Tomografia Computerizzata Cardio-coronarica

Università degli Studi di Roma “La Sapienza”
1a Facoltà di Medicina e Chirurgia
Dipartimento del Cuore e dei Grossi Vasi “A. Reale”
Direttore: Prof. Carlo Gaudio
Tomografia Computerizzata
Cardio-coronarica
Prof. Carlo Gaudio
Dott.ssa Antonietta Evangelista
Il rischio cardiovascolare (1)
• Le attuali linee-guida europee (task-force ESC)
definiscono il rischio CV in termini di probabilità
assoluta di sviluppare un evento CV fatale in 10 anni
• Il valore limite indicativo di un elevato rischio
globale CV fatale è >5%. Questa soglia identifica
anche i soggetti ad alto rischio per eventi non-fatali
Lo “SCORE System” (2)
• La stima del rischio CV mediante lo “SCORE
System” è basata sui seguenti fondamentali fattori:
 età
 sesso
 fumo
 pressione arteriosa sistolica
 colesterolo totale
• Nei pazienti diabetici la stima del rischio CV va
raddoppiata per gli individui di sesso maschile
e quadruplicata per gli individui di sesso femminile
• Nei soggetti con familiarità precoce per MCV
il rischio è sempre da considerare elevato (≥ 5%)
high risk regions of Europe
low risk regions of Europe
Visualizzazione dell’albero coronarico
Cateterismo delle arterie coronarie
• gold standard diagnostico
• procedure terapeutiche (PTCA + stent)
• esame invasivo: mortalità 0,15% - morbilità 0.8%*
• procedure non appropriate o non diagnostiche: 38%**
• poco utilizzato per il follow-up e lo screening
*Bono, Br Heart J, 1993
**Hemingway et al, Heart, 2001
Screening e diagnosi precoce
Vi è dunque la necessità di una nuova tecnica non cruenta
per lo screening e la diagnosi precoce in soggetti che sono
apparentemente in buona salute, ma ad elevato rischio CV

La Tomografia Computerizzata Multidetettore (TCMD) coronarica
fornisce informazioni dirette sulla presenza di aterosclerosi
coronarica
(calcificazioni
e
stenosi)
e
quindi
consente
una diagnosi precoce della cardiopatia ischemica, cioè
l’identificazione della placca aterosclerotica ancora in fase subclinica

Hoffman et al, Circulation, 2003
Multi-Detector Cardiac CT (MDCCT)
CT
Year
Detectors
ST
Scan Time
4 slice
2000
4
1.25 mm
~40s
16 slice
2002
16
0.6 mm
~20s
64 slice
2004
64
0.5 mm
~10s
128 slice
2007
128
0.5 mm
~7s
256 slice
2008
256
0.5 mm
~5s
320 slice
2010
320/16cm
0.5 mm
~0.35s
MDCCT: cardiac volume acquisition
MDCCT 4 detettori: tempo di scansione >20 sec
MDCCT 320 detettori: tempo di scansione 0.35 sec
Post-processing (1)
La “filosofia” dell’esame di MDCCT è da considerarsi una
rivincita rispetto alle altre metodiche di imaging “real-time”:
il paziente esegue l’esame in pochi secondi e, dopo l’acquisizione
dell’intero volume cuore/grossi vasi (16cm), si ha una fase di
rielaborazione dei dati (post-processing) mediante software
sempre più sofisticati, che impegnano l’operatore, ma non il paziente.
