Calcolo con modello bicompartimentale

Calcolo con modello monocompartimentale

Calcolo con prelievo ematico singolo

Calcolo con con gamma-camera, senza prelievi ematici

Clearance

C = clearance in ml/min
U = concentrazione urinaria per ml
V = ml di urina escreti al minuto
P = concentrazione plasmatica per ml

Frazione di estrazione (FE)

A = concentrazione nell'arteria renale
V = concentrazione nella vena renale

Una sostanza che venga completamente eliminata dal plasma dopo un solo passaggio attraverso il rene ha una Frazione di Estrazione = 1

---

Modello bicompartimentale (tecnica di Sapirstein)

• Dopo l'iniezione endovenosa impulsiva del radiofarmaco si considera che il progressivo decremento della radioattività plasmatica segua un andamento biesponenziale secondo un modello che prevede:

  • V1 = plasma
  • V2 = sistema chiuso nel quale il tracciante diffonde (spazio extravascolare)
  • V3 = compartimento di uscita rappresentato dai reni e dal sistema escretore.
  L'andamento della radioattività in un sistema bicompartimentale è rappresentato dalla somma di due funzioni esponenziali: y =  A  x  e^-ax  +  B  x  e^-bx

• Il campionamento dell'attività plasmatica effettuato attraverso multipli prelievi di sangue permette di tracciare una curva attività/tempo che, se rappresentata con il logaritmo naturale dei conteggi in ordinata, risulta costituita dalla somma di due rette rappresentative dei compartimenti V1 e V2.
  La prima parte della curva, con pendenza più ripida, è chiamata componente rapida e riflette il passaggio del radiofarmaco dal plasma agli spazi extravascolari mentre la seconda parte, chiamata componente lenta e con pendenza inferiore, riflette l'uscita del farmaco dal sistema.
  E' possibile calcolare la clearance del radiofarmaco calcolando la pendenza e le intercette delle due rette con l'asse Y. La formula è:

  clearance = Di  x  (a  x  b) / ((A  x  b)  +  (B  x  a))
  dove
  Di   = dose netta iniettata
  a, b = coefficenti angolari
  A, B = intercette con asse Y

• Tale metodica risulta molto accurata ma non è impiegata nella routine per il notevole numero di prelievi ematici necessari (almeno 6 - 7).

---

Modello monocompartimentale

• Il modello monocompartimentale implica una maggiore approssimazione della distribuzione del tracciante nell'organismo e si basa sull'assunzione che la porzione tardiva della curva di scomparsa sia strettamente correlata con la clearance renale, senza valutare la componente rapida della curva.

• La dinamica è così semplificata ed espressa con un'unica esponenziale:  y =  A  x  e^-ax

  In scala semilogaritmica tale curva è una retta che intercetta l'asse y nel punto P, che rappresenta la concentrazione plasmatica iniziale del radiofarmaco, e con pendenza m, che rappresenta la velocità di scomparsa della sostanza dal plasma. Il volume di distribuzione (V) è uguale al rapporto della dose iniettata con la concentrazione plasmatica iniziale:

  V =  dose  /  P
  

  La clearance è uguale al volume di distribuzione moltiplicato per la pendenza della curva:

  clearance =  V  x  m

• Il modello monocompartimentale richiede solo due prelievi eseguiti quando si è raggiunto l'equilibrio tra il plasma e il compartimento extravascolare ma risulta meno accurato del modello bicompartimentale e presenta una sovrastima sistematica nella determinazione della VFG o del FPRE.

---

Metodi empirici con singolo prelievo

• A parità di dose somministrata, il conteggio della radioattività del plasma prelevato ad un tempo definito è inversamente proporzionale alla clearance renale secondo un algoritmo, ricavato empiricamente dall'analisi di numerosi pazienti, che si basa sul volume di distribuzione del radiofarmaco.

