2. RAGGI X: PRODUZIONE IN DIAGNOSTICA
TUBO A RAGGI X
raggi X
generatore di
corrente
+ anodo
catodo
vuoto
generatore di
alta tensione
3.
4.
5. Raggi X:
Radiazione elettromagnetica di
lunghezza d’onda inferiore a quella della
luce visibile (550 nm): 0.055 nm.
6. Caratteristiche dei Raggi X:
attraversano i materiali che assorbono o riflettono la luce
visibile;
Vengono convertiti in impulsi elettrici da cristalli di selenio,
silicio ecc…
sono in grado di produrre un’immagine su pellicola fotografica;
provocano la fluorescenza di alcune sostanze, cioè l’emissione
di radiazioni di lunghezza d’onda maggiore (ad esempio quelle
delle radiazioni visibili);
causano modificazioni biologiche;
ionizzano i gas (staccano elettroni, producendo ioni).
7. Formazione dei Raggi X:
dall’urto di elettroni veloci
contro un metallo
Tubo radiogeno: anodo (+) e catodo (-), con
differenza di potenziale (migliaia di volt): gli elettroni
emessi dal filamento del catodo riscaldato
all’incandescenza vengono accelerati contro una
piastrina (tungsteno, molibdeno ecc.) dell’anodo.
10. Assorbimento dei raggi X:
Non tutti i raggi X che colpiscono un oggetto lo penetrano: alcuni
vengono assorbiti. Quelli che passano formano l’immagine aerea
(fascio radiogeno modulato in uscita dal paziente).
I fattori che influiscono sull’assorbimento dei raggi X sono:
1. Spessore del materiale assorbente
2. Densità del materiale assorbente
3. Numero atomico del materiale assorbente (in proporzione
all’energia dei raggi X)
5. Energia dei raggi X (Chilovoltaggio).
12. Assorbimento differenziato del corpo umano:
Quando il fascio dei raggi X emerge dal
corpo, zone diverse del fascio contengono
differenti intensità di radiazione, derivanti
dal diverso grado di assorbimento nel
momento in cui il fascio attraversa il corpo.
13.
14.
15.
16.
17.
18. Recettori di immagine:
Trasformano l’immagine invisibile della radiazione emergente in
immagine visibile. Possono essere:
1. Pellicole radiografiche: strati di alogenuro d’argento su
supporto plastico.
2. Semiconduttori che assorbono i raggi X per produrre impulsi
elettrici.
3. Schermi fluorescenti: materiali fluorescenti
(fosfòri) che convertono l’energia radiante in luce visibile.
19. Tomografia computerizzata:
Il corpo viene attraversato da un pennello sottile di raggi X, che
ruota intorno all’asse longitudinale del paziente.
Il fascio emergente viene rilevato da “detettori” che ruotano in
sincronia con il tubo e che forniscono una rappresentazione
numerica dell’attenuazione del fascio.
20. I dati delle singole misurazioni (circa 30.000 per ogni scansione =
rotazione intorno alla circonferenza corporea) vengono elaborati e
ricostruiti su di una ideale griglia di unità di volume (voxel), che
permette di ricostruire le relazioni spaziali delle strutture che
hanno attenuato il fascio.
La rappresentazione iconografica avviene assegnando
arbitrariamente diversi valori della scala dei grigi ai valori
numerici che identificano i voxel in una immagine bidimensionale.
21. Valori di densità:
A ciascun elemento di volume corporeo (voxel)
viene assegnato un valore di attenuazione che
rispecchia il valore medio dell’assorbimento di
radiazioni del corrispondente volume di tessuto. La
densità viene misurata in Unità Hounsfield (HU),
calibrando la TC in modo da assegnare il valore 0
all’acqua e -1000 all’aria.
28. TC spirale:
Acquisizione dei dati di attenuazione del
fascio durante il movimento di rotazione
continua del sistema tubo-detettori, mentre
si effettua un movimento di traslazione
longitudinale del lettino.
29. TC spirale multidettore (multislice):
Velocità: acquisizione di immagini di un intero organo (es.
polmone) in 4-12” (una sola fase inspiratoria)
acquisizione durante il picco di opacizzazione
vascolare (arteriosa o venosa).
