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Scuola di Medicina
Corso di Laurea Magistrale in Medicina e Chirurgia
Tesi di Laurea
“Monitoraggio dell’uso del mezzo di contrasto in TC in pazienti oncologici:
uno studio preliminare”
Candidato Relatore
Domenico Caparello
Chiar.mo Prof. Davide Caramella
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INDICE
1. ABSTRACT pag. 3
2. Il MEZZO DI CONTRASTO IN ONCOLOGIA pag. 5
2.1 La fragilità del paziente oncologico pag. 5
2.2 La classificazione del mezzo di contrasto pag. 7
2.3 Le reazioni avverse pag. 8
2.3.1 Le reazioni chemiotossiche pag. 9
2.3.2 Le reazioni anafilattoidi pag. 12
3. OTTIMIZZAZIONE DELLA GESTIONE DEL MEZZO
DI CONTRASTO pag. 14
3.1 Distribuzione del mezzo di contrasto nel corpo pag. 14
3.2 Modelli matematici di enhancement nell’uomo pag. 15
3.3 Fattori che influenzano il mezzo di contrasto pag. 15
3.4 Fattori riguardanti il paziente pag. 15
3.4.1 Il peso pag. 16
3.4.2 L’altezza pag. 16
3.4.3 L’output cardiaco pag. 16
3.4.4 Il sesso e l’età pag. 16
3.4.5 Il sito dell’accesso venoso pag. 17
3.4.6 La funzione epatica pag. 17
3.4.7 La funzione renale pag. 17
3.5 Fattori riguardanti il mezzo di contrasto pag. 18
3.5.1 La durata dell’iniezione pag. 18
3.5.2 La velocità d’iniezione pag. 19
3.5.3 I profili della curva di somministrazione pag. 19
3.5.4 La concentrazione del mezzo di contrasto pag. 20
3.5.5 Le caratteristiche fisico-chimiche pag. 21
3.5.6 La somministrazione di soluzione fisiologica pag. 21
3.6 Fattori relativi alla scansione TC pag. 21
3.6.1 La durata della scansione pag. 22
3.6.2 La determinazione del tempo di arrivo del mezzo
di contrasto pag. 22
3.6.3 Il tempo di picco dell’enhancement pag. 22
2
4. MONITORAGGIO DEL MEZZO DI CONTRASTO
CON CERTEGRA ® pag. 24
4.1 Utilità del monitoraggio pag. 24
4.2 Software di monitoraggio Certegra® pag. 26
4.2.1 L’ottimizzazione dei protocolli (P3T) pag. 26
4.2.2 La sincronizzazione (Connect CT) pag. 26
4.2.3 Connessione e Archivio (Connect PACS) pag. 26
4.2.4 Service on line (Virtual Care) pag. 28
4.3 L’iniettore pag. 29
4.4 L’interfaccia pag. 29
4.4.1 La consultazione dei dati pag. 30
4.4.2 La funzione “Cerca” pag. 31
4.4.3 La funzione Rapporto pag. 34
5. MATERIALI E METODI pag. 36
6. RISULTATI pag. 45
6.1 L’analisi di 383 esami pag. 45
6.1.1 Confronto Total Contrast pag. 49
6.1.2 Analisi statistiche tra i dati in studio pag. 52
6.2 Casi interressanti dentro e fuori il periodo pag. 59
6.2.1 Pazienti studiati più volte nel periodo pag. 59
6.2.2 Pazienti “X large” e pazienti “X small” pag. 68
6.2.3 Pazienti pediatrici pag. 75
6.2.4 Inversione di siringhe pag. 76
6.2.5 Contrast Report di una TC con tecnica “split bolus” pag. 77
7. DISCUSSIONE pag. 81
8. CONCLUSIONI pag. 84
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CAPITOLO 1
ABSTRACT
Il progressivo aumento delle procedure radiologiche, e in particolar modo degli esami TC, ha determinato un costante aumento nell’utilizzo dei mezzi di contrasto.
È frequente che esami TC eseguiti sullo stesso paziente a distanza di tempo, a parità delle altre condizioni, prevedano l’utilizzo di protocolli d’iniezione differenti tra loro. Ciò rende difficilmente confrontabili gli esami a causa del loro differente livello contrastografico. Per questo è nata l’esigenza di monitorare in modo sistematico i dati relativi al mezzo di contrasto, affidandone la gestione a un sistema informatizzato.
Nell’Unità Operativa Radiodiagnostica 1 dell’Ospedale Cisanello di Pisa è in uso il software Certegra®, prodotto dall’azienda Bayer rivolto alla gestione informatizzata dei dati relativi al mezzo di contrasto.
Il report prodotto da Certegra® viene archiviato sul PACS come serie DICOM, in aggiunta a quelle contenenti le immagini e a quella costituita dal report dosimetrico dell’esame. In questo modo, nel caso in cui i pazienti eseguano più esami TC a distanza di tempo, è possibile visualizzare i dati inerenti il protocollo di somministrazione di mezzo di contrasto utilizzato nelle TC precedenti.
Certegra® consente di eseguire statistiche sull’attività degli iniettori collegati, permettendo il conteggio delle iniezioni eseguite, il monitoraggio della quantità di iodio somministrata e il tipo di siringhe utilizzate.
Certegra® e, più in generale, i software per il monitoraggio dei dati relativi alla somministrazione del mezzo di contrasto hanno ottime potenzialità ai fini di quality assurance e offrono interessanti prospettive per un sistematico benchmarking tra le diverse Unità Operative di un’Azienda Sanitaria e tra le Radiologie di diverse Aziende Sanitarie. L’utilizzo di tale software concorre all’ottimizzazione degli esami, consentendo di ridurre in modo sensibile la variazione non clinicamente giustificata dei protocolli di somministrazione di mezzo di contrasto.
Queste necessità assumono ancora più importanza se si pensa al gran numero di pazienti oncologici sottoposti a esami TC. Di fatto il paziente oncologico costituisce una tipologia di paziente estremamente complesso caratterizzato da una grande fragilità e disabilità. Questi concetti di fragilità e disabilità, importanti nel paziente anziano e oncologico, sono determinanti anche nell’inquadramento diagnostico-terapeutico dello stesso. In questo lavoro si cerca di prendere in considerazione tutti gli aspetti relativi, non soltanto
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all’erogazione del mezzo di contrasto e al suo monitoraggio grazie all’uso di software come Certegra®, ma anche della qualità di vita, della fragilità e disabilità incontrate dal paziente oncologico anche nel suo iter diagnostico.
A tal proposito si sono resi fondamentali i contributi del Dott. Angelo Antonuzzo sulla fragilità del paziente oncologico e della Dott.ssa Maria Francesca Egidi sull’importanza della nefropatia indotta da mezzo di contrasto e più in generale sugli effetti collaterali del mezzo di contrasto stesso. Tali contributi sono ampiamente riportati nel capitolo due della tesi. Le conclusioni della tesi, in seguito a questi studi, mostrano come l’utilizzo di un sistema di gestione del mezzo di contrasto automatizzato possa fornire un report completo sull’uso del mezzo di contrasto stesso, con la possibilità di confrontare sistematicamente i diversi protocolli di iniezione, riducendo al minimo gli errori e ottimizzando l’erogazione del mezzo di contrasto per ogni singolo paziente. Ciò può essere utile per armonizzare la qualità e la coerenza delle procedure di somministrazione del mezzo di contrasto in corso di esami TC, all’interno dello stesso reparto e in tutto l’ospedale, oltre a monitorare eventuali eventi avversi e costi complessivi. Per il nostro studio ci siamo focalizzati soprattutto sui pazienti oncologici, dove il protocollo di somministrazione del mezzo di contrasto non si discosta molto da quello di pazienti non oncologici.
5 CAPITOLO 2
IL MEZZO DI CONTRASTO IN ONCOLOGIA
2.1 LA FRAGILITA’ DEL PAZIENTE ONCOLOGICO
Il paziente oncologico è un paziente estremamente complesso caratterizzato da una grande fragilità. Per fragilità in medicina si intende una sindrome biologica e clinica caratterizzata dalla riduzione delle riserve e della resistenza agli stress, provocata dal declino cumulativo di più sistemi fisiologici in conseguenza di fattori biologici, psicologici e sociali. La prevalenza della fragilità può essere suddivisa per fasce d’età, essendo all’incirca del 7% nei soggetti di età compresa tra i 65 e i 74 anni, del 17.5% nei soggetti tra i 75 e gli 84 anni, superiore al 36.6% nei soggetti con un’età superiore agli 85 anni.
