• Scintigrafia renale sequenziale con stimolo diuretico
  Usata nello studio dell'uropatia ostruttiva

• Scintigrafia renale sequenziale dopo somministrazione di ACE-inibitore
  Usata nello studio dell'ipertensione nefrovascolare

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Che informazioni fornisce?

• L'indagine fornisce una serie di immagini che rappresentano la distribuzione del radiofarmaco nei reni e nei tessuti circostanti. Le immagini mostrano la morfologia renale, il grado di perfusione e di funzionalità e, analizzate in sequenza, permettono di valutare la formazione e l'escrezione dell'urina.

• L'elaborazione computerizzata dei dati acquisiti fornisce, inoltre, le curve attività/tempo renali e la valutazione quantitativa di numerosi indici funzionali, quali la funzionalità renale relativa e la funzionalità renale totale e separata espressa come velocità di filtrazione glomerulare (VFG) o flusso plasmatico renale efficace (FPRE).

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Quali radiofarmaci si impiegano?

Sono disponibili due categorie di radiofarmaci:

1. radiofarmaci filtrati in modo esclusivo dai glomeruli, utilizzabili per il calcolo della velocità di filtrazione glomerulare (VFG);

2. radiofarmaci escreti in modo prevalente dai tubuli, utilizzabili per il calcolo della flusso plasmatico renale efficace (FPRE);

 

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Radiofarmaci glomerulari

Vengono utilizzati quando si voglia studiare la funzione di filtrazione glomerulare

Il radiofarmaco ideale per misurare con accuratezza la VFG deve soddisfare le seguenti caratteristiche:

• essere eliminato esclusivamente dai reni;
• essere completamente filtrato dal glomerulo;
• non presentare legame con le proteine plasmatiche;
• non venire nè riassorbito nè secreto dal tubulo;
• non venire metabolizzato;
• non alterare la funzione renale.
La molecola che meglio soddisfa tali condizioni e viene presa come riferimento è l'inulina che, però, non è utilizzabile sotto forma di radiofarmaco. Sono invece disponibili, fra i prodotti con le caratteristiche sopra elencate, i seguenti radiofarmaci:

⁵¹Cr-EDTA

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• Il radionuclide impiegato per la marcatura lo rende inadatto per l'acquisizione di immagini con gamma camera; può servire per un accurato calcolo della VFG totale eseguendo conteggi "in vitro" di campioni ematici prelevati in tempi successivi.

¹²⁵I-iotalamato

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• Agente di contrasto radiologico marcato con iodio radioattivo.
• Il radionuclide impiegato per la marcatura lo rende non adatto per l'acquisizione di immagini con gamma camera.
• Può servire per calcolare la VFG totale, eseguendo conteggi "in vitro" di campioni ematici multipli, anche se presenta alcuni difetti, come un legame con le proteine plasmatiche variabile dal 15 al 25% e un certo grado di eliminazione per via tubulare.

^99mTc-DTPA (acido dietilene-triamino-pentacetico)

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• Chelato del Tc, con peso molecolare di ca. 500 e carica elettrica -2.
• Essendo marcato con un gamma emettitore di energia adatta, può essere utilizzato per l'acquisizione di immagini con gamma camera.
• Diffonde nello spazio extracellulare (LEC) e raggiunge l'equilibrio con un volume di distribuzione di ca. 15 litri, simile a quello dell'inulina .
• E' eliminato esclusivamente per filtrazione glomerulare e non è quindi soggetto a secrezione tubulare.
• Ha un legame con le proteine plasmatiche che varia dal 3 al 5%; ciò determina un piccolo margine di errore nel calcolo della VFG rispetto ai valori di riferimento misurati utilizzando l'inulina.
• Presenta una frazione di estrazione del 20% (percentuale di radiofarmaco che viene estratto dal plasma ad ogni passaggio attraverso i reni).

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Radiofarmaci tubulari

Non esistono radiofarmaci utilizzabili per studiare il riassorbimento tubulare, i traccianti tubulari permettono però di determinare il flusso plasmatico renale.

I traccianti tubulari possiedono una struttura comune caratterizzata da un radicale anionico carbossile (-COO^-) e da un ossigeno appartenente a un gruppo carbonile (C=O) o ossidrile (OH). Tale struttura consente il legame del tracciante a uno specifico recettore tubulare che permette la secrezione tubulare attiva. La distanza intramolecolare tra i gruppi carbossile e l'ossigeno influenza l'efficenza del trasporto tubulare.