CT-angio, immagini bifasiche (fegato ecc...)
Volume: ricostruzioni dello spessore desiderato, sovrapposte
ecc..
ricostruzioni multiplanari
ricostruzioni tridimensionali
30.
31. Mezzi di contrasto
Vengono definiti mezzi di contrasto
tutte le sostanze che, introdotte nel
corpo umano, modificano la densità (e
dunque la radio-opacità), di una
struttura anatomica, così da renderla
visibile nell’immagine radiografica
33. Mezzi di contrasto iniettivi:
Idrosolubili: soluzioni sterili, isotoniche, di componenti organici
con atomi di iodio legati a strutture aromatiche
34.
35. Reazioni ai mezzi di contrasto
Pseudo allergiche o anafilattoidi:
non prevedibili
non dipendenti dalla dose o concentrazione
Chemiotossiche:
specifici effetti fisiochimici sugli organi
ed ivasi perfusi
dipendenti dalla dose e dalla concentrazione
40. SUONI E ULTRASUONI
Che cosa è il suono?
Il suono è una forma di energia meccanica che
si propaga in un mezzo sotto forma di onde elastiche.
Movimento vibratorio periodico delle particelle del mezzo
per rarefazione e compressione attorno ad una posizione
di equilibrio
41. Parametro fondamentale relativo alle onde è la
frequenza
I suoni percepibili all’orecchio umano
hanno una frequenza compresa fra
16000 e 20000 Hz.
< 16000 Hz >20000 Hz
INFRASUONI ULTRASUONI
(non percepibili all’orecchio umano)
42. Che cosa sono gli ultrasuoni?
Sono vibrazioni meccaniche (onde elastiche) con
frequenza di soglia superiore a quella udibile
dall’orecchio umano ( > 20 KHz).
In diagnostica ecografica si impiegano ultrasuoni con
frequenze comprese fra 3 e 10 MHz
43. Come si producono gli ultrasuoni?
Sfruttando il fenomeno PIEZOELETTRICO
(1880, Jacques e Pierre Curie).
Questo si verifica in diverse sostanze che si
deformano quando si applichi loro una certa
tensione (entrano cioè in vibrazione con una
frequenza uguale a quella della tensione
applicata) . Il fenomeno è REVERSIBILE
44. Come si producono gli ultrasuoni?
Per generare gli ultrasuoni si utilizzano
TRASDUTTORI (o sonde) capaci di trasformare
l’energia elettrica in meccanica e viceversa,
utilizzando il fenomeno PIEZOELETTRICO
45. I trasduttori contengono numerosi cristalli piezoelettrici
giustapposti ed orientati secondo diverse geometrie
(sonde lineari o convex): tanto più ridotto è lo spessore
del cristallo, tanto più elevata è la frequenza di
emissione degli impulsi US
fragile
cristallo
piezoelettrico costoso
47. Nella formazione dell’immagine in US si realizza una
interazione fra il fascio ultrasonoro e il mezzo
attraversato. Tale interazione è condizionata da fattori
diversi legati a:
1.caratteristiche degli ultrasuoni
2.caratteristiche del mezzo attraversato (tessuti)
48. 1.Caratteristiche degli ultrasuoni
che concorrono alla formazione dell’immagine
frequenza
Tanto maggiore è la frequenza dell’onda ultrasonora
quanto maggiore sarà il dettaglio dell’immagine
con una scarsa capacità del fascio di avanzare e
viceversa
50. interazione degli ultrasuoni
L’onda sonora prodotta dal trasduttore stimolato
si propaga nel mezzo ma, per la diversa
impedenza acustica dei tessuti attraversati, subisce
una serie di interazioni con la materia e cioè
RIFLESSIONE-RIFRAZIONE-DIFFUSIONE
fenomeni che condizionano la formazione delle
immagini US
51. Impedenza acustica
misura le forze del mezzo attraversato che si
oppongono al passaggio dell’onda acustica.
in corrispondenza delle superfici di separazione fra
tessuti di diversa impedenza acustica, dette interfacie,
si realizzano fenomeni di RIFLESSIONE di
DIFFUSIONE e RIFRAZIONE
52. riflessione
Una parte dell’energia del fascio ultrasonoro che
incontra una interfacie acustica con incidenza
perpendicolare viene trasmessa e procede il suo
cammino.
l’altra parte viene riflessa con direzione parallela al
fascio incidente
immagine di parete
53. La parte di energia del fascio riflessa in questo modo
costituisce l’eco di ritorno che concorre alla
formazione dell’immagine secondo tale regola:
L’energia dell’eco riflessa sarà tanto
maggiore quanto più alta è la differenza di
impedenza acustica a livello di un’interfacie
e vice versa.
