L'impiego di apparecchiature per la diagnosi per immagini ha permesso nell'ultimo decennio di ampliare le nostre conoscenze relative alle strutture cerebrali.
Tali metodiche, però, pur fornendo informazioni anatomiche particolareggiate, non consentono di visualizzare eventuali carenze funzionali del sistema nervoso centrale, in assenza di lesioni anatomiche; tali alterazioni sono invece evidenziabili mediante diagnostica nucleare, che occupa un posto di primaria importanza nella conoscenza delle alterazioni anatomo-funzionali dell'encefalo.
Nella diagnostica nucleare la SPECT (tomoscintigrafia computerizzata a fotone singolo) detiene un posto di rilievo nello studio della patologia cerebrale, di cui consente un approfondimento qualitativo, quantitativo e semiquantitativo del flusso ematico regionale in numerose affezioni e uno studio morfofunzionale delle strutture encefaliche.
Le tecniche di neuroimaging funzionale, che servono a studiare il funzionamento del cervello, si basano sulla misura del flusso di sangue (con la SPECT) e del flusso di sangue e del metabolismo del glucosio (con la PET), nelle diverse aree cerebrali.
In caso di malattia che porti a sofferenza o morte delle cellule nervose (neuroni) come avviene nella demenza, il flusso e il metabolismo cerebrali si riducono, e SPECT e PET sono in grado di evidenziare tale riduzione.
Oggi, queste tecniche vengono utilizzate per lo studio delle malattie neurologiche che si associano a demenza e forniscono un utile contributo alla diagnosi. La SPECT, per l'ampia disponibilità e il costo limitato, rappresenta un'indagine più accessibile e con una accuratezza diagnostica comparabile alla PET
La SPECT offre notevoli vantaggi quali:
• innocuità del metodo, che consiste in una semplice iniezione endovenosa
• facilità e rapidità di esecuzione ambulatoriale
• agevole ripetibilità e riproducibilità delle immagini ottenute
• affidabilità dei risultati
• mancanza di effetti farmacologici ed emodinamici del materiale iniettato
• irradiazione trascurabile per il paziente.
La SPECT utilizza basi fisiche simili a quelle della TAC ma mentre quest'ultima fornisce delle mappe di densità variabile a seconda delle differenti attenuazioni da parte dei tessuti corporei di raggi X provenienti da una sorgente fatta ruotare intorno al paziente, la SPECT utilizza per la costruzione delle sue mappe i fotoni emessi dal paziente e captati dallo strumento. La SPECT, che prevede l'acquisizione di una serie di profili angolari ottenuti mediante la rotazione della gammacamera di 360° attorno al cranio, ricostruisce l'immagine tomografica del cervello permettendo di valutare la distribuzione cerebrale del radiofarmaco somministrato; vengono ricostruite delle mappe dell'encefalo lungo i tre piani: assiale, coronale e sagittale. La SPECT attualmente utilizza una gammacamera dedicata per lo studio dell'encefalo, l'apparecchiatura è costituita da quattro rilevatori composti da ventiquattro fotomoltiplicatori. è così possibile aumentare la sensibilità della apparecchiatura di cinque volte rispetto a quella di una gammacamera tradizionale ed è inoltre possibile l'esecuzione di più tomoscintigrafie ad alta risoluzione, fino a tre al minuto, con una risoluzione di 7 mm. (circa tre volte superiore a quella di una gammacamera tradizionale. La Neuro SPECT o SPECT cerebrale viene eseguita mediante somministrazione per via endovenosa di un radioisotopo in grado di superare la barriera ematoencefalica, in modo da ottenere dall'eventuale alterazione una immagine nitida, da cui sono state eliminate le informazioni provenienti dai piani sovra e sottostanti; viene fornita così una valutazione semiquantitativa della captazione cerebrale del radiofarmaco.I traccianti maggiormente impiegati sono xenon 133, le amine marcate con iodio 123 e la propilenaminossina PAO marcata con tecnezio e i suoi derivati. La PAO è caratterizzata da una captazione cerebrale proporzionale al flusso, da una ridistribuzione minima e da una lunga permanenza nel cervello, caratteri questi che insieme al costo contenuto rispetto agli altri radioisotopi e alla immediata disponibilità lo hanno fatto divenire tracciante d'elezione. Lo xenon 133 invece presenta una rapida distribuzione della radioattività cerebrale che richiede una adeguata apparecchiatura del tipo multicristallo sofisticata al punto da poter eseguire l'esame e ottenere l'immagine in meno di un minuto.
Ciò rende lo xenon 133 un radioisotopo che non può essere routinariamente impiegato per via dell'elevato costo dell'apparecchiatura richiesta; le amine sono traccianti che superano la barriera ematoencefalica poiché sostanze liposolubili ed elettricamente neutre; esse rendono agevole l'esecuzione dell'esame in quanto rimangono nel tessuto cerebrale per lungo tempo, ciò che consente di usare le gamma-camere convenzionali il cui costo è decisamente più contenuto.
Lo svantaggio dell'utilizzo delle amine consiste nella marcatura con lo iodio 123 il quale ha un'emivita molto ridotta richiedendo di essere somministrata in tempi molto brevi dall'acquisto (entro trenta ore).
La Neuro SPECT viene oggi impiegata nella diagnosi di diverse patologie cerebrali: TIA, RIND e stroke, per lo studio delle demenze, in psichiatria per le sindromi depressive, psicosi allucinatorie, schizofrenia e infine nell'approfondimento dell'epilessia, neoplasie, cefalee ed encefaliti.
