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Archivio digitale delle tesi discusse presso l'Università di Pisa

Tesi etd-07252012-202531


Tipo di tesi
Tesi di laurea specialistica
Autore
TINTI, ERICA
Indirizzo email
erica_tinti@alice.it
URN
etd-07252012-202531
Titolo
Studio e caratterizzazione di curve tempo intensita' da immagini SPECT con tecnica mIBG (metaiodiobenzilguanidina)
Dipartimento
INGEGNERIA
Corso di studi
INGEGNERIA BIOMEDICA
Relatori
relatore Prof. Landini, Luigi
relatore Prof. Positano, Vincenzo
Parole chiave
  • MIBG
  • Alcyone
  • funzione gamma variata
  • curve tempo intensita'
  • cardiologia nucleare
  • SPECT
Data inizio appello
25/09/2012
Consultabilità
Non consultabile
Data di rilascio
25/09/2052
Riassunto
La medicina fornisce costantemente degli strumenti che le scienze e la tecnologia mettono a disposizione per una più completa comprensione dei fenomeni fisici, chimici e biologici che avvengono nel corpo umano. Una branca della medicina in grado di fornire valide risposte a numerosi quesiti diagnostici è la Medicina Nucleare (MN). La MN rappresenta un servizio che si avvale dell'uso di radionuclidi artificiali impiegati a scopo diagnostico, terapeutico e di ricerca biomedica. Tra le metodiche di valutazione non invasiva, la Cardiologia Nucleare (nata dalla complementare interazione tra Medicina Nucleare e Cardiologia) ha contribuito in questi anni in modo rilevante alla comprensione di alcuni meccanismi che sono alla base delle malattie cardiovascolari, in particolare la cardiopatia ischemica. La metodica più diffusa in questo campo è la scintigrafia miocardica perfusoria gated-SPECT che trova applicazione nella valutazione delle varie fasi evolutive della cardiopatia ischemica. L’esame viene eseguito con un iter specifico, che prevede l’iniezione del tracciante radioattivo e successivo deposito nel cuore.
L’innovazione a tale protocollo ha visto l’ingresso di una nuova tecnologia: la Discovery NM 530c (Alcyone), un’alternativa alla SPECT standard, che consente di ridurre la durata della scansione e, allo stesso tempo, di migliorare sia l'affidabilità diagnostica, sia l'efficienza. Il protocollo di imaging di acquisizione di Alcyone è stato unito alla tecnica MIBG (metaiodiobenzilguanidina) in modo da poter valutare visivamente i pattern di innervazione cardiaca, vista l’efficienza del radiotracciante che è deputato a rappresentare tali distretti in varie patologie del cuore.

Nel presente lavoro di tesi è stata utilizzata la tecnica MIBG su macchina Alcyone, per studiare e caratterizzare le curve tempo-intensità del tracciante MIBG.

Abbiamo utilizzato immagini provenienti da 18 pazienti sottopostisi all’esame di tomo scintigrafia miocardica di perfusione per mezzo di Alcyone con utilizzo della MIBG come radiotracciante. Le immagini sono state acquisite presso la Fondazione Toscana CNR "G. Monasterio" di Pisa. Successivamente i pazienti sono stati classificati in due diverse categorie, “non patologici” se il risultato dell’esame risultava buono a livello dell’innervazione cardiaca e “patologici” altrimenti.

La prima parte del lavoro ha previsto la ricerca dell’intervallo temporale ottimo su cui poter sviluppare le curve tempo-intensità. L’individuazione di tale parametro ci ha permesso di analizzare quest’ultime in un periodo temporale ridotto rispetto a quello utilizzato nel protocollo di acquisizione delle immagini.
Una volta individuato quest’ultimo, è stato possibile realizzare delle curve tempo-intensità di durata 150 secondi e intervallo di campionamento 5 secondi, configurando opportunamente il software della macchina Alcyone.
E’ stato poi sviluppato un modello matematico del segnale miocardico di tali curve di tipo bi compartimentale, composto quindi da due funzioni, una gamma ed un’esponenziale. Ognuna è stata deputata come rappresentante di un compartimento cardiaco. Per il modello del segnale all’interno della cavità cardiaca è stato invece adottato un modello mono compartimentale a gamma variata.
Secondariamente si è svolta un’operazione di segmentazione, cioè di estrazione della zona di interesse dall’immagine DICOM, operazione effettuata manualmente grazie all’ausilio di un medico nucleare esperto.
Il medico ha tracciato le ROI (Region Of Interest) dei compartimenti cardiaci interessati, cioè del blood pool (I compartimento) e del miocardio (II compartimento), che successivamente sono state salvate in due file distinti. Per analizzarle è stato impiegato un programma sviluppato in IDL (HIPPO MIOT) riadattato allo studio in causa.
Il modello matematico implementato in IDL ha visto la realizzazione di due algoritmi diversi: uno deputato alla ricerca del fitting ottimo per descrivere il segnale nella cavità, mentre l’altra versione è descrittiva del modello bi compartimentale del segnale miocardico.

Successivamente sono stati raccolti tutti i parametri caratterizzanti i due modelli, per estrapolare informazioni inerenti alla loro distribuzione e alle loro eventuali correlazioni. Confrontando i valori ottenuti dalla correlazione tra i parametri della funzione caratterizzante la cavità e quelli relativi al primo compartimento miocardico, è stata osservata una significativa correlazione tra i due. Quindi, il segnale del primo compartimento miocardico può essere considerato una replica attenuata di quello misurato nella cavità.
E’ stato quindi analizzato nel dettaglio il secondo compartimento miocardico.

L’analisi statistica dei parametri del secondo compartimento miocardico ha evidenziato due parametri essenziali, che rapportati all’esito della MIBG, hanno dimostrato una correlazione vicina alla significatività statistica. Tali parametri sono l’MSI, cioè la massima intensità del segnale nel secondo compartimento e l’indice di dilavamento (washout, ΔWO), misurato come la variazione di segnale tra il massimo e la fine della curva.

Tali risultati sono stati analizzati, prima singolarmente e poi in un secondo tempo assemblati, mediante l’utilizzo di curve ROC, tabelle di contingenza e successivo calcolo degli indici di qualità, specificità e sensibilità.

Gli esiti ottenuti hanno permesso di classificare i suddetti parametri, fattori esplicativi per designare un referto clinico di un paziente patologico.

Il primo capitolo è dedicato ai principi su cui si basa la SPECT, ma soprattutto vengono messe in risalto le caratteristiche innovative della Discovery NM 530c.
Nel secondo capitolo sono descritte le caratteristiche chimiche e dosimetriche della MIBG e le analisi statistiche inerenti al suo utilizzo nelle patologie cardiache.
Nel terzo capitolo é descritta la procedura che ha portato ad estrapolare i dati necessari alla realizzazione delle curve tempo-intensità.
Nel quarto capitolo sono riportati i risultati dell’analisi statistica relativa ai parametri che hanno permesso e caratterizzato la costruzione delle curve tempo-intensità.
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