Radiografia nella Polmonite da COVID-19: Immagini Cruciali e Diagnosi Rapida

L’infezione da Coronavirus colpisce le vie respiratorie e la polmonite è una delle sue complicazioni principali. L’emergenza Coronavirus ha condizionato fortemente l’attività del nostro ospedale. Dal punto di vista radiologico, confrontando le prestazioni erogate tra il 20 febbraio e il 20 aprile 2019 e tra il 20 febbraio e il 20 aprile 2020, abbiamo notato che gli RX al letto hanno subito un incremento pari all’87% (1349 vs 2599); di contro, si è quasi dimezzata l’attività TC (6815 vs 3565). Una Tac o una radiografia possono dare informazioni utili per la diagnosi di Covid-19?

L’imaging radiologico non rappresenta un criterio diagnostico per l’infezione da Coronavirus (Sars-Cov2), ma è in grado di evidenziare l’eventuale polmonite che ad essa si può associare, in tal caso infatti è possibile vedere alla radiografia o alla TC una opacità, definita addensamento. Questo è un segno di possibile polmonite Covid-19 dovuta all’infezione in corso che dovrà essere confermata con il tampone.

Evoluzione della Polmonite da COVID-19

Nei primi 4 giorni (fase iniziale) la radiografia è caratterizzata da addensamenti sfumati, nella parte inferiore dei polmoni. Dal 5° all’8° giorno, si può assistere ad un peggioramento clinico del paziente che presenterà tosse e difficoltà respiratoria (dispnea ingravescente).

Nelle TC di controllo di chi ha avuto la polmonite Covid-19, infatti, stiamo vedendo segni di fibrosi nelle aree precedentemente interessate dall’infezione. Si tratta di un accumulo di tessuto fibrotico che modifica la struttura del polmone e di conseguenza la funzionalità respiratoria.

Nei pochi casi di infezione accertata, infatti, i sintomi sono stati lievi o assenti, e non vi era compromissione dell’attività respiratoria. Nel caso di bambini colpiti da Covid-19 quali sono le manifestazioni?

In tempi brevi, sia in pronto soccorso, che negli altri padiglioni del Policlinico, sono stati creati percorsi dedicati esclusivamente a pazienti con infezione da SARS-CoV-2 sospetta o accertata, ben separati da quelli riservati invece ai pazienti non infetti. Le apparecchiature vengono sanificate ad intervalli regolari.

Intelligenza Artificiale e Diagnosi

Distinguere la polmonite da Covid-19 da altri tipi di polmonite grazie a una radiografia al torace è possibile mediante un algoritmo generato dall’intelligenza artificiale chiamato CV19-Net. I risultati della ricerca risultano fondamentali per i radiologi, ma più in generale per conoscere meglio il virus e i suoi effetti sui nostri polmoni.

Il team ha dunque sviluppato un algoritmo creando una rete neurale capace di contenere un gran numero di radiografie di pazienti affetti da polmonite in presenza o meno di Covid-19. In questo modo sarà il processo automatico dettato dall’algoritmo a sostituire l’attuale “inesperienza” dei medici provvedendo a un raffronto immediato tra le radiografie, in modo da distinguere anche le minime differenze tra i tipi di polmonite.

Imaging Integrato nel Percorso del Paziente

Il COVID-19 ha come manifestazione clinica predominante la polmonite interstiziale. Quando si parla di interstizio si intende un’entità particolare situata fra alveolo e capillari, che viene indagata soprattutto con tecniche radiologiche16. Le polmoniti interstiziali sono caratterizzate dalla raccolta dell’edema e dell’infiltrato infiammatorio cellulare, più che nelle cavità alveolari, negli spazi interstiziali (pareti alveolari), e solo negli stadi più avanzati di malattia iniziano a riempire gli spazi cavi, prima in maniera subtotale (“ground glass”) e poi totale (consolidamento).

In un contesto di sintomatologia aspecifica e di quadri clinici estremamente variabili come gravità e progressione, il contributo dell’imaging integrato può essere determinante non solo per la diagnosi di polmonite, ma anche per il monitoraggio della terapia e per ottenere informazioni prognostiche. La strategia di imaging ottimale è attualmente ancora incerta.

Il parametro discriminante per cui un paziente con sospetto COVID-19 viene ricoverato in ospedale o rimandato a domicilio è la presenza di insufficienza respiratoria, legata al processo polmonare eventualmente in atto (insufficienza respiratoria anche subclinica visto l’andamento rapidamente progressivo della patologia). Il dato funzionale è facilmente ottenibile con l’esecuzione di un’emogasanalisi (procedura semplice, rapida e che non necessita dell’accesso del paziente a percorsi ospedalieri con rischi di contagi ulteriori) o da un test del cammino dei 6 min, mentre il dato anatomico-morfologico è legato all’esecuzione di test di imaging (procedure che tuttavia richiedono il percorso del paziente all’interno dell’ospedale con esposizione al virus di altro personale ed altri ambienti).