54. La percentuale di riflessione varierà a seconda dei
diversi tessuti:
immagine “nera”
molto bassa (1%) → acqua
assai elevata (99%) → tessuto osseo/aria
immagine “bianca”
55. Cisti mammaria:lesione
anecogena con rinforzo
acustico posteriore
Calcoli della colecisti: lesioni
iperecogene con cono
d’ombra posteriore
56. Nella formazione dell’immagine ecografica
Gli echi si formano quando il fascio di US raggiunge
l’interfaccia tra mezzi a diversa impedenza acustica
iA
iB
TENDINE collagen
e
57. L’impatto del fascio con particelle
•di ridotte dimensioni
•di morfologia irregolare
provoca la diffusione del fascio in ogni direzione
In parte il fascio diffonde anche in direzione del
trasduttore provocando un’immagine meno
definita e dando origine all’
“EFFETTO PARENCHIMA”
59. IMPIEGHI CLASSICI
1-Ecografia addominale
fegato:
•alterazioni focali
•pervietà della vena porta
•Mal. calcolotica della colecisti e stato di parete
• Valutazione sistema biliare (dilatazioni?), tipo di
ittero
•valutazione presenza di liquido libero
66. Magnetizzazione
In assenza di campo magnetico
protoni orientati casualmente
M In presenza di campo magnetico
I protoni tendono ad orientarsi
B0 parallelamente o anti-parallelamente al
campo magnetico esterno
67. Segnale RM
In Risonanza Magnetica si vuole
B0 misurare la magnetizzazione totale
M z.
Tale magnetizzazione tuttavia non
Mz può essere misurata direttamente
poichè è diretta nella stessa
direzione del campo magnetico
esterno B0 ed è di intensità molto
inferiore
soluzione
IMPULSO A RADIOFREQUENZA
68. Impulso a radiofrequenza
L’effetto di un impulso a RF in risonanza (cioè alla frequenza di Larmor) è
quello di ruotare la magnetizzazione macroscopica di un angolo α (flip
angle).
I protoni che assorbono energia passano da un livello energetico inferiore
ad uno superiore
Impulso a 90° Impulso a 180°
z Mz Mz RF
RF
90° y 180°
x Mxy
-Mz
69. Come interpretare le immagini:
Il liquor è nero, la sostanza grigia è
più scura
(più grigia) della sostanza bianca =
Immagine T1w
Il liquor ha una intensità più elevata di
quella della sostanza bianca
e di quella grigia = Immagine T2w
73. 1) La RM non fornisce immagini diagnostiche
di
Polmone
Osso (struttura trabecolare)
2) La TC è limitata
Encefalo e pelvi (per attenuazione del
fascio)
Sostanza bianca/grigia ecc
74.
75.
76. La RM ha applicazioni particolari:
• Caratterizzazione tissutale
• Dettaglio parti molli
• Uro-RM
• Colangio-RM
80. La scelta del tipo di esame dipende:
1. Il paziente può fare l’esame ?
1. Posso vedere l’organo che voglio indagare ?
1. Con che tecnica vedo meglio quello che mi
aspetto di trovare ?
L’esame radiografico del torace è uno dei capisaldi della diagnostica radiologica. Tecnicamente assai semplice, esso consiste nella ripresa di due radiogrammi, frontale e laterale, eseguite a distanza (tele radiografia: per ridurre al minimo l’ingrandimento e le relative sfumature) ed in apnea inspiratoria. Dalla radiografia del torace si ottengono numerosissime informazioni, sia sui polmoni che sul mediastino, le pleure, i diaframmi, il cuore e i grossi vasi.
