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Quantitative Coronary Angiography (QCA) and Intravascular

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Presentazione sul tema: "Quantitative Coronary Angiography (QCA) and Intravascular"— Transcript della presentazione:

1 Quantitative Coronary Angiography (QCA) and Intravascular
Ultrasound (IVUS) Pierfrancesco Agostoni, MD Department of Cardiology University Medical Center Utrecht Utrecht, The Netherlands

2 Pierfrancesco Agostoni Nessun conflitto d’interesse da dichiarare

3 QCA La QCA (Quantitative Coronary Angiography, angiografia coronarica quantitativa) è una tecnica, direttamente basata sull’esame coronarografico con mezzo di contrasto, mediante la quale si ottengono parametri che quantificano in modo “obiettivo” le stenosi coronariche e i risultati immediati e a lungo termine delle procedure interventistiche coronariche

4 QCA La QCA è basata sull’utilizzo di specifici e dedicati software che permettono di definire in modo sostanzialmente “operatore-indipendente” determinate misure che quantificano il lume coronarico Q-Angio®XA Pie-Medical CAAS II

5 SCOPI Pratica clinica quotidiana Ricerca scientifica
Eseguita “on-line” Permette di scegliere i materiali adeguati (in particolare lunghezza e diametro degli stent) Si contrappone alla stima qualitativa (“eye-balling” o “visual estimation”) delle stenosi coronariche e dei risultati delle procedure interventistiche Ricerca scientifica Eseguita “off-line”, da operatori indipendenti dalla procedura stessa Permette di avere una valutazione “numerica” delle stenosi coronariche e delle eventuali procedure interventistiche eseguite Permette di uniformare, rendere obiettivi e confrontabili i dati ottenuti dai vari laboratori e nei vari studi

6 QCA Primo passo: acquisire immagini angiografiche della coronaria d’interesse di alta qualità e secondo una tecnica standardizzata La coronarografia fornisce un luminogramma bidimensionale di una struttura tridimensionale La coronarografia visualizza solo il lume coronarico, quindi non fornisce nessuna indicazione diretta sulla parete vascolare e sul processo aterosclerotico per se, ma solo sull’impatto di questo processo sul lume Ogni acquisizione coronarografica fornisce un’immagine in due dimensioni, mentre le coronarie si sviluppano in modo tridimensionale intorno al muscolo cardiaco

7 QCA Per avere una descrizione più veritiera possibile dell’esatta anatomia coronarica, il tubo radiogeno dev’essere esattamente perpendicolare al segmento coronarico di interesse È consigliabile ottenere due proiezioni perpendicolari una rispetto all’altra ed entrambe al segmento coronarico d’interesse Limitazioni: accorciamento (“foreshortening”) di determinate strutture rispetto alla reale anatomia sovrapposizione (“overlap”) di strutture contigue che può mascherare alcuni segmenti d’interesse

8 QCA Secondo passo: selezionare l’immagine (still-frame) su cui far l’analisi da una specifica sequenza angiografica Minimo foreshortening e minimo overlap Paziente in ispirazione profonda (aumenta la contrapposizione tra il nero del m.d.c. e lo sfondo) catetere nella sequenza (catetere = strumento per la calibrazione) Somministrazione di nitroglicerina intracoronarica Immagine in telediastole Seconda immagine con la punta del catetere piena di m.d.c. da usare per la calibrazione Stenosi e catetere più possibile al centro dell’immagine

9 UN ESEMPIO

10 Post-dilatazione con pallone NC 3.5x12 mm a 16 atm
UN ESEMPIO Stent 3.0x16 mm a 20 atm Post-dilatazione con pallone NC 3.5x12 mm a 16 atm

11 CALIBRAZIONE Il catetere, di cui si conosce la misura in French, quindi il diametro (per esempio, 5F = 1.7 mm, 6F = 2 mm, 7F = 2.3 mm, 8F = 2.6 mm), viene misurato Si traccia manualmente una linea centrale lungo il tratto della punta del catetere e il software automaticamente ne riconosce i margini, usando specifici algoritmi che su immagini digitali riconoscono il passaggio da pixel radioopachi (neri o grigi scuri) a pixel radiotrasparenti (grigi chiari o bianchi) secondo un’analisi densitometrica Il software è in grado di trasformare ogni pixel in un quadrato con lati di dimensioni note (in mm)

12 QCA PRE-PROCEDURA (1) Il segmento coronarico d’interesse deve includere la stenosi e i tratti di coronaria a monte e a valle considerati angiograficamente “indenni” da lesioni significative (chiamati segmenti di riferimento) Scelta la regione d’interesse, se ne traccia manualmente la linea centrale e automaticamente il software riconosce i margini del tratto coronarico considerato (automatic contour detection) Questo permette di ottenere una serie di diametri lungo tutto il tratto stesso, misurati in pixel e trasformati, mediante il parametro della calibrazione, in mm

