Diagnostica per immagini avanzata nei problemi vascolari

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International Congress of
the Italian Association of Companion
Animal Veterinarians
May 19 – 21 2006
Rimini, Italy
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62nd SCIVAC International Congress
&
25th Anniversary of the SCIVAC Foundation
May 29-31, 2009 - Rimini, Italy
Reprinted in IVIS with the permission of the Congress Organizers
53° Congresso Nazionale Multisala SCIVAC
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Diagnostica per immagini avanzata
nei problemi vascolari intracranici
Laurent S. Garosi
Med Vet, Dipl ECVN, MRCVS, Higham Gobion, UK
Si definisce col termine di malattia cerebrovascolare qualsiasi anomalia dell’encefalo che derivi da un processo patologico capace di comprometterne l’apporto ematico. Da un
punto di vista patologico, le lesioni che colpiscono i vasi
sanguigni cerebrali vengono distinte in due ampie categorie:
(1) ischemia con o senza infarto secondario a ostruzione dei
vasi sanguigni e (2) emorragia causata dalla rottura della
parete dei vasi stessi. Disponendo di limitate riserve, l’encefalo si basa sull’apporto permanente di glucosio ed ossigeno
per mantenere la funzione di pompa ionica. Quando la pressione di perfusione cade a livelli critici, si sviluppa un’ischemia che, se persiste abbastanza a lungo, progredisce
fino all’infarto.
Un infarto è un’area di compromissione del parenchima
cerebrale dovuta ad un’occlusione focale di uno o più vasi
sanguigni. Può essere dovuta ad un’ostruzione vascolare che
si sviluppa all’interno di vasi occlusi (trombosi), oppure ad
un materiale ostruttivo che origina da un altro letto vascolare e procede sino all’encefalo (tromboembolismo). A seconda delle dimensioni del vaso colpito, gli infarti si possono
osservare come conseguenza di malattie di vasi piccoli
(infarto lacunare) o grandi (infarto territoriale). Nell’ictus
emorragico, il sangue passa dai vasi direttamente nell’encefalo, formando un ematoma nel parenchima cerebrale o nello spazio subaracnoideo. La massa di sangue coagulato provoca la distruzione fisica del tessuto e la compressione dell’encefalo circostante. Per escludere le altre cause di insorgenza acuta di segni neurologici e per confermare il sospetto di ictus è necessario ricorrere all’esame dell’encefalo
mediante tecniche di diagnostica per immagini. Queste
metodiche vanno impiegate anche per definire il territorio
vascolare coinvolto e l’estensione della lesione e per distinguere fra ictus ischemico ed emorragico. La risonanza
magnetica è la tecnica di diagnostica per immagini più sensibile per diagnosticare l’ictus ischemico, con alterazioni
che si osservano entro un’ora dall’insorgenza.
DIAGNOSTICA PER IMMAGINI
DELL’ICTUS ISCHEMICO
Tomografia computerizzata
La tomografia computerizzata (TC) risulta spesso normale nella fase acuta dell’ischemia; di conseguenza, la diagnosi di ictus ischemico con questo mezzo si basa sull’esclusione di altre condizioni che simulano l’ictus stesso. I primi
segni tomografici dell’ischemia possono essere sottili e dif-
ficili da identificare anche da parte di esaminatori molto
esperti e sono rappresentati da ipodensità del parenchima,
perdita di differenziazione fra sostanza grigia e bianca, lieve
cancellazione dei solchi corticali ed effetto massa locale.
Sino a non molto tempo fa, la tomografia computerizzata è
stata la tecnica di diagnostica per immagini d’elezione nell’uomo per determinare la presenza di un’emorragia nelle
fasi iniziali dell’ictus, dato che questa lesione si presenta
iperdensa negli stadi di esordio. I recenti sviluppi della risonanza magnetica hanno determinato un cambiamento della
situazione, per cui e la tomografia computerizzata oggi non
presenta più alcuni vantaggio rispetto alla risonanza magnetica per la diagnosi dell’ictus ischemico.
Risonanza magnetica convenzionale
La risonanza magnetica convenzionale può venire utilizzata per illustrare l’ictus ischemico entro 12-24 ore dall’insorgenza e per distinguere le lesioni emorragiche dall’infarto. Benché possano essere talvolta difficili da differenziare
da altri processi patologici come le malattie infiammatorie,
gli infarti tendono a presentare certe caratteristiche distintive nelle immagini ottenute con questa metodica.
1 – Un aspetto diagnostico distintivo dell’ictus ischemico
è la sua localizzazione e distribuzione, che dipende dal territorio vascolare coinvolto. La conformità di un’area ischemica/infartuata rispetto ad un territorio vascolare è un elemento importante per la diagnosi che contribuisce a distinguere
queste lesioni da tumori encefalici, infiammazioni e traumi.
Le ischemie/infarti sono causate da occlusione di un vaso
sanguigno cerebrale. Di conseguenza, si verificano nella
regione dell’encefalo vascolarizzata dal vaso colpito e sono
limitate ad essa e spesso si riscontra una netta demarcazione
rispetto al tessuto cerebrale normale circostante, con un
effetto massa minimo o assente.
