Test di funzionalità polmonare a raggi X

L'apparato respiratorio funzionale è costituito da numerosi meccanismi, tra cui la respirazione polmonare (esterna) e il sistema circolatorio rivestono particolare importanza. L'attività dei muscoli respiratori determina variazioni di volume del torace e dei polmoni, garantendone la ventilazione. Di conseguenza, l'aria inspirata si diffonde lungo l'albero bronchiale, raggiungendo gli alveoli. Naturalmente, le violazioni della pervietà bronchiale portano a un disturbo del meccanismo respiratorio esterno. Negli alveoli, la diffusione dei gas avviene attraverso la membrana alveolo-capillare. Il processo di diffusione viene interrotto sia in caso di danneggiamento delle pareti alveolari, sia in caso di interruzione del flusso sanguigno capillare nei polmoni.

Le radiografie convenzionali eseguite durante le fasi di inspirazione ed espirazione e la fluoroscopia possono fornire un'idea approssimativa della meccanica dell'atto respiratorio e della ventilazione polmonare. Durante l'inspirazione, le estremità anteriori e i corpi delle coste si sollevano, gli spazi intercostali si dilatano e il diaframma si abbassa (soprattutto a causa della sua forte inclinazione posteriore). I campi polmonari aumentano di dimensioni e la loro trasparenza aumenta. Se necessario, tutti questi parametri possono essere misurati. Dati più accurati possono essere ottenuti con la TC. Questa permette di determinare le dimensioni della cavità toracica a qualsiasi livello, la funzione ventilatoria dei polmoni nel loro complesso e in qualsiasi loro sezione. Utilizzando la TC, è possibile misurare l'assorbimento delle radiazioni X a tutti i livelli (eseguire la densitometria) e quindi ottenere informazioni riassuntive sulla ventilazione e sul riempimento sanguigno dei polmoni.

L'ostruzione dei bronchi dovuta a cambiamenti del loro tono, accumulo di espettorato, gonfiore della mucosa e costrizioni organiche sono chiaramente visibili nelle radiografie e nelle TAC. Esistono tre gradi di ostruzione bronchiale: parziale, valvolare, completa e, di conseguenza, tre stati polmonari: ipoventilazione, enfisema ostruttivo, atelettasia. Un lieve restringimento persistente del bronco è accompagnato da una diminuzione del contenuto d'aria nella parte del polmone ventilata da questo bronco: ipoventilazione. Nelle radiografie e nelle tomografie, questa parte del polmone appare leggermente ridotta, diventa meno trasparente e il suo aspetto è accentuato a causa della convergenza dei vasi e della pletora. Il mediastino durante l'inspirazione può spostarsi leggermente verso l'ipoventilazione.

Nell'enfisema ostruttivo, l'aria entra negli alveoli durante l'inspirazione, quando il bronco si espande, ma non può uscirne immediatamente durante l'espirazione. La parte interessata del polmone aumenta di dimensioni e diventa più chiara rispetto alle parti circostanti, soprattutto durante l'espirazione. Infine, quando il lume del bronco è completamente chiuso, si verifica una completa mancanza d'aria - atelettasia. L'aria non può più penetrare negli alveoli. L'aria residua in essi viene riassorbita e parzialmente sostituita da liquido edematoso. L'area senz'aria si riduce e causa un'ombra intensa e omogenea su radiografie e TAC.

Quando il bronco principale è bloccato, si verifica un'atelettasia dell'intero polmone. L'ostruzione di un bronco lobare porta ad un'atelettasia del lobo. L'ostruzione di un bronco segmentale provoca un'atelettasia del segmento. Le atelettasie subsegmentali di solito si presentano come strie strette in diverse parti dei campi polmonari, mentre le atelettasie lobulari hanno la forma di ammassi arrotondati con un diametro di 1-1,5 cm.

Tuttavia, il principale metodo di radioterapia per lo studio della fisiologia e l'identificazione delle patologie funzionali polmonari è diventato il metodo con radionuclidi: la scintigrafia. Questa tecnica consente di valutare lo stato di ventilazione, perfusione e flusso capillare polmonare, e di ottenere indicatori sia qualitativi che quantitativi che caratterizzano l'ingresso e l'eliminazione dei gas nei polmoni, nonché lo scambio gassoso tra l'aria alveolare e il sangue nei capillari polmonari.