Le principali ricostruzioni utilizzate nella fase di post-processing sono:
• Maximum Intensity Projection (MIP)
2D
• Multi-Planar Reconstruction (MPR)
• Volume Rendering (VR)
• Virtual Navigation
3D
Post-processing (2)
●
●
Per lo studio dei vasi coronarici viene generalmente seguita la
classificazione dell’American Heart Association
Albero coronarico suddiviso in 15 o 16 segmenti (diametro >1.5 mm)
Post-processing (3)
• Maximum Intensity Projection (MIP)
Post-processing (4)
• Multiplanar Reconstruction (MPR)
Post-processing (5)
• Volume Rendering (VR) – 16-slice MDCCT
Post-processing (6)
• Coronary fly
PostPost-processing (5)
Post-processing (7)
• 320-slice MDCCT
• Acquisizione dell’intero volume cardiaco (16 cm) in 1 sola rotazione (<1 sec)
• Risoluzione spaziale eccellente
• Spessore di strato: 0.5 mm
• Abbattimento della dose di radiazioni ionizzanti (da 14-18 a 0.7-3 mSv)
Clinical Application of MDCCT
A - Coronary assessment: grading
of stenosis, stent, plaques
B - Valve assessment
C - Cardiac function
D - Myocardial perfusion
A. Coronary Assessment (1)
• Grading of stenosis
Stenosi DA prossimale 90%
A. Coronary Assessment (2)
• Grading of stenosis
Stenosi CDx prossimale 90%
A. Coronary Assessment (3)
• Grading of stenosis
Placche calcifiche (>50%) CDx - tratti prossimale e medio
A. Coronary Assessment (4)
Autore
TCMD
N° pz
Sensibilità
Specificità
Kopp et al
4-slice
102
86%
93%
Achenbach et al
4-slice
64
91%
84%
Becker et al
4-slice
28
81%
90%
Gaudio et al
4-slice
61
77%
91%
Nieman et al
16-slice
59
95%
86%
Ropers et al
16-slice
77
95%
93%
Martuscelli et al
16-slice
64
89%
98%
Leber et al
64-slice
59
88%
97%
Leschka
64-slice
67
94%
97%
Gaudio et al.
320 slice
69
98%
99%
(Circ. Imaging, submitted)
MDCCT vs CORO
A. Coronary Assessment (5)
Plaque characterization
●
●
●
●
Calcified
Soft
Positive remodeling
Ulceration
A. Coronary Assessment (6)
Caratterizzazione delle placche aterosclerotiche
Viene effettuata in base ai valori di attenuazione della placca espressi
in Unità Hounsfield (HU). Si distinguono:
• placche lipidiche
• placche fibrose
• placche calcifiche
<50 HU
50-100 HU
>100 HU
E’ stata dimostrata la correlazione tra i valori di attenuazione in TC
e le caratteristiche della placca rilevate mediante studi istopatologici
Becker et al, Eur Radiol, 2003
A. Coronary Assessment (7)
• Plaque characterization
IVA: calcified plaque
A. Coronary Assessment (8)
• Plaque characterization
1st diagonal: soft plaque
A. Coronary Assessment (9)
• Plaque characterization
Lumen
Ca++
Lumen
Ca++
Lipids
Lipids
Mixed plaque (HU=80)
with
fibrous cap (arrows)
A. Coronary Assessment (10)
• Artery wall and plaque composition
Soft non
obstructive
plaque
Remodeling
Obstructive
plaque
Wall
MDCCT: what we can see…
A. Coronary Assessment (11)
•
Non-obstructive (<50%), but at risk coronary plaque
MDCCT: what we can see…
A. Coronary Assessment (12)
• Coronary wall remodeling
MDCCT: what we can see…
Large lipid core
A. Coronary Assessment (13)
• Vulnerable coronary plaque
Positive remodeling
Plaque ulceration
MDCCT: what we can see…
A. Coronary Assessment (14)
• Plaque characterization (320-slice MDCCT: 1.4mSv!!)
Calcific plaque >50%
A. Coronary Assessment (15)
• Plaque characterization (320-slice MDCCT: 1.3 mSv!!)
AF(!!) in hypertensive patient (Euro-Score >5%)
(“Single-beat acquisition”)
Gaudio C. et al., International Journal of Cardiology, 2010
A. Coronary Assessment (16)
•
Stent evaluation (64-slice MDCCT: 14 mSv)
A. Coronary Assessment (17)
• Stent evaluation (320-slice MDCCT: 1.4 mSv!!)
LAD: subocclusive soft plaque (>90%) and two patent stents
A. Coronary Assessment (18)
• Stent evaluation (320-slice MDCCT: 1.4 mSv!!)