Per permettere una misura accurata del flusso plasmatico renale efficace (FPRE), un radiofarmaco ideale dovrebbe soddisfare le seguenti caratteristiche:
• essere eliminato esclusivamente dai reni;
• essere totalmente eliminato dal sangue arterioso durante il transito attraverso il rene;
• non venire metabolizzato;
• non abbandonare il sangue prima di transitare attraverso il rene in modo che il volume di distribuzione risulti uguale al volume plasmatico. Il legame con le proteine plasmatiche è ininfluente se la dissociazione è rapida e non influisce sulla frazione di estrazione; un legame con le proteine plasmatiche può, anzi, essere utile perchè può ridurre il volume di distribuzione.
I radiofarmaci attualmente disponibili che soddisfano tali condizioni sono:

¹³¹I-hippuran (Ortoiodoippurato)

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• Analogo strutturale anionico dell'acido para-amino-ippurico (PAI)
• Viene eliminato per secrezione tubulare (80%) e per filtrazione glomerulare (20%).
• Ha un legame con le proteine plasmatiche pari a ca. il 60%.
• Presenta una frazione di estrazione dell' 85% ca.
• E' marcato con un isotopo dello iodio che emette fotoni gamma di energia elevata (364 kev) poco adatti per essere rilevati con gamma camera. La contemporanea emissione di radiazioni ß- altamente energetiche aumenta in modo rilevante l'irradiazione al paziente, costringendo ad impiegarne quantità molto modeste. Queste due caratteristiche ne limitano l'impiego a soli studi di funzione, senza acquisizione di immagini.

¹²³I-hippuran (Ortoiodoippurato)

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• Ha le stesse caratteristiche del precedente, salvo l'isotopo di marcatura che si differenzia per una emissione gamma di energia molto più favorevole (159 keV) e per la mancanza di radiazioni ß associate. E', pertanto, idoneo all'acquisizione di immagini di buona qualità.
• Il suo impiego è, però, ostacolato dalla breve emivita (13 h) che, impedendone lo stoccaggio, ne limita la disponibilità e lo rende costoso.

^99mTc-MAG3 (mercaptoacetiltriglicina)

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• Rispetto all'Hippuran ha il vantaggio di essere marcato con il 99mTc che è preferibile allo Iodio per la facile disponibilità, il basso costo e le caratteristiche fisico-dosimetriche, che lo rendono idoneo per l'acquisizione di immagini di elevata qualità.
• Viene eliminato quasi completamente per via tubulare (>90%), il rimanente per via glomerulare e, in percentuale molto modesta, per via epato-biliare.
• L'indice di estrazione è del 60 % ca. Nei pazienti che presentano una grave riduzione della funzione renale, tale elevata percentuale di estrazione permette di ottenere immagini migliori rispetto a quelle ottenibili con il DTPA.
• Il legame con le proteine plasmatiche è elevato (>80 %).
• Rispetto al 99mTc-DTPA, la marcatura è più indaginosa e meno stabile, richiedendo quindi controlli di qualità più rigorosi nel caso si vogliano ottenere dati quantitativi; è, inoltre, più costoso.
• Data l'eliminazione quasi esclusivamente tubulare, la sua clearance esprime la velocità di estrazione tubulare che può rappresentare una stima del FPRE (moltiplicandone il valore per un fattore di correzione di circa 1.5).
• E' attualmente considerato il radiofarmaco di prima scelta in età pediatrica, nello studio del rene trapiantato e nei soggetti con funzionalità renale compromessa.

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Fa male?

• L'indagine è priva di significativi effetti collaterali e risulta ben tollerata da pazienti di qualunque età.
• Viene eseguita una semplice iniezione e.v.; di un radiofarmaco.
• Il rischio di reazioni allergiche clinicamente rilevanti risulta 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.

- ICRP 53. Radiation doses to patients from radiopharmaceuticals, 1988.
- Johansson L et al. Effective dose from radiopharmaceuticals. Eur J Nucl Med 19: 933-938, 1992.
- Eshima D et al. Technetium-99m (99mTc) Mercaptoacetyltriglycine. Update on the new 99mTc renal tubular function agent. Semin Nucl Med 22:61-73, 1992.

Elaborazione dei dati

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Compattazione delle immagini

• I dati vengono raggruppati in modo da fornire una serie di immagini scintigrafiche rappresentative della fase di perfusione renale (immagini di circa 5 sec ciascuna) e delle successive fasi corticale ed escretoria, precoce e tardiva (immagini di 1-2 min, a partire dal primo minuto, fino al termine dell'esame).

Aree di interesse (ROI)

• Sono utilizzate, durante l'elaborazione delle immagini digitali, per "isolare" determinate regioni che si intenda valutare separatamente dalle restanti componenti delle immagini stesse.