I raggi X sono radiazioni ionizzanti che fanno parte dell’ampio spettro delle onde elettromagnetiche: a differenza della luce e grazie alla loro lunghezza d’onda oltre 10.000 volte più corta, essi hanno tuttavia il potere di penetrare nella materia, poiché la loro lunghezza d’onda è inferiore alla distanza media esistente tra gli atomi di cui la materia stessa è costituita. Essi si propagano comunque in linea retta e sono in grado di indurre fluorescenza (che ne permette la rappresentazione su schermi televisivi) e di impressionare pellicole radiografiche.
I raggi X vengono prodotti in apparecchi appositi (macchine radiogene), che sono regolabili dall’operatore e che sono attive solo al passaggio della corrente elettrica. L’elemento costitutivo essenziale di un apparecchio radiologico è il tubo radiogeno : si tratta di un’ampolla di vetro a vuoto spinto nella quale un fascio di elettroni prodotti dall’incandescenza del catodo viene accelerato in un campo elettrico ad alto potenziale; l’urto degli elettroni sull’anodo, costituito da metallo pesante (tungsteno, molibdeno), genera i raggi X. Il tubo è schermato da materiale che arresta i raggi X (piombo) e ne lascia uscire, da una finestrella, solo un fascio sottile e collimato che viene diretto sulla regione da esaminare.
La radiologia sfrutta l'interazione del corpo umano con fasci di particolari onde elettromagnetiche, dette raggi x, la cui lunghezza d'onda è assai più corta di quella delle onde radio e della luce e appartiene alla banda compresa fra 0,001 e 1 nm. Di conseguenza, vista la proporzionalità inversa tra lunghezza d'onda e frequenza, possiamo anche definire i raggi x come onde elettromagnetiche ad alta frequenza. I raggi x vengono prodotti in appositi tubi radiologici che sono delle ampolle di vetro sotto vuoto spinto nelle quali si applica una elevata differenza di potenziale elettrico (decine di migliaia di volt). Questa ha l'effetto di accelerare fortemente un fascio di elettroni emessi da una spiralina incandescente: gli elettroni vanno così a colpire ad alta energia un bersaglio formato da un metallo pesante, in genere tungsteno, il quale, per un fenomeno fisico assai complesso, emette radiazioni che appartengono appunto alla banda dei raggi x.
Nell’attraversare il corpo, i raggi X subiscono un indebolimento che dipende dallo spessore, dalla densità e dal numero atomico degli elementi costitutivi. Il fascio di raggi X che ha attraversato la parte da esaminare è modificato in conseguenza delle interazioni subite, con una intensità più o meno ridotta a seconda delle diverse opacità delle strutture incontrate sul suo cammino. Il fascio così modulato ( radiazione emergente ), dopo aver attraversato un segmento di corpo umano, contiene le informazioni sulla densità dei suoi componenti, che possono venire rappresentate su pellicole, su monitor televisivi o misurate e tradotte in informazioni per un computer. Le immagini ottenute sono fondamentalmente di due tipi: immagini statiche (fotografiche, su pellicola: radiografia ), o immagini dinamiche (visualmente in movimento: radioscopia o fluoroscopia).
Principio comune a tutte le tecniche di rivelazione dell’immagine è l’utilizzo di sistemi che interagiscono con il fascio emergente e si modificano in modo da fornire un segnale visibile. La base di tutti i rilevatori di immagini radiografiche è quindi la conversione di un fotone di raggi X (energia non visibile) in un segnale luminoso (energia visibile).
La lettura corretta dell’esame radiografico del torace risulta in pratica difficile perché la radiografia comprende la proiezione dell’insieme di strutture rappresentate e sovrapposte in un’unica immagine bidimensionale. Una corretta analisi dei componenti dell’immagine del torace richiede la sua scomposizione in cinque diversi gruppi di strutture elementari: campi polmonari mediastino e ili cuore diaframma gabbia toracica
Il polmone, nel soggetto normale, è dotato di una radiotrasparenza caratteristica ed omogenea, per la presenza di aria negli alveoli. Questa trasparenza non è peraltro completa, perché le fini strutture fibrose e vascolari che comprendono i setti intralveolari e le ramificazioni bronchiolari e vasali periferiche si proiettano come un insieme di tenui radio-opacità lamellari e reticolari, che appaiono caratteristicamente più densi e frequenti in sede para-ilare, mentre sono più rade e tenui in periferia e viene definito “interstizio” o “trama interstiziale” .
