Scintigrafia Ossea Trifasica: Guida Completa alla Tecnica e Preparazione Perfetta

La scintigrafia ossea è una delle metodiche di imaging medico nucleare più comunemente utilizzate. Essa sfrutta la caratteristica di alcuni radiofarmaci di concentrarsi nell'osso in modo proporzionale alla vascolarizzazione e alla attività osteoblastica. Permette, quindi, di valutare il grado di attività metabolica dello scheletro e di riconoscere qualsiasi lesione che provochi un'alterazione distrettuale del turnover metabolico dell'osso. Ha il pregio di permettere l'esplorazione contemporanea di tutti i distretti scheletrici, in breve tempo, con bassa irradiazione e con elevata sensibilità diagnostica. Altri vantaggi non trascurabili sono la semplicità di esecuzione, la non invasività e il basso costo.

Cenni di Fisiopatologia Ossea

L'osso è un sistema dinamico sensibile agli stimoli meccanici esterni soggetto a un costante rimodellamento interno, consistente in riassorbimento e formazione di nuovo tessuto. Gli osteoclasti attivano il riassorbimento osseo. La vascolarizzazione è assicurata dalla membrana periostale che circonda l'osso compatto, eccetto che nelle superfici articolari, e contiene capillari che penetrano la corteccia e giungono fino ai canali midollari.

L'ossificazione può avvenire in due modi:

Endocondrale: consiste nella sostituzione di cartilagine con osso nei centri di ossificazione.
Intramembranosa: cellule mesenchimali differenziate in senso osteoblastico producono la matrice organica nella quale gli osteociti sintetizzano la matrice inorganica. È il tipo di ossificazione che interessa la volta cranica, la mascella e la mandibola.

L'osso è composto per circa il 65% da una fase minerale formata da cristalli di idrossiapatite Ca10(PO4)6(OH)2 e da ioni sodio, magnesio, carbonato e citrato, e per il restante 35% da una fase organica costituita per il 95% da fibre collagene e per il 5% da mucopolisaccaridi. Il cristallo di idrossiapatite in formazione ha una enorme superficie per unità di massa, circa 200-300 m2/mg, ed è circondato da un ampio alone di idratazione. Quando i cristalli maturano e aumentano di numero l'acqua viene spiazzata e si riduce l'idratazione della massa di osso che li contiene.

Gli ioni nello spazio intercellulare possono entrare nell'alone di idratazione e scambiarsi con lo strato di calcio idrato, ioni fosfato e idrossido che si trova sulla superficie del cristallo. La perdita dell'idratazione dei cristalli maturi li rende meno accessibili allo scambio ionico. Circa il 99% del minerale nell'osso compatto si trova nello stato maturo disidratato e quindi poco disponibile per gli scambi con il radiofarmaco iniettato, ad eccezione delle superfici di osso reattivo, risultanti dal processo di riassorbimento osteoclastico.

Tecniche di Acquisizione Scintigrafica

Esistono diverse tecniche di acquisizione delle immagini scintigrafiche:

Scintigrafia Corporea Totale (Total Body): Consiste nell'acquisizione delle immagini dell'intero apparato scheletrico per mezzo di una scansione del paziente nelle proiezioni anteriore e posteriore dopo 2-3 ore dall'iniezione, eventualmente seguita dall'acquisizione di immagini in dettaglio nelle proiezioni opportune.
Scintigrafia Planare: Consiste nell'acquisizione di immagini planari, in più proiezioni, relative ad un solo distretto scheletrico.
Tomoscintigrafia (SPECT): Consiste nell'acquisizione di immagini tomografiche relative ad uno o più distretti scheletrici, mediante l'impiego di una gamma camera tomografica. Tale metodica, pur non migliorando la risoluzione spaziale, aumenta il contrasto delle immagini, facilitando il riconoscimento e la localizzazione di eventuali lesioni, specie se interessanti la colonna vertebrale o le grosse articolazioni (spalla, anca, ginocchio).

Scintigrafia Ossea Trifasica

La scintigrafia ossea o articolare o segmentaria trifasica è una metodica di medicina nucleare utilizzata per la diagnosi di patologie ossee, articolari o segmentarie. La scintigrafia ossea o articolare o segmentaria trifasica è un esame di imaging che sfrutta l'uso di un radiofarmaco, solitamente un derivato del Tecnezio-99m, che ha un'affinità per il tessuto osseo.