Radiografia del Torace

La polmonite interstiziale da COVID-19 non ha una manifestazione specifica e non possiamo definire un paziente come positivo solo sulla base del quadro di imaging. La polmonite si compone infatti di una serie di caratteristiche sovrapponibili a tante altre polmoniti o manifestazioni interstiziali17. L’esame radiografico standard del torace è caratterizzato da bassa sensibilità nell’identificazione delle alterazioni polmonari più precoci del COVID-19, caratterizzate da opacità a “vetro smerigliato”. Pertanto non è l’esame radiologico più indicato, se non per la diagnosi iniziale di esclusione di altre polmoniti alveolari batteriche.

Necessario è tuttavia considerare che, in molte delle infezioni polmonari acquisite in comunità, le alterazioni si rendono manifeste all’Rx del torace entro un intervallo di tempo di solito di 12 h dall’inizio della sintomatologia e, quindi, l’esame può essere negativo se effettuato troppo precocemente. Nelle fasi più avanzate dell’infezione l’esame Rx del torace mostra opacità alveolari multifocali bilaterali, che tendono alla confluenza sino all’opacamento completo del polmone, con possibile piccola falda di versamento pleurico associato.

Tomografia Computerizzata del Torace

La tomografia computerizzata (TC) del torace, in particolare la TC ad alta risoluzione (HRCT), anche nelle fasi iniziali del processo morboso presenta un’elevata sensibilità diagnostica. La polmonite da COVID-19 tuttavia mostra un quadro HRCT vario ed aspecifico, simile ad altre infezioni polmonari, come quella da influenza A, da citomegalovirus, da altri coronavirus (SARS, MERS), da streptococco e nelle polmoniti da germi atipici (clamidia, micoplasma).

Viene eseguita con una metodica ad alta risoluzione (“gold standard” dell’interstiziopatia), che consente di avere una “slice thickness” compresa fra 0.625 mm e 1.25 mm, capace di mostrare le condizioni dell’interstizio, o meglio dell’esagono formato dal lobulo secondario.

I reperti di più comune riscontro all’HRCT sono state le aree a “vetro smerigliato” o “ground glass” multifocali bilaterali, associate ad aree di consolidazione con distribuzione a chiazze, prevalentemente periferiche/subpleuriche, e con maggior coinvolgimento delle regioni posteriori e dei lobi inferiori.

Come recentemente evidenziato in un documento congiunto di diverse società scientifiche (SIRM, SIUMB, FISM), nella polmonite COVID-19 è stato osservato anche il pattern “ground glass puro”, focale o multifocale, e il pattern “crazy paving”, caratterizzato dalla presenza di aree di “ground glass” sovrapposto ad ispessimento liscio dell’interstizio interlobulare ed intralobulare. Più rara la presenza esclusiva di consolidazioni, del “reversed halo sign” (area focale di “ground glass” delimitata da anello periferico più o meno completo di consolidazione) e il riscontro di cavitazioni, calcificazioni, linfoadenopatie e versamento pleurico.

Oltre che nelle prime fasi della diagnosi, l’HRCT è utile nel valutare il decorso e la severità della malattia, e quindi nell’orientare il management clinico del paziente. Mentre nelle fasi iniziale sono presenti opacità “ground glass” periferiche bilaterali, in un quadro più avanzato di malattia, i segmenti coinvolti aumentano di numero, per cui il “ground glass” si estende e coinvolge una percentuale sempre maggiore del parenchima, passando da solo periferico a sempre più centralizzato; ancora, le aree precedentemente a “ground glass” aumentano di densità, sino ad arrivare alla vera e propria consolidazione parenchimale.

L’evoluzione è caratteristica di questa specifica patologia, in quanto il coronavirus è in grado di determinare una polmonite virale primaria: infatti, mentre le altre polmoniti virali consolidano nel momento in cui vi si sovrappone un’infezione batterica, nell’infezione da COVID-19 lo stesso patogeno riesce ad arrivare nelle diramazioni più periferiche dell’albero bronchiale e a determinare una consolidazione parenchimale senza sovrainfezione batterica (polmonite virale primaria). La progressione della malattia correla quindi con l’aumento del numero, delle dimensioni e della densità delle aree di “ground glass” negli esami HRCT, con comparsa di consolidazioni parenchimali diffuse e bilaterali con broncogramma aereo nel contesto.

