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Autore/Autori: Gianluca Pontone
Relazioni storiche – Congresso 2025
La TC cardiaca è fondamentale per guidare la terapia medica, valutando il grado di ostruzione, il fenotipo di placca e l’infiammazione pericoronarica. La tecnica FFRCT, basata su AI, ha un’accuratezza diagnostica dell’81% rispetto alla FFR invasiva e riduce significativamente l’indicazione agli studi angiografici. La TC guida l’angioplastica definendo la composizione della placca (es. calcifica), l’accesso e la proiezione ottimale per lo stent. Per la chirurgia, il SYNTAX score calcolato con TC + FFR è accurato quanto quello angiografico.
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| Tag | accuratezza, angioplastica, cardiochirurgia, coronaria, farmacologia, ffr, imaging, placca, rischio, tc |
La relazione illustra il ruolo in evoluzione della tomografia computerizzata cardiaca (CCTA) nel planning della rivascolarizzazione coronarica. La cardiopatia ischemica non si esaurisce nel modello della stenosi ostruttiva, ma si compone di quattro pilastri: anatomia del lume, ischemia (dato funzionale), fenotipo di placca e anatomia coronarica complessiva. Oggi, grazie all’ampio portafoglio farmacologico (terapie ipolipemizzanti, antinfiammatorie e future terapie antitrombotiche), la gestione è sempre più medica e richiede una conoscenza dettagliata del profilo di rischio del paziente.
La CCTA sta vivendo un passaggio storico da ruolo puramente diagnostico a ruolo terapeutico, analogamente a quanto avvenne con la coronarografia. L’FFR-CT, basata su modelli matematici e intelligenza artificiale, permette di calcolare pixel per pixel la fractional flow reserve su un modello 3D delle coronarie, senza somministrare adenosina. Il software “Stent Virtual Planner” consente di simulare l’impianto di uno stent e di ricalcolare l’FFR attesa, guidando la strategia di rivascolarizzazione. L’accuratezza diagnostica dell’FFR-CT rispetto all’FFR invasiva è dell’81%, ben superiore al 64% della coronarografia invasiva.
L’utilizzo dell’FFR-CT in aggiunta alla CCTA riduce del 61% l’indicazione a studi angiografici invasivi e solo il 12% dei pazienti inviati in sala risulta privo di malattia ostruttiva. Ciò si traduce in una riduzione dei costi complessivi di gestione della cardiopatia ischemica tra il 23% e il 26%. Lo studio randomizzato PRECISE, su 2.000 pazienti, ha confrontato l’approccio tradizionale (stress test) con la strategia CCTA + FFR-CT, dimostrando la superiorità di quest’ultima nel raggiungimento dell’endpoint combinato.
Oltre all’FFR-CT, la TC consente lo studio della perfusione miocardica sotto stress farmacologico (regadenoson), con elevata accuratezza diagnostica (AUC ~0,87). È inoltre possibile una perfusione dinamica con stima quantitativa del flusso miocardico, ma richiede l’acquisizione durante stress. Per superare questo limite, è stato sviluppato un modello matematico (brevetto Monzino-Politecnico di Milano) che simula il flusso miocardico a partire dal dataset TC, con buona accuratezza rispetto alla tecnica stress.
Lo studio P4 randomizza pazienti con stenosi >70% e FFR ridotta ad angioplastica IVUS-guidata vs TC-guidata. La TC fornisce informazioni cruciali per l’emodinamista: morfologia dell’origine coronarica (scelta del catetere), composizione della placca (necessità di pretrattamento), massa miocardica a rischio tributaria di ciascun vaso (utile per decidere se proteggere o sacrificare un ramo), migliore proiezione angiografica per il deployment dello stent (angoli LAO/CAU). Attraverso il virtual stenting si simula l’impianto e si calcola l’FFR post-procedura, valutando diverse strategie (stent focale vs lungo vs lunghissimo) e scegliendo quella con il miglior rapporto beneficio/rischio, il tutto in heart team prima di entrare in sala.
