3.Diagnostica per immagini della BPCO - Clinica malattie apparato ...

pneumologiamo.it

3.Diagnostica per immagini della BPCO - Clinica malattie apparato ...

IL VOLTO DELLA BPCO CHE CAMBIA ● QUADERNO 3ABC D EFigura 3.3Immagini radiografiche convenzionali e tomografiche HRCT compatibilicon bronchite cronica ottenute in un paziente di 68 anni affettoda BPCO e cuore polmonare cronico scompensato. Il paziente, exforte fumatore, era affetto da tosse produttiva cronica con frequenti esacerbazionia eziologia infettiva, dispnea da sforzo per sforzi di lieveentità. In concomitanza con le immagini ottenute il paziente presentava,inoltre, edemi agli arti inferiori e insufficienza respiratoria ipossiemica-ipercapnicacon acidosi respiratoria scompensata. Alla spirometriaottenuta in fase di remissione dalla riacutizzazione si rilevavagrave ostruzione (VEMS 21% del valore predetto, VEMS/CV26%) non reversibile dopo inalazione di broncodilatatore. Era inoltrepresente aumento del volume residuo (177% del valore predetto) edella capacità funzionale residua (144% del valore predetto). La capacitàdi diffusione era conservata (101% del valore predetto). La radiografiadel torace in proiezione postero anteriore (A) e laterale (B)dimostra, in un contesto di iperdiafania compatibile con l’aumento deivolumi polmonari statici, marcate alterazioni dei vasi polmonari costituiteda aumentata tortuosità, scarsa definizione dei bordi, apparente“segmentazione” e discrepanza di dimensioni tra arterie centralie periferiche. Il cuore è aumentato di dimensioni a carico delle sezionidestre. L’esame tomografico HRCT nei tre strati (superiore: C;medio: D; inferiore: E) dimostra la presenza di enfisema centroacinareparticolarmente evidente nelle regioni dorsali del polmone destro,arterie polmonari di calibro superiore ai bronchi contigui (a indicareipertensione polmonare) che presentano pareti ispessite. Non sono presentievidenti alterazioni compatibili con enfisema panacinare.vera BPCO. Infatti, segni radiografici come iperinsufflazioneda intrappolamento di aria, ispessimentodelle pareti bronchiali e sfumatura dei bordi vascolariconseguenti ai processi di flogosi polmonaredi lunga durata possono essere rilevati, oltre chenei pazienti con bronchite asmatica cronica, anchein quelli con BPCO.Tuttavia, l’osservazione accuratadella radiografia, specie se integrata con i dati70


3. DIAGNOSTICA PER IMMAGINI DELLA BPCOABC D EFAPRLPALLFigura 3.4Immagini radiografiche convenzionali, tomografiche HRCT e scintigrafia daperfusione compatibili con enfisema polmonare ottenute in un paziente di 53anni affetto da BPCO. Il paziente, ex forte fumatore, era affetto da tosse saltuarianon produttiva e grave dispnea da sforzo per sforzi di lieve entità da moltianni con valori emogasanalitici compatibili con ipossiemia moderata e normocapnia.Allaspirometria si rilevava ostruzione (VEMS 26% del valore predetto,VEMS/CV28%) non reversibile dopo inalazione di broncodilatatore,aumento del volume residuo (220% del valore predetto) e della capacità funzionaleresidua (200% del valore predetto). La capacità di diffusione era gravementeridotta (35% del valore predetto). La radiografia del torace in proiezionepostero anteriore (A) e laterale (B) dimostra marcate alterazioni dei vasipolmonari che appaiono ridotti di numero e calibro con scarsità di diramazionicollaterali. I polmoni sono iperdiafani e marcatamente aumentati di volume conappiattimento degli emidiaframmi e aumento dello spazio retrosternale. L’esametomografico HRCT nei tre strati (superiore: C; medio: D; inferiore: E) dimostrala presenza di enfisema panacinare particolarmente evidente nelle regionisuperiori con confluenza delle lesioni enfisematose in grosse aree di completasostituzione del polmone con aria. La scintigrafia da perfusione (F) ottenutanelle proiezioni antero-posteriore (AP), postero-anteriore (PA), laterale destra(RL) e laterale sinistra (LL) dimostra assenza di perfusione simmetrica nelleregioni superiori di ambedue i polmoni. La distribuzione della perfusione nelleregioni medio-inferiori non dimostra alterazioni di notevole entità.71


IL VOLTO DELLA BPCO CHE CAMBIA ● QUADERNO 3ABC D EFigura 3.5Immagini radiografiche convenzionali e tomografiche HRCT compatibilicon enfisema polmonare ottenute in un paziente di 64 anni affettoda BPCO. Il paziente, ex forte fumatore, era affetto da gravedispnea da sforzo per sforzi di lieve entità aggravatasi recentemente inseguito a riacutizzazione postinfluenzale. Da alcuni mesi progressivoaggravamento dell’ipossiemia, associata a valori normali di anidridecarbonica. Alla spirometria si rilevava grave ostruzione (VEMS28% del valore predetto,VEMS/CV 28%) non reversibile dopo inalazionedi broncodilatatore. Era inoltre presente aumento del volumeresiduo (261% del valore predetto) e della capacità funzionale residua(240% del valore predetto). La capacità di diffusione era severamentecompromessa (10% del valore predetto). La radiografia del toracein proiezione postero anteriore (A) e laterale (B) dimostra repertivascolari caratteristici di enfisema, a eccezione che nel quadrante inferioredestro, dove si rileva ingrandimento dei vasi polmonari per illobo inferiore. All’esame scintigrafico la perfusione residua era limitataa queste regioni che, infatti, ricevono tutta la portata cardiaca. I volumipolmonari sono nettamente aumentati con appiattimento degliemidiaframmi e aumento dello spazio retrosternale. Il polmone destrotende a erniarsi nell’emitorace controlaterale con sbandamento del mediastinoverso sinistra. L’esame tomografico HRCT nei tre strati (superiore:C; medio: D; inferiore: E) dimostra la presenza di enfisemapanacinare diffuso a tutto il parenchima con parziale risparmio soltantodelle regioni medio-inferiori del polmone di destra.72