• Vengono disegnate in modo da circoscrivere la/le struttura/e di interesse e permettono al computer di effettuare tutte le elaborazioni ritenute opportune sui dati numerici contenuti nei pixel all'interno della ROI stessa. Nell'elaborazione delle scintigrafie renali sequenziali vengono abitualmente disegnate ROI che circoscrivono l'aorta addominale, i reni o porzioni degli stessi (corticale, calici, bacinetti) gli ureteri e la vescica .

Curve radioattività/tempo

• Rappresentano graficamente l'andamento della radioattività verificatosi, durante l'intervallo temporale prescelto, all'interno delle strutture che l'operatore ha identificato tracciando le opportune aree di interesse (ROI).

• L'elaborazione standard di una scintigrafia renale sequenziale comprende la generazione delle curve attività/tempo relative ai reni, comunemente chiamate "curve renografiche". Esse mostrano :

un picco vascolare iniziale dovuto al passaggio arterioso del bolo. Tale picco, a rapida ascesa e quindi stretto e aguzzo, è chiamato "di primo passaggio"; un secondo picco, più largo e più lento, dovuto all'estrazione della radioattività circolante da parte del rene (espressione della funzione glomerulare o tubulare a seconda del radiofarmaco impiegato); una discesa che rispecchia il deflusso dell'urina radioattiva dai reni.

 

• Poichè vengono acquisite immagini bidimensionali (generalmente in proiezione posteriore), le ROI renali "vedono" anche la radioattività distribuita nei tessuti posti dietro e davanti ai reni. Tale soprastima dei conteggi viene corretta assumendo che la radioattività sopra e sotto i reni sia simile a quella della regione immediatamente adiacente ad essi. Per questo si utilizzano ROI "di fondo", tracciate attorno ai reni, che forniscono i dati sull'andamento della radioattività nei tessuti molli adiacenti.
  L'andamento della radioattività nell'area "di fondo" è di tipo vascolare: dopo un'iniziale ascesa, dovuta alla comparsa del radiofarmaco, la curva mostra una progressiva discesa conseguente alla graduale scomparsa della radioattività circolante e interstiziale.
  Le curve renografiche vengono ricavate sottraendo le curve "di fondo" alle curve relative alle ROI renali.

Analisi quantitativa della perfusione

• Kirchner nel 1974 ha introdotto la stima quantitativa della perfusione renale, basata sul rapporto rene/aorta derivato dalle curve.
  In seguito sono stati sviluppati diversi metodi di analsi del flusso renale per mezzo delle curve attività/tempo, basati su vari parametri, come la velocità di comparsa dell'attività nei reni o la velocità dell'integrale dell'attività sotto le curve o il tempo di transito renale intravascolare.

• Tali metodiche, utilizzate soprattutto per la valutazione del rigetto acuto nel trapianto e nello studio dell'ipertensione nefrovascolare, hanno mostrato limiti evidenti ed oggi hanno un ruolo molto marginale.

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A cosa serve?

• Calcolo della funzionalità renale relativa
• Calcolo della velocità di filtrazione glomerulare o del flusso plasmatico efficace, separatamente per ogni rene
• Studio della funzionalità renale in pazienti affetti da malattie che possano arrecare danno al parenchima renale, o sottoposti a terapie nefrotossiche
• Diagnosi differenziale dell'ipertensione nefrovascolare
• Follow up dei pazienti sottoposti a rivascolarizzazione renale
• Uropatia ostruttiva:
  • Diagnosi differenziale fra semplice dilatazione ed ostruzione delle vie escretrici renali
  • Follow-up dei pazienti in terapia conservativa o dopo intervento correttivo
• Studio morfo-funzionale delle malformazioni renali
• Valutazione di possibile infarto renale
• Valutazione dei pazienti con trauma renale
• Trapianto renale:
  • Studio funzionale e follow-up del trapiantato,
  • Studio della funzione renale bilaterale nel donatore vivente

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Quadro scintigrafico normale

Perfusione: Dopo iniezione endovenosa "a bolo" si visualizzano, in stretta sequenza temporale, l'aorta addominale, la milza e i reni. La radioattività deve comparire contemporaneamente nei due reni e l'intensità deve essere simmetrica e uguale o maggiore a quella della milza. In questa fase la pendenza della curva renale deve essere parallela a quella relativa all'aorta addominale; il picco di ampiezza non deve essere ritardato più di 3 sec rispetto a quello aortico.

Fase corticale: La captazione renale deve essere omogenea, il profilo renale regolare. E' normale una leggera ipoattività nella regione centro mediale dovuta alla presenza di vie escretrici (soprattutto il bacinetto) che in questa fase sono ancora vuote. L'accumulo parenchimale del radiofarmaco, osservabile come omogeneo aumento d'intensità dell'immagine renale, deve essere veloce e raggiungere il picco massimo entro 3-5 minuti.