Appunti di diagnostica per immagini

RADIOGRAFIA

La radiografia (RX) è una forma di immagine che si ottiene tramite l’utilizzo di un’onda

elettromagnetica chiamata Raggi X. Si propagano nel vuoto a velocità costante e sono in

grado di attraversare la materia. Sono radiazioni ionizzanti, poiché al contatto col la

materia perdono elettroni e rimuovono gli ioni con cui entrano in contato, quindi possono

provocare danni biologici ultrastrutturali, principalmente sul DNA. I raggi X vengono

prodotti nel tubo radiogeno, che sono formati da un’ampolla di vetro vuota, che porta i

raggi X senza espandersi oltre di essa, e due strutture costituite da tungsteno, un catodo

da cui escono gli elettroni, e un anodo, su cui si impattano gli elettroni. Gli elettroni

dell’orbitale esterno, per la differenza di potenziale (10V) che provoca un effetto

termoelettrico, si spostano dal catodo all’anodo. Si libera quindi energia cinetica, che

produce il 99% di calore e l’1% di Raggi X. In base alla struttura anatomica da analizzare,

possiamo modulare la penetranza dei fotoni, poiché se la differenza di potenziale è bassa,

è minore la capacità di penetrazione dei raggi X. I raggi duri sono quelli con più capacità

di penetrazione, mentre i raggi molli hanno bassa capacità di penetrazione (solitamente

per studio di strutture superficiali che non raggiungono le ossa). Aumentando però la dose

di radiazione, aumenta il danno biologico. L’intensità del fascio è il numero di fotoni che

vengono arruolati per l’emissione del fascio, si misura in mA ed è un parametro qualitativo

(contrasto delle immagini). Inoltre deve esserci un qualcosa che indichi quanta radiazione

è stata assorbita dal paziente. Ci sono tre tipi di interazione possibili in radiodiagnostica,

ovvero tre risposte diverse da parte degli atomi. La diffusione classica prevede che l’atomo

colpito dall’elettrone ceda energia in eccesso sottoforma di fotone con traiettoria diversa e

lunghezza d’onda pari al fotone incidente. Non avviene quindi trasferimento di energia

(poco usata). L’effetto fotoelettrico si ha quando l’elettrone viene assorbito, rimuovendo

l’elettrone dell’atomo bersaglio, detto fotoelettrone. Determina effetti biologici perché è una

radiazione ionizzante. L’effetto compton prevede l’espulsione dell’elettrone dell’orbitale più

esterno da parte del fotone. La semeiotica fondamentale delle radiografie si basa sulle

scale di grigio:

 Tonalità aerea (aria): non assorbe le radiazioni. NERO.

 Tonalità adiposa: assorbe poche radiazioni. GRIGIO SCURO.

 Tonalità parenchimatosa: assorbimento medio. GRIGIO.

 Tonalità ossea: assorbe molte radiazioni. GRIGIO CHIARO.

 Tonalità metallica: assorbe tutte le radiazioni. BIANCO.

Tra le metodiche radiologiche, troviamo:

 Radiografia (RX). Immagine statica.

 Mammografia. 2

 Fluoroscopia. Acquisizione delle immagini in modo continuo, quindi si sfrutta per

valutare un organo in movimento (deglutizione, apparato digerente, angiografia…)

ECOGRAFIA

L’ecografia è una forma di immagine che si ottiene sfruttando, come radiazione, gli

ultrasuoni, ovvero onde sonore con frequenza elevata, non udibili all’orecchio umano, che

propagano attraverso un mezzo fisico, dato dal gel che si applica tra la sonda e il paziente.

I tessuti hanno caratteristiche diverse che mandano segnali diversi, ottenendo così

un’immagine. Gli ultrasuoni sono sottoposti a due tipi di fenomeni (ne esistono altri, ma ai

fini della formazione dell’immagine la rifrazione e la trasmissione non sono rilevanti):

 Fenomeno di attenuazione, per cui quando l’onda attraversa il corpo, si attenua

progressivamente, in base a un coefficiente di assorbimento biologico (impedenza

acustica, che condiziona la velocità di propagazione del suono) diverso per ogni

tessuto.

 Fenomeno di riflessione, per cui ad ogni variazione di impedenza acustica l’onda si

riflette, producendo echi che serviranno a creare l’immagine ecografica quando

vengono captate dalla sonda.

La sonda ecografica genera gli ultrasuoni tramite l’effetto piezoelettrico, per cui alcuni

cristalli pizoelettrici, con struttura molecolare a dipolo, in un campo elettrico si deformano,

e tornando alla posizione normale quando il campo elettrico cessa generano gli ultrasuoni.

Gli ultrasuoni, essendo onde, sono caratterizzati da una frequenza e una lunghezza

d’onda. Sonde con lunghezze d’onde maggiori andranno più in profondità, ma saranno

meno precise perché avranno una frequenza minore (e quindi discrimineranno meno

facilmente due punti vicini), mentre sonde con lunghezze d’onde minori rimarranno

superficiali, ma saranno molto più precise perché avranno frequenza maggiore. L’osso

riflette completamente l’onda, l’acqua la trasmette.L’immagine che si forma sarà in formato

digitale, e ogni pixel avrà valore diverso in base all’intensità dell’eco rilevato:

 Echi intensi mostreranno un’immagine iperecogena, cioè BIANCA.

 Echi intermedi mostreranno un’immagine iso-ipoecogena, cioè GRIGIA.

 Assenza di eco mostrerà un’immagine anecogena, cioè NERA.