La scintigrafia trifasica si articola in tre fasi:

Prima fase (perfusoria o angiografica): Contemporaneamente alla somministrazione del radiofarmaco viene acquisita una serie di immagini sequenziali, per evidenziare il primo transito del radiofarmaco nel distretto esplorato. Questa fase inizia subito dopo l'iniezione del radiofarmaco e dura circa 1-2 minuti.
Seconda fase (intermedia o tissutale): acquisizione di immagini planari immediate.
Terza fase (tardiva o ossea): 2-3 ore dopo l'iniezione si acquisisce l'abituale scintigrafia corporea totale o distrettuale.

L'indagine fornisce la mappa della distribuzione del radiofarmaco nello scheletro evidenziando il grado di attività osteoblastica dei vari distretti scheletrici, per mezzo di variazioni cromatiche proporzionali alla radioattività regionale. Presenta elevata sensibilità diagnostica essendo in grado di riconoscere alterazioni del metabolismo osseo distrettuale in fase pre-radiologica. Infatti, perchè una lesione ossea possa essere evidenziata con un esame radiologico tradizionale, è necessaria una riduzione del contenuto di calcio superiore al 35-40%, mentre perchè sia evidenziabile con un esame scintigrafico, è sufficiente una modesta variazione.

E` però evidente che la metodica è poco specifica, poichè qualunque patologia in grado di indurre un aumento dell'attività osteoblastica provoca un'iperconcentrazione del radiofarmaco.

Radiofarmaci Impiegati

Per lo studio dell'apparato scheletrico vengono utilizzati i Polifosfati marcati con ^99mTc, che possono presentare o il legame inorganico (P-O-P) o il legame organico (P-C-P). I primi ad essere utilizzati sono stati gli inorganici, come il pirofosfato, che sono oggi raramente impiegati per lo studio dello scheletro. Il pirofosfato, poichè presenta il maggior tropismo verso i tessuti necrotici, può venire impiegato nella diagnosi di infarto miocardico acuto.

Attualmente i difosfonati organici rappresentano i radiofarmaci più largamente utilizzati per lo studio scintigrafico dell'osso, in ragione della loro efficacia, economia, dosimetria e facile disponibilità, e per la mancanza di significativo legame con i globuli rossi. I kit di preparazione contengono agenti stabilizzanti (antiossidanti come l'acido ascorbico o gentisiaco) che prevengono l'ossidazione dello stagno.

Quando immesso nel kit di preparazione, il ^99mTc pertecnetato viene ridotto dallo stagno dalla valenza +7 a +4 potendo così legarsi al difosfonato. Nel soggetto normale circa il 50% del difosfonato iniettato si lega allo scheletro e la restante parte viene eliminata per via urinaria nelle prime 5-6 ore. Il miglior rapporto tra l'attività ossea e l'attività nei tessuti molli si ottiene circa 3 ore dopo l'iniezione. Tale tempo può risultare più lungo, in caso di ridotta funzione renale.

Il principale meccanismo di legame dei fosfati sull'osso è il chemioadsorbimento che avviene per mezzo di legami chimici nelle regioni di flessione e di dislocazione sulla superficie dei cristalli di idrossiapatite. Lo stagno e il ^99mTc vengono idrolizzati e si legano all'osso o separatamente o assieme sotto forma di idrossido di stagno e diossido di tecnezio.

Le grandi superfici di idrossiapatite idratata, presenti ad esempio nei centri di crescita o nelle lesioni ossee metabolicamente attive, permettono un maggiore chemioadsorbimento e quindi mostrano maggiore capacità di concentrare il radiofarmaco.

Fattori che influenzano la captazione del radiofarmaco

Attività metabolica: il fattore più importante. La fissazione è proporzionale al grado di turnover osseo.
Flusso ematico: indispensabile per la veicolazione del radiofarmaco. La captazione è ridotta nelle regioni ipoperfuse. In caso di aumento patologico del flusso sanguigno, la captazione aumenta ma non in misura proporzionale: ad esempio, un flusso aumentato di 3-4 volte il normale, provoca una captazione del 30-40% in più.
Tono simpatico: agisce sul flusso capillare distrettuale.

