Quantitative coronary Angiography (QCA) Pierfrancesco Agostoni, MD Antwerp Cardiovascular Institute Middelheim Ziekenhui

1. Quantitative coronary Angiography (QCA) Pierfrancesco Agostoni, MDAntwerp Cardiovascular Institute MiddelheimZiekenhuis Netwerk AntwerpenAnversa, Belgio

2. QCA • La QCA (Quantitative Coronary Angiography, angiografia coronarica quantitativa) è una tecnica, direttamente basata sull’esame coronarografico con mezzo di contrasto, mediante la quale si ottengono parametri che quantificano in modo “obiettivo” le stenosi coronariche e i risultati immediati e a lungo termine delle procedure interventistiche coronariche

3. QCA • La QCA è basata sull’utilizzo di specifici e dedicati software proprietari che permettono di definire in modo sostanzialmente “operatore-indipendente” determinate misure che quantificano il lume coronarico Q-Angio®XA Pie-Medical CAAS II

4. SCOPI • Pratica clinica quotidiana • Eseguita “on-line” • Permette di scegliere i materiali adeguati (in particolare lunghezza e diametro degli stent) • Si contrappone alla stima qualitativa (“eye-balling” o “visual estimation”) delle stenosi coronariche e dei risultati delle procedure interventistiche • Ricerca scientifica • Eseguita “off-line”, possibilmente da operatori indipendenti dalla procedura stessa • Permette di avere una valutazione puramente numerica delle stenosi coronariche e delle eventuali procedure interventistiche eseguite • Permette di uniformare, rendere obiettivi e confrontabili i dati ottenuti dai vari laboratori e nei vari studi

5. QCA • Il primo passo per eseguire un’indagine QCA è acquisire immagini angiografiche della coronaria d’interesse di alta qualità e secondo una tecnica standardizzata • La coronarografia fornisce un luminogrammabidimensionale di una struttura tridimensionale • La coronarografia visualizza solo il lume coronarico, quindi non fornisce nessuna indicazione diretta sulla parete vascolare e sul processo aterosclerotico per se, ma solo sull’impatto di questo processo sul lume coronarico • Ogni acquisizione coronarografica fornisce un’immagine radiografica in due dimensioni, mentre le coronarie si sviluppano in modo tridimensionale intorno al muscolo cardiaco

6. QCA • Affinché le immagini coronarografiche descrivano nel modo più veritiero l’esatta anatomia coronarica, è necessario che il tubo radiogeno sia esattamente perpendicolare al segmento coronarico di interesse • È consigliabile che almeno due proiezioni perpendicolari una rispetto all’altra ed entrambe al segmento coronarico d’interesse vengano ottenute • Limitazioni: • accorciamento (“foreshortening”) di determinate strutture rispetto alla reale anatomia • sovrapposizione (“overlap”) di strutture contigue che può mascherare alcuni segmenti d’interesse

7. QCA • Il secondo passo per eseguire un’indagine QCA è selezionare l’immagine (still-frame) su cui far l’analisi da una specifica sequenza angiografica • Minimo foreshortening e minimo overlap con altre strutture • Paziente in ispirazione profonda (aumenta la contrapposizione tra il nero del m.d.c. e lo sfondo radiotrasparente) • catetere nella sequenza (il catetere è lo strumento per la calibrazione) • Somministrazione di nitroglicerina intracoronarica • Immagine scelta in telediastole • Seconda immagine con la punta del catetere piena di m.d.c. da usare per la calibrazione • Stenosi e catetere più possibile al centro dell’immagine

8. UN ESEMPIO

9. UN ESEMPIO Stent 3.0x16 mm a 20 atm Post-dilatazione con pallone NC 3.5x12 mm a 16 atm

10. CALIBRAZIONE Il catetere, di cui si conosce la misura in French, quindi il diametro (per esempio, 5F = 1.7 mm, 6F = 2 mm, 7F = 2.3 mm, 8F = 2.6 mm), viene misurato Si traccia manualmente una linea centrale lungo il tratto della punta del catetere e il software automaticamente ne riconosce i margini, usando specifici algoritmi che su immagini digitali riconoscono il passaggio da pixel radioopachi (neri o grigi scuri) a pixel radiotrasparenti (grigi chiari o bianchi) secondo un’analisi densitometrica Il software è in grado di trasformare ogni pixel in un quadrato con lati di dimensioni note (in mm)

