Esame radiografico della funzione cardiaca

In una persona sana, un'onda di eccitazione si diffonde attraverso il miocardio circa una volta al secondo: il cuore si contrae e poi si rilassa. Il metodo più semplice e accessibile per registrarle è la fluoroscopia. Permette di valutare visivamente le contrazioni e il rilassamento del cuore, la pulsazione dell'aorta e dell'arteria polmonare. Allo stesso tempo, modificando la posizione del paziente dietro lo schermo, è possibile evidenziare il contorno, ovvero rendere visibili tutte le sezioni del cuore e dei vasi sanguigni. Tuttavia, recentemente, grazie allo sviluppo della diagnostica ecografica e alla sua ampia diffusione nella pratica clinica, il ruolo della fluoroscopia nello studio dell'attività funzionale del cuore è notevolmente diminuito a causa dell'elevato carico di radiazioni che comporta.

Il metodo principale per studiare la funzione contrattile del muscolo cardiaco è l'esame ecografico (ultrasuoni).

In cardiologia vengono utilizzate diverse tecniche ecografiche: ecocardiografia monodimensionale - metodo M; ecocardiografia bidimensionale (sonografia) - metodo B; ecocardiografia Doppler monodimensionale; ecocolordoppler bidimensionale. Un metodo efficace per lo studio del cuore è anche l'ecocardiografia duplex, una combinazione di ecografia e dopplerografia.

Un ecocardiogramma monodimensionale si presenta come un gruppo di curve, ciascuna delle quali corrisponde a una specifica struttura del cuore: la parete del ventricolo e dell'atrio, il setto interatriale e interventricolare, le valvole, il pericardio, ecc. L'ampiezza della curva sull'ecocardiogramma indica l'intervallo dei movimenti sistolici della struttura anatomica registrata.

L'ecografia consente di osservare in tempo reale i movimenti delle pareti e delle valvole cardiache sullo schermo. Per studiare diversi parametri che caratterizzano la funzione cardiaca, il contorno del cuore viene delineato sullo schermo del monitor su fotogrammi registrati all'apice dell'onda R dell'elettrocardiogramma e al ginocchio discendente dell'onda T. Uno speciale software disponibile nell'ecografo consente di confrontare e analizzare queste due immagini e di ottenere i parametri dei volumi telesistolico e telediastolico del ventricolo sinistro e degli atri, le dimensioni della superficie del ventricolo destro, il valore della frazione di eiezione ventricolare, la frazione di svuotamento atriale, i volumi sistolico e minuto e lo spessore delle pareti miocardiche. È molto prezioso che questo possa fornire anche parametri di contrattilità regionale della parete ventricolare sinistra, estremamente importante nella diagnosi di coronaropatia e altre lesioni del muscolo cardiaco.

La dopplerografia cardiaca viene eseguita principalmente in modalità pulsata. Permette non solo di studiare il movimento delle valvole e delle pareti cardiache in qualsiasi fase del ciclo cardiaco, ma anche di misurare la velocità, la direzione e la natura del flusso sanguigno nel volume di controllo selezionato. Nuove tecniche dopplergrafiche hanno acquisito particolare importanza nello studio dei parametri funzionali del cuore: mappatura a colori, Doppler energetico e Doppler tissutale. Attualmente, le opzioni specifiche dell'esame ecografico sono le principali metodiche strumentali per l'esame dei pazienti cardiaci, soprattutto nella pratica ambulatoriale.

Oltre alla diagnostica ecografica, i metodi radiochimici per l'esame del cuore e dei vasi sanguigni si sono recentemente sviluppati rapidamente. Tra questi, tre metodi meritano di essere evidenziati: la ventricolografia all'equilibrio (radiocardiografia dinamica), l'angiocardiografia radiochimica e la sintigrafia perfusionale. Questi metodi forniscono informazioni importanti, a volte uniche, sulla funzione cardiaca, non richiedono cateterizzazione vascolare e possono essere eseguiti sia a riposo che dopo carichi funzionali. Quest'ultima circostanza è fondamentale per valutare la capacità di riserva del muscolo cardiaco.