Come per molte altre patologie è stato visto che la prevenzione potrebbe svolgere un ruolo centrale anche nella riduzione della fragilità; ad esempio la prevenzione primaria di patologie cardiache e dell’ictus ha determinato una riduzione della mortalità cardiovascolare del 25%. Allo stesso modo è stato ipotizzato, vista l’entità del fenomeno, che la prevenzione della fragilità nell’anziano avrebbe effetti ben più consistenti sulla salute degli stessi anziani e sulla riduzione della spesa sanitaria, portando anche ad una riduzione della disabilità nello stesso paziente.
Disabilità e fragilità, di fatto, sono due concetti estremamente connessi, indicando, la disabilità la perdita di una funzione, mentre la fragilità indica uno stato di instabilità e di rischio di perdita o di ulteriore perdita di funzione. I cambiamenti fisiologici legati all’invecchiamento (genetica, cambiamento del metabolismo e infiammazione) e la presenza di malattie croniche o comorbidità portano, nel tempo, allo sviluppo della fragilità che a sua volta comporta un aumentato rischio di disabilità, portando così allo sviluppo di un circolo vizioso con conseguente aumento del rischio di morte nel paziente.
I concetti di fragilità e disabilità assumono una grande importanza soprattutto nel paziente anziano e oncologico e risultano determinanti nell’inquadramento diagnostico-terapeutico dello stesso. Lo scenario che si presenta è così conteso in base alle caratteristiche del paziente (funzione, comorbidità o presenza di sindromi geriatriche): dalla biologia tumorale, dalla tolleranza al trattamento e dall’aspettativa di vita. Per questo il paziente geriatrico, in particolar modo oncologico, necessita di un’attenta valutazione multidimensionale. Per ovviare a questa necessità è stata introdotta la Comprehensive Geriatric Assessment (CGA), procedimento diagnostico multidisciplinare, finalizzato alla valutazione globale dell’anziano mediante un attento studio delle principali aree funzionali:
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lo stato funzionale globale (ADL, IADL e PS ECOG), la presenza di comorbidità (la scala CIRS-G classifica le comorbidità in base all’apparato od organo coinvolto e valuta ciascuna patologia in base alla gravità con un punteggio da 0 a 4), lo stato emotivo e cognitivo (Geriatric depression scale e MMSE, mini mental state examination, per un’attenta valutazione dello stato cognitivo), lo stato nutrizionale e sindromi geriatriche. Gli obiettivi della valutazione multidisciplinare geriatrica sono quindi la stadiazione del paziente anziano in:
• stadio primario (paziente anziano perfettamente integro): l’anziano perfettamente integro è colui che presenta un’età inferiore o uguale a 85 anni, una singola comorbidità di grado 0-1 secondo la CIRS-G, nessuna disabilità (ADL E IADL) e nessuna sindrome geriatrica.
• stadio intermedio (paziente anziano intermedio): l’anziano intermedio invece è colui che presenta un’età inferiore o uguale a 85 anni, due o meno dipendenze secondo la scala IADL, se ha un caregiver, due o meno comorbidità (fino a due di grado 0-2, o uno di grado 3) secondo la CIRS-G.
• stadio secondario (“fragile” o paziente fragile”): l’anziano fragile è colui che presenta un’età superiore a 85 anni, tre o più comorbidità di grado 0-1 secondo la CIRS-G, un massimo di tre comorbidità di grado 2 secondo la CIRS-G, fino a due comorbidità di grado 3 secondo la CIRS-G, massimo una comorbidità di grado 4 secondo la CIRS-G, uno o più (fino a 6) disabilità secondo la scala ADL e uno o più sindromi geriatriche.
Il paziente nello stadio primario presenta riserva funzionale ridotta senza limitazioni di attività, il trattamento può essere applicato a dosi complete. Nello stadio intermedio (vulnerabile) presenta limitazioni funzionali (scala IADL) con possibilità di riabilitazione. Lo stato secondario o fragilità è caratterizzato da riserva funzionale minima, in tal caso si possono applicare cure palliative volte alla preservazione dello status quo. Infine si ha il paziente prossimo alla morte, nel quale il decadimento è inevitabile1.
Vista l’estrema complessità del paziente oncologico in campo geriatrico è necessario applicare nella corretta pratica clinica i seguenti accorgimenti: un corretto inquadramento clinico del paziente (anamnesi, esame obiettivo, comorbidità, farmaci assunti) e appropriatezza degli esami di laboratorio e strumentali.
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2.2 CLASSIFICAZIONE DEL MEZZO DI CONTRASTO
In Radiologia con il termine “mezzo di contrasto” si intende quell’insieme di sostanze che, introdotte nell’organismo per modalità e vie opportune, modificano la capacità di assorbimento dei raggi X di apparati e organi rispetto ai tessuti circostanti. Lo sviluppo del mezzo di contrasto si è avuto poco tempo dopo la scoperta dei raggi X, non appena ci si rese conto che la maggior parte delle strutture del corpo umano non risultano essere visibili ai soli raggi X a causa della scarsa radiopacità.
Principalmente i mezzi di contrasto si possono suddividere in radiotrasparenti (i quali diminuiscono la densità elettronica ed in conseguenza di ciò inducono un minore assorbimento fotonico, ad esempio anidride carbonica e acqua) e radiopachi (i quali aumentano il numero atomico o valore di Z e di conseguenza inducono un maggiore assorbimento fotonico).
I mezzi di contrasto radiopachi possono essere distinti in baritati e iodati.
I mezzi di contrasto baritati, rappresentati dal Solfato di Bario (BaSO4), vedono nel Bario (Z=56) l’elemento che provoca l’attenuazione di fotoni. Il solfato di bario viene utilizzato nello studio contrastografico dell’apparato digerente che essendo insolubile in acqua e quindi nei liquidi organici non può essere assorbito dalla mucosa digestiva, transitando in condizioni normali, fino all’espulsione con le feci. Controindicazioni assolute al suo utilizzo sono occlusioni, fistole e perforazioni intestinali. La fuoriuscita di bario dai visceri è tossica; esso è un potente agente irritante sulle sierose, ed è per questo motivo che in caso di sospetto di perforazione, non deve essere usato il bario bensì un mezzo di contrasto iodato.
I mezzi di contrasto iodati utilizzano lo Iodio come elemento ad elevata capacità di assorbimento di fotoni (Z=53). I mezzi di contrasto iodati sono utilizzati per lo studio uro-ginecologico e per studi di angiografia.
I mezzi di contrasto iodati tradizionali, quelli usati in ambito uro-angiografico, condividono, come struttura portante l’anello benzenico che trasporta stabilmente 3 atomi di iodio in posizione 2, 4 e 6 e in posizione 1 il gruppo carbossilico –COOH salificato con Na+ (caratterizzati da una migliore tollerabilità da parte dell’endotelio vasale) o con metilglucamina per ottenere un’elevata solubilità. Un aumento di solubilità è assicurato anche dalle catene laterali in posizione 3 e 5. Esse consistono essenzialmente di idrogeno, ossigeno, carbonio e azoto con gruppi terminali carbossilici, amminici o più spesso ossidrilici (-OH) ai quali è affidata la proprietà di non legarsi alle proteine e di migliorare la tolleranza. La caratteristica fondamentale di tutti questi sali è costituita dalla solubilità per dissociazione elettrolitica, che produce due particelle ioniche (anione e catione) che
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richiamano molte molecole di acqua e innalzano l’osmolarità delle soluzioni rispetto a quella plasmatica.
L’iperosmolarità induce scambi idrici fluido/fluido e cellula/fluido, turbe emodinamiche, alterazioni delle cellule ematiche, danno endoteliale capillare, permeabilizzazione della barriera emato-encefalica.
Negli anni ‘70 apparve chiaro il rapporto tra osmolarità del mezzo di contrasto e insorgenza di effetti collaterali. Un considerevole miglioramento venne ottenuto con l’introduzione di mezzi di contrasto a bassa osmolarità e, particolarmente, con quelli non ionici: con questi si ottenne una diminuzione dell’incidenza delle reazioni generali (nausea, vomito, ecc..), delle reazioni anafilattoidi e della neurotossicità.
Uno studio condotto da Katayama2, eseguito su 337.647 pazienti, dimostrò come le reazioni avverse con mezzo di contrasto ionico fossero quattro volte più frequenti di quelle da mezzo di contrasto non ionico, con un’incidenza rispettivamente del 12,66% contro il 3,13%. Ancora più marcata la differenza per le reazioni gravi o molto severe: l’incidenza era rispettivamente del 0,22% contro lo 0,04%.
2.3 LE REAZIONI AVVERSE.
I mezzi di contrasto iodati possono provocare reazioni “avverse” che è utile differenziare in:
• Chemiotossiche (tipo A). Tali reazioni sono dipendenti dalla dose e dalla concentrazione plasmatica del farmaco, perciò potenzialmente prevedibili. Sono influenzate dalle caratteristiche del mezzo di contrasto, come l’osmolarità, la viscosità, l’idrofilia.