3. DIAGNOSTICA PER IMMAGINI DELLA BPCOanamnestici e funzionali, permette di rilevare alcunicaratteri distintivi 16 .L’incremento dei volumi polmonari rilevabile neipazienti con bronchite asmatica cronica è differenziabileda quello tipico dei pazienti enfisematosi permezzo dell’osservazione del diaframma e dei vasipolmonari. Il diaframma nei pazienti con bronchiteasmatica cronica, nonostante l’aumento del volumedel polmone, mantiene sempre un certo gradodi convessità. I vasi polmonari mantengono inparte la loro sinuosità e i rami collaterali sono benrappresentati. Gli angoli di biforcazione dicotomicanon sono divaricati come si osserva nell’enfisema.Inoltre, i bordi vascolari invece di dimostrarsitipicamente netti come nell’enfisema sono in variamisura sfumati. Un aumento della “zona chiara periferica”non è mai rilevabile per l’assenza di fenomenidistruttivi della vascolatura polmonare.Più difficile è l’individuazione di caratteristiche radiologichedistintive tra bronchite asmatica cronicae bronchite cronica, soprattutto se quest’ultima nonè di grado avanzato. Infatti, l’ispessimento delle paretibronchiali e la sfumatura dei margini vascolariè osservabile in ambedue le condizioni cliniche.Tuttavia,nei pazienti con bronchite asmatica cronica, ivasi polmonari non si presentano altrettanto tortuosi,è possibile seguirne il decorso dal centro alla periferiae non si osserva discrepanza di dimensioni travasi centrali e periferici. Nell’evoluzione della bronchiteasmatica cronica lo sviluppo di cuore polmonareè raramente osservabile e per tale motivo l’assenzadi alterazioni del cuore e dei grossi vasi rappresentaun ulteriore reperto radiografico distintivodella bronchite asmatica cronica. Nella figura 3.6 sonoriportati alcuni dei reperti radiografici descritti.Tomografia assialead alta risoluzione (HRCT)Bronchite cronicaNonostante che la recente letteratura specializzata siaestremamente ricca di studi che trattano dell’applicazionedell’HRCT nello studio dell’enfisema, perquanto riguarda la bronchite cronica non è stata ancorastabilita una definizione dei reperti HRCT caratteristici.Questo fatto è probabilmente una provaindiretta della ridotta capacità della tecnica nello studiodel decorso e delle fini alterazioni dei vasi polmonariche sono il cardine della valutazione radiologicadella bronchite cronica. È possibile che le eccezionalicaratteristiche di risoluzione spaziale dell’HRCTcostituiscano paradossalmente un limiteper lo studio di una patologia che è soprattutto caratterizzatada alterazioni infiammatorie di struttureanatomiche (bronchi e vasi) che, in quanto dispostelongitudinalmente, sono meglio visualizzabili in radiologiaconvenzionale.Inoltre,i reperti suddetti potrebberoessere resi più evidenti in radiologia convenzionaleper effetto di sommazione sullo stessopiano di alterazioni infiammatorie distribuite su pianidiversi.Si può infatti supporre che alterazioni qualila sfumatura dei margini vascolari siano meglioevidenziabili in una radiografia standard del toracepiuttosto che non in uno strato spesso 1 mm di unvaso sezionato trasversalmente con tecnica HRCT.Tuttavia, in considerazione del fatto che la HRCTè in grado di distinguere con discreta accuratezzal’enfisema centracinare dall’enfisema panacinare,questa tecnica può rivestire un ruolo importantenel determinare nel singolo paziente la relativa prevalenzadei due processi patologici.Lamers e collaboratori 11 , utilizzando una tecnicaHRCT con possibilità di acquisizione delle immaginia volumi polmonari prefissati,hanno rilevato repertidensitometrici differenti confrontando pazienticon bronchite cronica e pazienti con enfisema. Ivalori densitometrici misurati a volumi polmonaricorrispondenti al 90% della capacità vitale nei pazienticon enfisema sono nettamente inferiori a quellimisurati nei pazienti con bronchite cronica, che,d’altra parte, non sono differenziabili da quelli misuratinei soggetti normali. I pazienti con bronchitecronica dimostrano valori di densità significativamenteinferiori rispetto ai soggetti normali soltantoquando la misura densitometrica è effettuata in espirazionea volumi polmonari corrispondenti al 10%della capacità vitale.Questo studio indica,quindi,chenei pazienti con bronchite cronica per evidenziarel’intrappolamento d’aria caratteristico della malattiaè necessaria l’esecuzione di un’HRCT espiratoria.Remy-Jardin e collaboratori 12 hanno rilevato chei fumatori con ispessimento delle pareti bronchialiall’HRCT presentano una maggiore limitazioneal flusso e una maggiore incidenza di sintomi, qualitosse ed espettorato cronici, rispetto ai fumatoricon normale spessore delle pareti bronchiali.Ulteriori studi sono necessari per una migliore definizionedei reperti radiografici HRCT e dei parametridensitometrici da utilizzare nei pazienti conbronchite cronica. I reperti osservati con HRCTin due pazienti con bronchite cronica di diversagravità sono riportati nelle figure 3.2 e 3.3.73