Sistemi di rilevazione dell’immagine: Radioscopia o Fluoroscopia (Amplificatore di brillanza, Radioscopia televisiva). Consiste nella visualizzazione diretta in tempo reale delle immagini prodotte dal fascio di raggi che ha attraversato il corpo del paziente: essa fornisce dunque un’immagine cinetica. Il fascio di raggi X colpisce uno schermo fluorescente che emette a sua volta fotoni luminosi. I fotoni luminosi vengono trasformati in elettroni da un fotocatodo, per effetto fotoelettrico: questi vengono accelerati in un tubo fotomoltiplicatore,. in modo che il segnale sia amplificato. Alla fine gli elettroni accelerati vengono ritrasformati in luce visibile da uno schermo fluorescente che viene ripreso da una telecamera e trasformato in un segnale televisivo che può quindi essere trasmesso e osservato su un monitor televisivo. Pellicola Radiografica. La pellicola o film è il sistema di rilevazione dell’immagine più classico e comune: essa permette di produrre un documento iconografico ricco di dettaglio (sia spaziale che di contrasto), che rimane fisso e permanente e facilmente trasferibile. La pellicola è costituita da un supporto plastico su cui sono spalmati elementi chimici sensibili (microcristalli di alogenuri di Argento) che rivelano l’immagine latente allo stesso modo delle pellicole fotografiche. I microcristalli modificano la loro struttura chimica per effetto dei quanti di radiazione luminosa e/o ionizzante: il procedimento di sviluppo fotografico rende poi visibile l’immagine come una gradazione di grigi in cui il nero rappresenta la zona che ha ricevuto più radiazioni (cioè dove il corpo ne ha assorbite di meno) e il bianco quella che non ne ha ricevute (in corrispondenza di dove ne sono state assorbite di più, come per esempio dall’osso). Gli schermi di rinforzo , inseriti nella cassetta porta pellicole (perché ovviamente la pellicola non può essere esposta alla luce), sono schermi luminescenti trasparenti che, trasformando la radiazione ionizzante in luminosa, rendono più efficace l’esposizione della pellicola e la rilevazione del segnale. I rilevatori digitali permettono di ottenere l’immagine latente in formato digitale tramite detettori che attribuiscono un valore numerico ad ogni piccola area di radiazione emergente. Essi caratterizzano la Tomografia Computerizzata e sono da molti anni impiegati in Angiografia, mentre il loro uso si sta sempre più diffondendo in fluoroscopia e anche in radiologia convenzionale, cioè nelle rappresentazioni statiche come quelle del torace e dell’osso.
La TC è una metodica che, sfruttando il principio che sta alla base della radiologia convenzionale, cioè i raggi X, grazie all‟uso di computer, consente di ottenere delle immagini che riproducono in sezioni assiali il segmento del corpo esaminato. Nella TC un fascio di raggi X strettamente collimato e conformato a ventaglio o a pennello attraversa sezioni corporee successive e contigue. Suddividendo ogni sezione in piccole unità di volume (voxel), ed utilizzando dei detettori per misurare la attenuazione del fascio per ogni traiettoria, è possibile determinare (con un enorme numero di calcoli matematici),il coefficiente di assorbimento, cioè la densità, di ogni unità di volume (voxel), la cui rappresentazione bidimensionale è il pixel (picture element). Le informazioni così ottenute sono elaborate dal computer e tradotte su monitor in scala dei grigi, a formare l‟immagine anatomica della sezione corporea prescelta.