• Anafilattoidi (tipo B, allergic-like) non dose-dipendenti, imprevedibili, che possono indurre il rilascio di istamina e altri mediatori biologici come serotonina, prostaglandine, bradichinina, leucotrieni, adenosina e endotelina, solitamente attivi nei fenomeni allergici.
A seconda della loro gravità le reazioni avverse vengono suddivise in:
• lievi: sapore metallico in bocca, sensazione di calore, nausea e vomito, sudorazione, disestesia periorale, sensazione di testa leggera, dolore nella sede dell'iniezione, orticaria, emicrania.
• moderate: persistenza ed aumento di intensità e frequenza dei sintomi minori, dispnea, ipotensione, dolore toracico.
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• gravi: tosse, starnuti, broncospasmo, ansia (sintomi minori). Inoltre: diarrea, parestesie, edema al volto, alle mani ed in altri siti corporei, dispnea, cianosi, edema della glottide, ipotensione marcata, bradicardia, shock, edema polmonare, aritmie, midriasi, convulsioni, paralisi, coma, morte.
Generalmente le reazioni compaiono entro un’ora dall’iniezione del mezzo di contrasto e sono definite immediate; se si verificano dopo un’ora dall'iniezione fino al massimo di sette giorni dalla somministrazione sono definite ritardate (consistono più frequentemente in eruzioni cutanee, sindrome simil-influenzale, disturbi gastrointestinali, dolore agli arti)3.
2.3.1 LE REAZIONI CHEMIOTOSSICHE.
Le reazioni chemiotossiche sono caratterizzate da prevedibilità, dipendenza dalla dose di mezzo di contrasto somministrata, incidenza relativamente alta, evoluzione rara verso eventi di elevata gravità. Sono legate alla tossicità intrinseca della molecola e dipendono fondamentalmente dalle sue caratteristiche chimico-fisiche.
L’alta osmolarità è uno dei principali fattori implicati nella patogenesi delle reazioni da mezzo di contrasto iodato. Si ritiene che talvolta la tossicità sia, almeno in parte, dovuta all’interazione degli agenti contrastografici con macromolecole circolanti o con cellule. Alcuni studi sperimentali su modelli animali hanno suggerito la relazione del danno cerebrale con l’osmolarità e con la chemiotossicità della molecola somministrata. Peraltro queste alterazioni avvengono a volumi molto più elevati di quelli usuali in campo clinico. L’ipertonicità del mezzo di contrasto si è chiaramente rivelata tossica per il tessuto cerebrale, dipendendo gli effetti dalla sede di alterazione della barriera. La possibilità di passaggio del mezzo di contrasto all’interno dei distretti cerebrali dopo somministrazione intravascolare non è impossibile, considerato che la barriera emato-encefalica non è una struttura anatomica fissa e immutabile. La permeabilità di questa barriera può essere modificata da trattamenti farmacologici, da aumenti dell’osmolarità o della viscosità plasmatiche dopo iniezione del mezzo di contrasto o a causa di condizioni patologiche come vasculopatie cerebrali, metastasi cerebrali, traumi, alcolismo o tossicodipendenza. Gli effetti del mezzo di contrasto sul sistema cardiovascolare sono diminuiti ma non eradicati con l’uso dei mezzi di contrasto non ionici a bassa osmolarità. Essi possono inoltre variare a seconda del sito di iniezione. L’iniezione del mezzo di contrasto intraventricolare aumenta la frequenza cardiaca; al contrario, lo studio coronarico selettivo induce bradicardia oltre a poter precipitare una varietà di aritmie. La pressione arteriosa diminuisce sia per l’effetto vasodilatatore del mezzo di contrasto sia per l’induzione di un riflesso colinergico che
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induce anche bradicardia. Sul versante venoso, da segnalare è il rischio di tromboflebite4 in seguito allo studio selettivo del circolo venoso, dovuto al danno endoteliale diretto del mezzo di contrasto.
Un interesse particolare viene riservato per il rene in quanto rappresenta l’organo bersaglio privilegiato dei tossici poiché essi sono eliminati completamente dall’emuntorio renale tramite la filtrazione glomerulare, pertanto la concentrazione intratubulare del farmaco può essere molto più alta della concentrazione plasmatica. I principali meccanismi potenzialmente responsabili della nefrotossicità sono quello vascolare e la tossicità diretta, sia a livello glomerulare che tubulare.
L’attenzione alla nefrotossicità è anche legata all’evidenza di un’entità nosologica chiamata “nefropatia da mezzo di contrasto” o CI-AKI (contrast induced acute kidney injury)5-6. Essa è associata a morbidità, mortalità, ospedalizzazione prolungata e costo sanitario notevole e rappresenta la maggiore causa di insufficienza renale acuta acquisita in ospedale: consiste in un deterioramento della funzione renale che si manifesta con un incremento della creatininemia di almeno 0,5 mg/dl o del 25% del valore basale del paziente entro 48-72 ore dalla somministrazione intravascolare di mezzo di contrasto iodato in assenza di fattori causali alternativi7. Presenta una bassa incidenza (2%) se la funzione renale è normale (eGFR>45ml/min); ma è superiore al 10% in pazienti con insufficienza renale esposti al mezzo di contrasto per coronarografia (può comportare in questi soggetti ad alto rischio necessità di trattamento dialitico e nei casi più gravi può sopraggiungere la morte). La patogenesi e la frequenza non sono ancora completamente definite.
Esistono due tipi di nefropatia da mezzo di contrasto: una forma non oligurica (70% dei casi) corrispondente a un’insufficienza renale di grado lieve-moderato e una forma oligurica (30%) rappresentata da un’insufficienza renale grave con oliguria entro 24 ore dall’esposizione al mezzo di contrasto e che può sfociare in un danno renale permanente. La reale incidenza della nefropatia da mezzo di contrasto CI-AKI dipende: dalla stratificazione dei fattori di rischio correlati al paziente in accordo con i criteri stabiliti dalla Società Europea di Radiologia Urogenitale (insufficienza renale cronica con rischio raddoppiato se associata a diabete mellito, disidratazione, ipovolemia associata a scompenso cardiaco o sindrome nefrosica, farmaci nefrotossici, eGFR<60 ml/min/1,73 m2 prima di una somministrazione arteriosa di mezzo di contrasto, eGFR<45 ml/min/1,73 m2 prima di somministrazione venosa di mezzo di contrasto, storia di recente attacco cardiaco, età superiore a 70 anni), da fattori correlati alla procedura medica (alte dosi di mezzo di contrasto e indagini ripetute in breve tempo), dalla via di somministrazione del mezzo di contrasto e dal metodo di valutazione dei parametri di funzione renale durante il follow up.
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L’ipotetico meccanismo fisiopatologico coinvolto nell’insorgenza della nefropatia da mezzo di contrasto CI-AKI prevede: riduzione della massa nefronica soggetta a danno, l’ingresso del mezzo di contrasto nella vascolarizzazione renale con vasodilatazione dell’endotelio transitoria (minuti) che provoca rilascio di adenosina dalla macula densa, rilasciamento endoteliale e disregolazione nella produzione di prostaglandine. Questi fattori provocano una sostenuta vasocostrizione intrarenale (ore). La presenza prolungata del mezzo di contrasto nei reni e l’aumentata esposizione al mezzo di contrasto da parte delle cellule tubulari portano a ipossia midollare8.
Questo è il probabile meccanismo di danno cellulare dovuto al mezzo di contrasto responsabile dello stress ossidativo, dell’infiammazione e del danno agli altri organi in corso di una CI-AKI.
Come dimostrato da vari studi le misure più efficaci per ridurre la severità della nefropatia da mezzo di contrasto, CI-AKI, sono rappresentate dalla scelta di un mezzo di contrasto non ionico a bassa osmolarità9 e dall'espansione del volume extracellulare ottenuta mediante infusione di soluzione salina10, con risultati migliori se isotonica (0,9% NaCl)11, da iniziare 6-12 ore prima e da continuare per 12-14 ore dopo la procedura (1ml/kg/ora). Il razionale dell’espansione del volume extracellulare mediante infusione di soluzione salina è l’inibizione del processo di riassorbimento nei tubuli prossimali e, conseguentemente, un aumento della produzione di urina e quindi una diminuzione del tempo di contatto del mezzo di contrasto con le cellule epiteliali nell’ansa discendente di Henle (riduzione dell’effetto tossico a livello tubulare). Anche l’idratazione ha una sua importanza nel ridurre la severità della nefropatia da mezzo di contrasto, non inferiore all’espansione del volume extracellulare indotta per somministrazione endovenosa di soluzione salina, come dimostrato da numerose metanalisi di sei trial randomizzati.
Infine, anche il bicarbonato di sodio può essere utilizzato con lo stesso obiettivo, comportando un maggiore effetto sull’espansione del volume extracellulare, aumentando l’escrezione urinaria di bicarbonato con riduzione dell’acidificazione delle urine e riduzione della produzione dei ROS ed un aumento nella loro neutralizzazione.