• Il volume di distribuzione (V) del farmaco al momento del prelievo è:
  V = Dose iniettata / conteggi al secondo / litro di plasma
  L'algoritmo varia per: tipo di radiofarmaco usato, tempo trascorso tra la somministrazione del farmaco e il prelievo, età e corporatura del paziente.
• Il problema principale è che il volume plasmatico varia con la corporatura, determinando significative differenze tra il volume di distribuzione effettivo e quello teorico. L'accuratezza è quindi via via peggiore quanto più la corporatura del paziente si discosta da quella dell'individuo standard. Per ridurre questo inconveniente si può introdurre, nel calcolo della clearance, un fattore di correzione basato sulla superficie corporea del paziente

---

Tecnica di misurazione con gamma-camera

• Grazie alla sua estrema semplicità trova largo impiego nella diagnostica medico-nucleare routinaria. Permette di misurare la funzionalità renale separata (ossia di ciascun rene separatamente) senza la necessità di prelievi ematici.

• Si basa sulla tecnica di Schlegel ideata nel 1976, per la determinazione del FPRE con radiofarmaci tubulari, e in seguito modificata da Gates per l'uso con radiofarmaci glomerulari per determinare la VFG.
  Secondo Sclhlegel la concentrazione renale della radioattività tra il primo e il secondo minuto dopo la somministrazione e.v. di un farmaco ad estrazione tubulare (Hippuran) è proporzionale al FPRE.
  Secondo Gates la concentrazione renale della radioattività tra il secondo e il terzo minuto dopo la somministrazione e.v. di un farmaco a filtrazione glomerulare (99mTc-DTPA) è proporzionale alla VFG.
  Tale concentrazione renale viene determinata con una gamma camera, misurando i conteggi della radioattività all'interno di aree di interesse renali (ROI) dopo averli corretti per le variabili:
  • dose iniettata;
  • profondità dei reni;
    
  • attività "di fondo" dei tessuti circostanti ai reni.
  La formula fornisce il valore di clearance equivalente:

dove:
• il conteggio renale netto corrisponde alla radioattività misurata all'interno delle ROI renali, depurata dalla radioattività di fondo, nell'intervallo compreso tra il I e il II minuto (nel caso di radiofarmaci ad estrazione tubulare) o tra il II e il III minuto (nel caso di radiofarmaci a filtrazione glomerulare).
  
• Il fattore e^-µp corregge l'attenuazione delle radiazioni causata dai tessuti molli interposti tra rene e gamma-camera essendo:
  e = base dei logaritmi naturali
  µ = fattore di attenuazione del 99mTc nei tessuti molli (0.15)
  p = profondità renale che viene stimata con algoritmi basati sul peso e sull'altezza del paziente o misurata ecograficamente o per mezzo immagini scintigrafiche in proiezione laterale.
• Il valore di clearance equivalente (espresso in c.p.s./MBq) può essere convertito in ml/min conoscendo un fattore di proporzionalità specifico per il collimatore e la gamma-camera utilizzati. Tale fattore deve essere determinato sperimentalmente, correlando la Cl Eq , ottenuta in un ampio gruppo di soggetti di riferimento, con la corrispondente clearance effettiva (VFG o FPRE) calcolata, negli staessi soggetti, con tecniche accurate (ad es., col metodo di Sapirstein).
• La metodica, per evidenti motivi, si limita a fornire una stima della VFG o del FPRE; tale stima è, comunque, sufficientemente accurata per la maggior parte degli impieghi clinici. Limiti evidenti si osservano in presenza di importante compromissione della funziona renale a causa del basso rapporto tra la radioattività renale e quella dei tessuti circostanti.

Ultimo aggiornamento:  18 settembre 2019 A cura di:   Prof. Franco Bui,  Prof. Diego Cecchin  -  Dip. di Medicina DIMED  -  MEDICINA NUCLEARE Via Giustiniani 2 - 35128 PADOVA    Tel.: 049821.3020 - email: diego.cecchin@unipd.it E' vietata la riproduzione, in qualsiasi forma, del contenuto di queste pagine, senza autorizzazione degli autori