La metodica è molto sensibile, con un alto potere di risoluzione, cioè capacità di discernere punti molto vicini e dunque di vedere lesioni molto piccole. Un miglioramento della risoluzione di contrasto si può ottenere anche somministrando un mezzo di contrasto per via endovenosa e avvalendosi della diversa diffusibilità che esso presenta nelle differenti strutture e nei differenti tessuti . Attualmente lo “stato dell‟arte” è rappresentato dalla TC volumetrica (detta anche spirale o elicoidale) “multidetettore” (o “multislice”), in cui la scansione di un volume viene ottenuta attraverso l‟acquisizione continua di dati resa possibile dalla rotazione, senza interruzione, del tubo radiogeno intorno al letto porta paziente, che ha un avanzamento continuo e dalla presenza, dal lato opposto al tubo, di una fila di detettori (da 8 a 156) che rilevano contemporaneamente il segnale di diverse “fette” contigue del corpo del paziente. Il principale vantaggio di questo sistema è rappresentato dalla possibilità di poter ricostruire dal volume acquisito immagini assiali in una qualsiasi posizione lungo l‟asse corporeo longitudinale. Poiché il volume dei dati acquisito è continuo e non viene gravato da movimenti irregolari (ad esempio quelli del respiro, in quanto il paziente mantiene l‟apnea durante l‟acquisizione), le ricostruzioni multiplanari (coronali, sagittale o tridimensionali) risultano libere da artefatti di movimento. Inoltre, l‟elevata velocità di acquisizione della TC spirale consente di ottenere l‟ottimizzazione d‟impiego del m.d.c. iniettato in circolo, sia per quanto riguarda la quantità, sia per quanto riguarda le migliori condizioni di opacizzazione nelle diverse fasi (arteriosa, capillare, venosa e tardiva), in rapporto al quesito diagnostico che deve essere risolto. Le dimensioni del voxel dipendono dalla definizione spaziale dell‟apparecchiatura e dalla collimazione del fascio: possono variare da 0.3 cm3 a 1 mm3.
I dati forniti dalla TC sono un numero (espresso in Unità Hounsfield, H.U.), che rappresenta una misura di densità per ogni unità di volume (voxel). La TC viene tarata (tutte le mattine!) così da assegnare un valore –1000 H.U. all‟aria e 0 H.U. all‟acqua.
Nella rappresentazione sul monitor della TC, l‟operatore assegna in modo arbitrario un valore alla scala dei grigi che permette di visualizzare l‟immagine. La scala dei grigi è definita da due parametri: il livello della finestra (WL=window level) e l‟ampiezza della finestra (WW=window width). Il livello della finestra indica la densità di interesse: posso “guardare” la stessa immagine con un livello di –600 H.U., per “vedere” il parenchima polmonare (bassa densità), di 30 H.U., per vedere le strutture mediastiniche (densità parenchimale), o di +300 H.U. per vedere le strutture dell‟osso (alta densità). Utilizzo l‟ampiezza della finestra, “aprendola” o “chiudendola” per assegnare un determinato livello di grigio a un range grande o piccolo di densità: in pratica, con finestra piccola (o “chiusa”), siamo in grado di distinguere piccole differenze di densità (come ad esempio nel parenchima epatico, tra le 40 H.U. del parenchima normale e le 25-30 H.U. di una lesione), mentre con finestra grande (o “aperta”) abbiamo una visione più panoramica delle diverse strutture a diversa densità che costituiscono l‟organo in esame. A tutte le densità al di fuori della mia finestra (più grandi o più piccole del mio range) viene assegnato lo stesso colore agli estremi della scala dei grigi (bianco o nero).
I mezzi di contrasto iodati devono la loro radio-opacità alla presenza di uno o più atomi di iodio. Nella gran maggioranza dei casi vengono impiegati sotto forma di mezzi di contrasto idrosolubili: e vengono preparati in formulazioni compatibili con l‟iniezione nel torrente sanguigno (sterilità, carico osmotico, tollerabilità da parte degli endoteli vascolari).
La maggior parte mezzi di contrasto iniettivi possiede una propria cinetica di eliminazione, principalmente attraverso l‟emuntorio renale. Il mezzo di contrasto iodato (in formulazione idrosolubile e iniettiva) viene somministrato per via endovenosa, circola insieme al sangue e viene eliminato per filtrazione glomerulare dal rene, concentrato nelle vie escretrici urinarie dai meccanismi di concentrazione tubulare, rendendo la sua concentrazione a livello urinario sufficiente a rendere le urine radio-opache e qundi evidenti all‟esame con raggi-X. Su questo principio si basa l‟urografia. La compatibilità di questi preparati con il torrente sanguigno permette lo studio contrastografico diretto dei vasi: angiografia (art Il mezzo di contrasto iniettato endovena raggiunge, pressoché indiluito, il cuore, dove si mescola con il sangue, passa attraverso il circolo polmonare e raggiunge le sezioni sinistre del cuore, l‟aorta, i suoi rami e le arterie dei singoli organi o strutture che devono essere studiati. Questo è l‟impiego caratteristico per la Tomografia Computerizzata (TC), perché diventa così possibile valutare la vascolarizzazione di una lesione, in modo da caratterizzare per esempio le alterazioni non vascolarizzate (cisti o aree necrotiche), che vengono meno perfuse e si differenziano meglio dai tessuti normali; oppure, con lo stesso principio, definire lesioni con elevata vascolarizzazione (come i tumori o i processi infiammatori). flebografia).