Da considerare, infine, che la somministrazione endo-arteriosa è considerata più nefrotossica rispetto a quella endovenosa; inoltre è da considerare anche la tossicità da Gadolinio usato in RNM (sono stati riportati casi di AKI specialmente con alte dosi usate per angiografie e in pazienti con CKD e nefropatia diabetica).
12 2.3.2 LE REAZIONI ANAFILATTOIDI
Le reazioni anafilattoidi sono caratterizzate da imprevedibilità, non dipendenza dalla dose di mezzo di contrasto somministrata, bassa incidenza, tendenza a evolvere (la mortalità con i moderni mezzi di contrasto è circa 1 caso ogni 100.000 indagini) l’utilità di opportuni pretrattamenti.
È possibile osservare eventi con caratteristiche simili a quelle delle reazioni anafilattiche quali la liberazione di istamina e di importanti mediatori chimici che intervengono negli eventi di natura allergica (e per questo vengono chiamate anche reazioni allergic-like). Il mancato coinvolgimento di anticorpi IgE12, la non necessità di una precedente sensibilizzazione, la non obbligata ricorrenza in occasione di eventuali successive indagini nello stesso paziente, rendono tuttavia più appropriato il termine di reazioni idiosincrasiche o anafilattoidi. In questo contesto sono universalmente riconosciute tre “non esistenze”:
• non esiste alcun test in grado di prevedere l’insorgenza di effetti secondari da mezzi di contrasto iodati.
• non esiste alcuna sicura prevenzione farmacologica.
• non esiste alcuna controindicazione assoluta all’uso di mezzi di contrasto iodati (va comunque valutato il rapporto rischio/beneficio, specie nei pazienti con tendenza nota a reazioni allergiche o affetti da grave insufficienza epatica o renale, gravi disturbi cardiocircolatori, paraproteinemia di Waldenstrom e mieloma multiplo).
Le reazioni anafilattoidi sono probabilmente il risultato di diversi meccanismi patogenetici13 dove la liberazione di istamina da parte di basofili e mastociti ne rappresenta la parte principale. L’iperosmolarità si ripercuote soprattutto sui tubuli renali, sui globuli rossi, sulle cellule endoteliali, sulla barriera emato-encefalica. La chemiotossicità è mediata dalla formazione di legami covalenti tra il mezzo di contrasto e le proteine plasmatiche e tissutali, causando così un’alterazione della capacità di legame dell’albumina, inattivazione enzimatica, alterazioni della coagulazione, aumento dell’attività fibrinolitica. L’irritazione del sistema neurovegetativo, che spiegherebbe bene gli effetti immediati, avrebbe luogo per la stimolazione delle terminazioni centripete dell’endotelio vascolare, con arco riflesso attraverso le catene simpatiche e ripercussione sui diversi apparati. L’azione sul sistema nervoso centrale avrebbe luogo secondo un meccanismo diretto, successivo all’attraversamento della barriera emato-encefalica, e potrebbe spiegare tutti gli effetti secondari osservati14.
Le reazioni anafilattoidi vedono l’interessamento dell’apparato muco-cutaneo (prurito, eritema, angioedema e orticaria, fino all’edema della glottide che può richiedere
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l’immediata intubazione), respiratorio (asma, lieve broncocostrizione subclinica delle vie aeree inferiori, edema polmonare da anafilassi) e gastrointestinale (nausea, vomito, dolore addominale crampiforme e diarrea).
14 CAPITOLO 3
OTTIMIZAZIONE DELLA GESTIONE DEL MEZZO DI CONTRASTO
I continui avanzamenti nella tecnologia TC hanno introdotto modificazioni nella pratica della radiologia clinica. Uno dei cambiamenti riguarda l’amministrazione del mezzo di contrasto. Le principali linee guida per ottenerne un’ottimizzazione del suo utilizzo sono contenute all’interno del lavoro “Intravenous Contrast Medium Administration and Scan Timing at CT” di Kyongtae T. Bae, il quale prese in esame i parametri che influenzano il mezzo di contrasto proponendo considerazioni e modifiche ai protocolli15.
Lo iodio presente in un organo o nel plasma causa un assorbimento maggiore di raggi X. Da ciò ne deriva che l’enhancement è direttamente correlato con l’ammontare dello iodio all’interno del sistema e con il livello dell’energia dei raggi X: dato un voltaggio, l’enhancement cresce proporzionalmente con la concentrazione di iodio mentre ha un rapporto inversamente proporzionale col voltaggio16-17.
3.1 DISTRIBUZIONE DEL MEZZO DI CONTRASTO NEL CORPO
Il mezzo di contrasto iniettato si distribuisce rapidamente dai vasi allo spazio interstiziale degli organi. Siccome il mezzo di contrasto iodato consiste in molecole relativamente piccole altamente diffusibili, il trasporto è prevalentemente “flusso limitato”. Per questo motivo gli organi meglio perfusi, come rene, milza e fegato presentano un alto enhancement durante la circolazione iniziale (primo passaggio) del mezzo di contrasto negli organi. Il mezzo di contrasto circola nel corpo diluendosi nel sangue. Rappresentando in un grafico le variazioni di enhancement nel tempo si può vedere come, prendendo in considerazione organi via via più distali, si abbia un profilo progressivamente più allargato e un abbassamento del picco. Il sangue contenente il mezzo di contrasto ricircola e può contribuire al raggiungimento dell’enhancement richiesto all’acquisizione dell’immagine TC18. La ricircolazione non avviene simultaneamente in tutti gli organi bersaglio a causa dei diversi pattern circolatori, ad esempio il sangue nella circolazione cerebrale ritorna al cuore destro e ricircola più velocemente del sangue nella circolazione portale.
Il contributo della ricircolazione all’ampiezza globale dell’enhancement dipende dalla durata dell’iniezione: per un’iniezione breve (<15 sec), il contributo della ricircolazione al picco aortico è verosimilmente piccolo e la curva dell’enhancement in questo caso è simile a una gaussiana. Al contrario, quando il mezzo di contrasto è iniettato a velocità costante per un lungo periodo, il mezzo di contrasto appena somministrato ed il mezzo di contrasto
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che ricircola si mischiano nel sangue e si accumulano portando a un graduale aumento dell’enhancement.
L’iniezione del mezzo di contrasto può perturbare il sistema emodinamico e cardiovascolare e tali alterazioni sono maggiormente influenti con il crescere del volume infuso e con l’aumento della velocità d’iniezione.
3.2 MODELLI MATEMATICI DI ENHANCEMENT NELL’UOMO
La distribuzione del mezzo di contrasto in un organo dipende dalla sua perfusione, dal volume del tessuto, dalla composizione tissutale dell’organo e dalla permeabilità vascolare. Quando la somministrazione di mezzo di contrasto è considerata un’iniezione endovenosa farmacologica, la sua distribuzione in vivo può essere predetta usando le tecniche matematiche adottate nella farmacocinetica e generare modelli di distribuzione basandosi sui principi fisiologici. Questi modelli calcolati al computer possono essere utilizzati per ottimizzare i tempi di scansione e la quantità di mezzo di contrasto da somministrare a un dato paziente, viste le sue caratteristiche fisiche e le condizioni cliniche, al fine di ottenere la curva di enhancement desiderata19. Può anche creare le basi per la formazione di un sistema automatico nel quale lo scanner TC e l’iniettore comunicano e assistono intelligentemente il tecnico e il radiologo a ottenere l’enhancement ottimale.
3.3 FATTORI CHE INFLUENZANO IL CONTRASTO
L’enhancement è influenzato da numerosi fattori18, 20-22 che possono essere divisi in tre categorie: relativi al paziente, al mezzo di contrasto e alla scansione TC. La farmacocinetica del mezzo di contrasto e l’enhancement sono determinati unicamente dalle caratteristiche del paziente e del mezzo di contrasto e sono indipendenti dalla tecnica di scansione TC. Tuttavia i parametri riguardanti la scansione TC giocano un ruolo critico nel consentirci di acquisire immagini a un determinato momento e quindi con un determinato enhancement.
3.4 FATTORI RIGUARDANTI IL PAZIENTE
I fattori chiave riguardanti il paziente che possono modificare l’enhancement sono la corporatura (peso e altezza) e l’output cardiaco. Altri fattori importanti ma ritenuti essere meno influenti sono età, sesso, sede dell’accesso venoso, funzione renale, cirrosi epatica, ipertensione portale, e altre varie condizioni patologiche.