Vengono presentati un caso semplice (lesione focale su circonflessa) e uno complesso (lesione lunga e diffusamente calcifica su IVA con collaterale diagonale). In quest’ultimo, la TC quantifica che il ramo diagonale è tributario del 20% della massa a rischio, indicandone la protezione. Tre strategie di stent vengono confrontate: la scelta ricade su uno stent lungo 48 mm, che ripristina un FFR post-stent di 0,82 senza coinvolgere l’ostio dell’IVA. Lo studio ha arruolato 929 pazienti, di cui 200 al Monzino.
Nei pazienti trivasali, il SYNTAX score basato sulla sola TC tende a sovrastimare il punteggio angiografico, ma l’integrazione con FFR-CT produce un SYNTAX score equivalente. Lo studio SYNTAX III ha mostrato un agreement del 93% tra heart team che decidevano sulla base dell’angio e quelli che decidevano su CCTA + FFR-CT. Nel progetto FAST-TRACK, il planning chirurgico viene eseguito su simulatore TC, che indica l’area di protezione chirurgica per ogni anastomosi pianificata.
Oltre al photon-counting, si sta sviluppando la hierarchical phase-contrast CT, tecnologia sperimentale che accelera fotoni come un ciclotrone (170 metri) e raggiunge una risoluzione spaziale di 7 micrometri, simile a un microscopio elettronico. Consente di visualizzare vasi epicardici, microcircolo, fibre miocardiche e cristalli di calcio all’interno della placca, realizzando una vera istologia virtuale. Queste tecnologie promettono di integrare tutte le informazioni necessarie per decidere se e come rivascolarizzare (PCI vs CABG) e dove proteggere il miocardio.
La CCTA con FFR-CT e strumenti di simulazione sta diventando un tool completo per il planning della rivascolarizzazione, sia percutanea sia chirurgica, riducendo procedure invasive inutili e migliorando la personalizzazione del trattamento. Le linee guida europee e gli eventi formativi (Monzino Imaging Academy, Milan Cardiac Imaging) confermano l’importanza crescente di questo approccio integrato.
This talk outlines the evolving role of coronary CT angiography (CCTA) in planning coronary revascularisation. Ischaemic heart disease extends beyond the obstructive stenosis model; it rests on four pillars: lumen anatomy, ischaemia (functional information), plaque phenotype, and overall coronary anatomy. Thanks to a broad pharmacological portfolio (lipid-lowering, anti-inflammatory, and future antithrombotic drugs), management is increasingly medical and requires detailed knowledge of the patient’s risk profile.
CCTA is undergoing a historic shift from a purely diagnostic role to a therapeutic one, similar to what happened with invasive coronary angiography. FFR-CT, based on mathematical models and artificial intelligence, calculates pixel-by-pixel fractional flow reserve on a 3D coronary model without adenosine administration. The “Stent Virtual Planner” software simulates stent implantation and recalculates the expected FFR, guiding revascularisation strategy. Diagnostic accuracy of FFR-CT against invasive FFR is 81%, markedly higher than the 64% of invasive angiography.
Adding FFR-CT to CCTA reduces referral to invasive angiography by 61%, and only 12% of patients sent to the cath lab have no obstructive disease. This translates into an overall cost reduction of 23–26% in CAD management. The randomised PRECISE trial (2,000 patients) compared a traditional stress-test strategy with CCTA + FFR-CT, demonstrating the latter’s superiority in achieving the composite endpoint.
Beyond FFR-CT, CT can evaluate myocardial perfusion under pharmacological stress (regadenoson), with high diagnostic accuracy (AUC ~0.87). Dynamic perfusion allows quantitative myocardial blood flow estimation but requires stress acquisition. To overcome this, a mathematical model (joint patent Monzino-Politecnico di Milano) simulates myocardial blood flow from the CCTA dataset, showing good agreement with the stress technique.