IL VOLTO DELLA BPCO CHE CAMBIA ● QUADERNO 3ABC D EFigura 3.6Immagini radiografiche convenzionali e tomografiche HRCT ottenutein un paziente di 64 anni affetto da bronchite asmatica cronica. Il pazienteera affetto da asma bronchiale sin dall’adolescenza. Alla spirometriasi rilevava ostruzione di entità severa (VEMS 39% del valorepredetto,VEMS/CV 32%) parzialmente reversibile in seguito a inalazionedi broncodilatatore (VEMS 50% del valore predetto). Era inoltrepresente aumento del volume residuo (170% del valore predetto) edella capacità funzionale residua (150% del valore predetto). La capacitàdi diffusione era normale (102% del valore predetto). I livelli di ossigenoe anidride carbonica nel sangue arterioso erano nei limiti dellanorma. La radiografia del torace in proiezione postero anteriore (A) elaterale (B) dimostra iperinsufflazione, particolarmente evidente nellaproiezione laterale. I diaframmi mantengono, comunque, una quasi normaleconvessità. Le pareti bronchiali nelle regioni periilari sono ispessite.La sfumatura dei bordi vascolari, diffusa in tutti i quadranti, contribuisceall’evidente accentuazione del disegno polmonare. I vasi, tuttavia,non presentano altre alterazioni compatibili con BPCO. L’esametomografico HRCT nei tre strati (superiore: C; medio: D; inferiore: E)dimostra un reperto praticamente nella norma, a eccezione di ispessimentodelle pareti bronchiali nelle regioni polmonari centrali e di un tenueaddensamento apicale destro, rilevabile anche nella radiografia posteroanteriore, compatibile con processo infiammatorio pregresso.74


3. DIAGNOSTICA PER IMMAGINI DELLA BPCOEnfisemaL’enfisema polmonare è in genere correttamentediagnosticato per mezzo dell’integrazione della storiaclinica con i test funzionali (particolarmente lacapacità di diffusione del CO) e i reperti radiologicistandard.Tuttavia, poiché la malattia è definitain termini anatomici, la HRCT, per le sue elevatecaratteristiche di risoluzione anatomica, è consideratoil metodo più accurato per la diagnosi di enfisemain vivo.Le immagini HRCT possono essere valutate medianteesame della morfologia, estensione e gravitàdelle zone di ridotta attenuazione dei raggi X (metodoqualitativo) oppure per mezzo di misura automatizzatadella distribuzione di frequenza deicoefficienti di attenuazione dei raggi X (metodoquantitativo). Un recente lavoro ha dimostrato cheil metodo qualitativo genera una sistematica sovrastimadella gravità dell’enfisema e correla scarsamentecon standard di riferimento morfometrici emisure densitometriche oggettive 13 . La riproducibilitàtra differenti osservatori è scarsa e risulta indipendentedall’esperienza degli stessi 13 .Il metodo più comunemente impiegato per la valutazionequantitativa di enfisema polmonare medianteHRCT è basato sulla misura dell’area relativa occupatada elementi unitari (pixels) con coefficientidi attenuazione inferiori a una soglia prestabilita.Studidi confronto tra estensione morfometrica dell’enfisema,in tessuto fissato in espansione e sezionatotrasversalmente, e corrispondenti sezioni HRCTin vivo hanno permesso di stabilire che le miglioricorrelazioni tra dati patologici e radiologici si ottengonocon coefficienti di attenuazione inferiori a-950 Hounsfield Unit (HU) per le scansioni inspiratoriee inferiori a -910 HU per le scansioni espiratorie14,15 .È tuttavia da rilevare che anche i dati quantitativiottenibili con la standardizzazione delle acquisizioniHRCT mediante soglie prestablite sono affettida scarsa riproducibilità per l’impossibilità di controlloottimale del contenuto aereo del torace (equindi della densità effettiva del polmone) quandoil paziente esegue manovre inspiratorie ed espiratorienon oggettivabili con misure contemporaneedei volumi polmonari raggiunti al momento dellascansione. A questo scopo, la tecnica che prevedel’acquisizione delle immagini a volumi controllatida uno spirometro collegato allo scanner 11 consente,seppure a prezzo di un’ulteriore complicazionetecnica dell’esame, una maggiore accuratezza nelladefinizione della relazione tra alterazioni anatomichee alterazioni funzionali.Appare evidente che anche utilizzando parametrioggettivi come i coefficienti di attenuazione, chesono semplicemente un indice della frazione di ariacontinua nel polmone, è impossibile determinare larelativa compartecipazione e distribuzione anatomicadi enfisema centroacinare e panacinare e, piùin generale, differenziare l’enfisema dall’iperinsufflazione.Per ovviare a questo problema è necessario,seppure introducendo nella valutazione elementidi soggettività tipici della radiologia convenzionale,complementare il dato densitometricocon l’analisi quantitativa delle immagini. Repertirilevati mediante HRCT in pazienti con enfisemasono riportati nelle figure 3.4 e 3.5.Bronchite asmatica cronicaL’informazione fondamentale ottenibile con HRCTnei pazienti con bronchite asmatica cronica concernela valutazione del rimodellamento delle vie aereecaratteristico di questa condizione clinica. L’argomentoè stato oggetto di due recenti review 16,17 .Il dato maggiormente enfatizzato in letteratura èl’abnorme incremento di spessore delle pareti dellevie aeree, conseguente al processo infiammatoriocronico caratteristico della malattia. In un recentelavoro si è confermato che indici radiograficidi ispessimento delle vie aeree derivati da immaginiHRCT sono correlati in modo positivo congravità e durata della malattia e, in modo negativo,con i più comuni indici funzionali di ostruzione 18 .Un dato tuttora controverso è la possibilità che neipazienti con asma cronico si sviluppi enfisema 16,17 .In particolare, non è stato chiarito se i ridotti valoridi attenuazione dei raggi X osservati in pazienticon asma e broncostruzione persistente siano attribuibilia enfisema o a iperinsufflazione. L’ipotesi piùaccettata in letteratura è che, nei pazienti con asmacronico, in conseguenza di rimodellamento dellevie aeree con fibrosi peribronchiolare e di fenomenidi rottura di ghiandole bronchiali dilatate, sipossa sviluppare un’abnorme dilatazione paracicatrizialedi vie aeree terminali piuttosto che il veroe proprio processo di distruzione di setti alveolaritipico dell’enfisema 16,17 . Uno studio di confrontoeseguito con tomografia assiale (non ad alta risoluzione)in pazienti con asma cronico associato a iperinsufflazionemarcata e in pazienti fumatori conenfisema polmonare ha dimostrato che la ridotta75