16 3.4.1 IL PESO
Il parametro più importante è il peso corporeo e ciò è dovuto al suo rapporto direttamente proporzionale con il volume sanguigno. I pazienti “large” hanno un maggior volume di sangue rispetto ai pazienti “small” e ciò comporta una maggiore diluizione di mezzo di contrasto nel sangue con conseguente diminuzione dell’enhancement: per avere il risultato il paziente “large” richiede un carico maggiore di iodio. Lo schema più comunemente usato per aggiustare la massa di iodio per il peso del paziente è l’uso di una scala lineare 1:123. Questo rapporto non è però accurato con i pazienti obesi perché la massa grassa è meno vascolarizzata rispetto a visceri e muscoli e quindi dà un contributo minore nella diluizione del mezzo di contrasto nel sangue. Per superare queste limitazioni sono stati proposti altri parametri da considerare per la valutazione della massa magra e la superficie corporea. Per le acquisizioni a un paziente obeso si devono considerare anche lo spessore sottocutaneo e il grasso viscerale che possono causare un assorbimento dei raggi e dunque un peggioramento della qualità delle immagini, specie nelle applicazioni addominali; quindi la dose di iodio somministrata dovrebbe essere maggiore sia per l’imaging addominale sia per quello toracico.
3.4.2 L’ALTEZZA
L’altezza influisce in maniera moderata sull’enhancement: la correlazione è legata al fatto che il volume di sangue circolante cresce con l’altezza e, inoltre, peso e altezza sono tra loro correlati.
3.4.3 L’OUTPUT CARDIACO
Output cardiaco e circolazione cardiovascolare influenzano in maniera importante le variazioni dell’enhancement nel tempo24. Quando l’output cardiaco diminuisce, la circolazione del mezzo di contrasto è rallentata delineando un ritardo nel picco dell’enhancement arterioso e di tutti gli organi.
Nelle acquisizioni in cui il tempo di scansione rappresenta un parametro critico, il ritardo deve essere individualizzato per ogni organo. La più lenta clearence dovuta a un ridotto output cardiaco si manifesta con un profilo della curva dell’enhancement più alto e prolungato.
3.4.4 IL SESSO E L’ETA’
Le caratteristiche dell’enhancement sono probabilmente lievemente differenti tra uomini e donne, in parte dovuto alle differenze nel volume di sangue. Il volume di sangue è minore
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nelle femmine per un dato di peso e altezza. Questa differenza può manifestarsi con un enhancement maggiore nelle femmine rispetto ai maschi dopo la somministrazione di una dose fissa di iodio per peso corporeo. L’età è modestamente correlata, perché l’output cardiaco si riduce con l’età25.
3.4.5 IL SITO DELL’ACCESSO VENOSO
La vena antecubitale è la più comunemente utilizzata e preferita per gli accessi venosi e per la somministrazione di mezzo di contrasto.
Uno studio mostra che, probabilmente a causa della brevità del percorso, l’iniezione del mezzo di contrasto dalla vena centrale presenta un picco più precoce e un miglioramento dell’enhancement vascolare rispetto a un’iniezione periferica26. Un altro studio più recente27 spiega come un’iniezione centrale riduca la variabilità interpersonale e migliori la predizione. Questi benefici, comunque, non sono attuabili poiché il mezzo di contrasto è iniettato per sicurezza a una più bassa velocità rispetto a una somministrazione periferica28. A causa delle loro piccole dimensioni, le vene dell’avambraccio o della mano sono utilizzate per le somministrazioni più lente e sono soggette a una maggiore dispersione del materiale di contrasto e presentano un profilo di enhancement più lento e piccolo.
3.4.6 LA FUNZIONE EPATICA
Molti studi29 riportano che l’enhancement epatico durante la fase venosa portale è ritardato e ridotto nei pazienti con cirrosi (probabilmente a causa di un incremento delle resistenze epatiche dovute alla fibrosi), così come l’enhancement epatico durante la fase arteriosa in questi pazienti è o non influenzato o più alto che nella media.
3.4.7 LA FUNZIONE RENALE
Sebbene non esista nessuna procedura o strategia per prevenire la nefropatia indotta da mezzo di contrasto o CI-AKI, possiamo tuttavia usufruire di alcuni accorgimenti per ridurne il rischio; tra questi sicuramente: la sospensione di farmaci nefrotossici (Amminoglicosidi, Vancomicina, Amfotericina B, FANS, Diuretici, ARBs e ACE inibitori, Metformina e gli Inibitori delle calcineurine); l’uso di N-acetylcysteina, il farmaco più impiegato nella prevenzione della CI-AKI con un effetto antiinfiammatorio e vasodilatatore non indifferente; l’impiego della minore dose possibile di iodio sufficiente a raggiungere un enhancement appropriato per la diagnosi; evitare ripetute procedure ed infine la scelta appropriata del mezzo di contrasto, tenendo presente che generalmente i mezzi di contrasto iso-osmolari (IOCM) hanno una minore tossicità rispetto ai mezzi di contrasto a bassa
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osmolarità (LOCM), sebbene i nuovi mezzi di contrasto a bassa osmolarità non ionici non aumentino l’osmolarità sierica, l’ipertensione arteriosa e l’ipovolemia. L’incidenza di nefropatia indotta da mezzo di contrasto è stata studiata in associazione con il volume del mezzo di contrasto aggiustato per la funzione renale30: la nefropatia è risultata essere infrequente se il volume di contrasto era meno di 5 ml per kg di peso corporeo diviso il livello di creatinina sierica (in mg per dl), ma l’incidenza di nefropatia indotta da mezzo di contrasto aumenta se il volume di contrasto usato va oltre questa soglia. Comunque nessun volume-soglia è probabilmente sicuro per scongiurare la nefropatia da mezzo di contrasto, perché anche un piccolo volume può causare una nefropatia in pazienti ad alto rischio.
3.5 FATTORI RIGUARDANTI IL MEZZO DI CONTRASTO
I fattori chiave correlati al mezzo di contrasto da tenere in considerazione includono la durata dell’iniezione, la velocità d’iniezione, il profilo della curva d’iniezione del bolo, il volume medio di contrasto, la concentrazione, le caratteristiche fisico-chimiche e l’uso o meno di un flusso di soluzione fisiologica.
3.5.1 LA DURATA DELL’INIEZIONE
La durata dell’iniezione influenza in maniera importante sia l’entità che l’evoluzione temporale dell’enhancement31-32. Un’iniezione più lunga (senza diminuire la velocità) porta alla somministrazione di una maggiore quantità di mezzo di contrasto nel corpo e questo aumenta in maniera proporzionale l’entità dell’enhancement vascolare e parenchimale. La durata appropriata dell’iniezione è determinata dalle caratteristiche della scansione e dagli obiettivi clinici dell’esame: la durata può essere prolungata nel corso di una scansione TC lunga al fine di mantenere un buon enhancement durante tutta l’acquisizione dell’immagine. Un’iniezione lunga non necessaria può invece generare un enhancement tissutale e venoso non desiderato.
I principali fattori clinici da considerare per la determinazione della durata appropriata d’iniezione includono la corporatura del paziente, il vaso o l’organo d’interesse e il livello di enhancement desiderato.
Qualche volta la durata d’iniezione è intenzionalmente accorciata per aumentarne la velocità: questa modalità è particolarmente utilizzata quando si vuole provare a raggiungere un alto grado di enhancement arterioso. Un’alta velocità d’iniezione ha invece una limitata influenza sull’enhancement parenchimale e venoso perché questi sono principalmente determinati dalla quantità totale di iodio somministrata nel corpo.
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La durata dell’iniezione è il più importante fattore da considerare per calcolare il tempo di scansione TC: quando il tempo d’iniezione aumenta, il momento del massimo deposito di contrasto è ritardato e conseguentemente anche il tempo di picco del contrasto. Ne consegue che un protocollo con un’iniezione prolungata richiede un maggiore ritardo di scansione per massimizzare l’enhancement della scansione.
3.5.2 LA VELOCITA’ DI INIEZIONE
Quando la durata dell’iniezione è fissa, una somministrazione più rapida aumenta sia la velocità di distribuzione che la quantità totale di materiale somministrato. Ne risulta anche un maggiore enhancement vascolare e parenchimale. Dall’altro lato, quando la quantità totale di mezzo di contrasto è fissa, un’iniezione più rapida aumenta la velocità di distribuzione ma riduce il tempo d’iniezione e di picco di enhancement, richiedendo dunque una maggiore precisione nell’impostare il tempo di scansione data la più corta finestra temporale disponibile. Questa più rapida distribuzione di un volume fisso aumenta l’ampiezza dell’enhancement a livello aortico e, in misura minore, epatico e venoso a causa del differente tempo di transito circolatorio.
Un’iniezione più rapida è preferita per una valutazione multifasica di organi viscerali perché presenta una maggiore differenza di enhancement tra fase arteriosa e venosa parenchimali. Questo permette la scoperta e caratterizzazione di lesioni al fegato, al rene e al pancreas.