La ventricolografia all'equilibrio è uno dei metodi più comuni per esaminare il cuore. Viene utilizzata per determinare la funzione di pompaggio del cuore e la natura del movimento delle sue pareti. L'oggetto dello studio è solitamente il ventricolo sinistro, ma sono state sviluppate tecniche specifiche per lo studio del ventricolo destro del cuore. Il principio del metodo consiste nel registrare una serie di immagini nella memoria di un computer dotato di gamma camera. Queste immagini vengono ottenute dalla radiazione gamma di radiofarmaci introdotti nel sangue e che rimangono nel flusso sanguigno per lungo tempo, ovvero non si diffondono attraverso la parete vascolare. La concentrazione di tali radiofarmaci nel flusso sanguigno rimane costante per lungo tempo, quindi è consuetudine dire che si sta studiando la pozzanghera di sangue (dall'inglese pool - pozzanghera, pozzanghera).

Il modo più semplice per creare un pool di sangue è introdurre albumina nel sangue. Tuttavia, la proteina viene comunque degradata nell'organismo e il radionuclide rilasciato in questo processo abbandona il flusso sanguigno, riducendo gradualmente la radioattività del sangue, il che riduce l'accuratezza dello studio. Un modo più adeguato per creare un pool radioattivo stabile consisteva nel marcare gli eritrociti del paziente. A tale scopo, viene inizialmente iniettata per via endovenosa una piccola quantità di pirofosfato, circa 0,5 mg. Viene assorbito attivamente dagli eritrociti. Dopo 30 minuti, vengono iniettati per via endovenosa 600 MBq di 99mTc-pertecnetato, che si combina istantaneamente con il pirofosfato assorbito dagli eritrociti. Ciò si traduce in una forte connessione. Si noti che questa è la prima volta che abbiamo incontrato una tecnica di studio con radionuclidi in cui l'RFP viene "preparato" nel corpo del paziente.

Il passaggio del sangue radioattivo attraverso le camere cardiache viene registrato nella memoria del computer tramite un dispositivo elettronico chiamato trigger. Questo "collega" la raccolta di informazioni dal rivelatore della gamma camera ai segnali elettrici dell'elettrocardiografo. Dopo aver raccolto informazioni su 300-500 cicli cardiaci (dopo la completa diluizione del radiofarmaco nel sangue, ovvero la stabilizzazione del pool ematico), il computer le raggruppa in una serie di immagini, le principali delle quali sono quelle che riflettono le fasi telesistolica e telediastolica. Diverse immagini intermedie del cuore vengono create simultaneamente durante il ciclo cardiaco, ad esempio ogni 0,1 s.

Una tale procedura di creazione di immagini mediche a partire da una serie estesa è necessaria per ottenere "statistiche di conteggio" sufficienti affinché le immagini risultanti abbiano una qualità sufficientemente elevata per l'analisi. Questo vale per qualsiasi analisi, sia visiva che informatica.

Nella diagnostica dei radionuclidi, come in tutte le diagnostiche delle radiazioni, vale la regola principale della “qualità dell’affidabilità”: raccogliere la maggior quantità possibile di informazioni (quanti, segnali elettrici, cicli, immagini, ecc.).

Utilizzando un computer, la frazione di eiezione, la velocità di riempimento e svuotamento del ventricolo, la durata della sistole e della diastole vengono calcolate a partire dalla curva integrale costruita sulla base dei risultati dell'analisi delle immagini cardiache. La frazione di eiezione (FE) è determinata dalla formula:

Dove DO e CO sono i valori della frequenza di conteggio (livelli di radioattività) nelle fasi telediastolica e telesistolica del ciclo cardiaco.