13 QCA PRE-PROCEDURA (2) La ricostruzione automatica del presunto lume coronarico normale viene eseguita mediante un algoritmo che crea una linea, per ogni margine coronarico, che “interpola” i tratti coronarici esenti da malattia a monte e a valle della regione di interesse, con quelli della regione d’interesse stessa, ricostruendo i bordi coronarici di riferimento (in inglese “reference segments”) Questa tecnica si basa sul calcolo di un valore medio dei diametri del lume nei segmenti di riferimento a monte e a valle della lesione

14 PARAMETRI MISURATI PARAMETRI DERIVATI Unità di misura Significato
Minimal luminal diameter (MLD) millimetri (mm) il punto in cui il lume del tratto coronarico considerato ha il suo diametro minore Lesion Length la lunghezza della stenosi misurata dai 2 punti dove i margini coronarici cambiano direzione, creando una “spalla” tra il tratto coronarico nomale e quello malato PARAMETRI DERIVATI Reference vessel diameter (RVD) il diametro, derivato per “interpolazione”, del tratto coronarico se questo non fosse malato Diameter stenosis (DS) percentuale (%) il rapporto tra il MLD e il RVD atteso al livello della misurazione del MLD

15 QCA POST-PROCEDURA (1)

16 QCA POST-PROCEDURA (2) Dopo impianto di uno stent coronarico è possibile effettuare l’analisi dei margini dello stent stesso (“stent edge”) Lo stent, essendo debolmente radioopaco, può esser visualizzato durante la fase della sequenza coronarografica in cui il mezzo di contrasto non è stato ancora iniettato nella coronaria Si marcano, con 2 linee trasversali al lume vasale, i margini prossimale e distale dello stent e viene calcolato automaticamente il segmento dove lo stent è stato impiantato e i 5 mm prossimali e distali allo stent stesso

17 QCA POST-PROCEDURA (3) Segment 5 mm 5 mm proximal edge distal edge
Stent

18 ANALISI SERIATE Per gli studi su device coronarici, vengono eseguite almeno 3 analisi QCA, una prima del trattamento, una immediatamente dopo il trattamento e una al follow-up, ad una distanza pre-specificata, di solito 4-12 mesi Ulteriori analisi a un follow-up ancora più lungo (2-5 anni dal trattamento) possono essere effettuate, anche se sono limitate da problemi etici e/o logistici Questo tipo di analisi permette di ottenere parametri, che valutano la performance dei device coronarici nel tempo, direttamente calcolati dai parametri misurati o derivati dalle singole acquisizioni QCA

19 PARAMETRI DERIVATI (SOLO ANGIO FOLLOW UP)
Unità di misura Significato PARAMETRI CALCOLATI Acute gain millimetri (mm) la differenza tra il MLD post-procedurale e il MLD pre-procedurale Late luminal loss la differenza tra il MLD post-procedurale e il MLD al follow-up PARAMETRI DERIVATI (SOLO ANGIO FOLLOW UP) Binary restenosis presenza / assenza una DS>50% alla coronarografia al follow-up, nel segmento coronarico trattato L’acute gain da un’idea dell’efficacia acuta del device nel dilatare la lesione coronarica d’interesse Il late luminal loss è una stima di tutti quei processi che sono coinvolti nel fenomeno della restenosi coronarica dopo trattamento percutaneo (recoil acuto, rimodellamento tardivo e iperplasia intimale)

20 Sirolimus Eluting Stent
Bare Metal Stent Sirolimus Eluting Stent P Pre-procedura Reference vessel diameter (mm) 3.34 ± 0.72 3.28 ± 0.57 0.63 Minimal luminal diameter (mm) 1.14 ± 0.51 1.05 ± 0.51 0.35 Diameter stenosis (%) 66 ± 13 68 ± 13 0.33 Lesion Length (mm) 16.2 ± 9 18.6 ± 11 0.27 Post-procedura Segmento 2.60 ± 0.54 2.76 ± 0.51 0.15 16 ± 8 17 ± 6 0.37 Edge prossimale 3.08 ± 0.61 3.29 ± 0.60 0.08 7 ± 7 6 ± 8 0.48 Stent 2.77 ± 0.44 2.88 ± 0.42 0.18 12 ± 11 14 ± 7 0.12 Acute gain (mm) 1.62 ± 0.58 1.83 ± 0.53 0.06 Edge distale 2.83 ± 0.71 2.99 ± 0.68 0.26 8 ± 10 9 ± 11 0.58 Adapted from: Vermeersch, Agostoni et al. RRISC study. JACC 2007

