Scintigrafia ossea per le protesi articolari

La diffusione della scintigrafia ossea risale agli inizi degli anni ’70, con l’introduzione dei polifosfati marcati con 99mTc da parte di Subramanian e McAfee.
I primi studi scintigrafici sono stati eseguiti utilizzando come tracciante il 85Sr, che ha un comportamento simile a quello del Ca.

1) 99m Tc-polifosfati
Si tratta di composti radiomarcati che per le loro caratteristiche chimico-fisiche-strutturali sono riconosciuti dall’organismo come analoghi di sostanze biologicamente attive.
Somministrati per via endovenosa, si legano debolmente alle proteine sieriche e sono rimossi dal circolo ematico per una fissazione ossea. Per migliorare la qualità delle immagini si cercarono delle molecole con un miglior rapporto osso / fondo. Discreti risultati si sono ottenuti con i PIROFOSFATI.

 2) 99mTc-difosfonati

Sono composti organici caratterizzati dalla presenza del legame P-C-P. Anch’essi legano il tessuto osseo. Hanno una maggior stabilità in vivo perché la fosfatasi non agisce su di essi, e sono soggetti ad un minor riassorbimento tubulare. Per queste proprietà, sono il traguardo finale – ad oggi – di tutti i radiofarmaci che li hanno preceduti. L’MDP (Metilen-Di-Fosfonato) è il maggiormente usato, insieme all’HDP (Idrossi-Metilen-Di-Fosfonato).

In una scintigrafia ossea si osserva la distribuzione omogenea e simmetrica del radiofarmaco. La captazione è proporzionale al livello di attività osteoblastica, e, parallelamente, anche alla presenza di collagene immaturo. Ci sono delle zone che presentano fisiologicamente un maggior metabolismo osseo, e quindi una maggiore concentrazione del radiofarmaco. In questo caso c’è una maggiore captazione sulle vertebre, le articolazioni sacro-iliache, le creste iliache, lo sterno e le articolazioni più mobilizzate, ovvero le spalle, le regioni carpali, le regioni tarsali, ecc… . In alcuni adulti si può riscontrare un lieve aumento di captazione a livello del cranio, dovuto ad un fenomeno parafisiologico di iperostosi (eccessiva proliferazione della matrice ossea). Reperti di altro genere sono da considerare patologici, in senso benigno o maligno a seconda dei casi.

 

Esempio di scintigrafia ossea con un reperto di patologia maligna

Questo paziente, affetto da un carcinoma polmonare ed un concomitante carcinoma della prostata, presenta, alla scintigrafia, numerosissime metastasi ossee. Il tumore del polmone, di solito, dà delle metastasi ossee di tipo osteo-addensante. Il tumore della prostata, di solito, dà delle metastasi ossee di tipo osteo-addensante. Il tumore della mammella invece, di solito, dà delle metastasi ossee di tipo osteo-litico. Altri tumori possono dare delle metastasi ossee di tipo misto. Ovviamente, le lesioni ossee osteo-addensanti ipercaptano il radiofarmaco. Le lesioni osteo-litiche invece non ipercaptano il radiofarmaco. Le lesioni di tipo misto possono presentare un’ipercaptazione del radiofarmaco nelle zone in cui si ha un’iperattività osteoblastica, nel tentativo di riparare le lesioni osteolitiche.

La scintigrafia ossea, per sua natura, richiede un tempo piuttosto lungo per l’accumulo del radiofarmaco a livello osseo: prima dell’acquisizione delle immagini, sono necessarie almeno 2 ore.

 

SCINTIGRAFIA OSSEA TRIFASICA

Con questa metodica si rende possibile, oltre alla fase finale di acquisizione delle immagini dopo 2 ore dalla somministrazione del farmaco, anche un’acquisizione precoce di immagini, dopo soli 5 minuti. Questo sistema può essere utile nella valutazione della perfusione di uno specifico segmento scheletrico in esame. Un’acquisizione di immagini intermedia, inoltre, può fornire delle informazioni sulle dinamiche di passaggio del farmaco dal circolo ematico alle ossa, cioè permette di valutare come il farmaco si equilibra a livello dei tessuti. Queste due fasi precoci sono molto utili nella valutazione della flogosi e di infezioni.

Nello specifico è possibile definire:

  • FASE DI PERFUSIONE: riguarda il primo transito del radiofarmaco nel distretto esplorato
  • FASE DI BLOOD-POOL: il radiofarmaco è omogeneamente distribuito nella circolazione sanguigna e negli spazi extracellulari
  • FASE TARDIVA: è l’abituale scintigrafia distrettuale

 

 

Esempio

Soggetto normale

Normalmente la distribuzione, in fase di blood-pool, dovrebbe essere tendenzialmente omogenea, con un’area fotopenica in corrispondenza della protesi. In fase tardiva, il soggetto normale presenta una captazione periprotesica indistinguibile dal circostante osso non articolare e dall’arto controlaterale. L’area a destra in cui la captazione del farmaco è totalmente assente corrisponde alla testa della protesi, che è di metallo, ed, ovviamente, non ha un’attività biologica.

