Procedural and dosimetric aspects in peripheral angiography using CO2 as contrast medium

Lo scopo di questa tesi è lo studio degli aspetti procedurali e dosimetrici in angiografie periferiche che utilizzano la CO2 come mezzo di contrasto. La tecnica angiografica consiste nell’imaging radiologico di vasi sanguigni tramite l’iniezione di un mezzo di contrasto, e il suo uso è in costante incremento a causa dell’aumento di pazienti con malattie vascolari. I mezzi di contrasto iodati sono i più comunemente utilizzati e permettono di ottenere immagini di ottima qualità, ma presentano il limite di una elevata nefrotossicità. La CO2 è considerata un’interessante alternativa al mezzo iodato, per la sua acclarata biocompatibilità, soprattutto per pazienti con elevati fattori di rischio (diabete e/o insufficienza renale). Il suo utilizzo presenta comunque alcuni aspetti problematici, dovuti allo stato gassoso e al basso contrasto intrinseco rispetto alla soluzione iodata. Per quest’ultimo motivo si ritiene generalmente che l’utilizzo della CO2 comporti un aumento di dose rispetto ai mezzi di contrasto tradizionali. Il nostro studio, effettuato su diversi apparati radiologici, ha dimostrato che i parametri di emissione radiologica sono gli stessi per i protocolli di angiografia tradizionale, con iodio, e quelli che utilizzano CO2. Questa evidenza suggerisce che i protocolli CO2 operino solo sul trattamento delle immagini ottenute e non sulla modalità di acquisizione, e dal punto di vista dosimetrico l’angiografia con CO2 è riconducibile all’angiografia tradizionale. L’unico fattore che potrebbe portare a un effettivo incremento di dose al paziente è un allungamento dei tempi di scopia e di procedura, che andrebbe verificato con una campagna di misure in ambito clinico. Sulla base della stessa evidenza, si ritiene che la visualizzazione della CO2 possa essere ulteriormente migliorata attraverso l’ottimizzazione dei parametri di emissione radiologica (kVp, frame rate e durata degli impulsi) attualmente predisposti per l’uso di mezzi di contrasto iodati.

A novel marker for heart failure: Cross sectional area assessment in a large vein by conductance catheter.

The present study investigates the feasibility of a new application able to check the heart failure status in a patient through the estimation of the venous distension. In this way it would be possible to follow up patients, avoiding invasive or expensive exams such as cardiac catheterization and echocardiography. Moreover, the devices would also be able to diagnose the decline of the disease, in order to allow a new adaptation to therapy, and vice versa to check the improvement in the patient’s conditions after the CRT device implant. This thesis is essentially divided into three parts: an analytical model was used to obtain an estimation of the error committed for the calculation of the CSA and to understand how the accuracy and sensitivity depend on the different configurations of the electrodes and the catheter position inside the vein; secondly, an in-vitro experiment was carried out in order to verify the practical feasibility for these kinds of measurements, in a very simplified model; in the end, several animal experiments were done to test the in-vivo practicability of the proposed method. The obtained results showed the feasibility of this approach. In fact, the error committed in the estimation of CSA, during the animal experiments, can be considered acceptable (CSAerror_max ≈ -14%). Moreover, it has been demonstrated that the conductance catheter allows assessing, not only the vein CSA, but also the breathing of the animal.