IL VOLTO DELLA BPCO CHE CAMBIA ● QUADERNO 3attenuazione rilevata nei pazienti asmatici è differenziabilemediante esame qualitativo da quella tipicadei processi distruttivi parenchimali caratteristicidell’enfisema 19 . Infatti, tutti i soggetti fumatoricon capacità polmonare totale superiore al 120%del valore predetto dimostravano aree di ridotta attenuazionecompatibili con enfisema, mentre nessunodei pazienti con asma e capacità polmonaretotale aumentata dello stesso grado risultava affettoda enfisema 19 .È inoltre da ricordare che Lynch ecollaboratori 20 hanno osservato come i pazientiasmatici affetti da enfisema alla HRCT abbiano unamaggiore esposizione al fumo e più marcate alterazionifunzionali rispetto agli asmatici non affetti daenfisema. Boulet e collaboratori 21 hanno confrontatoi reperti HRCT in pazienti fumatori BPCO epazienti asmatici cronici non fumatori con gradicomparabili di ostruzione bronchiale e di tolleranzaall’esercizio fisico. Gli asmatici si differenziavanodai pazienti BPCO per una preservata capacità didiffusione del CO e per una prevalenza alla HRCTdi alterazioni delle vie aeree rispetto a quelle parenchimali.Apparequindi evidente come le alterazionidelle vie aeree più distali descritte mediantetecnica HRCT nei pazienti con bronchite asmaticacronica presentino caratteristiche anatomiche efunzionali sostanzialmente diverse da quelle rilevabilinei pazienti con BPCO e che la misura delladiffusione del CO sia un marker molto attendibiledella diversità delle due condizioni di ostruzione alflusso aereo. Un recente studio di Mitsunobu e collaboratori22 ha, infatti, messo in evidenza che la riduzionedi densità polmonare rilevabile con tecnicaHRCT in pazienti asmatici non fumatori è significativamentecorrelata con l’ostruzione del flussoespiratorio,l’iperinsufflazione e l’età,ma non conla capacità di diffusione del CO.Ulteriori reperti descritti per mezzo di tecnicaHRCT nei pazienti con bronchite asmatica cronicasono la presenza di bronchiectasie, in genererilevabili soprattutto nei pazienti con le forme piùgravi della malattia, e di immagini riferibili a collassoe infarcimento mucoso dei bronchi 17 .A riprovadi quanto detto circa le difficoltà di visualizzazionedei vasi polmonari, nell’ampia letteraturariguardante l’applicazione della HRCT nellabronchite asmatica cronica non sono menzionatireperti riconducibili alle gravi alterazioni infiammatorieche colpiscono i vasi polmonari di questipazienti 16,17 .I reperti HRCT di un pazientecon bronchite asmatica cronica sono riportati nellafigura 3.6.CORRELAZIONE TRA REPERTIRADIOLOGICI E FUNZIONALIRadiografia standard del toraceI risultati delle correlazioni radiologico-funzionaliottenute con l’impiego della radiografia del toracenei pazienti BPCO risalgono in generale a lavori precedentil’introduzione della tomografia assiale computerizzata.Oltre all’evoluzione tecnologica, alla basedello scarso utilizzo a scopi scientifici della tecnicaradiologica convenzionale sono i risultati di unostudio pubblicato alla fine degli anni ’70 da Thurlbecke Simon 23 nel quale, confrontando il criterioradiologico di riduzione della vascolarizzazione polmonare(arterial deficiency) sulla radiografia del toracein vivo con la valutazione morfometrica su polmonifissati in insufflazione post-mortem, si concludevache la radiografia del torace è un metodo scarsamentesensibile per la diagnosi di enfisema. Infatti,in un gruppo di 257 pazienti la radiografia dimostravaalterazioni vascolari compatibili con enfisemasoltanto nel 16% dei pazienti con enfisema lieve omoderato e nel 41% di quelli con enfisema grave all’esamemorfometrico. Sebbene i difetti metodologicidi questo lavoro siano stati ampiamente discussie documentati in letteratura 2 , esso è tuttora spessocitato come prova conclusiva e inconfutabile chela radiografia del torace è scarsamente attendibile perla valutazione dell’enfisema. La scarsa sensibilità delradiogramma toracico è esemplificata nel lavoro inoggetto 23 con il radiogramma di un paziente decedutoper insufficienza respiratoria nel quale non sirileva ridotta vascolarizzazione.L’osservazione del radiogrammapubblicato permette di evidenziare repertiradiologici quali ingrandimento marcato dellearterie ilari con discrepanza di dimensioni tra vasicentrali e vasi periferici, ispessimento e micronodulazionedell’interstizio, iperinsufflazione con appiattimentodegli emidiaframmi e incremento dello spazioretrosternale. Utilizzando i criteri riportati nellatabella 3.1 per l’analisi del radiogramma riportato nellavoro di Thurlbeck e Simon, sarebbe stato possibilediagnosticare un grave quadro misto di bronchitecronica ed enfisema con ipertensione polmonare.Come riportato da Thurlbeck e Müller in un successivolavoro 24 , la presenza di ridotta vascolarizzazionepolmonare è un criterio specifico ma pocosensibile per la diagnosi di enfisema polmonare,mentre la rilevazione di segni di iperinsufflazioneè un criterio molto sensibile ma poco specifico. In76


