Ultrasuoni focalizzati sotto guida di Risonanza Magnetica (MRgFUS): principi tecnici

 A. NAPOLI*, G.. BRACHETTI*, F. CIOLINA*, B. CAVALLO MARINCOLA*, C. CATALANO*

Negli ultimi anni si è assistito allo sviluppo e ad una sempre maggiore diffusione nella pratica clinica di numerose tecniche interventistiche mini-invasive, come l’ablazione con radiofrequenza (RFA), la crioablazione e gli ultrasuoni focalizzati ad alta intensità (HIFU). L’obiettivo comune a tali tecniche è di offrire un trattamento completo ed efficace analogamente alle tecniche chirurgiche con il vantaggio, rispetto a queste ultime, di una minima o assente invasività.

La tecnica di ablazione con Ultrasuoni Focalizzati è stata introdotta per la prima volta in Cina nel 1980. L’invio di un fascio ultrasonoro ad elevata intensità focalizzato in un punto di piccole dimensioni determina un progressivo aumento della temperatura (generalmente stimato tra 65 e 85°C) tale da causare una denaturazione proteica ed una conseguente necrosi coagulativa del tessuto bersaglio. L'energia acustica viene generata da trasduttori con cristalli piezoelettrici che operano a valori di frequenza compresi tra 200 kHz e 4 Mhz. La grandezza dei trasduttori può variare al fine di permettere la deposizione di energia in zone profonde del corpo o a livello di organi più superficiali (in quest’ultimo caso grazie ai trasduttori endocavitari). Al fine di ottenere un rapido aumento della temperatura, ogni impulso energetico è generalmente focalizzato all’interno di volumi di 0,2-5 mm³, assicurando pertanto un incremento termico trascurabile a livello dei tessuti circostanti. Inoltre, i volumi programmati dal sistema vengono posizionati strettamente adiacenti tra loro o addirittura sovrapposti, assicurando pertanto l’ablazione completa del tessuto bersaglio ed il mantenimento costante di un’elevata temperatura nell’area target durante l’intera procedura.

Tra le differenti tecniche di ablazione termica, l’HIFU è quindi l’unica a focalizzare l'energia termica nella zona target senza causare danni ai tessuti sani circostanti.

La guida degli Ultrasuoni (US) è stata la prima ad essere utilizzata ed integrata al sistema HIFU. Nei primi anni '90 è stata introdotta la guida RM come assistenza alla procedura chirurgica (in particolare in ambito neurochirurgico); successivamente, grazie ai progressi tecnologici, la guida RM è stata utilizzata anche per il monitoraggio ed il controllo della temperatura in sede intra-procedurale.

La guida RM nel trattamento con ultrasuoni focalizzati (MRgFUS: Magnetic Resonance guided Focuses Ultrasound) offre alcuni importanti vantaggi che assicurano un’ablazione completa e sicura per il Paziente. La capacità di ottenere immagini ad alta risoluzione nei differenti piani dello spazio risulta infatti particolarmente utile nel planning pre-operatorio al fine della corretta identificazione della lesione target, dei suoi margini e delle strutture anatomiche circostanti. Durante la fase di pianificazione, il sistema imposta automaticamente i parametri tecnici dei vari impulsi (potenza, durata, dimensioni del volume, etc.). L’operatore può in ogni caso e in qualunque momento modificare manualmente i parametri impostati in caso di necessità. E’ inoltre possibile visualizzare il percorso del fascio US programmato per ciascun impulso, la cui direzione può essere modificata sui vari piani dello spazio al fine di salvaguardare le strutture anatomiche che potrebbero interporsi tra il trasduttore ed il tessuto bersaglio. E’ infine possibile monitorare eventuali fenomeni indesiderati di riflessione acustica e di cavitazione durante ciascun impulso inviato.

L’aspetto che probabilmente rappresenta il più importante valore aggiunto della guida RM è la possibilità di utilizzare sequenze dedicate, mirate al monitoraggio in tempo reale dell’aumento della temperatura che si raggiunge progressivamente all’interno del tessuto bersaglio. Il metodo PRF (Proton Resonance Frequency) shift method è il più diffuso ed utilizzato per ottenere una stima della temperatura durante la procedura MRgFUS. Si basa sull’utilizzo di sequenze fast spoiled gradient-echo che forniscono una mappatura termica dell’area bersaglio in tempo reale e durante ciascun impulso energetico; grazie ad una mappa colorimetrica, le regioni con il più alto accumulo di calore vengono sovrapposte all’immagine anatomica acquisita su un determinato piano. L’operatore ha pertanto una stima in tempo reale dell’effetto ablativo raggiunto nei diversi punti trattati ed in quelli vicini. Infine, un ulteriore vantaggio della guida RM è rappresentato dall’utilizzo di sequenze acquisite dopo somministrazione del mezzo di contrasto che permettono di avere una stima dell’efficacia del trattamento immediatamente al termine della procedura.

Ad eccezione di alcuni casi,  generalmente i trattamenti MRgFUS sono eseguiti in regime ambulatoriale/day-hospital e prevedono unicamente una blanda sedazione cosciente o un’anestesia locale, riducendo pertanto al minimo possibili complicanze e garantendo una minima invasività procedurale.

Nella pratica clinica il sistema MRgFUS risulta pertanto potenzialmente competitivo con la terapia chirurgica e con le tecniche interventistiche mini-invasive nel trattamento di patologie benigne e maligne di molteplici tessuti, combinando l’efficacia terapeutica ad una garanzia di sicurezza per il Paziente.

Alessandro NAPOLI*, Giulia BRACHETTI*, Federica CIOLINA*, Beatrice CAVALLO MARINCOLA*, Carlo CATALANO*

*Dipartimento di Scienze Radiologiche Oncologiche e Anatomo Patologiche

Sapienza Università di Roma