Qual è il ruolo della scintigrafia miocardica, della PET e della SPECT?

Gli studi di perfusione miocardica che utilizzano la tomografia computerizzata a emissione di fotoni singoli (SPECT) e la tomografia a emissione di positroni (PET) sono metodi consolidati con un’elevata accuratezza diagnostica per la diagnosi non invasiva dell’ischemia nella CHD sospetta e nota. La PET e la SPECT svolgono un ruolo crescente nella valutazione delle malattie infiltrative e infiammatorie.

L’imaging cardiaco ha mostrato un rapido sviluppo negli ultimi anni e si è affermato come un’importante pietra miliare nella cardiologia quotidiana. La prima gamma camera o scintigrafia è stata introdotta negli anni Cinquanta. Ciò rende la scintigrafia miocardica, insieme all’ecocardiografia, una delle modalità di imaging non invasivo più antiche e consolidate a livello mondiale, con dati a lungo termine altrettanto ampi. I progressi tecnici degli ultimi anni hanno ampliato le aree di applicazione dei metodi di esame di medicina nucleare in cardiologia. Mentre per molto tempo l’applicazione principale della tomografia computerizzata a emissione di fotoni singoli (SPECT) e della tomografia a emissione di positroni (PET) in cardiologia è stata la valutazione dei pazienti con malattia coronarica (CHD) nota o sospetta, altre indicazioni hanno recentemente acquisito importanza, come il rilevamento di fonti di infezione (inclusa l’endocardite) e la valutazione di malattie infiltrative e infiammatorie (ad esempio, amiloidosi, sarcoidosi). Mentre la SPECT miocardica è ampiamente utilizzata e relativamente poco costosa, la PET ha una risoluzione temporale e spaziale più elevata, permette di quantificare il flusso sanguigno miocardico e ha quindi contribuito in modo significativo a ottenere approfondimenti sulla regolazione fisiopatologica della circolazione miocardica.

Nozioni di base e aspetti tecnici

SPECT: la SPECT di perfusione miocardica si basa sul principio dell’assorbimento del radionuclide nei miociti vitali e sul rilevamento delle radiazioni gamma emesse durante il decadimento. Oggi, il nuclide ^99m-Tecnezioviene utilizzato principalmente a questo scopo, legato ai “traccianti” sestamibi o tetrofosmina. A differenza del ^{201 Tallio}, il ^99m-Tecnezioconsente una migliore qualità dell’immagine con una minore esposizione alle radiazioni. Quest’ultimo potrebbe essere ridotto in modo significativo, soprattutto con l’introduzione di una moderna tecnologia di rivelazione a semiconduttore basata su leghe di cadmio-zinco-tellurite, ed è attualmente nell’intervallo 2-5 mSv [1].

L’esercizio fisico può essere effettuato per via medica (dobutamina o adenosina) o fisicamente con l’ergometria. I deficit di perfusione indotti dall’esercizio o a riposo consentono di rilevare l’ischemia o la cicatrice miocardica, rispettivamente, e quindi di individuare la malattia coronarica con un’elevata accuratezza diagnostica. Per la SPECT sono disponibili dati prognostici di molte migliaia di pazienti, il che sottolinea il ruolo di questa metodica anche per la stratificazione del rischio dei pazienti con CHD [2].

PET: anche l’esame PET si basa sul rilevamento del decadimento radioattivo. Tuttavia, il metodo differisce fondamentalmente dalla SPECT per quanto riguarda il tipo di radionuclidi utilizzati: Mentre per la perfusione miocardica, i radionuclidi SPECT con decadimento gamma e un’emivita relativamente lunga (ad esempio 6 h per ^99mtecnezio), quelli utilizzati nella PET di perfusione miocardica sono quelli con un decadimento β+ e un’emivita comparativamente breve (ad esempio 10 min per il 13N-ammoniaca), che richiede la disponibilità di un ciclotrone per la loro produzione immediata in loco; un’eccezione è l’82rubidio, che può essere prodotto per mezzo di un generatore. La risoluzione della PET è significativamente migliore di quella della SPECT, il che significa che la PET offre uno dei valori diagnostici più elevati tra tutti i metodi di imaging [3]. Inoltre, la PET permette di quantificare in modo assoluto il flusso sanguigno miocardico in ml/min/g, il che consente di rilevare la malattia coronarica a tre vasi o la disfunzione microcircolatoria [4]. L’esposizione alle radiazioni di un esame di perfusione miocardica ^{con 13N-ammonia}è di soli 1-3 mSv a causa della breve emivita.