La frazione di eiezione è uno degli indicatori più sensibili della funzione ventricolare. Normalmente, oscilla intorno al 50% per il ventricolo destro e al 60% per il ventricolo sinistro. Nei pazienti con infarto miocardico, la frazione di eiezione è sempre ridotta proporzionalmente al volume della lesione, il che ha un noto valore prognostico. Questo indicatore si riduce anche in diverse lesioni del muscolo cardiaco: cardiosclerosi, miocardiopatia, miocardite, ecc.

La ventricolografia all'equilibrio può essere utilizzata per rilevare disturbi limitati della contrattilità del ventricolo sinistro: discinesia locale, ipocinesia, acinesia. A tale scopo, l'immagine del ventricolo viene suddivisa in diversi segmenti, da 8 a 40. Per ogni segmento, viene studiato il movimento della parete ventricolare durante le contrazioni cardiache. La ventricolografia all'equilibrio è di notevole utilità per individuare pazienti con ridotte riserve funzionali del muscolo cardiaco. Questi soggetti rappresentano un gruppo ad alto rischio di sviluppare insufficienza cardiaca acuta o infarto del miocardio. Vengono sottoposti a questo studio in condizioni di carico dosato sul cicloergometro per individuare le aree della parete ventricolare che non riescono a sopportare il carico, sebbene non si osservino deviazioni nello stato di quiete del paziente. Questa condizione è chiamata ischemia miocardica indotta da stress.

La ventricolografia all'equilibrio permette di calcolare la frazione di rigurgito, ovvero la quantità di sangue refluito in caso di difetti cardiaci accompagnati da insufficienza valvolare. Un altro vantaggio del metodo è che lo studio può essere condotto per un lungo periodo di tempo, per diverse ore, studiando, ad esempio, l'effetto dei farmaci sull'attività cardiaca.

L'angiocardiografia con radionuclidi è un metodo che prevede l'alternanza del primo passaggio di radiofarmaci attraverso le camere del cuore dopo la loro rapida somministrazione endovenosa in un piccolo volume (bolo).

Solitamente si utilizza 99mTc-pertecnetato con un'attività di 4-6 MBq per 1 kg di peso corporeo in un volume di 0,5-1,0 ml. L'esame viene condotto su una gamma camera dotata di un computer ad alte prestazioni. Una serie di immagini del cuore durante il passaggio del radiofarmaco (15-20 frame per non più di 30 s) viene registrata nella memoria del computer. Quindi, dopo aver selezionato la "zona di interesse" (solitamente l'area della radice polmonare o del ventricolo destro), viene analizzata l'intensità di radiazione del radiofarmaco. Normalmente, le curve di passaggio del radiofarmaco attraverso le camere cardiache destre e i polmoni presentano un picco alto e ripido. In condizioni patologiche, la curva si appiattisce (quando il radiofarmaco viene diluito nelle camere cardiache) o si allunga (quando il radiofarmaco viene trattenuto nella camera).

In alcune cardiopatie congenite, il sangue arterioso viene deviato dalle camere sinistre del cuore verso quelle destre. Tali shunt (chiamati shunt sinistro-destro) si verificano in presenza di difetti del setto cardiaco. All'angiocardiogramma con radionuclidi, uno shunt sinistro-destro si rivela come un ripetuto innalzamento della curva nella "zona di interesse" dei polmoni. In altre cardiopatie congenite, il sangue venoso, non ancora arricchito di ossigeno, entra nuovamente, bypassando i polmoni, nella circolazione sistemica (shunt destro-sinistro). Un segno di tale shunt all'angiocardiogramma con radionuclidi è la comparsa di un picco di radioattività nel ventricolo sinistro e nell'aorta prima che la radioattività massima venga registrata nei polmoni. Nelle cardiopatie acquisite, gli angiocardiogrammi consentono di determinare il grado di rigurgito attraverso le aperture mitralica e aortica.