3. DIAGNOSTICA PER IMMAGINI DELLA BPCOeffetti, in tutti gli studi nei quali si sono utilizzatipiù segni radiografici compatibili con BPCO, i risultatidelle correlazioni tra dati radiologici e anatomo-patologicisono stati nettamente diversi rispettoa quelli ottenuti da Thurlbeck e Simon 2,25 .Le stesse considerazioni valgono per quanto riguardail confronto tra radiografia standard e tomografiaassiale computerizzata.I risultati delle correlazionidipendono in generale dalla relativa adeguatezzadei criteri radiologici utilizzati per l’analisidella radiografia del torace. Miniati e collaboratori25 in pazienti con BPCO e ostruzione bronchialeirreversibile hanno confrontato reperti radiograficidi ridotta vascolarizzazione e iperinsufflazionecompatibili con enfisema (tabella 3.1) convalutazioni indipendenti qualitative e quantitativedi enfisema ottenute su scansioni HRCT. Il punteggiodi enfisema attribuito ai radiogrammi ha dimostratoun’elevata riproducibilità tra differenti osservatorie una correlazione altamente significativasia con il punteggio qualitativo sia con vari parametriquantitativi di ridotta attenuazione ottenutidalle scansioni HRCT inspiratorie ed espiratorie 25 .Altrettanto controverso quanto il confronto tra i datiradiografici standard del torace e le misure diestensione anatomica dell’enfisema è il giudizio sullarelazione tra radiografia e dati funzionali nellaBPCO. Pochi e con risultati del tutto controversisono i lavori nei quali si sono confrontati repertiradiologici convenzionali con test funzionali respiratori2 . In generale è da considerare che i risultatidipendono in larga misura dai criteri di selezionedei pazienti e dalla metodica utilizzata per valutarei radiogrammi 2 .È ragionevole ritenere, tuttavia, chepiù che la ricerca di dati incontrovertibili per dimostrareche una delle due tecniche sia superioreall’altra nell’inquadramento diagnostico dei pazientiBPCO,appare di maggiore interesse l’utilizzo delledue indagini diagnostiche allo scopo di integraredati complementari di notevole utilità clinica.Tomografia assialead alta risoluzione (HRCT)La relazione tra reperti qualitatitivi e quantitativiHRCT e risultati della valutazione funzionale respiratorianei pazienti con COPD è stata oggetto di numeroserecenti pubblicazioni 26 . Come già rilevato,nella maggioranza degli studi l’analisi HRCT è statalimitata alla valutazione anatomica di estensione egravità dell’enfisema. Scarsa attenzione è stata prestataal contributo morfologico delle alterazioni dellevie aeree conduttive nella genesi delle alterazionifunzionali. In particolare si è confrontato, forse impropriamente,l’estensione anatomica dell’enfisemacon la gravità delle alterazioni funzionali spirometriche.Infatti, se da una parte esistono numerosi studiche dimostrano un’ottima correlazione tra valutazioniqualitative e quantitative HRCT di enfisema ereperti morfometrici macroscopici e microscopici 26 ,dall’altra le correlazioni ottenute con indici di ostruzionedel flusso aereo espiratorio dimostrano che l’estensioneanatomica HRCT di enfisema predice soloin parte la gravità dell’ostruzione 27-29 .A questo riguardo,Gelb e collaboratori 27 , in pazienti affetti dagrave BPCO con ostruzione irreversibile del flussoaereo espiratorio, hanno rilevato che, sebbene altamentecorrelati con l’estensione anatomica dell’enfisema,i reperti HRCT qualitativi sono scarsamentecorrelati con gli indici di ostruzione. Una migliorecorrelazione è rilevabile tra estensione HRCT dienfisema e capacità di diffusione del CO 27 .Questi risultati sono stati recentemente confermatiin uno studio nel quale è stata applicata una sofisticatatecnica di valutazione dell’eterogeneitàspaziale delle dimensioni e della distribuzione delleregioni polmonari con ridotta attenuazione deiraggi X basata sulla teoria della geometria frattale28 . Mediante questa tecnica si è identificato unparametro esponenziale (D) che riflette in modoaccurato la complessità della geometria degli spaziaerei terminali sia nei soggetti normali sia nei pazientiBPCO. Si è rilevato che, a parità di percentualedi area a ridotta attenuazione dei raggi X,mediante analisi frattale è possibile determinare ledimensioni relative degli spazi aerei terminali e rilevareprecocemente la presenza di enfisema polmonarein pazienti con valori di ridotta attenuazionesimili a quelli di soggetti normali. La riduzionedi superficie alveolare e di conseguenza dell’interfacciasangue-aria espressa mediante il parametroD è significativamente correlata nei pazienticon enfisema con la riduzione della capacità didiffusione del CO, ma non con gli indici di ostruzionedelle vie aeree 28 .A ulteriore riprova che estensione anatomica dell’enfisemae compromissione funzionale rilevabilenei pazienti con BPCO non sono direttamente correlabili,appare di notevole rilievo lo studio eseguitoda Nakano e collaboratori 29 , nel quale si è dimostratoche la combinazione in regressione multipladi parametri HRCT di ridotta attenuazione77