AF(!!) in hypertensive-diabetic patient (Euro-Score >5%)
(“Single-beat acquisition”)
Gaudio C. et al., International Journal of Cardiology, 2010
A. Coronary Assessment (19)
• Stent evaluation (320-slice MDCCT: 1.4 mSv)
Sub-occlusion
Occlusion
A. Coronary Assessment (20)
• CABG evaluation
A. Coronary Assessment (21)
• CABG evaluation
B. Valve Assessment (1)
Normal aortic valve (area: 3.2 cm2) in 53-year-old woman
B. Valve Assessment (2)
320-slice MDCCT (2.2 mSv)
B. Valve Assessment (3)
Severe aortic stenosis in bicuspid aortic valve
Bicuspid aortic valve, diastole (left) and
systole (right), 3D-rendering
B. Valve Assessment (4)
Severe aortic stenosis in pt with bicuspid valve
(aortic valve area: 0.55 cm2)
Surgery indicated
Severe aortic stenosis
(aortic valve area: 0.64 cm2)
B. Valve Assessment (5)
AVA 0.64 cm2
Placche calcifiche (>50%) CDx - tratti prossimale e medio
Valutazione combinata della valvola aortica e dell’albero coronarico
C. Cardiac Function (1)
FE 55%
Systole
Diastole
End-diastolic and end-systolic long-axis and short-axis of LV
C. Cardiac Function (2)
320-slice MDCCT(0.7-3 mSv)
D. Myocardial Perfusion (1)
320-slice MDCCT: delayed viability images in a porcine model of myocardial infarction
Bright is dead!!!*
* Kim RJ et al, Circulation, 1999;
Choi et al., Int J Cardiovasc Imaging, 2009
D. Myocardial Perfusion (2)
320-slice MDCCT: delayed enhancement after contrast delivery in a porcine model
2 hours after AMI
8 weeks after AMI
Choi et al., Int J Cardiovasc Imaging, 2009
Technological advancements (1)
• 64-slice MDCCT: 4 cm
• 320-slice MDCCT: 16 cm (single beat acquisition
low radiation exposure)
Technological advancements (2)
Nov. 2006: 64-slice helical mode
Nov. 2009: 320-slice dynamic volume
14-18 mSv
0.7-3 mSv
Technological advancements (3)
RADIATION DOSE
COST ($)
CA
15-20 mSv
320-Slice MDCCT
0.7- 5 mSv
Coronary assessment
PTCA/Stenting
CA
1000 $
Coronary assessment
Valve assessment
Coro - MDCT
320 Cardiac
Slide
Function
Myocardial Perfusion
Technological advancements (4)
Conclusions (1)
Actual Indications of MDCCT
A – PREVENTION
Subclinical atherosclerosis in pts with:
- Arterial Hypertension* (Euro-Score >5%)
- Diabetes* (Euro-Score >5%)
- Valvular Disease (aortic stenosis)
B – CHEST PAIN
Triple rule out in Emergency Room:
- Coronary Artery Disease
- Pulmonary Embolism
- Aortic Dissection
C – FOLLOW-UP
- Stent
- CABG
* Medical therapy (plaque <70%)
* PCI indication (plaque >70%)
* Gaudio C. et al., International Journal of Cardiology, 2008
Conclusions (2)
• 320-slice MDCCT: normal coronary tree
e
v
i
at e
g
e
u
n
l
f
a
o ev
% tiv
9
9 dic
Pre
Esclusione certa di stenosi coronariche
Conclusions (3)
• MDCCT: calcific lesions >70%: cath-lab PTCA/Stenting
Conclusions (4)
Large at-risk soft coronary plaque (<70%)
HU 50-100
(fibrous component)
HU 0-50
(lipid component)
Large lipid core, thin fibrous cap
Conclusions (5)
How important is to detect non-obstructive coronary plaque?
Falk et al., Circulation, 1995
Conclusions (6)
• MDCCT: subclinical diagnosis of soft plaques (<70%) in high-risk patients
Rigorosa riduzione
del rischio CV globale
(cambiamenti stile di vita, terapia
medica massimale, controlli ravvicinati)
Conclusions (7)
• Terapie
con
betabloccanti,
antiaggreganti
piastrinici,
statine,
sono
in
grado
di
condizionare
favorevolmente
la
prognosi,
soprattuttose assunti nelle fasi iniziali della malattia
• Trattamenti
massimali
con
le
statine
possono determinare la stabilizzazione/riduzione
della
placca
aterosclerotica
coronarica
Conclusions (9)
Plaque >70%
Plaque ≤70%
Gaudio C. et al., International Journal of Cardiology, 2008
MDCCT
Grazie
La Scienza deve essere compresa nel suo significato più ampio, come
metodo per capire tutta la realtà osservabile e non semplicemente
come uno strumento per acquisire conoscenze specialistiche
Alexis Carrel