La scintigrafia miocardica perfusionale viene utilizzata principalmente per studiare il flusso ematico miocardico e, in una certa misura, per valutare il livello di metabolismo nel muscolo cardiaco. Viene eseguita con i farmaci ^99mT1 -cloruro e ^99mTc -sesamibi. Entrambi i radiofarmaci, passando attraverso i vasi che irrorano il muscolo cardiaco, si diffondono rapidamente nel tessuto muscolare circostante e partecipano ai processi metabolici, simulando gli ioni potassio. Pertanto, l'intensità di accumulo di questi radiofarmaci nel muscolo cardiaco riflette il volume del flusso sanguigno e il livello dei processi metabolici nel muscolo cardiaco.

L'accumulo di radiofarmaci nel miocardio avviene piuttosto rapidamente e raggiunge il suo massimo in 5-10 minuti. Ciò consente di condurre l'esame in diverse proiezioni. Un'immagine di perfusione normale del ventricolo sinistro su scintigrafia appare come un'ombra omogenea a forma di ferro di cavallo con un difetto centrale che corrisponde alla cavità ventricolare. Le zone ischemiche che si formano durante un infarto saranno visualizzate come aree con ridotta fissazione del radiofarmaco. Dati più visivi e, soprattutto, affidabili nello studio della perfusione miocardica possono essere ottenuti utilizzando la tomografia a emissione di fotone singolo. Negli ultimi anni, dati fisiologici interessanti e importanti sul funzionamento del muscolo cardiaco sono stati ottenuti utilizzando nuclidi emettitori di positroni a vita ultrabreve come radiofarmaci, come F-DG, ovvero utilizzando la tomografia a emissione di due fotoni. Tuttavia, finora questo è possibile solo in alcuni grandi centri di ricerca.

Nuove opportunità nella valutazione della funzione cardiaca sono emerse con il miglioramento della tomografia computerizzata, che ha reso possibile eseguire una serie di tomografie con esposizioni brevi sullo sfondo di un'iniezione in bolo di una sostanza radiopaca. 50-100 ml di un mezzo di contrasto non ionico - omnipaque o ultravist - vengono iniettati nella vena del gomito utilizzando una siringa automatica. L'analisi comparativa delle sezioni cardiache mediante densitometria computerizzata consente di determinare il movimento del sangue nelle cavità cardiache durante l'intero ciclo cardiaco.

La tomografia computerizzata ha compiuto progressi particolarmente significativi nella ricerca cardiaca con lo sviluppo dei tomografi computerizzati a fascio di elettroni. Questi dispositivi non solo consentono di acquisire un gran numero di immagini con tempi di esposizione molto brevi, ma anche di creare una simulazione in tempo reale della dinamica della contrazione cardiaca e persino di eseguire una ricostruzione tridimensionale di un cuore in movimento.

Un altro metodo di studio della funzione cardiaca, non meno dinamico, è la risonanza magnetica. Grazie all'elevata intensità del campo magnetico e alla creazione di una nuova generazione di computer ad alte prestazioni, è stato possibile raccogliere le informazioni necessarie per la ricostruzione delle immagini in tempi brevissimi, in particolare per analizzare in tempo reale le fasi telesistolica e telediastolica del ciclo cardiaco.

Il medico ha a disposizione numerose metodiche radiologiche per valutare la funzione contrattile del muscolo cardiaco e il flusso sanguigno miocardico. Tuttavia, per quanto il medico cerchi di limitarsi a metodi non invasivi, in alcuni pazienti è necessario ricorrere a procedure più complesse, associate al cateterismo vascolare e al contrasto artificiale delle cavità cardiache e dei vasi coronarici: ventricolografite a raggi X e coronarografia.

