VolumeShuttle™ è una nuova tecnica di scansione di LightSpeed® VCT XT, che consente una più ampia copertura di acquisizione rispetto ad altri sistemi TC per esame di perfusione. VolumeShuttle™ fornisce il margine di copertura di 80 mm necessario a verificare la variabilità del paziente nel Circolo di Willis e dai gangli basali ai ventricoli laterali, con una sola iniezione di mezzo di contrasto.
L'imaging di perfusione TC (CTP) fornisce mappe quantitative e misurazioni della morfologia e della funzione vascolare, dotate di alto valore diagnostico.
La tecnica sta ottenendo riconoscimenti nella diagnosi di ictus ischemico e nella determinazione del corretto trattamento.1.2 Essa mostra inoltre un grande potenziale in quanto ausilio per i medici nella valutazione dell'angiogenesi tumorale e nella risposta al trattamento3, rilevando modifiche nel flusso sanguigno, nel volume sanguigno e nella permeabilità capillare.
La nuova tecnica di scansione e l'innovativo software di analisi sviluppato da GE Healthcare adesso contribuiscono a espandere il potere diagnostico del CTP.
Fino ad ora, il CTP in neurologia e oncologia ha avuto limitata copertura anatomica su scanner TC avanzati. Poiché la procedura richiede scansioni ripetute nella stessa posizione a brevi intervalli, il CTP è di solito eseguito senza movimenti del tavolo tra le scansioni, per una copertura pari all'ampiezza del rivelatore, di solito 19-40 mm.
La scansione con VolumeShuttle™ sullo scanner GE LightSpeed® VCT XT consente ai medici di raddoppiare la copertura anatomica nel CTP, senza penalità di dose, pur producendo immagini di alta qualità.

VolumeShuttle fornisce una rapida scansione in due posizioni di tavolo durante una sola iniezione di bolo di mezzo di contrasto. Ciò consente ai medici di seguire, misurare e analizzare accuratamente il passaggio del mezzo di contrasto all'interno e all'esterno dei vasi sanguigni e del tessuto. La tecnica trae vantaggio dagli attributi chiave dello scanner LightSpeed VCT XT:

• una matrice di rivelatori di 40 mm con 64 file di elementi da 0,625 mm;
• sistemi avanzati per controllare la generazione di raggi X e i movimenti del tavolo portapaziente;
• algoritmi di ricostruzione immagine avanzati;
• algoritmi e software di analisi innovativi.

Figura 1: Esempio di mappe di perfusione (per gentile concessione del Dott. Ting-Yim Lee, Robarts Research Institute)

Una scansione CTP convenzionale fornisce informazioni su flusso sanguigno e morfologia in uno strato di anatomia, utilizzando una scansione ripetitiva a intervalli di 0,5-1,0 secondi per 30-60 secondi. I dati vengono quindi analizzati, allo scopo di generare mappe dettagliate di flusso sanguigno regionale (FS), volume sanguigno (VS) e durata di transito media (DTM). La Figura 1 mostra mappe di perfusione in un paziente affetto da ictus.
Lo spessore dello stato acquisito allo scanner è limitato alla larghezza del rivelatore. Il rischio è che importanti informazioni, quali un infarto cerebrale o un componente altamente perfuso di un tumore, possano giacere fuori del volume di scansione, cosa che ne impedirebbe la visualizzazione.
Una risposta alla limitazione di copertura deve eseguire due serie consecutive di scansioni in posizioni contigue, ognuna con la propria iniezione di contrasto. Tuttavia, ciò raddoppia la dose di contrasto, raddoppia la dose di radiazioni effettiva e prolunga l'esame, ritardando potenzialmente decisioni di trattamento, a volte cruciali.
La modalità VolumeShuttle, invece, esegue scansioni alternate con due posizioni contigue in un solo esame e con una sola iniezione di contrasto. Durante un esame, le scansioni si possono eseguire a intervalli di 3,0 secondi per 60 secondi, per un totale di 20 scansioni. Questa tecnica offre tutte le informazioni necessarie a calcolare le mappe e i parametri di perfusione, raddoppiando il volume coperto in scansioni CTP convenzionali, ma riducendo la dose di radiazioni e preservando l'accuratezza clinica.