L'immagine SPECT eseguita in un soggetto normale presenta una distribuzione particolare del radioisotopo utilizzato, vi è una concentrazione massimale a livello della corteccia cerebrale poiché in questa zona l'irrorazione è di circa quattro volte superiore rispetto a quella della sostanza bianca.
La SPECT si è dimostrata di notevole interesse in quanto in grado di fornire la valutazione semiquantitativa del flusso cerebrale regiona le e quindi i deficit di perfusione; la TAC nella fase acuta in una percentuale elevata di casi risulta negativa ossia non presenta aree di densità patologica, al contrario, in caso di ictus confermato dal quadro clinico, effettuando un'indagine SPECT già nelle prime ore si potrà evidenziare una asimmetria di perfusione regionale mentre la TAC potrà risultare completamente negativa. Questo vantaggio singolare della SPECT potrebbe anticipare la prognosi favorendo una classificazione clinica di questi pazienti in modo da poter adottare terapie specifiche più o meno intensive. La SPECT trova la sua applicazione anche in quelle situazioni in cui i risultati della TAC e la sintomatologia clinica neurologica non coincidono. Nel caso di TIA il quadro TAC può essere completamente negativo mentre la SPECT fornisce segni di alterata perfusione, così pure nel caso di ictus la SPECT registra un quadro di positività decisamente superiore rispetto alle aree ipodense fornite dalla TAC. La SPECT è pertanto più precisa nella valutazione diagnostica e prognostica. Yeh S.H. e coli, hanno osservato che la SPECT effettuata in pazienti con ictus ischemico in fase acuta entro 24 ore dalla manifestazione clinica nel 93% dei casi registra alterazioni del flusso cerebrale regionale, mentre solo il 33% presenta alterazioni alla TAC. Altri Autori hanno dimostrato che la SPECT, eseguita entro sei ore dalla manifestazione dei sintomi in caso di ictus, mette in evidenza una asimmetria della perfusione regionale mentre la TAC, effettuata anch'essa alla medesima distanza di tempo, dimostra una negatività. La SPECT viene utilizzata anche nello studio dei soggetti con patologia aterosclerotica carotidea nei confronti dei quali fornisce informazioni sul rischio operatorio. Nel decorso post-operatorio nei pazienti sottoposti a tromboendoarteriectomia carotidea la SPECT fornisce informazioni sulle conseguenze emodinamiche dell'intervento sia in fase immediatamente post-operatoria che tardiva.
Nello studio delle epilessie la SPECT occupa un posto non irrilevante in quanto
è in grado di mettere in evidenza foci epilettogeni in pazienti con EEG e TAC negativi
e refrattari alla terapia medica ma nei quali tuttavia potrebbe essere fondamentale
l'intervento chirurgico. Sono state così visualizzate aree di ipoafflusso interaccessuale
in pazienti con TAC e EEG negativi, in cui durante la crisi epilettica compare un
iperafflusso che continua anche alcune ore dopo l'accesso. Biersack e coll, sostengono
che la SPECT con HM-PAO presenta la stessa sensibilità della RMN nello studio dei
foci epilettogeni e una sensibilità superiore di quattro volte a quella della TAC.
Anche nello studio della demenza trova la SPECT un importante strumento di diagnosi. Essa permette la distinzione fra i vari tipi di demenza di cui può essere colpito un soggetto. Il 50% di persone è colpito dalla malattia di Alzheimer, il 18% da demenza conseguente a infarti cerebro-vascolari. I pazienti con morbo di Alzheimer sottoposti a SPECT mostrano un quadro dove si evidenzia un ipoafflusso bilaterale dei lobi parietale e temporale in fase iniziale e man mano che la malattia progredisce si ha ipoperfusione anche del lobo frontale. La SPECT con amine marcate, secondo Sharp e coll., ha dimostrato che in 14 pazienti portatori di Alzheimer esaminati, tutti mostravano una zona di ipoperfusione bilaterale in sede temporale parieto-occipitale, mentre il 64% forniva un esito nella norma alla RMN.
Lo studio delle demenze con SPECT HM-PAO ha confermato i rilievi sopraccitati. Al contrario della Alzheimer, nelle demenze secondarie ad infarti cerebrali si osservano frequentemente delle aree ipoperfuse asimmetriche irregolari multiple. In quei pazienti colpiti da AIDS in cui sono evidenti i segni di demenza si osserva una riduzione di flusso temporo-parietale non documentata dalla TAC e dalla RMN che invece forniscono risultati nell'ambito della norma.
La SPECT impiegata negli studi psichiatrici è in grado di documentare le alterazioni funzionali provocate dalla patologia in quanto queste si manifestano nelle modificazioni strutturali non evidenziabili alla TAC. Nelle sindromi depressive si evidenzia un ipoafflusso a livello del lobo frontale che si risolve con il trattamento farmacologico, ciò ha permesso la diagnosi differenziale tra sindromi depressive e demenza.
In questi pazienti infatti la TAC fornisce un'elevata percentuale di esiti negativi. Nella schizofrenia la RMN evidenzia anormalità strutturali mentre la SPECT dimostra ipoperfusione delle regioni temporo-frontali. Nelle sindromi ossessive sono state messe in evidenza in sede frontale e a livello dei nuclei caudati aree di ipoperfusione che sono regredite dopo terapia medica.
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