L’embolia polmonare rappresenta una delle emergenze più rilevanti, riscontrabili nella pratica clinica e per la quale l’angio-TC del circolo polmonare costituisce lo standard diagnostico di riferimento.
L’esecuzione convenzionale dell’esame necessita della somministrazione endovenosa di mezzo di contrasto iodato, introducendo criticità operative nei pazienti affetti da insufficienza renale severa o con anamnesi positiva per reazioni allergiche gravi.
In questo scenario, la Tomografia Computerizzata a Doppia Energia introduce un cambio di paradigma, offrendo la possibilità di ricavare mappe spettrali quantitative, direttamente dalle acquisizioni basali.
Per comprendere il funzionamento dell’imaging spettrale basato su sistemi Dual Energy, è necessario definirne il funzionamento, che poggia alla base: la tecnologia Dual Energy impiega un unico tubo a raggi X, abbinato a un detettore composto da due strati, uno sopra l’altro, dove lo strato superiore assorbe i fotoni a bassa energia, mentre lo strato inferiore cattura i fotoni ad alta energia.
Da questa acquisizione simultanea, nel dominio dei dati grezzi vengono estratte le Spectral Base Images, ovvero il dataset primario, dal quale workstation dedicate generano specifiche ricostruzioni avanzate:
Densità Elettronica misura la probabilità di presenza di elettroni per unità di volume attorno al nucleo atomico, esprimendo di conseguenza la densità del materiale.
Numero Atomico Efficace (Z eff) fornisce una stima quantitativa del numero atomico medio del tessuto analizzato.
Sovrapponendo le mappe Electron Density e il Numero Atomico Efficace rilevato, è possibile discriminare il sangue dal materiale tromboembolico (che non accumula mezzo di contrasto, poiché l’attenuazione dell’embolo varia in base al rapporto tra componente eritrocitaria e fibrina).
Inoltre, per la validazione diagnostica contrastografica, si utilizzano le Immagini Monoenergetiche Virtuali, elaborate a bassi livelli di energia espressi in keV, le quali incrementano l’enhancement vascolare sfruttando la vicinanza del keV impostato all’K-edge dello iodio.
Lo studio condotto da D’Angelo e collaboratori ha valutato retrospettivamente la fattibilità e la precisione diagnostica delle mappe sovrapposte sopracitate, derivate da acquisizioni basali per l’identificazione dell’embolia polmonare.
La ricerca ha analizzato un campione finale di 150 pazienti (92 uomini e 58 donne, con un’età media rispettivamente di 68 e 66 anni) sottoposti a TC del torace senza e con MDC, per sospetto clinico di embolia polmonare o sindrome aortica acuta. All’interno della coorte analizzata, la prevalenza reale di embolia polmonare è risultata pari al 13,33% (20 pazienti complessivi), con emboli localizzati a livello centrale (30%), lobare (25%) e segmentario (45%).
I parametri di scansione impiegati per le acquisizioni tomografiche con sistema Dual Layer hanno previsto una tensione al tubo 120 kVp, con modulazione automatica dei mAs e uno spessore nominale di strato di 0,67 mm x 0,34 mm. La collimazione del detettore è stata fissata a 64 x 0,625 mm, con un tempo di rotazione del gantry di 0,27 s, una matrice di ricostruzione di 512 x 512 pixel e un FOV adattato alla corporatura del paziente.
La fase contrastografica ha previsto la somministrazione endovenosa di 1,3 mL/kg di mezzo di contrasto a un flusso di 3-4 mL/s, seguito da un bolo di soluzione fisiologica di 30 cc di soluzione fisiologica erogato tramite iniettore automatico.
I parametri di ricostruzione, invece, hanno impiegato l’algoritmo di ricostruzione iterativa iDose4, con uno spessore di strato di 2 mm x 1 mm.
Il set di dati grezzi spettrali SBI è stato inviato automaticamente alla workstation dedicata, per generare le mappe sovrapposte ED-Z eff, a partire dall’acquisizione basale. Per il gold standard di riferimento contrastografico, sono state ricostruite immagini VMI a 40 keV, garantendo un enhancement a livello del tronco polmonare superiore a 250 HU.
I risultati dello studio hanno dimostrato un’elevata performance diagnostica delle mappe spettrali, registrando un’accuratezza diagnostica dell’86,67%, una sensibilità dell’85% e una specificità dell’86,92% nella diagnosi di embolia polmonare in assenza di mezzo di contrasto. Il valore predittivo positivo si è attestato al 50%, mentre il valore predittivo negativo ha raggiunto il 97,41%, evidenziando una spiccata capacità della metodica nel confermare l’assenza di embolia polmonare.
Per il Tecnico Sanitario di Radiologia Medica, la conoscenza di principi fisici e tecnologici avanzati è fondamentale per guidare la propria pratica operativa verso l’eccellenza e garantire la massima accuratezza diagnostica.
D’Angelo T, Barbera S, Ascenti V, Cicero G, Terrani S, Caruso D, Laghi A, Fontana F, Venturini M, Piacentino F, Booz C, Vogl TJ, Yel I, Marino MA, Mazziotti S, Ascenti G. Pulmonary embolism detection without intravenous contrast using electron density and Z-effective maps from dual-energy CT. Radiol Adv. 2024 Oct 24;1(3):umae025. doi: 10.1093/radadv/umae025.