3.5.3 I PROFILI DELLA CURVA DI SOMMINISTRAZIONE
Il mezzo di contrasto è comunemente somministrato a una velocità d’iniezione costante (velocità d’iniezione uni-fasica). Il secondo più comune profilo d’iniezione utilizzato è l’iniezione con velocità bifasica. Questo protocollo è usato per prolungare la durata d’iniezione e mantenere l’enhancement per tutta una scansione TC di lunga durata senza aumentare la quantità di mezzo di contrasto33.
Infatti l’iniezione a velocità bifasica era ampiamente praticata durante la scansione TC lenta, particolarmente durante l’era pre-TC spirale, e continua a essere utilizzata per alcune tecniche che richiedono un lungo tempo di acquisizione, come l’imaging total body e l’angiografia periferica.
Una recente variazione dell’iniezione bifasica è l’iniezione a due differenti concentrazioni: un’iniezione ad alta concentrazione (non diluita) di mezzo di contrasto seguita da una a più bassa concentrazione (diluita).
Un altro profilo, più sofisticato rispetto all’unifasico e al bifasico, è l’iniezione multifasica esponenzialmente decelerata34. L’enhancement vascolare uniforme si ottiene quando
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l’accumulo di mezzo di contrasto raggiunge uno steady-state nei vasi, ossia quando il mezzo di contrasto somministrato nel compartimento sanguigno centrale, iniettato con una velocità esponenzialmente decrescente, bilancia la velocità di clearence dallo stesso compartimento. Un vantaggio di questa tecnica è che non è più necessario calcolare il tempo preciso di picco di enhancement quindi il parametro tempo di acquisizione dell’immagine diventa meno critico. L’enhancement uniforme facilita la ricostruzione 3D nella TC angiografica.
3.5.4 LA CONCENTRAZIONE DEL MEZZO DI CONTRASTO
I mezzi di contrasto intravenosi sono disponibili in commercio con un’ampia varietà di concentrazione (240-370 g di iodio per ml). La scelta dell’appropriata concentrazione dipende da più fattori come la disponibilità del mezzo di contrasto, gli obiettivi clinici, la configurazione dello scanner TC, l’iniettore e il costo.
Contrasti con un’alta concentrazione di iodio (>350 mg di iodio/ml) sono ampiamente utilizzati con TC multi detector per massimizzare l’enhancement arterioso all’angiografia TC e migliorare la descrizione di tumori ipervascolarizzati.
Inoltre l’uso di mezzo di contrasto con un’alta concentrazione di iodio è un’alternativa rispetto all’incremento della velocità d’iniezione per raggiungere una rapida distribuzione della dose di iodio.
Quando volume, velocità d’iniezione e durata d’iniezione del mezzo di contrasto sono costanti, una più alta concentrazione di mezzo di contrasto distribuirà una più ampia quantità di iodio più rapidamente. Questo porta a un picco di enhancement più alto e una più ampia finestra temporale per l’acquisizione TC a un dato livello di enhancement. Il tempo di picco è immutato perché la durata e la velocità d’iniezione rimangono immutati. Alcune particolari applicazioni possono favorire l’uso di mezzi di contrasto con basse concentrazioni, particolarmente quando il flusso di soluzione fisiologica non è usato. Uno studio35 riporta come il mezzo di contrasto diluito (150 mg/dl) iniettato velocemente a un esame TC toracico porta a minori artefatti perivenosi e un maggiore enhancement rispetto il mezzo di contrasto non diluito (300 mg/dl).
Un beneficio addizionale del mezzo di contrasto a bassa concentrazione è la minore viscosità quindi una possibile maggiore velocità di somministrazione
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3.5.5 LE CARATTERISTICHE FISICO-CHIMICHE
Mentre l’osmolarità del mezzo di contrasto è comunemente discussa in associazione agli eventi avversi, è la viscosità che gioca un importante ruolo nella distribuzione del mezzo di contrasto e nell’enhancement36. La viscosità aumenta con l’aumentare della concentrazione di mezzo di contrasto.
A causa di questo, l’uso di un mezzo di contrasto ad alta concentrazione iniettato ad alto volume può non aumentare la distribuzione di iodio, risultando un enhancement più debole di quello previsto. La viscosità è influenzata dalla temperatura ed è minore a temperature più alte37, quindi il riscaldamento del mezzo di contrasto migliora la diffusione oltre ad aumentare la compliance del paziente e la tolleranza.
3.5.6 LA SOMMINISTRAZIONE DI SOLUZIONE FISIOLOGICA
La soluzione fisiologica somministrata a fine iniezione rende disponibile il mezzo di contrasto che altrimenti sarebbe rimasto confinato nel tubo d’iniezione e nelle vene periferiche. Migliora inoltre il livello di enhancement, ottimizza la geometria del bolo riducendo la dispersione intravascolare, riduce gli artefatti nella vena brachicefalica e nella vena cava superiore, aumenta l’idratazione riducendo il rischio di nefropatia da mezzo di contrasto38-41.
La soluzione fisiologica è particolarmente benefica quando viene utilizzata una piccola quantità di mezzo di contrasto: possono essere sufficienti 20-30 ml di soluzione fisiologica, una quantità maggiore sembra non portare miglioramenti nell’enhancement. Dato un volume fisso di mezzo di contrasto, l’applicazione di fisiologica causa un piccolo incremento nell’ampiezza e nella durata del picco dell’enhancement.
3.6 FATTORI RELATIVI ALLA SCANSIONE TC
I fattori riguardanti la scansione TC giocano un ruolo critico nell’acquisizione delle immagini a un determinato enhancement. L’inserimento di parametri inadeguati per l’acquisizione TC può far ottenere uno studio con scarso enhancement, anche con i fattori correlati al paziente e all’iniezione perfettamente calcolati. I parametri che giocano un ruolo critico sono la durata della scansione, l’acquisizione multifasica durante le differenti fasi dell’enhancement del contrasto, la determinazione del tempo di arrivo del mezzo di contrasto e il ritardo tra l’inizio (o completamento) dell’iniezione del mezzo di contrasto e l’inizio della scansione.
22 3.6.1 LA DURATA DELLA SCANSIONE
Per raggiungere un enhancement adeguato nel corso della scansione TC è fondamentale conoscere la durata dell’acquisizione perché questa influenza direttamente la durata e la velocità d’iniezione.
Il mezzo di contrasto si distribuisce nel corpo seguendo il flusso circolatorio e l’enhancement si riduce mentre il materiale si propaga a valle. Per fare un uso efficiente del mezzo di contrasto la scansione TC deve muoversi in direzione cranio caudale alla stessa velocità con cui si muove il picco di enhancement. Questa tecnica può essere superata prolungando l’iniezione, mantenendo quindi costante l’enhancement durante la scansione TC.
3.6.2 LA DETERMINAZIONE DEL TEMPO DI ARRIVO DEL MEZZO DI CONTRASTO
La circolazione sanguigna del paziente influenza in maniera importante l’andamento dell’enhancement nel tempo e per questo deve essere tenuta in considerazione quando individualizziamo il tempo di scansione TC. Dati questi presupposti, il tempo di transito del bolo di contrasto (che è strettamente connesso con il tempo di circolazione individuale) può essere misurato prima di eseguire la TC diagnostica e quindi essere valutato per determinare la tempistica della scansione.
3.6.3 IL TEMPO DI PICCO DELL’ENHACEMENT
Il momento del picco dell’enhancement (TPEAK) può essere calcolato come la somma della durata dell’iniezione (TID) più il tempo di transito del mezzo di contrasto (TCTT). Il TCTT a sua volta dipende dalla TID, dal tempo di arrivo del mezzo di contrasto (TARR) e dalla tipologia di circolazione negli organi bersaglio. Quando l’output cardiaco e la circolazione sono in un range normale, il TARR a un organo bersaglio può essere predetta sulla base del normale tempo di transito della circolazione; il TARR normale per il contrasto per il transito dalla vena antecubitale è di 7-10 secondi per l’arteria polmonare, 12-15 secondi per l’aorta ascendente, 15-18 secondi per l’aorta addominale e 30-40 secondi per il parenchima epatico. Il TARR aumenta o diminuisce inversamente proporzionale all’output cardiaco24
23 3.6.4 IL RITARDO DI SCANSIONE
Per avere l’immagine di ogni organo bersaglio al suo picco di enhancement la scansione TC dovrebbe essere ritardata adeguatamente: una scansione troppo precoce può portare a un enhancement sotto picco, così come una scansione troppo ritardata. Il ritardo dovrebbe essere determinato considerando tre fattori: la durata dell’iniezione del mezzo di contrasto, il tempo di arrivo del mezzo di contrasto e la durata della scansione. Con un’iniezione di breve durata il picco di enhancement è precoce e richiede un breve ritardo per la scansione. Il tempo di arrivo del mezzo di contrasto può essere misurato per compensare le variazioni del tempo di circolazione cardiovascolare nei diversi pazienti.