La ventricolografia è necessaria perché presenta una maggiore sensibilità e accuratezza nella valutazione della funzione ventricolare sinistra rispetto ad altri metodi. Ciò è particolarmente vero per l'identificazione di disturbi della contrattilità locale del ventricolo sinistro. Le informazioni sui disturbi miocardici regionali sono necessarie per determinare la gravità della coronaropatia, valutare le indicazioni per interventi chirurgici, angioplastica transluminale delle arterie coronarie e trombolisi nell'infarto miocardico. Inoltre, la ventricolografia consente una valutazione oggettiva dei risultati dei test da sforzo e diagnostici per la coronaropatia (test di stimolazione atriale, cicloergometro, ecc.).

La sostanza radiopaca viene iniettata in un volume di 50 ml a una velocità di 10-15 ml/s e si esegue la registrazione. I fotogrammi mostrano chiaramente alterazioni dell'ombra del mezzo di contrasto nella cavità del ventricolo sinistro. A un attento esame dei fotogrammi, è possibile notare marcate alterazioni della contrattilità miocardica: assenza di movimento di parete in qualsiasi area o movimenti paradossi, ovvero rigonfiamenti al momento della sistole.

Per identificare disordini della contrattilità meno pronunciati e localizzati, è comune condurre un'analisi separata di 5-8 segmenti standard della silhouette del ventricolo sinistro (per un'immagine in proiezione obliqua anteriore destra con un angolo di 30°). La Figura 111.66 mostra la divisione del ventricolo in 8 segmenti. Sono stati proposti diversi metodi per valutare la contrattilità per segmenti. Uno di questi consiste nel tracciare 60 raggi dal centro dell'asse longitudinale del ventricolo ai contorni dell'ombra ventricolare. Ogni raggio viene misurato nella fase telediastolica e, di conseguenza, il grado del suo accorciamento durante la contrazione ventricolare. Sulla base di queste misurazioni, vengono eseguite l'elaborazione computerizzata e la diagnosi dei disordini della contrattilità regionale.

Un metodo diretto indispensabile per studiare il flusso ematico coronarico è la coronarografia selettiva. Attraverso un catetere inserito sequenzialmente nell'arteria coronaria sinistra e poi in quella destra, viene iniettata una sostanza radiopaca con un iniettore automatico e vengono eseguite le riprese. Le immagini risultanti riflettono sia la morfologia dell'intero sistema coronarico sia la natura della circolazione sanguigna in tutte le parti del cuore.

Le indicazioni per la coronarografia sono piuttosto ampie. In primo luogo, la coronarografia è indicata in tutti i casi non sufficientemente chiari per la diagnosi di cardiopatia ischemica, la scelta del metodo di trattamento per l'infarto miocardico acuto, la diagnosi differenziale tra infarto miocardico e cardiomiopatia. È indicata anche in combinazione con ripetute biopsie cardiache, in caso di sospetto di reazione di rigetto durante il trapianto. In secondo luogo, la coronarografia viene utilizzata in casi di rigorosa selezione professionale, qualora si sospetti un possibile danno alle arterie coronarie in piloti, controllori di volo, conducenti di autobus e treni interurbani, poiché lo sviluppo di infarto miocardico acuto in tali lavoratori rappresenta una minaccia per i passeggeri e le persone che li circondano.

Una controindicazione assoluta alla coronarografia è l'intolleranza al mezzo di contrasto. Le controindicazioni relative includono gravi danni agli organi interni: fegato, reni, ecc. La coronarografia può essere eseguita solo in unità operatorie radiologiche appositamente attrezzate, dotate di tutti i mezzi per ripristinare l'attività cardiaca. In alcuni casi, l'introduzione del mezzo di contrasto (che deve essere iniettato più volte in ciascuna arteria coronaria se si utilizzano test funzionali) può essere accompagnata da brachicardia, extrasistolia e talvolta blocco cardiaco trasverso temporaneo e persino fibrillazione atriale. Oltre all'analisi visiva, le coronarografia vengono elaborate al computer. Per analizzare i contorni dell'ombra delle arterie, solo i contorni dell'arteria vengono evidenziati sul display. In caso di stenosi, viene tracciato un grafico della stenosi.