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Figura 2: Confronto di mappe di flusso sanguigno in campionature differenti

Per la massima utilità e accuratezza clinica, la scansione di VolumeShuttle possiede due requisiti chiave:

1. controllo avanzato del movimento del tavolo e sincronizzazione del fascio radiogeno. Il tavolo si deve muovere rapidamente avanti e indietro tra le due posizioni di scansione, con attese minime nel posizionamento e nella sincronizzazione dell'esposizione dei raggi X. Ciò assicura sufficiente frequenza di campionamento in ogni posizione, per consentire l'estrazione dei parametri del flusso sanguigno;

2. posizionamento del tavolo ripetibile con precisione. Il tavolo si deve fermare esattamente nelle stesse due posizioni di scansione. In caso contrario, si avrà un'erronea registrazione dei pixel nel corso dell'esame e le mappe di perfusione non saranno accurate, proprio come accadrebbe se il paziente si muovesse.

Lo scanner LightSpeed VCT XT controlla con precisione il fascio radiogeno e il tavolo. Appena i raggi X vengono disattivati in una scansione assiale, il tavolo si sposta rapidamente alla posizione successiva. Il paziente è quindi in posizione, perché i raggi X possano essere riattivati nuovamente. L'unità base dello scanner usa un motore a passi altamente accurato, con due meccanismi di riduzione a cinghia. Essa sposta il paziente di 40 mm (1,6 in.) in 0,7 secondi – in maniera uniforme e tranquilla.
Il paziente sente un'accelerazione massima inferiore a 1/30 di spinta gravitazionale (G) e una velocità massima inferiore a 0,25 mph (0,4 km/hr), che non causa disagio significativo. La posizione del tavolo è ripetibile fino entro 0,25 mm (0,1 in.) sotto un carico completo di 225 kg.
Lo scanner è inoltre dotato di spegnimento preciso e ad alta velocità del fascio radiogeno, sincronizzato con il movimento e il posizionamento del tavolo. Ciò garantisce che i raggi X siano attivati al momento necessario e vengano completamente spenti prima che il tavolo inizi a muoversi, riducendo così l'attesa tra scansioni e la dose di radiazioni.
Ad esempio, un tipico esame VolumeShuttle con un intervallo di scansione di 3 secondi su ogni posizione può erogare solo due terzi della dose effettiva di una scansione convenzionale a posizione singola con gli stessi kVp e mA di raggi X. Ciò significa una riduzione di dose del 33%, con la stessa qualità d'immagine e doppia copertura.

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Figura 3: Il campionamento a intervalli di 3 secondi è facilmente correlato a un campionamento a intervalli di 0,5 secondi

Nello sviluppo della scansione di VolumeShuttle, ciò che preoccupava unicamente erano che gli intervalli di campionamento più lunghi di 3,0 secondi in ogni posizione di scansione potessero condizionare l'accuratezza delle mappe di perfusione e i parametri di perfusione da esse calcolati. Per verificare l'adeguatezza della scansione di VolumeShuttle per necessità cliniche, GE Healthcare ha collaborato a uno studio con un partner clinico.4
Lo studio ha usato dati ottenuti da esami di CTP precedenti in pazienti con ictus acuto acquisiti allo scanner entro diverse ore dall'insorgenza dei sintomi. Questi esami sono stati eseguiti in maniera convenzionale, con un intervallo di scansione di 0,5 secondi, garantendo mappe di perfusione altamente accurate.
Le immagini di questi studi sono state rimosse in maniera progressiva per simulare un esame CTP con scansioni eseguite a intervalli fino a 3,0 secondi. Il software di perfusione TC GE è stato usato per analizzare i dati originali e i dati riformattati e sono state confrontate le mappe di perfusione che ne derivano.
La Figura 2 mostra un confronto delle mappe di perfusione e la Figura 3 mostra la buona correlazione, per un esame che coinvolge un intervallo di 3 secondi tra le scansioni. Lo studio ha concluso che in scansioni di CTP si possono usare intervalli di scansione di fino a 3 secondi, pur mantenendo l'accuratezza di valori di flusso sanguigno, volume sanguigno e durata transito medio, senza penalità di dose.
Uno studio separato di scansione di perfusione del cervello, condotto indipendentemente, ha verificato che la tecnica del VolumeShuttle ha aumentato la copertura, senza penalità di dose e ha richiesto solo una singola iniezione di mezzo di contrasto senza perdita di accuratezza diagnostica visiva.5 In particolare:

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La scansione CTP nella modalità VolumeShuttle trae vantaggio dalla tecnologia più recente dello scanner GE LightSpeed VCT XT, per raddoppiare la copertura anatomica con un solo bolo di mezzo di contrasto e senza penalità di dose. Studi clinici dimostrano che in termini di qualità d'immagine e accuratezza di misurazioni quantitative, VolumeShuttle è un'alternativa accettabile alla scansione convenzionale.

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