Riassunto esame Diagnostica, prof. Scialpi, libro consigliato Manuale di Diagnostica per immagini, Torricelli

Radiologia

Introduzione alle metodiche di imaging

Faremo riferimento alla radiologia convenzionale (RX), l’ecografia, la TC e la risonanza magnetica. Cosa differenzia queste metodiche di imaging? Sono differenziate dalle energie che ciascuna di esse utilizza: l’ecografia fa riferimento a onde ultrasonografiche; per la TC e l'RX facciamo riferimento ai raggi X. Sulla base di queste energie, riusciamo ad ottenere una rappresentazione grafica del distretto anatomico che ci proponiamo di studiare.

Raggi X e considerazioni sull'uso

I raggi X si inseriscono nell'ambito delle energie invasive, cioè un'energia che prima di applicare dobbiamo valutare bene, perché ci sono effetti nocivi legati alle radiazioni ionizzanti. Adesso si utilizza anche la TC, con una dose di radiazioni nettamente superiore. Questo significa che quando nel nostro iter dobbiamo inserire la TC dobbiamo considerare sempre l'effetto nocivo delle radiazioni ionizzanti sul paziente.

Principi della radiologia convenzionale

I raggi X sono intesi come un'energia (a carattere ondulatorio) che si propaga nello spazio senza generare nessun trasferimento o movimento di massa, emessi da un tubo catodico radiogeno e, una volta attraversato il distretto corporeo che dobbiamo studiare, viene rilevata da un sistema di detettori che rilevano l'energia residua dopo il passaggio attraverso il paziente, e lo trasmettono a un sistema computerizzato che procede a trasformare questa corrente elettrica, in base alle differenti densità, in un'immagine che adesso possiamo vedere nel monitor.

Un fascio di radiazioni si può trasformare da un insieme di onde a delle particelle corpuscolate, e viceversa. I raggi X emessi partono dal tubo catodico e attraversano il distretto corporeo che dobbiamo studiare, subendo un differente assorbimento; se in un distretto anatomico è presente contemporaneamente l'osso e una componente parenchimatosa polmonare (che contiene aria) l'assorbimento di questi due distretti sarà differente, cioè l'osso ha un assorbimento nettamente superiore all'aria contenuta nel polmone; quindi la rappresentazione grafica di questi due distretti sarà differente: l'osso esercita un effetto di assorbimento della radiazione in quanto è carico di calcio e apparirà bianco (nell'ambito di una scala di grigi che si muove dal nero fino al bianco) cioè la parte bianca, radiopaca, ha subito un forte assorbimento perché essendo l'osso ricco di calcio ha un numero atomico elevato, il che determina un assorbimento della radiazione maggiore rispetto all'aria (contenuta ad esempio nel parenchima polmonare), laddove c'è un'assenza di atomi, quindi un numero atomico basso, si presenta grigia o nera.

Il ruolo della diagnostica per immagini

Identificazione della patologia con la radiologia convenzionale, con la TC o con l'utilizzo del mdc.

• Tipizzazione della lesione, cioè dare un nome alla lesione, in base agli aspetti che questa lesione può avere (per esempio irregolarità del profilo, che è espressione di una possibile infiltrazione) e lo possiamo vedere anche con una TC.
• Informazioni sull'estensione locale della patologia e sul cosiddetto staging. Poiché abbiamo detto che la radiologia convenzionale anche con metodiche contrastografiche ha una risoluzione più bassa, la metodica dirimente sarà la TC.
• Follow up delle patologie.

Radiologia convenzionale

Quali sono i principi che sono alla base della radiologia medica? Oggi parliamo di diagnostica per immagini perché nella diagnostica, oltre ai raggi X (alla base della radiologia convenzionale), abbiamo le onde elettromagnetiche (RM) e gli ultrasuoni (ecografia). Partiamo dalla base, dalla radiologia cioè la metodica di imaging che utilizza raggi X. Facciamo riferimento a un trasferimento di energia. Questa energia viene emessa da una fonte, che noi chiamiamo tubo radiogeno, incontra il distretto anatomico che noi dobbiamo studiare che, a seconda del peso atomico delle componenti che lo costituiscono, va a determinare un diverso assorbimento dei raggi X. Le forme di radiazione che si realizzano sono due: le corpuscolate e le non corpuscolate di tipo ondulatorio.

I raggi X vengono assorbiti in maniera diversa in rapporto alla densità del tessuto, subiscono un maggiore o minore assorbimento e questo si rifletterà in una rappresentazione grafica del distretto anatomico in studio. Veniamo alla realizzazione pratica di questo maggiore o minore assorbimento. Nella rappresentazione grafica di un'articolazione, l’osso ha assorbito, per l’elevato peso atomico, la maggior parte dei raggi X emessi dal tubo radiogeno e ha dato come risultato finale la rappresentazione dell’anatomia dell’articolazione in oggetto e la possibilità di valutare la morfologia delle componenti ossee in esame. Quando il fascio, emesso dal tubo radiogeno, attraversa il torace incontra diverse strutture anatomiche con diverso peso atomico. La componente ossea assorbe di più rispetto all’aria, nel mediastino c’è una sommazione di diverse strutture anatomiche fra cui anche l’osso della colonna vertebrale che risulterà differente rispetto all’aspetto radiotrasparente del contenuto aereo dei polmoni.