In alternativa o a complemento della perfusione (Fig. 1) , la PET può essere utilizzata anche per ottenere informazioni sul metabolismo utilizzando altri traccianti, in particolare il ^{18F-fluorodeossiglucosio}(FDG), a seconda del protocollo utilizzato. In questo modo, è possibile visualizzare i miociti vitali – e quindi metabolicamente ancora attivi – in un’area miocardica infartuata, il che consente di stratificare la prognosi prevista o l’indicazione per la rivascolarizzazione dell’area miocardica corrispondente. In alternativa, la ^18F-FDGPET può essere utilizzata per rilevare l’aumento del metabolismo nell’infiammazione attiva, ad esempio miocardica nella miocardite o nella sarcoidosi o cardiaca/extracardiaca nell’endocardite e/o nelle infezioni associate a dispositivi.

Diagnostica dell’ischemia nella routine clinica con SPECT e PET

La SPECT di perfusione miocardica e la PET di perfusione miocardica sono metodi consolidati per la diagnosi dell’ischemia nella routine clinica – indicati nei pazienti con CHD nota o sospetta [5]. Le linee guida ESC (Società Europea di Cardiologia) raccomandano la scansione SPECT o PET nei pazienti sintomatici con una probabilità pretest intermedia (15-85%) di CHD (dettagli in Fig. 2) [3]. Questi test cardiologici nucleari, funzionali e non invasivi, consentono di valutare i disturbi della perfusione miocardica e di valutare le cicatrici infartuali, registrando in condizioni di riposo e sotto sforzo. Inoltre, si possono valutare i volumi del ventricolo sinistro in sistole e diastole, nonché la frazione di eiezione e i movimenti della parete. Con la PET ^18F-FDG, è disponibile anche un altro metodo di esame per valutare la vitalità del miocardio [6].

L’entità dell’ischemia è rilevante per l’indicazione alla rivascolarizzazione. Se c’è un disturbo circolatorio indotto da stress superiore al 10%, il paziente trarrà beneficio dalla rivascolarizzazione invasiva per quanto riguarda la prognosi a lungo termine [7]. Nei pazienti con aree di ischemia più piccole, la rivascolarizzazione non ha alcun beneficio prognostico rispetto a una strategia conservativa con una terapia farmacologica ottimale. Di conseguenza, le linee guida raccomandano che i pazienti con cardiopatia stabile debbano avere un’evidenza di ischemia prima di qualsiasi intervento [3].

Rispetto alla SPECT, l’esame PET ha una maggiore sensibilità e specificità per quanto riguarda la valutazione della CHD rilevante [3]. L’esame PET ha anche il vantaggio di poter valutare la riserva di flusso coronarico in modo non invasivo. Quest’ultimo è un altro importante marcatore di rischio indipendente, oltre alla perfusione [8]. Soprattutto nella malattia coronarica a tre vasi, nei diabetici con coinvolgimento diffuso della CHD e nei disturbi microcircolatori, la PET offre quindi vantaggi significativi. (Fig. 3). Tabella 1 presenta i vantaggi e gli svantaggi dei due metodi di esame SPECT e PET.

Per ottenere una qualità d’immagine ottimale, la tomografia computerizzata (TC) nativa viene eseguita in aggiunta all’acquisizione SPECT/PET per la correzione dell’attenuazione [9]. Oltre alla correzione dell’attenuazione, questa TC nativa consente anche la registrazione simultanea del punteggio del calcio, che è un altro marker di rischio consolidato. Il punteggio del calcio può quindi essere incluso nella valutazione senza ulteriori registrazioni.

Imaging ibrido

L’imaging ibrido è il processo di fusione di due serie di dati multimodali. Idealmente, si dovrebbe eseguire una combinazione di un esame anatomico (ad esempio, la TAC coronarica) e di un esame funzionale (ad esempio, la PET o la SPECT di perfusione miocardica) per ottenere le migliori informazioni possibili. I set di dati possono essere registrati su due scanner diversi e poi fusi per formare un’immagine ibrida. L’imaging ibrido che utilizza la TC coronarica e la SPECT o la PET è particolarmente utile nei pazienti con malattia multivessuale (anche dopo un intervento di bypass) e stenosi significative dei rami laterali, in quanto consente una co-localizzazione accurata dell’arteria coronarica stenosata alla rispettiva area miocardica ischemica. (Fig.4). Oltre all’elevata accuratezza diagnostica, è stata dimostrata anche l’importanza prognostica di questo esame. [10]. Questo ha dimostrato che i pazienti con risultati congruenti (stenosi coronarica con ischemia nell’area di alimentazione corrispondente) hanno una prognosi significativamente peggiore rispetto ai pazienti con risultati incongruenti (ad esempio, stenosi senza ischemia) o ai pazienti con risultati normali.