Indispensabile condizione di normalità è la simmetria. Aree fisiologicamente sedi di maggiore rimaneggiamento (come ad esempio le articolazioni sternoclaveari o la sincondrosi sacro-iliaca) appaiono normalmente più "attive". La visualizzazione dei reni è normale se non sono trascorse più di 4 ore dalla iniezione. Aree di inserzione muscolare (specie in soggetti con masse muscolari sviluppate), o articolazioni sottoposte a maggior carico (come l'articolazione scapolo-omerale relativa all'arto dominante), possono apparire ipercaptanti.

In caso di metastasi o di focolaio neoplastico non osteogenico, attorno alla neoplasia, che può contenere zone di necrosi, si sviluppa generalmente un aumentata attività osteoblastica reattiva che provoca l'iperconcentrazione del radiofarmaco. Raramente tale reazione può essere assente, come nel caso di pazienti molto defedati o in forme indifferenziate a rapida evoluzione.

Indicazioni Cliniche

La scintigrafia ossea è indicata per:

Valutazione di neoplasie primitive dell'osso (es. Osteosarcoma, Condrosarcoma, Sarcoma di Ewing).
Diagnosi di malattia infiammatoria scheletrica (es. Osteomielite).
Studio della perfusione e della vitalità ossea (es. Necrosi avascolare).
Ricerca di fratture occulte, non dimostrabili radiologicamente (es. Fratture da stress).
Ricerca di metastasi ossee.

Tumori ossei

La scintigrafia ossea è utile nella valutazione di diversi tipi di tumori ossei:

Osteosarcoma: Più frequente nei soggetti di sesso maschile, rappresenta circa un quinto delle neoplasie maligne primitive dell'osso. Presenta un primo picco di incidenza attorno ai 20-30 anni e un secondo verso la sesta decade di vita. Nella metà dei casi è localizzato al ginocchio, negli altri casi interessa più spesso le metafisi delle ossa lunghe e il bacino. E` caratterizzato da un'importante attività osteoformativa e capta il radiofarmaco in maniera molto marcata. Spesso l'ipercaptazione deborda dal profilo corticale invadendo i tessuti molli contigui. L'indagine può evidenziare anche metastasi nei tessuti molli, in particolare nei polmoni. E` evidente come la scintigrafia sia particolarmente utile in corso di stadiazione perchè la presenza di metastasi ossee modifica l'approccio terapeutico. Nel successivo follow-up, l'indagine è raccomandata per la ricerca di eventuali metastasi ossee.
Condrosarcoma: Neoplasia di origine cartilaginea più frequentemente localizzata nei centri di ossificazione epifisari delle ossa lunghe. Nella metà dei casi colpisce al di sopra dei 40 anni ed è raro nell'età pediatrica. Il tumore può distruggere la corticale e invadere i tessuti molli adiacenti. Il sintomo iniziale è costituito da dolore articolare. La scintigrafia permette di distinguere tra la forma midollare e quella esostotica. Nella forma midollare sono presenti chiazze a distribuzione irregolare di moderata ipercaptazione; in quella esostotica, invece, si evidenzia una marcata ipercaptazione focale. La scintigrafia ossea è utile soprattutto nei casi localizzati alla colonna, perchè permette di riconoscere più precocemente la lesione rispetto alle indagini radiologiche di routine.
Sarcoma di Ewing: Prende origine da una cellula mesenchimale primitiva. E` la seconda neoplasia maligna dell'osso nell'infanzia e nell'età giovanile: metà dei casi insorgono tra 10 e 20 anni. Generalmente origina nel femore o nella tibia (regione diafisi-metafisaria) e si estende lungo le ossa lunghe seguendo la distribuzione midollare. La presenza di metastasi scheletriche, evidenziabili con la scintigrafia e già presenti nel 10% circa dei pazienti al momento della diagnosi, è un segno prognostico negativo. Le manifestazioni cliniche sono simili a quelle di una osteomielite: dolore, febbre e leucocitosi. Generalmente la scintigrafia trifasica mostra un'intensa ipercaptazione del radiofarmaco in tutte le tre fasi e appare difficile la diagnosi differenziale nei confronti della osteomielite. A differenza dell'osteosarcoma, l'ipercaptazione ossea del radiofarmaco è omogenea ed è rara la captazione da parte dei tessuti molli contigui. L'indagine radiologica resta quindi il principale strumento diagnostico per valutare l'interessamento scheletrico. La scintigrafia può essere utile per valutare aree difficilmente esplorabili con la radiografia, come le coste e lo sterno. La scintigrafia scheletrica con difosfonati, comunque, risulta utile nel follow-up dei pazienti, perchè la comparsa di lesioni ipercaptanti, è indice di viraggio della malattia al maggior grado di malignità.