RISONANZA MAGNETICA

È un esame di secondo livello, da eseguire quando il quesito diagnostico non viene risolto

con una metodica di primo livello. È un esame molto lungo, ottimo per lo studio dei tessuti

molli, ma claustrofobico. La sala dove si trova il macchinario è protetta. La RMN sfrutta il

fenomeno di risonanza dei campi magnetici per influenzare i nostri tessuti, associato

all’applicazione di una radiofrequenza, per avere un segnale di ritorno. Il fenomeno di

risonanza presenta un dipolo magnetico e si induce in nuclei che presentano un numero

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dispari di protoni e neutroni. L’atomo di idrogeno, o spin, è presente in tutte le molecole

d’acqua, quindi in circa il 70% del corpo dei giovani e viene sfruttato poiché H si comporta

come un piccolo dipolo magnetico. Senza un campo magnetico, le varie molecole di H

ruotano (movimento di precessione) in modo anarchico, mentre se inseriti all’interno di un

campo iniziano a ruotare con un asse con il medesimo orientamento di quello del campo,

disponendosi sulle linee di forza del campo stesso, con verso parallelo o antiparallelo. Il

movimento di precessione varia per ogni tessuto, per cui conoscerlo è importante per

valutare se la frequenza è alterata o allineata. Maggiore è l’intensità del campo magnetico,

migliore è la risoluzione dell’immagine. Le bobine emettono onde radio, ovvero impulsi di

radiofrequenza (ciò determina il rumore) ed è inviata al paziente per cambiare il loro stato

in uno più forzato. Colpendo il paziente con radiofrequenze, le molecole otterranno una

rotazione trasversale, ovvero 90° rispetto all’orientamento iniziale. Appena si toglie la

radiofrequenza, i protoni tornano in posizione, mostrando tempi diversi a seconda del

tessuto, per i diversi rapporti di idrogeno e le varie molecole dell’organismo. Il tempo

impiegato dai protoni per perdere la magnetizzazione trasversale si chiama complessità

molecolare, e per convenzione un tempo di recupero breve è rappresentato dal bianco,

mentre un tempo più lungo rappresentato dal colore scuro. I tempi di rilassamento si

dividono in T1 e T2. Il primo è il tempo per portare la magnetizzazione longitudinale al

63,21%, mentre il secondo quello a ridurre la magnetizzazione trasversale al 36,79% del

suo valore originario, cioè quello trasversale. I liquidi mantengono un certo tempo di

magnetizzazione rispetto al parenchima, e quindi appaiono più bianchi, mentre i liquidi

perdono velocemente. Con T1 si valutano soprattutto i parenchimi e i lipidi, mentre con T2

si valutano soprattutto i liquidi, e concentrandoci su uno dei due valori si può escludere

altro (come per esempio concentrarsi sui liquidi ed escludere i parenchimi). Possono

essere valutati entrambi questi valori, ed essere influenzati in base alla quantità e al tempo

delle radiofrequenze, ecco perché è un esame multiparametrico. Con la RM si può capire

anche quando c’è uno stato di sanguinamento e quando c’è stato, grazie ai cataboliti

dell’emoglobina. L’angio RM si effettua quando si studiano i vasi. Le controindicazioni

possono essere di due tipi:

 Assolute. Non può essere utilizzata la RMN ASSOLUTAMENTE in caso di pazienti con

pacemaker, poiché si spenge, presenza di clips metalliche o protesi valvolare, che

sono ferromagnetiche e quindi attratte dal campo con effetto proiettile.

 Relative. La RMN si può effettivamente fare ma si possono creare artefatti, come un

paziente claustrofobico e mezzi protesici di sintesi, come la protesi d’anca, gli impianti

dentali: in questo caso, l’esame si può fare, ma attorno alla zona si crea un buco nero,

per cui se la zona da indagare è lontana, non si hanno problemi.

I rischi legati al campo magnetico sono:

 Gli effetti legati ai CM variabili nel tempo e alla variazione dei protoni può causare

danno biologico.

 Rischi correlati all’effetto degli impulsi a radiofrequenza.

 Rischi legati all’introduzione di materiale elettrico nel CM

 Rischio per la presenza di corpi metallici nel corpo del paziente.

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 Rischi correlati all’eccessivo rumore.

 Strutture ipovascolarizzate sono più sensibili.

TOMOGRAFIA COMPUTERIZZATA (TAC)

La TC è un esame rapido, di tipo volumetrico, che acquisisce il volume del paziente

tramite sezioni di volume. La tipologia più usata è la TAC, con proiezione assiale. Nasce a

partire dalla stratigrafia, che permetteva l’acquisizione di strati del corpo umano su

pellicola radiografica. La macchina della TAC è formata da un cerchio chiamato GANRTY,

al cui interno troviamo il tubo radiogeno che emette un campo magnetico e i detettori, i

sistemi di rilevazione. Il cerchio si comporta come sezione, poiché ha uno spessore. Il

paziente attraverso il GANTRY, la sorgente emette raggi X che viene acquisita durante la

rotazione completa di questo tubo tramite i detettori. In questo modo si acquisisce una

sezione del corpo su un piano specifico. La TC moderna si chiama a spirale, perché

ruotano contemporaneamente il paziente e il tubo, per cui le radiazioni colpiscono il

paziente con un movimento spiraliforme. I detettori sono disposti in file che formano uno

strato, l’ampiezza di rilevazione sul piano z del paziente, e maggiori sono gli strati

maggiore è il volume acquisito. Aumentando inoltre i numeri di detettori, aumenta la

radiazione, che oggi &eg