Condizioni cardiache non ischemiche

Malattie infiltrative: Sarcoidosi e amiloidosi: la PET ^18F-FDGè una modalità consolidata nel work-up della sarcoidosi cardiaca, grazie al suo eccellente valore diagnostico e prognostico [11]. Inoltre, la PET come modalità di imaging quantitativo permette anche di determinare con precisione l’attività metabolica/infiammatoria, il che sottolinea la sua utilità nel contesto del monitoraggio della terapia [12]. Tuttavia, un prerequisito importante per questo esame è la preparazione ottimale del paziente, per evitare l’accumulo fisiologico di FDG nel miocardio, che limiterebbe la specificità dell’esame. Questo include in particolare una dieta rigorosa priva di carboidrati, se necessario combinata con la somministrazione di eparina per via endovenosa.

Meno nota è la possibilità di chiarire il sospetto di amiloidosi cardiaca attraverso la scintigrafia scheletrica, facilmente disponibile e relativamente poco costosa. Un fatto che sorprende, vista l’eccellente sensibilità di questo studio. In effetti, è stato dimostrato che la scintigrafia scheletrica ha un valore predittivo positivo del 100% per l’amiloidosi ATTR (amiloidosi transtiretinica familiare) cardiaca, dopo aver escluso l’amiloidosi AL (assenza di proteine monoclonali nelle urine o nel sangue) e includendo il modello di accumulo nel miocardio e in altri tessuti molli [13]. Studi recenti mettono quindi in dubbio la necessità di una biopsia miocardica per la diagnosi [13].

Endocardite/Infezioni da dispositivi: Le attuali linee guida della Società Europea di Cardiologia (ESC) recentemente elencano la PET ^18F-FDGcome criterio principale nella diagnosi di sospetta endocardite nelle valvole protesiche e ne raccomandano l’uso nei casi di ecocardiografia non conclusiva [14]. Ciò è dovuto ancora una volta all’elevata sensibilità di questa modalità per l’infiammazione nell’area delle protesi (Fig. 5), ma anche alla possibilità di identificare simultaneamente gli emboli settici – che si riscontrano in oltre il 50% dei casi – [15] e, infine, alla possibilità di individuare potenziali porte di ingresso. Nel contesto delle valvole native, tuttavia, la ^18F-FDGPET non è adatta a causa dell’inadeguata bassa sensibilità per l’endocardite, soprattutto a causa della mobilità e delle piccole dimensioni delle vegetazioni sulle valvole native. Paragonabile all’endocardite è anche il ruolo della ^18F-FDGPET nelle infezioni discutibili dei dispositivi.

Sommario

In sintesi, l’imaging non invasivo con esami di medicina nucleare ha dato un contributo essenziale alla comprensione della malattia coronarica e oggi è una pietra miliare della diagnostica cardiaca. Oltre al suo ruolo nella diagnostica dell’ischemia e della vitalità, consolidato da decenni, la cardiologia nucleare è diventata sempre più importante nella ricerca di fonti di infezione (ad esempio, l’endocardite) e nella valutazione di malattie infiltrative e infiammatorie (ad esempio, amiloidosi, sarcoidosi).

Messaggi da portare a casa

• Gli studi di perfusione miocardica che utilizzano la tomografia computerizzata a emissione di fotoni singoli (SPECT) e la tomografia a emissione di positroni (PET) sono metodi consolidati con un’elevata accuratezza diagnostica per la diagnosi non invasiva dell’ischemia nella malattia coronarica sospetta e nota.
• Rispetto alla SPECT, la PET ha il vantaggio di rilevare la riserva di flusso coronarico con una minore esposizione alle radiazioni ed è il metodo di scelta soprattutto nei casi di malattia coronarica nota a 3 vasi.
• L’imaging ibrido (TC coronarica più SPECT o PET) consente l’acquisizione simultanea dell’anatomia coronarica e delle informazioni funzionali.
• La PET ^18F-FDGè elencata nelle attuali linee guida come criterio principale nella diagnosi di sospetta endocardite nelle valvole protesiche.
• La PET e la SPECT svolgono un ruolo crescente nella valutazione delle malattie infiltrative e infiammatorie (ad esempio, amiloidosi, sarcoidosi).