The P4 study randomises patients with >70% stenosis and reduced FFR to IVUS-guided versus CT-guided PCI. CCTA provides crucial information for the interventionalist: coronary ostium morphology (catheter selection), plaque composition (need for lesion preparation), quantitative myocardial mass at risk for each vessel, and optimal angiographic projection for stent deployment (LAO/CAU angles). Virtual stenting simulates implantation and calculates post-PCI FFR, comparing different strategies (focal vs long vs very long stent) and selecting the one with the best risk–benefit ratio, all during heart-team discussion before entering the cath lab.
A simple case (focal circumflex lesion) and a complex one (long, heavily calcified LAD lesion with a diagonal branch) are presented. In the complex case, CT quantifies the diagonal branch as supplying 20% of the left ventricular mass, indicating the need to protect it. Three stent strategies are compared: a 48-mm-long stent is chosen, achieving a post-PCI FFR of 0.82 without compromising the LAD ostium. The study has enrolled 929 patients, 200 of them at Monzino.
In patients with three-vessel disease, the CT-based SYNTAX score tends to overestimate the angiographic score, but integration with FFR-CT yields an equivalent score. The SYNTAX III study showed 93% agreement between heart teams deciding on angiography versus CCTA + FFR-CT. In the FAST-TRACK project, surgical planning is performed on a CT simulator that displays the area of surgical protection for each planned anastomosis.
Beyond photon-counting, hierarchical phase-contrast CT is under development—an experimental technology that accelerates photons like a cyclotron (170 metres) and reaches a spatial resolution of 7 micrometres, similar to an electron microscope. It can visualise epicardial vessels, microcirculation, myocardial fibres, and calcium crystals within plaque, achieving true virtual histology. Such technologies promise to integrate all information needed to decide whether and how to revascularise (PCI vs CABG) and where to protect the myocardium.
CCTA with FFR-CT and simulation tools is becoming a comprehensive planning tool for both percutaneous and surgical revascularisation, reducing unnecessary invasive procedures and personalising treatment. European guidelines and dedicated educational events (Monzino Imaging Academy, Milan Cardiac Imaging) confirm the growing importance of this integrated approach.
Il moderatore cede la parola al primo relatore, che ringrazia Marco per l’introduzione. Il tema assegnato è l’utilizzo della tomografia computerizzata (TC) cardiaca nel planning della rivascolarizzazione coronarica.
La cardiopatia ischemica si fonda su diversi pilastri. Il modello più semplice e storico è quello della stenosi ostruttiva. A questo si è aggiunto il dato funzionale (ischemia), quindi il fenotipo di placca e, più recentemente, l’anatomia coronarica complessiva. Oggi, grazie a un ampio portafoglio farmacologico (terapie ipolipemizzanti, antinfiammatorie e future antitrombotiche), la gestione è sempre più medica e meno emodinamica. Per utilizzare al meglio queste terapie, è necessario conoscere in dettaglio il profilo di rischio del paziente, ruolo per cui la TC è cruciale, come approfondirà la relazione successiva.
La TC sta rivivendo il passaggio storico da tecnica diagnostica a terapeutica, simile a quanto avvenne con la coronarografia (le prime eseguite dal radiologo interventista Sones, la prima angioplastica da Grüntzig). Oggi la CCTA non solo diagnostica la stenosi, ma grazie all’FFR-CT consente di valutare la significatività emodinamica della lesione e, attraverso lo “Stent Virtual Planner”, di simulare l’impianto di uno stent e ricalcolare l’FFR attesa. Questo shift dal ruolo diagnostico a quello di guida terapeutica apre le porte a un impiego interventistico della TC.