Metastasi Ossee

La scintigrafia ossea è molto più sensibile della radiografia per individuare le metastasi (RX negativo nel 30-50% dei pazienti con scintigrafia positiva) e si stima attorno al 5% il numero dei falsi negativi, generalmente affetti da mieloma multiplo, cancro della tiroide, alcuni tumori anaplastici o da lesioni metastatiche puramente litiche, senza una reazione perifocale reattiva. Di più difficile interpretazione è la lesione solitaria, che è maligna nel 50% dei pazienti con neoplasia conosciuta. Sul cranio è maligna nel 20% dei casi, negli altri si tratta molto spesso di piccoli residui cartilaginei in corrispondenza delle suture.

Un quadro particolare di malattia metastatica è il "Super scan" o beautiful bone scan (esempio) che può essere la conseguenza di una diffusa micrometastatizzazione, più frequentemente osservata in caso di carcinoma prostatico e possibile, anche se più raro, nel cancro della mammella, del polmone, della vescica e nel linfoma. Consiste in una scintigrafia ossea con aumentato contrasto tra osso e tessuti molli, che presentano assenza pressochè totale di radioattività, associata alla mancata visualizzazione dei reni.

Solitamente l'ipercaptazione ossea non interessa la calotta cranica e le ossa lunghe, caratteristica che può distinguere l'ipercaptazione diffusa da micrometastatizzazione da quella possibile in alcune malattie metaboliche, quali l'iperparatiroidismo, l'osteomalacia, la fibrodisplasia, nelle quali l'ipercaptazione può interessare tutti i segmenti scheletrici.

La scintigrafia ossea viene anche usata per valutare la risposta alla terapia. L'aumento del numero, delle dimensioni o del grado di attività delle lesioni sono segni di progressione della malattia, mentre, in caso di terapia efficace, si osserva una riduzione dei segni o un quadro invariato. In rari casi in risposta ad un trattamento efficace si osserva un aumento di attività delle lesioni (Flare phenomenon). Ciò è dovuto a aumentato flusso sanguigno causato dalla risposta infiammatoria e dall'aumentato turnover dell'osso nuovo. Tali segni scompaiono entro 3 mesi.

Neoplasie Benigne

Non si può distinguere una forma benigna da una maligna sulla base dei segni scintigrafici. La lesione benigna spesso appare solo poco più captante dell'osso circostante, mentre la lesione maligna spesso mostra una intensa captazione; tuttavia l'intensità della lesione non può predire il risultato istopatologico. Tumori ossei benigni come l'osteoma osteoide o il tumore a cellule giganti possono mostrare una captazione intensa come o più di una lesione maligna o metastatica.

Preparazione all'Esame

Per eseguire una scintigrafia ossea non serve una preparazione particolare, non occorre essere a digiuno, né interrompere eventuali terapie in corso. Salvo diversa indicazione da parte del medico, il digiuno non rientra tra le norme preparatorie. Una buona idratazione, però, può favorire la rapida eliminazione del radiofarmaco e migliorare la qualità dell’immagine. Per questo, dopo la somministrazione del radiofarmaco, che precede di circa tre ore l’esecuzione dell'esame vero e proprio, si consiglia alla paziente di assumere liquidi in abbondanza (acqua). Il paziente viene quindi idratato per os o e.v. ed è istruito ad urinare frequentemente, al fine di ridurre il tempo di permanenza del radiofarmaco in vescica.

