Appunti di diagnostica per immagini

Diagnostica per immagini

La diagnostica per immagini è una disciplina che utilizza una radiazione per esplorare il corpo umano a fini diagnostici, formando un'immagine che riproduce le strutture interne al corpo. La diagnostica per immagini racchiude varie metodiche, come RX, che utilizza i raggi X, l’ecografia, che utilizza gli ultrasuoni, e la risonanza magnetica, che utilizza il campo magnetico. La serendipità utilizza informazioni e dettagli per risalire a una diagnosi, ma anche quando si cerca un qualcosa e si trova altro.

Le immagini diagnostiche inizialmente fornivano solo informazioni qualitative di un tessuto, mentre oggi, grazie allo sviluppo della tecnologia, forniscono informazioni quantitative, perché ogni pixel corrisponde a un'informazione sul tessuto attraversato. Le fonti di radiazioni possono essere ionizzanti, come raggi X e utilizzo di isotopi (ovvero vengono sfruttate le radiazioni emesse per il decadimento di questi isotopi), o non ionizzanti, come gli ultrasuoni e la risonanza magnetica. La radiazione viene poi rilevata da un sistema di rilevazione, analogico (non più usato) o digitale, che si basa sulla rappresentazione dell'immagine in Pixel (2D) o Voxel (3D).

Queste due unità di misura sono rappresentate dal BIT, una serie di numeri binari che forniscono informazioni sul valore dell'assorbimento di fotoni in quel punto. Quanti più BIT ci sono, quanti più toni di grigio potranno essere rappresentati e quindi quanto migliore sarà l'immagine. Quanto più grande è la risoluzione, ovvero l'informazione del Pixel/Voxel, tanto più l'immagine sarà in grado di distinguere due punti vicini. La risoluzione di contrasto è la capacità di riconoscere le strutture in base al tono di grigio, che rappresenta le caratteristiche del tessuto (ovvero tipologia, densità, elasticità...). Il formato delle immagini radiologiche è DICOM.

Le radiazioni ionizzanti hanno comunque effetti biologici perché determinano uno spostamento di elettroni, determinando quindi alterazioni biologiche e quindi aumento di rischio di formazione tumorale. Questa forma di diagnostica, quindi, deve essere giustificata, cioè usata quando c'è una motivazione clinica indispensabile, e ottimizzata, ovvero ottenere risultati con un utilizzo mirato e il più basso possibile di radiazioni. Ogni indagine varia a seconda del distretto che si vuole osservare. Per lo studio delle ossa si preferisce una TAC, per lo studio di muscoli o di ernie una RMN.

Danni da radiazione

I danni da radiazione possono essere di vario tipo:

• Somatici. Riguardano le cellule della linea somatica. Possono essere di due tipi. Deterministico, ovvero compaiono subito dopo la radiazione, in base alla quantità di radiazione assorbita, provocando alterazioni clinicamente visibili (non sono causati dalle radiazioni della diagnostica, ma non deve esserci esposizione oltre la dose soglia in un anno, diversa a seconda delle zone esposte). Stocastico, se compaiono dopo un periodo di latenza, con danni tanto maggiori quanto è maggiore la dose.
• Genetici. Riguardano le cellule sessuali, e le problematiche si manifestano nella prole. Possono esserci mutazioni genetiche o aberrazioni cromosomiche.

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 con la materia perdono elettroni e rimuovono gli ioni con cui entrano in contatto, 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.