Una volta giunto nel letto capillare, il contrasto diffonde rapidamente attraverso le membrane capillari e passa dal sangue circolante agli spazi extracellulari. In questo modo i mezzi di contrasto vascolari, non consentono solo di visualizzare il lume dei vasi ematici e delle vie escretrici urinarie, ma, diffondendo nei tessuti, permettono di migliorarne il contrasto e di mettere in evidenza la differente costituzione degli spazi interstiziali dei tessuti o delle lesioni. Fa eccezione il cervello, dove la barriera emato-encefalica impedisce al contrasto di diffondere negli spazi extravascolari: in questa sede la diagnostica per immagini evidenza accumuli di contrasto derivanti da un danno della barriera, come si verifica in molti processi patologici. Il meccanismo di diffusione del mezzo di contrasto attraverso la parete capillare è un meccanismo passivo: questo processo di diffusione fa diminuire la concentrazione di mezzo di contrasto nel sangue. Quando la concentrazione nel sangue diventa inferiore a quella negli spazi extracellulari, il contrasto diffonde da questi ultimi verso il torrente ematico, dove viene di nuovo ridistribuito.
Le reazioni ai mezzi di contrasto iniettivi costituiscono uno dei problemi principali al loro impiego. Gli effetti indesiderati della somministrazione endovenosa sono fondamentalmente di due tipi, tossici o allergici. Le reazioni tossiche sono legate alle caratteristiche fisico-chimiche delle sostanze e determinano le controindicazioni al loro impiego. Il legame di queste molecole con proteine anomale circolanti (come nel morbo di Waldenstrom o nel mieloma multiplo) può creare gravi danni tubulari. Il loro contenuto in iodio può determinare crisi tossiche nell’ipertiroidismo. Gli effetti tossici generali possono essere aggravati se il mezzo di contrasto non viene eliminato in tempi brevi dal circolo nei pazienti con grave insufficienza epatica o renale. Le reazioni allergiche sono, come è noto, difficili da prevedere e non dipendono dalla dose somministrata.
Oggi in Italia non vi è chi non abbia sentito parlare di ecografia e, se dai dati più recenti, risulta che ogni anno vengono eseguiti circa 10 milioni di esami ecografici, in ogni nucleo familiare almeno un componente si è sottoposto a questo tipo di indagine. Eppure, tuttora, è necessario puntualizzare le indicazioni corrette dell‟esame che spesso viene sopravvalutato, nella falsa aspettativa che possa “vedere” tutti gli organi interni . Questo è un esempio di rappresentazione del tripode celiaco ottenuta con TC volumetrica e con ecografia con color-Doppler.
L‟etimologia del termine ecografia significa “scrittura dei suoni”. I suoni si misurano in oscillazioni nell‟unità di tempo come Hertz (Hz), ma l‟ecografia impiega suoni molto al di sopra della soglia percepibile dall‟orecchio umano - gli ultrasuoni (US) - misurati in Mega Hz (MHz). Gli ultrasuoni consistono in vibrazioni meccaniche con frequenze di soglia maggiore rispetto a quella udibile dall‟orecchio umano (<16 MHz). Il campo di applicazione degli ultrasuoni in diagnostica medica impiega frequenze comprese fra 3 e 15 MHz.
Con il termine trasduttore si intende un dispositivo idoneo ad utilizzare il fenomeno della piezoelettricità. Il trasduttore è costituito da materiale piezoelettrico di tipo cristallino: attualmente in diagnostica ecografica vengono impiegati materiali sintetici ceramici, come il PZT (zirconato-titanato di piombo) facilmente malleabili.