Per studiare il flusso ematico polmonare, vengono eseguite la scintigrafia perfusionale, la scintigrafia inalatoria e la scintigrafia perfusionale. Entrambe le indagini producono un'immagine radionuclidica dei polmoni. Per eseguire la scintigrafia perfusionale, al paziente vengono iniettate per via endovenosa particelle di alluminio marcate con ^99mTc (microsfere o macroaggregati). Una volta nel flusso sanguigno, queste particelle vengono trasportate all'atrio destro, al ventricolo destro e quindi al sistema arterioso polmonare. La dimensione delle particelle è di 20-40 μm, il che impedisce loro di attraversare il letto capillare. Quasi il 100% delle microsfere rimane incastrato nei capillari ed emette quanti gamma, che vengono registrati da una gamma camera. L'indagine non compromette il benessere del paziente, poiché solo una parte insignificante dei capillari viene esclusa dal flusso sanguigno. Una persona ha circa 280 miliardi di capillari nei polmoni, mentre per lo studio vengono iniettate solo dalle 100.000 alle 500.000 particelle. Diverse ore dopo l'iniezione, le particelle proteiche vengono distrutte dagli enzimi del sangue e dai macrofagi.

Per valutare gli scintigrammi di perfusione, vengono eseguite analisi qualitative e quantitative. Nell'analisi qualitativa, la forma e le dimensioni dei polmoni vengono determinate in 4 proiezioni: diretta anteriore e posteriore, laterale destra e sinistra. La distribuzione del radiofarmaco sui campi polmonari deve essere uniforme. Nell'analisi quantitativa, entrambi i campi polmonari sullo schermo vengono divisi in tre parti uguali: superiore, media e inferiore. L'accumulo totale del radiofarmaco in entrambi i polmoni viene considerato pari al 100%. La radioattività relativa viene calcolata al computer, ovvero l'accumulo del radiofarmaco in ciascuna sezione del campo polmonare, separatamente a sinistra e a destra. Normalmente, si registra un accumulo maggiore per il campo polmonare destro, del 5-10%, e la concentrazione del radiofarmaco nel campo aumenta dall'alto verso il basso. I disturbi del flusso ematico capillare sono accompagnati da una variazione dei rapporti sopra indicati nell'accumulo del radiofarmaco nei campi e nelle sezioni polmonari.

La scintigrafia inalatoria viene eseguita utilizzando gas inerti, Xe o Kr. Una miscela aria-xeno viene introdotta nel sistema chiuso dello spirografo. Utilizzando un boccaglio e una pinza nasale, viene creato un sistema chiuso spirografo-paziente. Dopo aver raggiunto l'equilibrio dinamico, un'immagine scintigrafica dei polmoni viene registrata su una gamma camera e la sua elaborazione qualitativa e quantitativa viene eseguita con le stesse modalità della perfusione. Le aree di ventilazione polmonare compromessa corrispondono a siti di ridotto accumulo del radiofarmaco. Questo si osserva nelle lesioni polmonari ostruttive: bronchite, asma bronchiale, pneumosclerosi localizzata, cancro bronchiale, ecc.

^{Anche gli aerosol di 99mTc} vengono utilizzati per la scintigrafia inalatoria. In questo caso, 1 ml del radiofarmaco con un'attività di 74-185 MBq viene introdotto nel nebulizzatore dell'inalatore. La registrazione dinamica viene eseguita a una velocità di 1 frame al secondo per 15 minuti. Viene tracciata una curva attività-tempo. Nella prima fase dello studio, viene determinato lo stato di pervietà bronchiale e ventilazione, e si possono stabilire il livello e il grado di ostruzione. Nella seconda fase, quando il radiofarmaco diffonde nel flusso sanguigno attraverso la membrana alveolo-capillare, vengono valutati l'intensità del flusso sanguigno capillare e lo stato della membrana. La misurazione della perfusione e della ventilazione polmonare regionale può essere eseguita anche mediante somministrazione endovenosa di xeno radioattivo disciolto in una soluzione isotonica di cloruro di sodio, seguita dalla registrazione della clearance dello xeno dai polmoni con una gamma camera.