L'esame inizia con una visita preliminare atta ad indagare la storia clinica, l'uso di farmaci particolari e l'eventuale documentazione sulla patologia in atto.
Oggetti metallici come collane, spille, orecchini, orologi, mazzi di chiavi ecc. devono essere rimossi per non interferire con la procedura diagnostica.
L'indagine procede con la somministrazione del radiofarmaco per via endovenosa.
Terminata questa prima fase è necessario, attendere tre / quattro ore per dare il tempo al radiofarmaco di fissarsi nelle ossa.
Durante questo periodo, la quota di tracciante non legata viene filtrata dal rene ed espulsa con le urine: pertanto, al fine di agevolare l'eliminazione della radioattività non assorbita, quindi superflua, nell'intervallo di tempo che intercorre tra iniezione del radiofarmaco ed esecuzione della scintigrafia ossea, il paziente dovrebbe bere almeno mezzo litro di acqua (meglio un litro).
Durante il periodo di attesa il paziente - a causa della seppur bassa radioattività eliminata - deve rimanere presso il reparto, senza entrare in contatto con famigliari od accompagnatori.
Per la stessa ragione deve emettere le proprie urine in appositi servizi igienici collegati ad una vasca che immette i liquami in fogna solo dopo la scomparsa della radioattività.

Esecuzione dell'Esame

Per ottenere la massima qualità delle immagini è essenziale acquisirle non prima di 2-3 ore dalla somministrazione del radiofarmaco perchè in tal modo si permette la massima concentrazione dello medesimo nell'osso e la contemporanea riduzione, a livelli ottimali, della radioattività in circolo e nei tessuti molli ("fondo").

L'esame vero e proprio viene quindi eseguito due/tre ore dopo l'iniezione; il paziente è nuovamente invitato a sdraiarsi sul lettino in posizione supina, cercando di rimanere quanto più immobile possibile.
Le testate della gammacamera (l'apparecchio che registra le radiazioni emesse dal paziente) vengono quindi fatte scorrere lungo il corpo per un tempo variabile dai 15 ai 30 minuti.

Per ridurre l'esposizione radioattiva del personale sanitario, il paziente non sarà, in questa fase, a diretto contatto con gli operatori del servizio, che comunque saranno a distanza minima e in grado sia di osservare il paziente si di colloquiare con lui.

Dopo l'Esame

Al termine della scintigrafia ossea l'esaminato può riprendere immediatamente le proprie attività abituali, senza particolari precauzioni; il medico può comunque invitarlo a bere più liquidi del solito per facilitare l'eliminazione del radiofarmaco.
Dopo aver utilizzato il WC è bene far scorrere abbondantemente l'acqua e lavarsi accuratamente le mani.

Sicurezza dell'Esame

L'indagine è priva di significativi effetti collaterali e risulta ben tollerata da pazienti di qualunque età. L'effettuazione prevede una semplice iniezione e.v.; il radiofarmaco comunemente utilizzato (MDP o altri difosfonati) nei molti anni di impiego clinico ha presentato solamente sporadici casi di reazioni allergiche, generalmente limitati a rash cutaneo prurito e febbre. La dose di irradiazione ricevuta dall'osso e dal midollo osseo è bassa.

La sostanza radioattiva iniettata è marcata con un radioisotopo a breve emivita e a bassa energia, l’iniezione è sicura, ben tollerata e non esistono descrizioni di gravi allergie o di altre preoccupanti reazioni avverse.

Il radiofarmaco iniettato emette radiazioni, ma in dosi molto basse. L’organo che nel corso dell’esame risulta essere il più esposto alle radiazioni è la vescica, ma è possibile ridurre al minimo i rischi bevendo abbondantemente e urinando dopo l’esame.

La scintigrafia non deve essere effettuata in gravidanza perché le radiazioni, per quanto in piccole dosi, possono nuocere all’embrione. Per questa ragione, di norma, nelle donne in età fertile l’indagine viene eseguita entro i dieci giorni successivi all’inizio dell'ultima mestruazione, oppure quando il test di gravidanza risulta negativo. Inoltre, dal momento che le sostanze radioattive vengono escrete attraverso il latte materno, nelle donne che allattano l’esame non è indicato se non dopo aver interrotto temporaneamente l’allattamento.