IL VOLTO DELLA BPCO CHE CAMBIA ● QUADERNO 3dei raggi X con parametri HRCT di ispessimentodelle vie aeree permette di stimare in modo più accuratol’entità dell’ostruzione espiratoria al flussoaereo di quanto non sia possibile con i parametriconsiderati singolarmente. Appare quindi evidenteche, sebbene le alterazioni anatomiche parenchimaliche causano riduzione della capacità di diffusionedel CO siano caratterizzabili per mezzo dellavalutazione densitometrica HRCT, quest’ultimanon possa contemporaneamente riflettere la quotadi ostruzione del flusso aereo legata alle alterazioniintrinseche delle vie aeree conduttive. È statoinoltre rilevato come tra i pazienti BPCO sianoidentificabili soggetti con normale capacità di diffusionedel CO e valori di densità media polmonarenei limiti della norma che, tuttavia, presentanosignificativa ostruzione irreversibile al flusso aereoespiratorio 25 .È ipotizzabile che in questi soggettil’alterazione funzionale sia primitivamente legataad alterazioni intrinseche delle vie aeree compatibilicon bronchite cronica e non con le alterazionidegli spazi aerei terminali rilevabili con tecnicaHRCT. Ulteriore supporto a questa ipotesi èfornito dai risultati di un recente lavoro nel qualesi è rilevato come i valori HRCT di densità mediadel polmone, che dipendono non solo dall’entitàdell’enfisema ma anche dalle alterazioni infiammatoriedelle vie aeree, presentino una correlazionecon le alterazioni funzionali ostruttive piùsignificativa rispetto a quella ottenuta con un parametroHRCT di estensione percentuale di enfisema30 . Nello stesso lavoro si è osservato, inoltre,che la misura dell’estensione anatomica HRCT dienfisema, sebbene altamente correlata con la riduzionedella capacità di diffusione del CO, non permettedi stimare le proprietà elastiche del tessutopolmonare espresse come pressione transpolmonaremassima statica 30 .Migliori correlazioni tra indici funzionali di ostruzioneal flusso aereo e valutazioni densitometrichesono state ottenute utilizzando scansioni HRCTdi fine espirazione 25,26,31 . In generale, si è osservatoche le acquisizioni HRCT di fine espirazioneriflettono più accuratamente delle acquisizioni inspiratoriela quota di aria intrappolata nelle vie aeree,sebbene siano meno accurate nel definire lariduzione di superficie alveolare tipica dell’enfisema26,32 .È tuttavia da considerare che la riproducibilitàdelle scansioni espiratorie è fortemente limitatadall’impossibilità di controllare, soprattuttonei pazienti con notevole ostruzione al flusso aereo,il volume d’aria effettivamente presente neipolmoni al momento della scansione. L’utilizzodella tecnica che prevede l’acquisizione delle immaginia volumi di capacità vitale controllati dauno spirometro collegato allo scanner ha dimostratoche a volumi di scansione corrispondenti al10% della capacità vitale le correlazioni con i datifunzionali sono superiori a quelle ottenibili avolumi di scansione corrispondenti al 90% dellacapacità vitale 11 .Dall’insieme di queste osservazioni si può dedurreche nei pazienti BPCO l’esame HRCT fornisceuna stima accurata della riduzione di superficie dell’interfacciaalveolo-capillare riflessa nelle alterazionidella capacità di diffusione del CO. Una valutazionepiù completa della gravità della malattiae delle sue ripercussioni sulla vita quotidiana deipazienti è ottenibile integrando il reperto puramenteanatomico HRCT con i risultati di indaginifunzionali volte a evidenziare globalmente l’espressioneclinica delle alterazioni anatomiche dellevie aeree conduttive e di quelle terminali sull’ostruzioneal flusso e sugli scambi gassosi. L’elevatacapacità della tecnica HRCT nel definire l’estensioneanatomica dell’enfisema è di particolare utilitànel definire l’eterogeneità di distribuzione dellezone affette da enfisema nella fase di selezionedei pazienti per l’intervento di riduzione volumetricae nell’indicare con accuratezza le regioni dipolmone da resecare nel corso dell’intervento 33-35 .DIAGNOSTICARADIOISOTOPICANessuna tra le recenti linee guida internazionali perla diagnosi e il trattamento della BPCO, a eccezionedel programma sanitario GOLD 1 che ne limital’impiego alla valutazione preoperatoria, prende inconsiderazione l’utilizzo delle indagini medico-nuclearinei pazienti BPCO. Tuttavia, le indagini radioisotopicheche permettono di valutare la distribuzioneregionale della ventilazione e del flussoematico costituiscono un valido approccio per l’approfondimentodiagnostico e di ricerca sulla compromissioneanatomica e funzionale nella BPCO,oltre che per la valutazione funzionale dei pazientida sottoporre a interventi di resezione polmonaresia per neoplasie che per enfisema.Nei pazienti con patologia neoplastica lo studiodella perfusione polmonare mediante microsfere omacroaggregati di albumina umana marcati con99m Tecnezio iniettati per via endovenosa permette78