2 – Le ischemie/infarti sono causate da un’insufficienza
della perfusione ematica e, quindi, da una deplezione energetica. La conseguenza per la cellula è l’insufficienza della
pompa Na+/K+ e l’accumulo di Na+ ed acqua all’interno della cellula, cioè un edema citotossico. Le alterazioni della
risonanza magnetica osservate nel parenchima ischemico si
basano su un aumento del contenuto tissutale di acqua. Gradualmente, le immagini T2 pesate o FLAIR (fluid-attenuated inversion recovery) mostrano una maggiore iperintensità
(prolungamento di T2 che produce segnali più elevati in aree
con un maggior contenuto idrico tissutale) nella regione
ischemica, in particolare nell’arco delle prime 24 ore.
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53° Congresso Nazionale Multisala SCIVAC
3 – Le alterazioni della risonanza magnetica si apprezzano meglio nella sostanza grigia e sono ben visualizzate nelle strutture profonde formate da quest’ultima, come il talamo ed i gangli basali, a causa della vulnerabilità selettiva
all’ischemia.
4 – L’accentuazione del contrasto (associata a riperfusione) di solito non si osserva prima che siano trascorsi almeno
7-10 giorni.
Le immagini T2 pesate e FLAIR (fluid-attenuated inversion recovery) sono particolarmente utili per visualizzare
l’ictus ischemico ed ottenere una rappresentazione più anatomica dell’encefalo ed evidenziare l’edema, gli infarti vecchi, le alterazioni microangiopatiche, i tumori ed altre patologie. Con queste sequenze, l’infarto ischemico si presenta
come una lesione iperintensa. La differenziazione del core
ischemico dal tessuto in penombra, tuttavia, non è possibile. Le immagini T2*-pesate (gradient echo) vengono utilizzate per dimostrare la presenza di un’emorragia intracranica o per escluderla.
li iperintensi T2-pesati noti come “T2 shine through”. Per
differenziare fra l’autentica restrizione della diffusione e
la T2 shine through, le lesioni brillanti alla DWI devono
essere sempre confermate con mappe di coefficiente di
diffusione apparente, che misurano in modo esclusivo la
diffusione. La mappa ADC contribuisce a rimuovere l’effetto dell’iperintensità T2-pesata (associata all’edema
citotossico) che può contribuire all’iperintensità diffusione-pesata.
Le immagini diffusion weighted possono essere utilizzate per migliorare la sensibilità e la specificità della diagnosi dell’ictus acuto. Questo tipo di studio consente anche di
distinguere le lesioni acute da quelle croniche. L’aspetto
classico dell’infarto acuto è dato da iperintensità nella DWI
e riduzione dell’ADC.
I valori di quest’ultimo restano al di sotto della norma
(riflettendo il rigonfiamento cellulare) per i primi 8-10
giorni e procedono verso valori pseudonormali e supernormali ai punti temporali cronici oltre i 10 giorni (a causa
della necrosi o lisi cellulare).
Risonanza magnetica funzionale
• Valutazione della perfusione – Perfusion images (PWI)
Oltre alla tecnica diffusion weighted, per illustrare le
regioni encefaliche con ipoperfusione e dedurne il tessuto a
rischio confrontando i risultati con i riscontri della DWI si
utilizza la tecnica della risonanza magnetica perfusion
weighted. Quest’ultima prevede la ripetuta e rapida acquisizione di immagini prima e dopo l’iniezione di un mezzo di
contrasto utilizzando una sequenza Epi bidimensionale gradient echo o spin echo. L’accorciamento della velocità di
rilassamento T1 nel tempo è proporzionale alla concentrazione del mezzo di contrasto e, quindi, fornisce informazioni sulla perfusione tissutale.
Le tecniche di risonanza magnetica mediante diffusione e
perfusione (diffusion e perfusion imaging) hanno reso possibile distinguere fra due comparti (core centrale e penombra
periferica) del tessuto ischemico. Nelle immagini perfusion
weighted è possibile monitorare l’apporto ematico del tessuto e l’area di ipoperfusione, mentre quelle diffusion weighted
(DWI) riflettono approssimativamente il core infartuato irreversibilmente danneggiato. La differenza di volume fra le
due, anche detta PWI/DWI-mismatch, presenta una certa correlazione con la penombra ischemica.
Per la diagnosi precoce dell’ictus ed il trattamento di follow-up nell’uomo sono state sviluppate parecchie tecniche
di risonanza magnetica funzionale (fMRI). Queste comprendono la visualizzazione per diffusione e perfusione e l’angiografia mediante risonanza magnetica (MRA). La risonanza magnetica per diffusione e perfusione sono nuove tecniche che consentono il monitoraggio del trasporto dell’acqua
nel microambiente a livello cellulare o capillare. Forniscono
informazioni complementari circa i processi fisiopatologici
che seguono all’ischemia cerebrale.