MOBILIZZAZIONE della protesi

Può succedere che la protesi si muova all’interno dell’osso. Questo provoca un dolore al paziente, che viene perciò sottoposto ad esami di accertamento. Quando si verifica un fenomeno di mobilizzazione, nell’area dove è avvenuto il movimento, il tessuto osseo va incontro ad un aumentato rimaneggiamento: si possono visualizzare allora dei punti di maggiore accumulo del radiofarmaco rispetto al lato sano. Vista la struttura della protesi, il movimento compiuto è simile a quella che si compierebbe per cercare di togliere un chiodo dal muro con le dita. I punti di maggior pressione, che quindi presenteranno un aumentato accumulo di radiofarmaco, sono sostanzialmente:

  • i trocanteri, sui due versanti mediale e laterale
  • la punta inferiore della protesi

 

STUDIO DEI PROCESSI INFETTIVI PERIPROTESICI

La mobilizzazione può essere settica od asettica. I batteri, infatti, possono creare un biofilm che si interpone tra la protesi e l’osso circostante. Questo può essere la causa di una mobilizzazione della protesi. Un’osteomielite periprotesica è una conseguenza temibile, perché è molto lunga e molto difficile da curare: richiede la somministrazione prolungata di massicce dosi di antibiotico e richiede un intervento chirurgico per l’asportazione della protesi e la sua sostituzione con del cemento antibiotato. Successivamente, se il paziente riesce a guarire, si può togliere il cemento antibiotato e re-impiantare la protesi, con un altro intervento chirurgico. Si tratta di interventi impegnativi, quindi le informazioni sulla presenza dell’infezione devono essere precise e certe.

Con la scintigrafia ossea effettuata con i radiofarmaci classici non si riesce a distinguere una mobilizzazione settica da una mobilizzazione asettica. Tuttavia, esistono dei radiofarmaci che permettono di distinguerle, ad esempio dei leucociti autologhi marcati con HMPAO, oppure dei granulociti murini marcati con il Tecnezio 99.

 

RADIOFARMACI PER LO STUDIO DEI PROCESSI INFETTIVI ED INFIAMMATORI

  1. 67Ga-Citrato
  2. 99mTc-nanocolloidi di albumina
  3. 111In e 99mTc-HMPAO-leucociti
  4. 99mTc-Ab monoclonali anti-granulociti
  5. 99mTc-Ciprofloxacina

1) 67Ga-CITRATO

– impiegato dai primi anni ’70
– legame con la transferrina ® incorporazione da parte dei leucociti
– legame con i macrofagi
– alta sensibilità per le infiammazioni
– bassa specificità
– acquisizione: 48-72 h dopo l’iniezione
– caratteristiche fisiche poco favorevoli (rilevazione e radioesposizione del paziente)

2) 99mTc-NANOCOLLOIDI DI ALBUMINA

– l’alterazione della membrana basale dei capillari permette alle particelle di fuoriuscire e di accumularsi negli spazi intracellulari

3) 111In e 99mTc-HMPAO-LEUCOCITI

-1976: marcatura con 111In-ossina (composto neutro) passa la membrana cellulare ® abbiamo la dissociazione del composto: l’ossina esce, mentre il 111In si lega alle proteine citoplasmatiche e nucleari
– il metodo più accreditato è la marcatura con 99mTc-HMPAO della sola componente granulocitaria
– la tecnica della separazione cellulare non è sempre praticabile in tutte le strutture di medicina nucleare

4) 99mTc-Ab MONOCLONALI ANTIGRANULOCITI

– vantaggi: semplicità, rapidità e sicurezza
– svantaggi: meno sensibile rispetto alla marcatura con il 99mTc-HMPAO dei granulociti, inoltre c’è la possibilità di reazioni allergiche se l’indagine viene ripetuta

Il meccanismo che si sfrutta è quello per cui i leucociti vengono richiamati, e vanno a localizzarsi dove c’è l’infezione. Qui tutto questo si osserva dall’accumulo monolaterale in questa scintigrafia ossea, e con precisione maggiore, nella corrispondente SPECT-TC dell’articolazione tibio-tarsica.

 

DIAGNOSI DI CERTEZZA DEL PROCESSO INFETTIVO PERIPROTESICO

Un fattore che può complicare la valutazione delle immagini scintigrafiche ottenute con questa metodica, è che i leucociti marcati risulteranno molto presenti non solo nella sede di infezioni, ma anche, fisiologicamente, in altre zone, come il midollo osseo, perché qui avviene il ricircolo dei leucociti. Questo è rilevante, perché, dove si impianta una protesi, il midollo osseo normalmente presente, si sposta per farle spazio. Allora, la presenza di un accumulo periprotesico di marcatore può essere l’indice di un’infezione, ma anche, semplicemente, della presenza del normale midollo osseo dislocato. In realtà, è molto più probabile che la causa dell’accumulo sia infettiva, ma è comunque necessario avere un sistema diagnostico sicuro, che permetta di distinguere le due situazioni con certezza. La conferma definitiva si ottiene mediante l’utilizzo di colloidi marcate al Tecnezio 99. Queste colloidi vengono sequestrate selettivamente dal sistema reticolo-endoteliale del midollo osseo, e rendono possibile l’esecuzione della cosiddetta “scintigrafia midollare”. La scintigrafia midollare si può confrontare con la scintigrafia ossea fatta con i leucociti marcati, per valutare la presenza di aree di asimmetria. Le zone in cui i leucociti si fissano ma le colloidi non si fissano, sono indicative della presenza non del midollo, bensì di un’infezione in atto.

 

Tipologie di colloidi utilizzate

1) Colloidi sotto forma di solfuro, preparati a caldo al momento della marcatura: 99mTc-solfuro di Renio e 99mTc-solfuro di Antimonio

2) Colloidi di stagno, preparati a freddo al momento della marcatura da Sali di ione stannoso

3) Soluzioni che si trasformano in colloidi in vivo: fitati

4) Micelle di albumina già sottoforma colloidale al momento della marcatura

– Vantaggi rispetto ai precedenti:
preparati in modo standardizzato
particelle con una distribuzione più uniforme
facilità di metabolizzazione (dosimetria favorevole)

– Dimensioni: nanocolloidi        < 80 nm
microaggregati 200-800 nm