il colore rosso in corrispondenza della regione apicale segnala che in tale area la contrazione telesistolica è nettamente ritardata (sincrona con la sistole atriale) e quindi "discinetica".

Esempio:

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L'immagine seguente mostra il "report" finale ottenuto dall'elaborazione di un'angiocardioscintigrafia all'equilibrio eseguita in un soggetto normale: nel quadrante in alto a SN sono evidenziate le immagini parametriche di ampiezza e di fase; nel quadrante in alto a DX sono riportati i valori numerici della frazione di eiezione globale e regionale e della massima velocità di eiezione e riempimento; in basso a SN sono evidenziate le immagini telediastolica e telesistolica con "l'area di interesse" ventricolare e "di fondo"; in basso a DX la curva "attività-tempo" del ciclo cardiaco virtuale.