24 CAPITOLO 4
MONITORAGGIO DEL MEZZO DI CONTRASTO CON CERTEGRA®
4.1 UTILITA’ DEL MONITORAGGIO
L’aumentata richiesta di esami radiologici, e in particolar modo di esami TC, ha determinato un utilizzo sempre più ingente di mezzo di contrasto. Non esistono linee guida condivise per la somministrazione del mezzo di contrasto, ma sono presenti un’ampia varietà di protocolli, non solo tra le diverse Unità Operative, ma anche all’interno della stessa Unità Operativa.
Attualmente esiste un'ampia interconnessione tra gli strumenti di acquisizione delle immagini, il sistema informatico dell'ospedale HIS, il RIS che aiuta nella gestione della parte amministrativa e della refertazione, il PACS che gestisce e archivia le immagini. L'unico strumento fino ad oggi non collegato a sistemi informatici è l'iniettore del mezzo di contrasto. L’annotazione dei dati dell’infusione viene, al momento, gestita dai tecnici sanitari di radiologia medica o dagli infermieri, i quali annotano sui registri le informazioni salienti sulla somministrazione del contrasto. Dato che l'operazione viene fatta a mano, oltre alla possibilità di errore e la difficoltà a fare statistiche, risulta complesso recuperare i dati raccolti in passato.
Accade dunque che esami successivi eseguiti sullo stesso paziente, a parità di tipologia di studio, apparecchiatura in uso e caratteristiche fisiche del paziente prevedano l’utilizzo di protocolli d’iniezione differenti tra loro. Ciò porta a una riduzione della sicurezza e della possibilità di confrontare esami diversi.
La riduzione della sicurezza deriva dal fatto che, sottoponendo il paziente sempre a diversi protocolli di iniezione, si ha un maggiore rischio di esporlo all'insorgenza di reazioni avverse. In effetti, tenendo traccia dei dati relativi alle precedenti somministrazioni, è possibile decidere se sottoporre il paziente a un protocollo di iniezione già adottato oppure modificarlo.
La minore possibilità di confrontare gli esami è conseguenza del differente livello contrastografico: la confrontabilità è una caratteristica importante, ad esempio se si pensa ai follow-up oncologici dove è determinante poter rilevare senza fattori di confondimento le differenze tra un esame e quello successivo.
Per questi motivi, di sicurezza e di standardizzazione, è nata l’esigenza di monitorare in maniera sistematica i dati relativi al mezzo di contrasto, affidandone la gestione a un sistema informatizzato.
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Il primo software prodotto per rispondere a queste richieste è Certegra®, una piattaforma progettata dalla Bayer che mette in relazione i dati provenienti dall’apparecchiatura TC, dall'iniettore, dal PACS e dal RIS (figura 4.1).
Figura 4.1: Integrazione dei parametri dell’iniettore con RIS/PACS mediante software Certegra®42
In particolare, la workstation Certegra® raccoglie i dati anagrafici e della descrizione dello studio provenienti dalla TC (a loro volta provenienti dal RIS) e li associa alle informazioni relative al mezzo di contrasto provenienti dall'iniettore. Viene così creato un report che viene inviato al PACS.
È inoltre possibile recuperare i dati relativi a ogni paziente o, in alternativa, i dati riferiti a gruppi di pazienti, permettendo un'analisi statistica dell'attività “globale” della struttura.
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4.2 SOFTWARE DI MONITORAGGIO CERTEGRA®43
4.2.1 OTTIMIZZAZIONE PROTOCOLLI (P3T)
Inseriti i dati circa la corporatura del paziente e il distretto da analizzare, la piattaforma Certegra® propone un profilo di iniezione basato sui protocolli P3T. Il P3T, Personalized Patient Protocol Tecnology, è un protocollo di iniezione che tiene conto del peso del paziente, del distretto da analizzare, delle caratteristiche del tomografo TC (tempo di rotazione del gantry, numero di detettori, velocità di rotazione, ecc..), della concentrazione di iodio in mg/ml del mezzo di contrasto somministrato e del modello farmacocinetico. Il sistema calcola il corretto volume, timing, profilo e velocità di iniezione adeguati per massimizzare il rapporto contrasto/rumore (contrast to noise - CNR) con minima concentrazione di mezzo di contrasto.
4.2.2 SINCRONIZZAZIONE (Connect.CT)
Il modulo Connect.CT permette la sincronizzazione tra apparecchio TC e iniettore. Attualmente il tecnico sanitario di radiologia medica deve attivare separatamente prima l’iniettore e successivamente l’apparecchio TC. Con il nuovo software l'input è unico e questo consente un maggiore rispetto del ritardo di scansione, uno dei principali parametri da tenere in considerazione per l'ottimizzazione dell'uso del mezzo di contrasto.
4.2.3 CONNESSIONE E ARCHIVIO (Connect.PACS)
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Figura 4.2: Report prodotto da Certegra®
Questo viene salvato come serie DICOM, con in più i dati anagrafici relativi al paziente ed aggiunto agli altri dati dell’esame (le immagini, il referto e il Dose report) e inviato al PACS per l’archiviazione grazie al modulo Connect.PACS (figura 4.3). Le informazioni sulla somministrazione del mezzo di contrasto, le immagini, il referto e il Dose report possono essere recuperate ricercando l’esame di interesse.
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Figura 4.3: Report di Certegra® archiviato nel PACS
4.2.4 SERVICE ON LINE (Virtual Care)
Certegra® permette un miglioramento dell’assistenza tecnica. In passato esisteva una forma di assistenza reattiva, ossia attivata dall’operatore che nota un’anomalia e contatta l’assistenza per la riparazione. Attualmente esiste un'assistenza proattiva, ossia il sistema evidenzia un problema, lo segnala all'operatore e questo provvederà a contattare i tecnici. Certegra® propone il superamento di questo modello e l'instaurazione di un sistema predittivo, ossia i dati relativi alla macchina arrivano via web in tempo reale al service il quale provvede a risolvere l'anomalia prima che si manifesti il problema. L'obiettivo è quello di evitare interruzioni del flusso di lavoro con disagi alla struttura e ai pazienti.
29 4.3 L'INIETTORE.
Certegra® è collegato con l’iniettore automatico Stellant® D/CT, il quale viene impostato attraverso uno schermo touchscreen.
Oltre ai protocolli preimpostati, è possibile memorizzarne fino a 256, pratici da richiamare a seconda delle caratteristiche dell'esame (ad esempio a seconda del quesito clinico). In fase di preparazione, l’operatore dovrà inserire i dati relativi al paziente, alla procedura, al mezzo di contrasto ed eventuali note.
La scheda “paziente” contiene i dati anagrafici, in questo caso i campi vengono automaticamente riempiti con le informazioni provenienti dal RIS e non sono modificabili dall’operatore. È necessario aggiungere peso e altezza del paziente.
Nella scheda “procedura” si trova il numero di accettazione, l’ID dello studio e la descrizione dello studio come informazioni provenienti dal RIS e non modificabili dall’operatore, mentre tra i campi da riempire vi sono l’ID tecnico, il sito dell’iniezione e il calibro del catetere.
Le informazioni sul mezzo di contrasto sono divise in due schede differenti: la prima relativa al “fluido A” e la seconda relativa al “fluido B”. Per ciascuno di questi è possibile indicare la marca, la concentrazione, il numero di lotto, il volume della fiala e la data di scadenza. Nella pratica vengono inseriti i dati solo relativi al fluido A, ossia al mezzo di contrasto, in quanto il fluido B è rappresentato dalla soluzione fisiologica.
L’ultima scheda, denominata “note” è uno spazio dove possono essere salvate annotazioni varie, come ad esempio il presentarsi di reazioni avverse, se è stata fatta la preparazione, se il paziente si presenta all’esame con un accesso venoso già posizionato dal reparto di provenienza.
4.4 L’INTERFACCIA
Il pannello che agisce da interfaccia tra il tecnico e Certegra® è formato da 3 aree: a sinistra troviamo la lista di lavoro, a destra la porzione dedicata alla gestione dei protocolli, la zona centrale per l’inserimento dei dati relativi all’infusione. Nella porzione centrale per l’inserimento dei dati dell’iniezione il tecnico inserisce, sia per il mezzo di contrasto che per la soluzione fisiologica, il volume da somministrare e la velocità di infusione desiderata. Tale interfaccia è stata modellizzata attraverso un programma informatico sviluppato come lavoro di tesi di uno studente dell’Università di Pisa, Maurizio Graziadio44.
Sulla destra vi è la zona dedicata alla gestione dei protocolli. Sono pre-impostati i protocolli P3T di iniezione relativi a testa, collo, torace, addome, pelvi e arti. Oltre questi è possibile memorizzarne fino a 256. A sinistra vi è la lista di lavoro, dove il tecnico seleziona il
30
paziente sul quale si deve eseguire l’esame e inserisce le informazioni sull’anagrafica, sulla procedura, sul mezzo di contrasto e eventuali annotazioni. Una volta riempiti i vari campi, il sistema è pronto per l’iniezione.