L’FFR-CT si basa su un modello matematico combinato con intelligenza artificiale che poggia su tre principi fisiologici: misura della massa ventricolare sinistra, stima delle resistenze periferiche e modello matematico che predice la vasodilatazione coronarica indotta da adenosina, senza somministrarla realmente. Il software crea un modello 3D delle coronarie e calcola pixel per pixel il valore di fractional flow reserve (FFR), cioè la caduta di flusso a monte e a valle della stenosi. Lo strumento consente di simulare l’impianto di uno stent e ricalcolare l’FFR post-procedura.
L’accuratezza diagnostica dell’FFR-CT rispetto all’FFR invasiva è dell’81% (studio NXT), valore molto superiore al 64% della coronarografia invasiva. L’uso di questa tecnologia riduce del 61% l’indicazione a studi angiografici invasivi e solo il 12% dei pazienti inviati in sala non ha malattia ostruttiva. Ciò comporta una riduzione dei costi complessivi di gestione della cardiopatia ischemica tra il 23% e il 26%.
Lo studio randomizzato PRECISE, su 2.000 pazienti, ha confrontato un braccio con strategia tradizionale (stress test) e uno con CCTA + FFR-CT, dimostrando che l’endpoint combinato veniva raggiunto più efficacemente con quest’ultima. Oltre all’FFR-CT, esiste la perfusione TC sotto stress farmacologico (regadenoson), con flusso di lavoro che prevede CCTA a riposo, pausa di 10 minuti, somministrazione dello stress e acquisizione in condizioni di stress. L’accuratezza diagnostica è elevata (AUC ~0,87).
È possibile anche una perfusione dinamica quantitativa, con stima del flusso miocardico (myocardial blood flow) simile alla PET. Tuttavia, la perfusione richiede di stressare il paziente. Per superare questo limite, il Monzino e il Politecnico di Milano hanno sviluppato un modello matematico (brevettato) che simula virtualmente il flusso miocardico partendo dal dataset TC. Uno studio ha confermato la buona accuratezza diagnostica di questa simulazione rispetto alla tecnica con stress. Così, anatomia e fisiologia (con FFR-CT o flusso simulato) possono essere integrate nel planning della rivascolarizzazione.
Lo studio P4 (tuttora in corso) randomizza pazienti con stenosi >70% e FFR ridotta ad angioplastica IVUS-guidata versus angioplastica CT-guidata. La pianificazione CT-guidata sfrutta diverse informazioni estratte dalla CCTA: 1) morfologia dell’origine coronarica, utile per scegliere il catetere (es. origine anomala della coronaria destra); 2) “ending zone” e composizione della placca, ottenibile con mappe cross-section, che indicano se la placca è calcifica (da pretrattare) o fibrolipidica; 3) massa miocardica a rischio tributaria di ciascun vaso, calcolata quantitativamente (es. circonflessa 44%, LAD 42%): serve per decidere se proteggere o sacrificare un ramo, superando la valutazione qualitativa basata sul diametro; 4) migliore proiezione angiografica per il deployment dello stent, derivata ruotando il modello 3D e ottenendo gli angoli LAO/CAU precisi. Con il virtual stenting, si simula lo stent e si calcola l’FFR atteso, verificando il successo emodinamico della procedura.
In un caso semplice di lesione focale sulla circonflessa, la TC fornisce: tipo di catetere, migliore proiezione, composizione della placca e scelta dello stent. In sala, un sincronizzatore collega il modello TC all’arco angiografico, permettendo all’operatore di lavorare direttamente sul modello TC. Man mano che l’esperienza cresce (studio P4), l’emodinamista sposta progressivamente l’attenzione dall’immagine angiografica, più grossolana, a quella TC, più ricca di informazioni.