La TC pertanto non ha un ruolo definito nella fase iniziale e forse neppure finale del processo morboso, quanto piuttosto nella fase intermedia del percorso diagnostico del paziente, per capire quanto sia necessario essere aggressivi, veloci e terapeuticamente impattanti. Anche l’American College of Radiology afferma che la TC non dovrebbe essere usata né per lo screening né come prima linea radiologica, ma solamente in pazienti ospedalizzati, sintomatici o con specifiche indicazioni cliniche. Quindi, la TC ha un potere incrementale solo quando può...

Nuove Tecnologie di Imaging

Un team internazionale dell’European Synchrotron Radiation Facility, a Grenoble, in Francia, ha utilizzato una nuova tecnologia di imaging chiamata tomografia a contrasto di fase gerarchica, per scansionare i polmoni di un paziente deceduto a causa di Covid-19. La tecnica, molto più potente di una normale radiografia ospedaliera, ha evidenziato, con una risoluzione mai vista prima, come l’infezione da coronavirus crei un circuito anomalo tra il sangue dei capillari che hanno lo scopo di ossigenare il sangue e quello che irrora il tessuto polmonare stesso. Alla fine questo processo conduce alla scarsa ossigenazione del sangue, prima solo ipotizzata ma mai dimostrata.

I dati delle scansioni, pubblicati sulla rivista Nature methods, si inseriscono in un progetto molto più ampio il cui obiettivo è creare un atlante del corpo umano ad altissima risoluzione. Essa è costituita dagli elettroni ad alta energia che corrono attorno al cosiddetto anello di immagazzinamento della struttura, un acceleratore di particelle dalla circonferenza di 844 metri. L'Esrf funziona come un microscopio gigante, che rileva la posizione e il movimento degli atomi ed è in grado di offrire agli scienziati la struttura della materia a livello atomico, in tutta la sua complessità. Questa tecnologia è applicabile a numerosissimi campi, dalla chimica alla fisica dei materiali, fino ad arrivare alla biologia strutturale e alle applicazioni mediche.

La Hip-ct consente la mappatura tridimensionale degli organi su una vasta scala dimensionale, permettendo ai medici di visualizzare un intero organo come mai prima d'ora, visualizzandolo nel suo insieme e poi zoomando fino al livello cellulare. Grazie alla potenza dei raggi X, i ricercatori possono così vedere i vasi sanguigni di cinque micron di diametro (un decimo del diametro di un capello) in un polmone umano: una normale Tac riesce a discriminare strutture 100 volte più grandi, di circa 1 mm di diametro.

Maximilian Ackermann, che ha utilizzato la tecnica ai fini clinici, ha dichiarato: "Poco dopo l'inizio della pandemia, abbiamo dimostrato che Covid-19 è una malattia che danneggia i vasi sanguigni utilizzando metodi di microscopia ottica dei tessuti e metodi molecolari. Tuttavia, queste tecniche non hanno dimostrato che ci sono cambiamenti vascolari a livello dei polmoni”.

Studio sul Focolaio di Codogno

Pochi sintomi di Covid-19 o addirittura nessuno. Ma la radiografia del torace svela la realtà: la malattia si è fatta strada nei polmoni ed è visibile - bianco su nero - nelle ‘lastre’. E’ la scoperta di un team di ricercatori dell’Irccs Galeazzi e dell’università Statale di Milano, autori di un’indagine su pazienti del primo focolaio di nuovo coronavirus svelato in Italia, quello di Codogno.

Il 23 febbraio, ricordano gli autori dell’indagine, dopo la scoperta del paziente 1 avvenuta all’ospedale di Codogno in data 20 febbraio, è stata imposta alla popolazione della stessa cittadina e di 10 comuni limitrofi una quarantena di 14 giorni. Alcuni pazienti - ricostruiscono gli esperti - sono stati inviati dai medici di base, altri invece si sono presentati spontaneamente per sottoporsi a un controllo, preoccupati dall’evolversi della malattia”.

“Il lavoro dei ricercatori del Galeazzi e dei colleghi delle università e delle radiologie si è focalizzato sull’analisi retrospettiva delle radiografie al torace eseguite post-quarantena. n una sola settimana è stato riscontrato come 100 radiografie al torace su 170 - circa il 60% - presentavano immagini riconducibili a una polmonite interstiziale bilaterale, quindi altamente sospette e riferibili alla polmonite correlata a Covid-19. “Le radiografie del torace ci hanno pertanto fornito informazioni sul coinvolgimento polmonare in questi pazienti, provenienti da un focolaio” di Sars-CoV-2 “ad alta prevalenza.