Durante la somministrazione viene visualizzato un grafico che mostra la pressione presente a livello del colletto della siringa. Da qui è possibile controllare in tempo reale se ci sono anomalie e, nel caso, intervenire prontamente. Può accadere che la pressione improvvisamente crolli: in questo caso ci aspettiamo uno stravaso o la rottura della vena con l’accesso. Al contrario è possibile che la pressione aumenti: la pressione massima tollerata è 325 psi, in caso di avvicinamento a questa soglia il sistema prova per tre volte a diminuire la pressione, dopo di che blocca l’iniezione e richiede un controllo all’operatore. Due sono le curve riportate: la prima, in verde, rappresenta l’andamento del mezzo di contrasto, mentre la seguente, più bassa e corta e in blu, è riferita alla soluzione fisiologica.
4.4.1 CONSULTAZIONE DEI DATI43
È possibile accedere alle informazioni sulle iniezioni da qualsiasi computer connesso alla rete dove è istallato Certegra®. Se all’interno della struttura sono disponibili più dispositivi collegati al software, è necessario accedere a ogni sistema utilizzando il suo indirizzo web univoco.
L’accesso è protetto da username e password ed esistono livelli diversi di accesso alle informazioni: visualizzatore dati, manager dati, IT struttura e assistenza. Entrati nel programma, si incontra sulla sinistra una barra di navigazione con elencate diverse funzionalità del programma:
• CERCA: l’utente può cercare uno o più record di iniezione utilizzando cinque criteri distinti: paziente, data, studio, contrasto, iniezione.
• SFOGLIA: l’utente può reperire i record di iniezione per una data specifica.
• RAPPORTO: l’utente può visualizzare statistiche sui trend delle iniezioni, sull’utilizzo dei fluidi (mezzo di contrasto e soluzione fisiologica), sull’utilizzo delle siringhe e su eventi atipici in un intervallo di tempo definito.
• ASSOCIA: l’utente può reperire record di iniezione non associati automaticamente a dati di studio e può associare manualmente l’iniezione a studi eseguiti nello stesso periodo di tempo.
• TRASFERIMENTO: l’utente può trasferire manualmente i record di iniezione all’archivio delle immagini.
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• NUOVO: l’utente può aggiungere manualmente dati per l’iniezione successiva. Questi dati devono essere inseriti e salvati prima dell’inizio dell’iniezione per essere associati all’iniezione successiva. I campi da riempire riguardano informazioni sul paziente, sullo studio e sul mezzo di contrasto.
4.4.2 LA FUNZIONE “CERCA”
I dati riguardanti le iniezioni possono essere consultati per ciascun paziente. La ricerca dei record viene svolta utilizzando cinque criteri:
• PAZIENTE: i criteri di ricerca sono ID paziente, cognome, nome, data di nascita (figura 4.4).
32
• DATA: si può restringere la ricerca a un intervallo temporale scelto dall’utente (figura 4.5).
Figura 4.5: Ricerca per intervallo di tempo
• STUDIO: i campi a disposizione sono numero di accettazione, ID studio, UID studio e si può selezionare associato/non associato, archiviato/non archiviato, inviato/non inviato al PACS (figura 4.6).
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• CONTRASTO: si ricercano i pazienti ai quali è stato somministrato un mezzo di contrasto che risponde alle caratteristiche selezionate: marca, concentrazione, numero di lotto, volume della fiala, data di scadenza (figura 4.7).
Figura 4.7: Ricerca per caratteristiche del contrasto
• INIEZIONE: i campi a disposizione sono ID tecnico, nome del protocollo, sito di iniezione, calibro del catetere, il range di valori di iodio somministrato, eventuali eventi atipici manifestatisi durante la procedura (figura 4.8).
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In tutti questi casi il risultato è l’elenco dei pazienti che rispondono alle caratteristiche inserite nella ricerca. Nella schermata “Risultati di Ricerca” sono riportati in tabella la data e l’orario della procedura, il nome e l’ID del paziente, il nome del protocollo di somministrazione utilizzato, il totale di contrasto iniettato e specifiche sullo stato del report, ossia se i dati provenienti dall’iniettore sono stati associati a quelli provenienti dal RIS e se il report è stato trasferito al PACS. I dati della ricerca possono essere esportati oppure stampati. Selezionando la persona di interesse, si apre la scheda con le informazioni sul paziente, sulla procedura, sul contrasto, sull’iniezione e sulla struttura dove è stata eseguita l’operazione. Di particolare interesse è la scheda con le informazioni relative all’iniezione. Si ritrovano, sia per il fluido A (mezzo di contrasto) che per il fluido B (soluzione fisiologica), i dati sul volume e sulla velocità di somministrazione programmata ed effettiva, la pressione di picco raggiunta e la portata di picco, lo stato di utilizzo dei fluidi (quantità caricata, utilizzata e rimanente), se la procedura è stata completata e se ci sono stati eventi atipici. Seguono due grafici, di flusso e di pressione, con riportato in verde l’andamento del mezzo di contrasto e in blu della soluzione fisiologica.
4.4.3 LA FUNZIONE “RAPPORTO”
La sezione RAPPORTO è quella dedicata alle analisi statistiche: impostato un intervallo temporale si ottengono come risultato delle schede riguardanti il totale delle iniezioni, dei liquidi delle siringhe utilizzate e degli eventi atipici occorsi.
Nella scheda TOTALE INIEZIONE si hanno, riportati in tabella e in un grafico a colonne, il totale dei pazienti e delle iniezioni effettuate. Il numero delle iniezioni può essere superiore di quello dei pazienti: è dovuto al fatto che se l’iniettore viene disarmato, ad esempio in caso di una limitazione di portata, il sistema registra la successiva iniezione come un nuovo evento (figura 5.1).
La scheda LIQUIDO USATO riassume le tipologie di fluidi e i volumi utilizzati nell’arco del tempo selezionato. I dati relativi al campo “--” derivano dalla mancata indicazione da parte dei tecnici sanitari di radiologia medica del mezzo di contrasto somministrato (figura 5.2).
In SIRINGHE UTILIZZATE si trova il numero e la marca delle siringhe utilizzate (figura 5.3). In EVENTI ATIPICI vengono riportati i dati relativi agli eventi atipici occorsi nell’arco di tempo selezionato. Le opzioni disponibili sono: perdita comunicazione, disarmo, disarmo dovuto a sovrappressione, disarmo dovuto a stallo, limitazione portata. (figura 5.4)
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Per ciascuna di queste schede, i dati vengono mostrati sotto forma di tabella e di grafico a colonne, con riferimento temporale a anni, trimestri, mesi e giorni.
36 CAPITOLO 5
MATERIALI E METODI
La piattaforma Certegra® consente l’elaborazione di statistiche sull’attività degli iniettori collegati permettendo il conteggio delle iniezioni eseguite, il monitoraggio delle quantità di mezzo di contrasto e di soluzione fisiologica somministrate, il tipo di siringhe utilizzate e il conteggio degli eventi atipici. Per il nostro studio abbiamo preso in considerazione tutti i dati relativi agli esami TC con mezzo di contrasto eseguiti sulla TC GE Discovery HD 750 (128 strati) dell’Unità Operativa Radiodiagnostica 1 dell’Ospedale Cisanello di Pisa nel periodo compreso tra il 1Gennaio 2017 e il 31Maggio 2017. Nell’arco di questo periodo sono stati esaminati 947 pazienti e sono state eseguite 1.230 iniezioni: la discrepanza sta nel fatto che alcune procedure effettuate prima dell’iniezione vengono considerate come iniezioni in più rispetto a quella diagnostica (figura 5.1).
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Inoltre se si procede a un disarmo, ad esempio per una limitazione della portata, l’iniezione successiva viene conteggiata come una nuova iniezione nel medesimo paziente.
Per quanto riguarda la somministrazione dei fluidi, i dati relativi al periodo in esame mostrano le seguenti quantità (figura 5.2):
• 52.374 ml di soluzione fisiologica. • 23.597 ml di VISIPAQUE320. • 220 ml di XENETIX350. • 1.435 ml di Ultravist370. • 58.938 ml di Iomeron400. • 2.927 ml di Visipaque270.
• 22.382 ml di fluido non specificato dall’operatore.
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Le siringhe utilizzate durante il periodo di studio sono state 2.002, tutte appartenenti alla tipologia FLSII (figura 5.3).
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Gli eventi atipici che si sono presentati durante tale intervallo di tempo sono stati 253 (figura 5.4):
• 215 eventi di limitazione di portata. • 21 disarmi.
• 15 disarmi dovuti a sovrapressione. • 2 disarmi dovuti a stallo.