Un caso più complesso mostra una lesione lunga e diffusamente calcifica sull’IVA, con un collaterale diagonale. La TC quantifica che il ramo diagonale è tributario del 20% della massa a rischio, indicando che va protetto. La valutazione emodinamica (FFR) mostra che l’impatto è limitato alla porzione distale. Vengono confrontate tre strategie: stent corto (20 mm) solo sulla porzione emodinamicamente significativa (FFR finale 0,80), stent più lungo che risparmia l’ostio dell’IVA (FFR 0,82), stent lunghissimo fino all’ostio senza ulteriore beneficio (FFR 0,82). L’heart team sceglie la strategia con stent da 48 mm. Il tutto viene deciso prima di entrare in sala. L’arruolamento dello studio P4 è quasi completato (929 pazienti al momento della presentazione).
Nei pazienti trivasali, il calcolo del SYNTAX score basato sulla sola TC tende a sovrastimare il punteggio angiografico, ma se si integra l’FFR-CT lo score diventa esattamente corrispondente. Lo studio SYNTAX III ha dimostrato che un heart team che decide tra PCI e CABG basandosi su CCTA + FFR-CT ha un agreement del 93% con il team che decide sull’angiografia.
Sulla base di questi risultati, il progetto FAST-TRACK ha simulato il planning chirurgico utilizzando TC e FFR-CT. Il simulatore mostra il vaso e, indicando i punti di anastomosi, calcola l’area di protezione chirurgica, guidando la strategia di bypass.
Oltre al photon-counting, è in sviluppo la hierarchical phase-contrast CT, una tecnologia sperimentale che accelera fotoni come un ciclotrone (170 metri). Offre una risoluzione spaziale di 7 micrometri, simile a un microscopio elettronico, e può visualizzare vasi epicardici, microcircolo, fibre miocardiche e componenti della placca (cristalli di calcio, ateroma, tonaca media, avventizia), realizzando una vera istologia virtuale. Queste tecnologie integreranno anatomia, fisiologia e istologia per decidere se il paziente necessita di terapia medica, rivascolarizzazione meccanica (PCI o CABG) e quali regioni proteggere.
Il relatore conclude ricordando il documento della Società Europea di Cardiologia sulle indicazioni della TC, l’handbook prodotto, l’attività della Monzino Imaging Academy e l’appuntamento biennale del Milan Cardiac Imaging (12-13 giugno), organizzato insieme a San Raffaele e Humanitas.
The moderator hands over to the first speaker, who thanks Marco for the introduction. The assigned topic is the use of coronary CT angiography (CCTA) in planning coronary revascularisation.
Coronary artery disease rests on several pillars. The simplest and oldest model is obstructive stenosis. The functional component (ischaemia) was added later, followed by plaque phenotype and, more recently, overall coronary anatomy. Today, thanks to a broad pharmacological portfolio (lipid-lowering, anti-inflammatory, and future antithrombotic drugs), management is increasingly medical. To use these therapies appropriately, one must know the patient’s risk profile in detail—a task for which CT is crucial, as the subsequent talk will elaborate.
CT is reliving the historic transition from a diagnostic to a therapeutic tool, similar to what happened with invasive angiography (first performed by radiologist Sones, first angioplasty by Grüntzig). Today, CCTA not only diagnoses stenosis but, through FFR-CT, assesses its haemodynamic significance and, with the “Stent Virtual Planner,” simulates stent implantation and recalculates the expected FFR. This shift opens the door to a therapeutic and interventional use of CT.
FFR-CT is based on a mathematical model combined with artificial intelligence, resting on three physiological principles: left ventricular mass measurement, estimation of peripheral resistances, and a mathematical model that predicts adenosine-induced coronary vasodilation without actually administering adenosine. The software creates a 3D coronary model and calculates fractional flow reserve pixel by pixel. It can simulate stent implantation and recalculate post-procedural FFR.
Compared with invasive FFR, FFR-CT shows 81% diagnostic accuracy (NXT trial), well above the 64% accuracy of invasive angiography. Using this technology reduces referral to invasive angiography by 61%, and only 12% of patients sent to the cath lab have no obstructive disease. This leads to a 23–26% reduction in overall CAD management costs.