• Immagini diffusion weighted (DWI)
La DWI viene utilizzata comunemente nell’uomo per
migliorare la sensibilità e la specificità della diagnosi dell’ictus acuto facendone una sequenza ideale per l’identificazione positiva dell’ictus iperacuto, escludendo le condizioni
che lo simulano. L’evoluzione temporale del segnale DWI
consente anche di discriminare le lesioni acute da quelle croniche. Inoltre, la sequenza è sensibile, dato che rileva lesioni di appena 4 mm di diametro.
La risonanza magnetica DWI rileva il movimento molecolare casuale dell’acqua in vivo. Il grado di questa mobilità può essere quantificato attraverso un parametro fisico
noto come coefficiente di diffusione apparente (ADC). Nei
sistemi biologici, la libera diffusione è limitata da barriere
fisiche (ad es., membrane cellulari) ed interazioni chimiche
(ad es., legame con macromolecole). L’infarto acuto porta
all’intrappolamento dell’acqua all’interno delle cellule e
determina una riduzione della diffusione. Questo fenomeno di minore diffusione ed edema citotossico provoca un’iperintensità regionale alla DWI.
L’intensità dell’immagine della DWI dipende dall’ADC
nonché dal tempo di rilassamento trasversale (T2). Poiché
le DWI sono influenzate dal contrasto T1-T2, le lesioni
dell’ictus diventano anche progressivamente più luminose
a causa del concomitante incremento del contenuto idrico
dell’encefalo, che porta ad un apporto aggiuntivo di segna-
• Angiografia mediante risonanza magnetica (MRA)
Oltre al suo impiego per la valutazione tissutale, la MRA
può consentire di giudicare in modo non invasivo lo status
vascolare intracranico dei pazienti colpiti da ictus. Si possono utilizzare due tecniche: la MRA TOF (time of flight) e
la MRA ad accentuazione di contrasto. Uno dei principali
limiti della MRA è la sua minore risoluzione in confronto
all’angiografia convenzionale. Questo problema si aggrava
progressivamente man mano che le dimensioni del lume
diminuiscono. Nell’uomo, le tecniche angiografiche sono
particolarmente utili per lo screening della stenosi dell’arteria carotide, della malformazione vascolare (come la malformazione arterovenosa o l’angioma venoso) e dell’aneurisma. L’uso della MRA nel cane è stato descritto e può
consentire l’identificazione di lesioni vascolari sottostanti
in casi di ictus canino.
53° Congresso Nazionale Multisala SCIVAC
DIAGNOSTICA PER IMMAGINI
DELL’ICTUS EMORRAGICO
Tomografia computerizzata (TC)
La TC è particolarmente sensibile per l’identificazione
dell’emorragia acuta. Questa risulta evidente sotto forma
dell’iperdensità nelle immagini topografiche a causa dell’iperattenuazione dei raggi X da parte della porzione globinica del sangue. L’attenuazione diminuisce finché l’ematoma
non diviene isodenso, a distanza di circa un mese dall’insorgenza. La periferia dell’ematoma accentua il contrasto per
un periodo compreso fra 6 giorni e 6 settimane dopo l’insorgenza, a causa della rivascolarizzazione.
Risonanza magnetica convenzionale
Le due proprietà biosifiche più importanti nella generazione dei quadri di intensità del segnale della risonanza
magnetica osservati negli ematomi intracranici in via di evoluzione sono gli effetti paramagnetici del ferro associati alla
modificazione degli stati di ossigenazione dell’emoglobina e
l’integrità delle membrane eritrocitarie che, quando non
sono danneggiate, determinano la compartimentalizzazione
del ferro paramagnetico.
Tuttavia, l’intensità del segnale della risonanza magnetica dell’emorragia intracranica è anche influenzata da
parecchi fattori intrinseci (tempo trascorso dall’ictus, origine, localizzazione e dimensione dell’emorragia) ed
estrinseci (sequenza del polso e field strength). Le cause di
queste variazioni intrinseche ed estrinseche dell’intensità
dell’ematoma sono difficili da valutare con gli studi clinici, dal momento che spesso è impossibile accertare con
precisione l’intervallo fra l’emorragia e la risonanza
magnetica. È stato dimostrato che le sequenze gradient
echo sono le più accurate fra tutte quelle degli impulsi della MRI e sono più accurate della tomografia computerizzata per prevedere l’estensione dell’emorragia nell’esame
patologico in un modello canino. In confronto ad altre
sequenze, quelle gradient echo dimostrano facilmente l’i-
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pointensità rilevabile, indipendentemente dal tempo trascorso dall’ictus, dall’origine e dalla localizzazione dell’emorragia o dal field strenght. Le ipointensità nelle immagini gradient echo, tuttavia, non sono specifiche per l’emorragia e si possono anche osservare in caso di calcificazione, aria, ferro, corpi estranei e melanina. Aria, calcificazione ed altri corpi estranei, sono normalmente anche ipointensi anche in tutte le sequenze di impulsi.
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Indirizzo per la corrispondenza:
Laurent S. Garosi
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