21 Sirolimus Eluting Stent
Bare Metal Stent Sirolimus Eluting Stent P Follow-up Segmento Minimal luminal diameter (mm) 1.90 ± 0.87 2.33 ± 0.68 0.010 Diameter stenosis (%) 39 ± 23 28 ± 16 0.008 Edge prossimale 2.91 ± 0.79 3.10 ± 0.68 0.21 10 ± 12 10 ± 10 0.83 Stent 1.97 ± 0.89 2.49 ± 0.67 0.002 38 ± 23 23 ± 18 0.001 Edge distale 2.59 ± 0.82 2.79 ± 0.71 0.22 13 ± 16 13 ± 13 0.99 Late loss (mm) 0.70 ± 0.61 0.40 ± 0.51 0.015 0.17 ± 0.55 0.17 ± 0.48 0.97 0.79 ± 0.66 0.38 ± 0.51 0.24 ± 0.50 0.19 ± 0.51 0.61 Binary restenosis 32.6% 13.6% 0.031 30.6% 11.3% 0.024 Adapted from: Vermeersch, Agostoni et al. RRISC study. JACC 2007

22 IVUS L’ IVUS (IntraVascular UltraSound, ecografia intravascolare) è un’indagine tomografica del lume e della parete vasale delle coronarie, ottenuta con cateteri ecografci dedicati che vengono portati all’interno del vaso coronarico stesso E’ un indagine “più invasiva” della coronarografia E’ complementare all’angiografia in quanto richiede guida fluoroscopica

23 IVUS Sistema Boston Scientific 40 MHz a rotazione meccanica
Sistema Volcano 20 MHz a file di multielementi elettronici Entrambi i sistemi compatibili 6F Guida coronarica inches Eparinizzazione completa ( U/Kg => ACT>250) Nitroglicerina intracoronarica

24 Sistema Boston Scientific 40 MHz a rotazione meccanica
IVUS Sistema Boston Scientific 40 MHz a rotazione meccanica

25 Sistema Volcano 20 MHz a file di multielementi elettronici
IVUS Sistema Volcano 20 MHz a file di multielementi elettronici

26 Sistema Boston Scientific 40 MHz a rotazione meccanica
IVUS Sistema Boston Scientific 40 MHz a rotazione meccanica

27 Sistema Volcano 20 MHz a file di multielementi elettronici
IVUS Sistema Volcano 20 MHz a file di multielementi elettronici

28 IVUS

29 Risoluzione laterale:
Risoluzione assiale: micron Risoluzione laterale: micron

30 IVUS

31 Il lume (sangue) e’ nero (blood speckling)
L’ intima (placca) e’ densa e appare “bianca” La media (EEM- membrana elastica esterna) e’ composta di SMC omogenee e non riflette gli ultrasuoni (nera) L’ avventizia ha “strati” di collagene molto ecogeni (bianca)

32 Lumen area - Minimal, maximal, mean lumen diameter
Vessel area - Minimal, maximal, mean vessel diameter Plaque area = Vessel area – Lumen area % Plaque = (Vessel area – Lumen area) / Vessel area Remodeling (positivo / negativo)

33 Stent Stent area - Minimal, maximal, mean stent diameter
Neointimal hyperplasia area = Stent area – Lumen area

34 IVUS Pull-back Bifurcation LAD-CX Distal LM Bif. LAD-CX Lesion
14 mm Proximal LM Catheter Lesion Prox. LM

35 IVUS Pull-back Bifurcation LAD-CX Distal LM Stent Stent area: 12 mm2
Stent diameter: 4 mm Ostium

36 IVUS Pull-back Il pull-back automatico (non il manuale) permetter il calcolo dei volumi Velocità: di solito 0.5 mm/sec Ricostruzione 3D (software dedicati) Lumen volume Stent volume Vessel volume Plaque volume (vessel – lumen) Neonitimal volume (stent – lumen)

37 NURD (Non-Uniform Rotation Deformation)
Artefatti Ringdown Blood speckle Far field Guida coronarica “12 o’clock” artifact NURD (Non-Uniform Rotation Deformation)

38 Sviluppi “futuri” Ulcera

39 Virtual Histology (VH)
Placca ulcerata non-“flow-limiting” Placca prevalentemente fibrosa (stable?)

40 Bibliografia Garrone P, et al. Quantitative coronary angiography in the current era: principles and applications. J Interv Cardiol 2009 Jul 13 [E-pub ahead of print]. Mintz GS, et al. American College of Cardiology clinical expert consensus document on standards for acquisition, measurement and reporting of intravascular ultrasound studies (IVUS). A report of the American College of Cardiology task force on clinical expert consensus documents. J Am Coll Cardiol 2001;37: Garcia-Garcia HM, et al. Tissue characterisation using intravascular radiofrequency data analysis: recommendations for acquisition, analysis, interpretation and reporting. EuroIntervention 2009;5:

41 For these and further slides on these topics please feel free to visit the metcardio.org website:


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