L’esame radiologico del torace è quello che viene più spesso eseguito in ambito ospedaliero prima di portare il paziente sul tavolo operatorio per via della possibilità offerta da questo esame di dare informazioni sull’anatomia normale e patologica del parenchima polmonare ma anche su aspetti normali e patologici del mediastino; ci si basa sulle linee mediastiniche, la cui alterazione sottende sempre la presenza di un processo patologico. L’esame radiologico è un esame di primo livello nella identificazione di una patologia polmonare ma presenta dei limiti in riferimento alla sensibilità perché può mascherare lesioni piccole in regioni quali l’ilo polmonare o può mascherare lesioni nella regione retrocardiaca (dove ci può aiutare la proiezione latero-laterale); la sua sensibilità arriva al 70-75%. Quindi, se un paziente fumatore presenta emottisi e abbiamo un esame radiologico negativo, è chiaro che l’iter diagnostico non si arresta e si consiglia, ad esempio, una TC.

La fonte di radiazioni è un tubo radiogeno in cui più del 99% dell’energia cinetica degli elettroni che raggiungono l’anodo viene convertita in calore quindi solo l'1% viene convertito in raggi X. La TC ci consente di mettere in evidenza, per l’elevata risoluzione spaziale, strutture anatomiche e patologiche e di distinguere la densità differente tra due strutture anatomiche. È vero che la risoluzione è nettamente superiore ma la TC dà una dose di radiazioni maggiore rispetto a quella data dalla RX.

Il fascio attraversa il distretto anatomico in esame, questi raggi X “residui” vengono registrati da un sistema di detettori che a loro volta le trasmettono, sotto forma di energia elettrica residua, al computer che trasforma i dati numerici in immagini con differenti tonalità, c’è la cosiddetta scala dei grigi che regola sia la radiologia convenzionale che la tomografia computerizzata. Oggi è il risultato di una tecnica di esposizione automatica mentre un tempo, quando ancora non esistevano i sistemi digitalizzati, per ottenere una immagine radiologica, l’operatore tecnico doveva regolare la dose di radiazioni in rapporto al peso corporeo del paziente.

In base alla sintomatologia clinica, si valuterà l’iter per questi pazienti. La radiologia convenzionale rappresenta l’indagine fondamentale di primo livello e sarà utile per capire come pianificare l’iter diagnostico: può essere dirimente oppure si può necessitare di altre indagini più sensibili in altri casi. Si farà riferimento a esami che hanno una maggiore risoluzione spaziale (= possibilità di identificare piccole strutture anatomiche anche all’interno di un parenchima normale o di identificare, all’interno dello stesso, piccole lesioni) o maggiore risoluzione di contrasto (= possibilità di distinguere due diverse strutture anatomiche adiacenti).

• Nell’apparato scheletrico noi possiamo utilizzare in maniera utile l’esame radiologico e la TC senza mezzo di contrasto (mdc).
• Il mediastino appare radio-opaco all'RX, perché ci sono diverse strutture anatomiche tra loro sovrapposte, per cui diciamo che l’esame radiologico ha uno scarso valore raffigurativo. Per esempio, se abbiamo un linfonodo di dimensioni aumentate nella loggia di Barety, non verrà visto all’esame radiologico standard; dovrà essere usata la TC perché così abbiamo la possibilità di avere piani assiali anche a strati sottili.
• Lo studio dei parenchimi addominali (fegato e pancreas) non può essere fatto con l’esame diretto dell’addome (che al massimo ci può dire che in ipocondrio destro ci sono dei calcoli, altro non può fare). Per uno studio adeguato, per esempio, del pancreas dobbiamo riferimento ad una TC con mezzo di contrasto che dà la possibilità di mettere in evidenza la morfologia di questi parenchimi.
• La mammografia è l’esame più utile per lo studio delle ghiandole mammarie; oggigiorno è stata affiancata dalla RM e dall’esame ecografico ma rimane comunque un esame che non utilizza un mezzo di contrasto e che rimane fondamentale nello studio delle ghiandole mammarie.
• L’esame diretto può essere utile in diverse situazioni come ad esempio la litiasi delle vie urinarie. Sappiamo che nella stragrande maggioranza dei casi, un calcolo radiopaco assorbe notevolmente i raggi X e possiamo evidenziarlo all’esame radiologico dell’addome; l’esame radiologico, però, ha una sensibilità più bassa rispetto alla TC. Quindi è vero che possiamo mettere in evidenza i calcoli lungo le vie escretrici, ma di fronte a un paziente in colica l’esame radiologico può non mettere in evidenza il calcolo e quindi bisognerà passare a un esame ecografico che evidenzierà la dilatazione a monte dell’ostruzione oppure passare alla TC che, per la maggiore risoluzione spaziale, ha la possibilità di mettere in evidenza elementi patologici di piccole dimensioni.