Divulgazione: l’Ospedale Universitario di Zurigo ha un contratto di ricerca con GE Healthcare.
 
Letteratura:

1. Acampa W, Buechel RR, Gimelli A: Bassa dose in cardiologia nucleare: stato dell’arte nell’era delle nuove telecamere al cadmio-zinco-tellurio. Eur Heart J Cardiovasc Imaging 2016; 17(6): 591-595.
2. Shaw LJ, Iskandrian AE: Valore prognostico della SPECT di perfusione miocardica gated. Journal of nuclear cardiology: pubblicazione ufficiale della Società Americana di Cardiologia Nucleare 2004; 11(2): 171-185.
3. Task Force M, et al.: Linee guida ESC 2013 sulla gestione della coronaropatia stabile: la Task Force sulla gestione della coronaropatia stabile della Società Europea di Cardiologia. Eur Heart J 2013; 34(38): 2949-3003.
4. Fiechter M, et al.: Valore diagnostico della PET di perfusione miocardica con 13N-ammonia: valore aggiunto della riserva di flusso miocardico. Journal of nuclear medicine: official publication, Society of Nuclear Medicine 2012; 53(8): 1230-1234.
5. Acampa W, et al.: Ruolo della stratificazione del rischio mediante SPECT, PET e imaging ibrido nel guidare la gestione dei pazienti stabili con cardiopatia ischemica: panel di esperti del comitato cardiovascolare EANM e dell’EACVI. European heart journal cardiovascular Imaging 2015; 16(12): 1289-1298.
6. Gaemperli O, Kaufmann PA: PET e PET/CT nelle malattie cardiovascolari. Ann N Y Acad Sci 2011; 1228: 109-136.
7. Hachamovitch R, et al: Confronto del beneficio di sopravvivenza a breve termine associato alla rivascolarizzazione rispetto alla terapia medica nei pazienti senza malattia coronarica pregressa sottoposti a tomografia computerizzata a emissione di fotoni singoli con perfusione miocardica sotto stress. Circolazione 2003; 107(23): 2900-2907.
8. Herzog BA, et al: Valore prognostico a lungo termine della tomografia ad emissione di positroni di perfusione miocardica con 13N-ammonia, valore aggiunto della riserva di flusso coronarico. J Am Coll Cardiol 2009; 54(2): 150-156.
9. Pazhenkottil AP, et al: Miglioramento della previsione dell’esito mediante l’imaging di perfusione miocardica SPECT dopo la correzione dell’attenuazione della TAC. J Nucl Med 2011; 52(2): 196-200.
10. Pazhenkottil AP, et al: Valore prognostico dell’imaging ibrido cardiaco che integra la tomografia computerizzata a emissione di fotoni singoli con l’angiografia coronarica computerizzata. Eur Heart J 2011; 32(12): 1465-1471.
11. Youssef G, et al: L’uso della 18F-FDG PET nella diagnosi della sarcoidosi cardiaca: una revisione sistematica e una metanalisi che include l’esperienza dell’Ontario. Journal of nuclear medicine: official publication, Society of Nuclear Medicine 2012; 53(2): 241-248.
12. Lee PI, Cheng G, Alavi A: Il ruolo della PET FDG seriale per valutare la risposta terapeutica nei pazienti con sarcoidosi cardiaca. Journal of nuclear cardiology: pubblicazione ufficiale della Società americana di cardiologia nucleare 2017; 24(1): 19-28.
13. Gillmore JD, et al: Diagnosi non bioptica di amiloidosi transtiretinica cardiaca. Circolazione 2016; 133(24): 2404-2412.
14. Habib G, et al.: Linee guida ESC 2015 per la gestione dell’endocardite infettiva: la Task Force for the Management of Infective Endocarditis della Società Europea di Cardiologia (ESC). Appoggiato da: Associazione Europea di Chirurgia Cardio-Toracica (EACTS), Associazione Europea di Medicina Nucleare (EANM). European heart journal 2015; 36(44): 3075-3128.
15. Salomaki SP, et al: Tomografia ad emissione di positroni (18)F-FDG/ tomografia computerizzata nell’endocardite infettiva. Journal of nuclear cardiology: pubblicazione ufficiale della Società americana di cardiologia nucleare 2017; 24(1): 195-206.

CARDIOVASC 2018; 17(2): 4-9