Radiologia - Appunti

Apparecchi di radiologia e onde elettromagnetiche

Gli apparecchi che danno le immagini di radiologia sono:

• Tavoli radiologici
• Risonanza magnetica (onde radio)
• TAC
• Ecografia (ultrasuoni)

Tutte queste metodiche utilizzano le onde elettromagnetiche e meccaniche (suono).

Tipi di onde

Le onde, come perturbazioni cicliche nel tempo, possono essere:

• Elettromagnetiche
• Meccaniche (suono), che non viaggiano nel vuoto

Ultrasuoni: hanno una frequenza superiore al suono, dai 2 ai 3 MegaHertz. Nell'ecografia si usano gli ultrasuoni; tutte le onde hanno in comune energia, frequenza, velocità e lunghezza d'onda.

Caratteristiche delle onde

Frequenza: numero di cicli al secondo.
Energia: l'energia aumenta con la frequenza E=hxV.
Velocità: nelle onde elettromagnetiche, V è costante. Dove c, la velocità della luce, è 300.000 km/s.

Onde elettromagnetiche

Una carica ferma produce un campo elettrico, mentre una carica in movimento produce anche campi magnetici avendo un variabile più elettrico.

• US: Ultra suoni. Frequenza: insieme dei cicli al secondo tra i 2 e i 10 Mhz.
• Onde Radio: Frequenza: 40 Mhz, bassa energia (milioni di cicli al secondo).
• Raggi X: Frequenza: da 12 a 120 Kev (chiloelettronvolt), energia alta (miliardi di cicli al secondo). Chilo elettronvolt: è la differenza di potenziale applicata ad un elettrone. Bassa energia = bassa frequenza = grande lunghezza (energia solare).

Formazione dell'immagine

Alla base della formazione dell'immagine vi sono: l'onda o radiazione, il corpo da esaminare e il sistema di rilevazione. Le onde sono entità fisiche che possiedono una frequenza, una lunghezza d'onda ed una velocità e sono in relazione secondo la seguente formula: v = √λv = velocità, √ = frequenza, λ = lunghezza d'onda.

Tubo radiogeno

Il tubo radiogeno, inventato da Roentgen nel 1985, è costituito da un'ampolla di vetro all'interno della quale è creato il vuoto, e ai due estremi sono incorporati due elettrodi: uno negativo (catodo) composto da un filamento metallico che, attraversato da corrente elettrica, per effetto termoionico emette elettroni alla superficie del filamento stesso. L'altro elettrodo è l'anodo, costituito da una barra metallica di tungsteno unito ad un circuito con alta differenza di potenziale tra i due. Gli elettroni verranno fortemente attratti dalla placca dell'anodo ed entreranno in collisione con essa, producendo raggi X.

Produzione dei raggi X

I raggi X vengono prodotti con due meccanismi:

• Eccitazione: un elettrone prodotto con effetto Edison ed attratto dall'anodo collide con un elettrone degli atomi dell'anodo. L'elettrone urtato passa ad un'orbita superiore e l'altro prosegue il suo percorso sino all'esaurimento dell'energia. Un elettrone di un'orbita più esterna passa all'orbita più bassa priva dell'elettrone. In questo passaggio viene ceduta energia di entità pari a quella di legame (radiazione caratteristica - raggi X).
• Frenamento: gli elettroni attratti dall'anodo nel passaggio nelle vicinanze dei nuclei che compongono l'anodo subiscono una deviazione e una riduzione della loro velocità, quindi minor energia cinetica compensata dalla emissione di energia sotto forma di raggi X.

Atomo di Bohr

Nel nucleo abbiamo neutroni e protoni e sugli orbitali gli elettroni.

Sistema di rivelazione dell'immagine

Radiogramma

La pellicola radiografica è un'emulsione di bromuro di argento. Si scindono ioni Bromo e ioni Ag, il resto si allontana e rimane solo l'Ag formando un'immagine latente.

TAC: topografia assiale computerizzata

Il tubo radiogeno ruota intorno al corpo e al posto della pellicola radiografica vi sono i detettori che trasformano l'energia radiante in impulsi elettrici (quindi generano un campo elettrico) di diversa intensità e trasformati dal computer in numeri trascritti su un piano (matrice), ai quali corrispondono diverse tonalità di grigio (immagine). I detettori trasformano i raggi X in impulsi elettrici che vengono elaborati dal processo e trasformati in numeri. Con la TAC si individuano le emorragie, ma l'attacco ischemico transitorio non lascia residui.

Parametri studiati in TAC

In base alla densità:

• Iperdenso: parti che tendono al bianco
• Ipodenso: parti che tendono al nero
• Isodenso

Mentre in radiologia:

• Iperintenso: parti che tendono al bianco opaco
• Ipontensa: parti che tendono al nero definite trasparenti (es: polmoni)

TAC spirale

Questa tecnologia utilizza lo slip ring (stesso principio che manda avanti i treni). La sorgente e i detettori girano intorno al corpo in modo continuo ed il tavolo scorre dentro il gantry. In tal modo si ottiene un pacchetto di scansioni (scansione volumetrica o spirale).

Risonanza magnetica

Si intende il trasferimento di energia da un sistema all'altro. Affinché ciò possa avvenire deve essere rispettata una condizione: la frequenza di oscillazione del primo sistema deve essere uguale a quella del secondo sistema. Bloch e Purcell dimostrarono nel 1954 il fenomeno della risonanza magnetica nucleare e questo gli valse il premio Nobel.

Apason (forcelle)

Strumento che vibra in base al metallo che lo costituisce e produce un suono. Avviene un passaggio di energia da un sistema all'altro che vibra con la stessa frequenza del piano (Rosso Fe giallo oro, Bianco Ag).

Risonanza magnetica nucleare

Prende in considerazione l'H (idrogeno): presenta caratteristiche magnetiche che possono essere così spiegate: si può grossolanamente immaginare l'unico protone di cui è composto l'atomo di idrogeno come una palla in rotazione su sé stessa e uniformemente carica: le porzioni infinitesime di carica generano un campo magnetico in funzione della loro distanza dall'asse di rotazione. Si può quindi pensare all'atomo di idrogeno come ad un dipolo o ago magnetico. Il movimento di rotazione intorno al proprio asse dei nuclei genera un momento magnetico angolare (il nucleo dell'H gira intorno al proprio asse e genera un campo magnetico).

Spin nucleare

Ovvero momenti magnetici. Lo spin è quindi un numero quantico e può avere solo determinati valori: 0, 1/2, 1, etc. Solo nuclei con spin diverso da zero possiedono proprietà magnetiche. I nuclei con spin diversi da zero sono quelli che hanno un numero di protoni e/o neutroni dispari. Gli spin in assenza di campo magnetico esterno sono orientati casualmente. In presenza di campo magnetico, gli spin si orientano per la maggior parte secondo l'asse principale del campo magnetico sud - nord o paralleli.