11. QCA PRE-PROCEDURA (1) Il segmento coronarico d’interesse deve includere la stenosi e i tratti di coronaria a monte e a valle considerati angiograficamente “indenni” da lesioni significative (chiamati segmenti di riferimento) Scelta la regione d’interesse, se ne traccia manualmente la linea centrale e automaticamente il software riconosce i margini del tratto coronarico considerato (automatic contour detection) Questo permette di ottenere una serie di diametri lungo tutto il tratto stesso, misurati in pixel e trasformati, mediante il parametro della calibrazione, in mm

12. QCA PRE-PROCEDURA (2) La ricostruzione automatica del presunto lume coronarico normale viene eseguita mediante un algoritmo che crea una linea, per ogni margine coronarico, che “interpola” i tratti coronarici esenti da malattia a monte e a valle della regione di interesse, con quelli della regione d’interesse stessa, ricostruendo i bordi coronarici di riferimento (in inglese “reference segments”) Questa tecnica si basa sul calcolo di un valore medio dei diametri del lume nei segmenti di riferimento a monte e a valle della lesione

14. QCA POST-PROCEDURA (1)

15. QCA POST-PROCEDURA (2) Dopo impianto di uno stent coronarico è possibile effettuare l’analisi dei margini dello stent stesso (“stent edge”) Lo stent, essendo debolmente radioopaco, può esser visualizzato durante la fase della sequenza coronarografica in cui il mezzo di contrasto non è stato ancora iniettato nella coronaria Si marcano, con 2 linee trasversali al lume vasale, i margini prossimale e distale dello stent e viene calcolato automaticamente il segmento dove lo stent è stato impiantato e i 5 mm prossimali e distali allo stent stesso

16. QCA POST-PROCEDURA (3) Segment 5 mm 5 mm proximaledge distaledge Stent

17. ANALISI SERIATE Per gli studi riguardanti device coronarici, vengono eseguite almeno 3 analisi QCA, una prima del trattamento, una immediatamente dopo il trattamento e una al follow-up, ad una distanza pre-specificata di tempo, di solito compresa tra i 4 e i 12 mesi Ulteriori analisi a un follow-up ancora più lungo (2-3 anni dal trattamento) possono essere effettuate, anche se sono limitate da problemi etici e/o logistici Questo tipo di analisi permette di ottenere nuovi parametri, che valutano la performance dei device coronarici nel tempo, direttamente calcolati dai parametri misurati o derivati dalle singole acquisizioni QCA

18. L’acute gain da un’idea dell’efficaciaacuta del device nel dilatare la lesione coronarica d’interesse Il late luminal loss è una stima di tutti quei processi che sono coinvolti nel fenomeno della restenosi coronarica dopo trattamento percutaneo (recoil acuto, rimodellamento tardivo e iperplasia intimale)

19. Adapted from: Vermeersch, Agostoni et al. RRISC study. JACC 2007

20. Adapted from: Vermeersch, Agostoni et al. RRISC study. JACC 2007

21. FURTHER RESOURCES • CAAS - http://www.piemedicalimaging.com/ • MEDIS - http://www.medis.nl/index.htm • Reiber JHC, van der Zwet PMJ, von Land CD, et al. Quantitative coronary arteriography: equipment and technical requirements. Developments in cardiovascular medicine  1993:137:75-111 • Serruys PW, Foley DP, de Feyter PJ. Quantitative coronary angiography in clinical practice. Boston, Kluwer Academic Publishers: 1993 • STENT BOOST - http://www.philips.com/

22. For further slides on these topics please feel free to visit the metcardio.org website:http://www.metcardio.org/slides.html