The randomised PRECISE trial (2,000 patients) compared a traditional stress-test strategy with CCTA + FFR-CT, showing the latter was more effective in reaching the composite endpoint. Beyond FFR-CT, CT perfusion under pharmacological stress (regadenoson) is feasible with a workflow of rest CCTA, 10-minute pause, stress administration, and stress acquisition. Diagnostic accuracy is high (AUC ~0.87).
Dynamic quantitative perfusion can estimate myocardial blood flow similarly to PET. However, perfusion requires stressing the patient. To overcome this, Monzino and Politecnico di Milano have developed a mathematical model (patented) that simulates myocardial blood flow from the CT dataset, with good accuracy compared to the stress technique. Thus, anatomy and physiology (via FFR-CT or simulated flow) can be integrated for revascularisation planning.
The ongoing P4 study randomises patients with >70% stenosis and reduced FFR to IVUS-guided versus CT-guided PCI. CT-guided planning uses several CCTA-derived pieces of information: 1) coronary ostium morphology, helpful for catheter selection (e.g., anomalous right coronary origin); 2) “ending zone” and plaque composition via cross-sectional maps, indicating whether plaque is calcific (requiring lesion preparation) or fibro-lipidic; 3) quantitative myocardial mass at risk subtended by each vessel (e.g., circumflex 44%, LAD 42%), aiding the decision to protect or sacrifice a branch based on quantitative data rather than qualitative visual estimation; 4) optimal angiographic projection for stent deployment, obtained by rotating the 3D model to find the preferred view and obtaining LAO/CAU angles. Virtual stenting then simulates stent implantation and calculates expected post-PCI FFR, confirming haemodynamic success.
In a simple focal circumflex lesion, CT provides catheter type, optimal projection, plaque composition, and stent choice. In the cath lab, a synchronisation system links the CT model to the angiographic C-arm, allowing the operator to work directly on the CT model. Over the course of the P4 study, interventionalists progressively shifted their attention from the coarse angiographic image to the information-rich CT image.
A more complex case involves a long, heavily calcified LAD lesion with a diagonal branch. CT quantifies the diagonal as supplying 20% of the left ventricular mass, mandating its protection. FFR shows the haemodynamic impact is confined to the distal segment. Three strategies are compared: a short stent (20 mm) covering only the haemodynamically significant portion (final FFR 0.80); a longer stent sparing the LAD ostium (FFR 0.82); a very long stent to the ostium without further FFR benefit (still 0.82). The heart team chooses a 48-mm stent. The entire plan is made before entering the cath lab. The P4 study has enrolled 929 patients to date.
In three-vessel disease, the CT-based SYNTAX score tends to overestimate the angiographic score, but integration with FFR-CT yields an equivalent score. The SYNTAX III study showed a 93% agreement between heart teams deciding on PCI vs CABG based on angiography versus CCTA + FFR-CT.
Building on these results, the FAST-TRACK project simulated surgical planning using CT and FFR-CT. The simulator displays the vessel and, by marking anastomotic sites, calculates the area of surgical protection, guiding the bypass strategy.
Beyond photon-counting CT, hierarchical phase-contrast CT is being developed—an experimental technology that accelerates photons like a cyclotron (170 metres). It achieves a spatial resolution of 7 micrometres, similar to an electron microscope, and can visualise epicardial vessels, microcirculation, myocardial fibres, and plaque components (calcium crystals, atheroma, tunica media, adventitia), offering true virtual histology. Such technology will integrate anatomy, physiology, and histology to decide on medical therapy, mechanical revascularisation (PCI vs CABG), and the precise areas to protect.
The speaker concludes by highlighting the European Society of Cardiology position paper on CT indications, the related handbook, the Monzino Imaging Academy programme, and the biennial Milan Cardiac Imaging meeting (12–13 June) co-organised with San Raffaele and Humanitas.