3. DIAGNOSTICA PER IMMAGINI DELLA BPCOdi integrare la valutazione della funzionalità microcircolatoriaregionale con i dati anatomici derivabilidalla HRCT sia nella zona da resecare sia inquelle che residueranno dopo l’intervento. Questotipo di analisi per le sue caratteristiche di regionalitàè praticamente insostituibile in corso di valutazionepreoperatoria di pazienti con BPCO e gravecompromissione della funzione respiratoria neiquali i test funzionali basati sull’indagine spirometricae sullo studio degli scambi gassosi non permettonodi prevedere la funzionalità respiratoriapostoperatoria.L’impiego della scintigrafia polmonare di ventilazionee perfusione nella valutazione preoperatoriadei pazienti candidati all’intervento di riduzione volumetricadei polmoni è stato oggetto di numerosepubblicazioni con risultati controversi. Due studihanno dimostrato una scarsa predittività prognosticadella scintigrafia da perfusione preoperatoriaper quanto riguarda il miglioramento funzionale postoperatorio36,37 .Al contrario, Sugi e collaboratori 38hanno studiato l’impiego della scintigrafia da ventilazionee perfusione con tecnica tomografica dimostrandoche ambedue le indagini radioisotopichesono di notevole utilità per identificare le areeda resecare all’intervento chirurgico identificabili intermini sia di assenza di perfusione e ventilazionesia di ventilazione sprecata. Nello stesso studio si èrilevato che prima e dopo l’intervento chirurgico iltempo di dimezzamento del washout del 133 Xenonè altamente correlato con il volume espiratorio massimonel primo secondo e con la distanza percorsanel test del cammino dei 6 minuti 38 .Un altro recentestudio di Jamadar e collaboratori 39 ha evidenziatoche un indice di severità ed estensione dienfisema derivato da scintigrafie da perfusione preoperatorieè correlato con il volume espiratorio massimonel primo secondo e con un indice di dispneamisurati dopo l’intervento. Inoltre, gli stessi autorihanno rilevato che la scintigrafia da perfusione contecnica tomografica a fotone singolo non aggiungeinformazioni significative ai risultati ottenuti con latecnica convenzionale e che la scintigrafia da ventilazionecon 99m Tecnezio-DTPA è di scarsa utilitàper questa applicazione, dimostrando una deposizionecentrale in circa la metà dei pazienti 39 .Gli studi di ventilazione polmonare sono attualmenteutilizzati nella BPCO, soprattutto per scopidi ricerca. Un impiego più estensivo di queste tecnichepotrebbe permettere di comprendere meglioi meccanismi basilari dell’ostruzione del flusso aereoespiratorio, come dimostrato nello studio diSantolicandro e collaboratori 40 , nel quale si sonoevidenziati pattern caratteristici di distribuzione diparticelle di albumina micronizzata nei pazienti conasma, bronchite cronica ed enfisema.Come già citato in precedenza, i vasi polmonari sonocoinvolti in varia misura nei diversi processi patologiciche interessano le vie aeree conduttive egli spazi aerei teminali. La valutazione della distribuzioneregionale della perfusione nei pazienti conBPCO permette di identificare le regioni nellequali la funzione polmonare risulta più compromessae di stabilirne la relativa gravità ed estensione.L’elevata sensibilità della scintigrafia da perfusionenell’identificare le regioni con enfisema è statadimostrata in uno studio sperimentale nel qualesi sono confrontati i risultati di scintigrafia da perfusione,scintigrafia da ventilazione e HRCT ottenutiin maiali nei quali una forma iniziale di enfisemaè stata indotta mediante instillazione di elastasi41 .In presenza di alterazioni istologiche caratteristichedi enfisema in fase precoce, quali dilatazionee iniziale distruzione di spazi alveolari, le immaginiperfusorie con tomografia a fotone singolosi sono dimostrate significativamente più alterateche non la HRCT.Contemporaneamente,la scintigrafiaventilatoria eseguita con 133 Xenon non haevidenziato nelle stesse regioni con deficit perfusorialcuna alterazione del washout del gas radioattivocompatibile con intrappolamento d’aria 41 .La scintigrafia da perfusione può presentare aspetticaratteristici nei pazienti BPCO. I pazienti conprevalente bronchite cronica dimostrano, generalmente,aree di ipoperfusione circoscritte, distribuitedisomogeneamente nel parenchima polmonarecon distribuzione del flusso spesso sovvertita (figura3.2). I pazienti con prevalente enfisema presentano,invece, aree più ampie di ipoperfusione o diassenza di perfusione, spesso simmetriche, nel contestodi immagini polmonari aumentate di volumee con margini mal definiti (figura 3.4).BIBLIOGRAFIA1. Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease.National Institutes of Health, PublicationNumber 2701, April 2001.2. Milne ENC e Pistolesi M: Reading the Chest Radiograph.A Physiologic Approach. Mosby-YearBook, St. Louis, 1993.3. Burrows B,Fletcher CM,Heard BE et al:The emphysematousand bronchial types of chronic airways ob-79