Quando le onde ultrasonore si propagano nei tessuti, incontrando superfici di separazione tra due mezzi differenti, l‟energia può attenuarsi per fenomeni di riflessione, rifrazione, diffusione ed assorbimento.
Normale parenchima epatico: cfr con parenchima renale in alto. Confluenza delle vene sovraepatiche in basso
Tronco della vena porta Colecicisti normale 8nota il rinforzo di parete posteriore
Il fegato può essere indagato con ecografia, TC e RM: ecco la stessa paziente, con un adenoma, che appare ipoecogeno, lievemente iperdenso in fase arteriosa con TC e iperintenso in RM
Per tomografia e risonanza magnetica (RM) si intende la realizzazione di immagini di sezioni corporee mediante il fenomeno fisico della risonanza magnetica nucleare (RMN). Fondamentali vamtaggi della RM sono: 1. assenza di radiazioni ionizzanti; 2. multiparametricità; 3. multiplanarietà; 4. elevata risoluzione di contrasto per i tessuti molli Sono responsivi del fenomeno RMN i nuclei atomici con numero dispari di protoni e/o neutroni. Infatti, quando sono “spaiate”, tali particelle conferiscono a tutto il nucleo una proprietà intrinseca, denominata spin, descrivibile come un moto rotatorio del nucleo intorno intorno al proprio asse, quantificato perciò da un momento angolare. Poiché cariche elettriche in movimento generano campi magnetici, allo spin nucleare si associa un momento magnetico, che può essere rappresentato da un vettore che ne indica direzione, verso e modulo. Possono fornire un segnale di RM adatto alla formazione di immagini i nuclei di diversi elementi, quali 1H, 13C, 31P, 23Na, ma la formazione di immagini basate su nuclei diversi da 1H è da considerarsi sperimentale. D‟altronde l‟1H è quantitativamente più rappresentato (10% del peso di un uomo di 70 Kg) ed è dotato di comportamento magnetico ottimale. Solo i nuclei di 1H dell‟acqua e dei lipidi sono effettivamente in gioco nell‟imaging: i rimanenti non sono rilevati poiché presenti in scarsa quantità o mascherati dalla loro sruttura molecolare.
In assenza di campi magnetici esterni di sufficiente intensità, i nuclei di 1H sono orientati casualmente, in tutte le direzioni dello spazio. La magnetizzazione macroscopica (MM) risultante, cioè la somma vettoriale dei singoli momenti magnetici relativi a ciascun nucleo di 1H, è uguale a 0. Se sottoponiamo gli stessi nuclei di 1H all‟azione di un campo magnetico statico (CMS) – per esempio introducendo il paziente all‟interno di una magnete di grandi dimensioni -, questi sono forzati ad orientarsi dìnella direzione del campo, con verso parallelo (spin in su) o antiparallelo (spin in giù) a quello del CMS
I nuclei di 1H, già orientati dal CMS, costituiscono un sistema di spin che può essere perturbato mediante una irradiazione elettromagnetica RF, emessa da una bobina trasmittente (in sostanza un‟antenna radio). Tale radiazione RF è applicata perpendicolarmente all‟asse del CMS e, oscillando con frequenza prossima a quella a quella di precessione, determina cessione di energia ai nuclei di 1H. Si noti che le RF attraversano i tessuti biologici senza provocare fenomeni di ionizzazione, tipici invece delle radiazioni X.
Al cessare dell‟impulso RF i nucleo di 1H appena eccitati tendono a ritornare progressivamente alla posizione di riposo, restituendo all‟ambiente l‟energia assorbita. Tale fenomeno, detto rilassamento, avviene con restituzione di energia sottoforma di onde RF, che costituiscono il segnale RM, rilevabile da una bobina ricevente
Scansioni TC e RM di una sezione di polmone sinistro con un nodulo polmonare: l’immagine RM è estremamente meno informativa di quella della TC !
Scansioni TC e RM della fossa cranica posteriore: l’immagine TC è più “povera” di informazioni perché il fascio di radiazioni è attenuato dalle pareti ossee e non mette in evidenza la piccola metastasi cerebellare che si vede bene in RM