IL VOLTO DELLA BPCO CHE CAMBIA ● QUADERNO 3struction: a clinicopathological study of patients inLondon and Chicago. Lancet 1966; i:830-835.4. Schulman LL, Lennon PF, Wood JA et al: Pulmonaryvascular resistance in emphysema. Chest 1994;105:798-805.5. Kim KD, Eidelman DH, Izquierdo JL et al: Centrilobularand panlobular emphysema in smokers.Twodistinct morphologic and functional entities. AmRev Respir Dis 1991; 144:1385-1390.6. Saetta M, Finkelstein R, Cosio MG: Morphologicaland cellular basis for airflow limitation insmokers. Eur Respir J 1994; 7:1505-1515.7. Hale KA, Niewoehener DE, Cosio MG: Morphologicchanges in the muscular pulmonary arteries:relationship to cigarette smoking, airway disease,and emphysema. Am Rev Respir Dis 1980;122:273-278.8. Andoh Y, Shimura S,Aikawa T et al: Perivascular fibrosisof muscular pulmonary arteries in chronicobstructive pulmonary disease. Chest 1992;102:1645-1650.9. Enson Y, Giuntini C, Lewis ML et al:The influenceof hydrogen ion concentration and hypoxia onthe pulmonary circulation. J Clin Invest 1964;43:1146-1162.10. Kuwano K,Bosken CH,Pare PD et al:Small airwaysdimensions in asthma and COPD. Am Rev RespirDis 1993; 148:1220-1225.11. Lamers RJ,Telissen GR, Kessels AG et al: Chronicobstructive pulmonary disease: evaluation with spirometricallycontrolled CT lung densitometry. Radiology1994; 193:109-113.12. Remy-Jardin M, Remy J, Boulenguez C et al:Morphologic effects of cigarette smoking on airwaysand pulmonary parenchyma in healthy adult volunteers.Radiology 1993; 186:107-115.13. Bankier AA, De Maertelaer V, Keyzer C et al: Pulmonaryemphysema: subjective visual grading versusobjective quantification with macroscopicmorphometry and thin section CT densitometry.Radiology 1999; 211:851-858.14. Gevenois PA, De Maertelaer V, De Vuyst P et al:Comparison of computed density and macroscopicmorphometry in pulmonary emphysema.Am J RespirCrit Care Med 1995; 152:653-657.15. Gevenois PA, De Vuyst P, Sy M et al: Pulmonaryemphysema:quantitative CT during expiration.Radiology1996; 199:825-829.16. Paganin F, Jaffuel D, Bousquet J: Significance ofemphysema observed on computed tomographyscan in asthma. Eur Respir J 1997; 10:2446-2448.17. Mclean AN, Sproule MW, Cowan MD et al: Highresolution computed tomography in asthma. Thorax1998; 53:308-314.18. Niimi A, Matsumoto H, Amitani R et al: Airwaywall thickness in asthma assessed by computed tomography.Am J Respir Crit Care Med 2000;162:1518-1523.19. Kinsella M, Müller NL, Staples C et al: Hyperinflationin asthma and emphysema. Assessment bypulmonary function testing and computed tomography.Chest 1988; 94:286-289.20. Lynch DA, Newell JD, Tschomper BA et al: Uncomplicatedasthma in adults: comparison of CTappearance of the lungs in asthmatic and healthysubjects. Radiology 1993; 188:829-833.21. Boulet LP, Turcotte H, Hudon C et al: Clinical,physiological, and radiological features of asthmawith incomplete reversibility of airflow obstructioncompared with those of COPD. Can Resp J1998; 5:270-277.22. Mitsunobu F, Mifune T,Ashida K et al: Influence ofage and disease severity on high resolution CT lungdensitometry in asthma.Thorax 2001; 56:851-856.23. Thurlbeck WM e Simon G: Radiographic appearanceof the chest in emphysema. AJR 1978;130:429-440.24. Thurlbeck e Müller NL:Emphysema:definition,imaging,and quantification. AJR 1994; 163:1017-1025.25. Miniati M, Filippi E, Falaschi F et al: Radiologicevaluation of emphysema in patients with chronicobstructive lung disease.Am J Respir Crit Care Med1995; 151:1359-1367.26. Madani A, Keyzer C, Gevenois PA: Quantitativecomputed tomography assessment of lung structureand function in pulmonary emphysema. Eur RespirJ 2001; 18:720-730.27. Gelb AF, Hogg JC, Müller NL et al: Contributionsof emphysema and small airways in COPD. Chest1996; 109:353-359.28. Mishima M, Hirai T, Itoh H et al: Complexity ofterminal airspace geometry assessed by lung computedtomography in normal subjects and patientswith chronic obstructive pulmonary disease. ProcNatl Acad Sci USA 1999; 96:8829-8834.29. Nakano Y, Muro S, Sakai H et al: Computed tomographicmeasurements of airway dimensions andemphysema in smokers. Correlation with lungfunction. Am J Respir Crit Care Med 2000;162:1102-1108.30. Baldi S, Miniati M, Bellina CR et al: Relationshipbetween extent of pulmonary emphysema by high-80


3. DIAGNOSTICA PER IMMAGINI DELLA BPCOresolution computed tomography and lung elasticrecoil in patients with chronic obstructive pulmonarydisease. Am J Respir Crit Care Med 2001;164:585-589.31. Eda S, Kubo K, Fujimoto K et al: The relationsbetween expiratory chest CT using helical CT andpulmonary function tests in emphysema.Am J RespirCrit Care Med 1997; 155:1290-1294.32. Kubo K, Eda S,Yamamoto H et al: Expiratory andinspiratory chest computed tomography and pulmonaryfunction tests in cigarette smokers. Eur RespJ 1999; 13:252-256.33. McKenna RJ, Brenner M, Fischel RJ et al: Patientselection criteria for lung volume reduction surgery.J Thoc Cardiovasc Surg 1997; 114:957-967.34. Slone RM, Pilgram T, Gierada DS et al: Lung volumereduction surgery: comparison of preoperativeradiologic features and clinical outcome. Radiology1997; 204:685-693.35. Hunsaker A, Ingenito E,Topal U et al: Preoperativescreening for lung volume reduction surgery:usefulness of combining thin-section CT with physiologicassessment. AJR 1998; 170:309-314.36. Wang SC, Fischer KC, Slone RM et al: Perfusionscintigraphy in the evaluation for lung volume reductionsurgery: correlation with clinical outcome.Radiology 1997; 205:243-248.37. Thurneer R, Engel H,Weder W et al: Role of lungperfusion scintigraphy in relation to chest computedtomography and pulmonary function in theevaluation of candidates for lung volume reductionsurgery. Am J Respir Crit Care Med 1999;159:301-310.38. Sugi K, Matsuoka T,Tanaka T et al: Lung volume reductionsurgery for pulmonary emphysema using dynamicXenon-133 and Tc-99m-MAA SPECT images.Ann Thorac Cardiovasc Surg 1998; 4:149-153.39. Jamadar DA, Kazerooni EA, Martinez FJ et al: Semi-quantitativeventilation/perfusion scintigraphyand single-photon emission tomography for evaluationof lung volume reduction surgery candidates:description and prediction of clinical outcome.Eur J Nucl Med 1999; 26:734-742.40. Santolicandro A, Ruschi S, Fornai E et al: Imagingof ventilation in chronic obstructive pulmonary disease.J Thorac Imag 1986; 1:36-53.41. Noma S, Moskowitz GW, Herman PG et al: Pulmonaryscintigraphy in elastase-induced emphysemain pigs. Correlation with high-resolution computedtomography and histology. Invest Radiol1992; 27:429-435.81

More magazines by this user
Similar magazines