Esame radiologico dell'addome e sue applicazioni

Cosa si può mettere in evidenza con un esame radiologico dell’addome? Fondamentalmente le radiopacità (che potrebbero essere calcoli della colecisti o dell’apparato urinario) e le radiotrasparenze.

• Nell'addome acuto la prima cosa da fare è una Rx dell’addome perché si vuole sapere se la normale distribuzione dell’aria in ambito addominale si è modificata o se ci sono radiopacità.
• Se si parte da una Rx dell’addome e si mette in evidenza una opacità da verosimile calcolo sulle vie escretrici urinarie, il passo successivo è un esame ecografico per vedere la dilatazione a monte dell’ostruzione.
• Se mettiamo in evidenza una alterazione della normale distribuzione dell’aria contenuta nell’addome con presenza di livelli idro-aerei, definiamo il paziente “perforato”, il passo successivo è la sala operatoria o la TC perché ci dà la possibilità di capire se la distribuzione area è nel peritoneo o nel retroperitoneo e nella maggior parte dei casi ci indica la sede di perforazione.
• Altrimenti ci può essere occlusione e quindi sala operatoria o TC per capire la sede dell’occlusione.

Quindi, in definitiva, la radiologia convenzionale ha un suo valore per quanto riguarda lo studio delle patologie addominali per orientare verso le altre metodiche.

Tomografia assiale computerizzata

Le principali indicazioni alla TC: la TC senza mezzo di contrasto serve per mettere in evidenza entità anatomo-cliniche che modificano il normale contrasto. Potrebbe essere utile nel rilievo di un calcolo radiopaco o una componente ematica. In tutti gli altri casi la TC va utilizzata e rapportata nella sua risoluzione spaziale utilizzando i mezzi di contrasto. Le metodiche radiologiche che utilizzano raggi X possono essere rese ulteriormente efficaci in due modi:

• Iniettando aria in un viscere cavo (un esempio è il clisma opaco);
• Iniettando un mezzo di contrasto radiopaco (un esempio è l’urografia).

I mezzi di contrasto radiotrasparenti diminuiscono la densità elettronica ed inducono un minore assorbimento; un mezzo di contrasto radiopaco aumenta l’assorbimento. Esistono esami a doppio mezzo di contrasto: nel colon si utilizzano aria e bario, e andiamo a realizzare un clisma opaco; grazie a questi esami si possono distinguere accuratamente tutti i segmenti del colon e studiare, quindi, patologie che possono determinare una rigidità della parte del colon. Dunque l’esame con doppio mezzo di contrasto è particolarmente fine anche se nella maggior parte degli ospedali è scomparso perché sostituito dalla colonscopia.

Quando dobbiamo visitare un paziente oncologico, dobbiamo fare il TNM e quindi dobbiamo capire se la metodica di imaging che utilizziamo è in grado di:

• Stabilire la sede, le dimensioni e i rapporti della lesione con le strutture circostanti;
• Identificare linfonodi regionali e a distanza;
• Visualizzare lesioni ripetitive loco regionali o a distanza.

Se dobbiamo fare riferimento alla radiologia convenzionale, nel carcinoma del retto, diciamo che il clisma opaco (realizzato con la metodica del doppio contrasto) potrebbe darci delle informazioni non concrete perché risponde al primo quesito ma non agli altri due. Come dobbiamo ragionare, quindi, in un paziente oncologico? Una volta eseguito l’esame radiologico, qual è l’esame guida? Si va ad utilizzare un mezzo di contrasto radiopaco perché così abbiamo la possibilità di mettere in evidenza tutti e tre i punti.

Utilizzo della TC nel TNM

Come utilizzare le metodiche di imaging, in particolare la TC, per rispondere al TNM? Attualmente utilizziamo mezzi di contrasto che vengono iniettati per via endovenosa; quindi il primo passaggio è nelle strutture vascolari (arterie e vene), passano nello spazio extravascolare, si concentrano nei parenchimi e quindi ci danno la possibilità di eseguire uno studio particolarmente accurato.

L'esame TC dell'addome superiore ci dà la possibilità di rispondere al TNM e quindi stadiare il paziente, dare informazioni sulla natura delle lesioni. Dobbiamo anche andare a verificare lo stadio di questa malattia, in riferimento alle possibili metastasi loco regionali e a distanza. Nel paziente oncologico il fegato è l’organo centrale perché qui possiamo rintracciare sia lesioni primitive che lesioni secondarie.

Quali sono i distretti che studiamo in un paziente in caso di cancro al polmone? Nella maggior parte dei casi il carcinoma broncogeno dà metastasi ai surreni, è chiaro che dobbiamo fare una TC del torace e dell'addome con particolare riferimento all’addome superiore perché la prima sede di metastasi sono i surreni. Se invece è un cancro del colon retto, l’organo di riferimento sarà il fegato ma bisogna considerare anche il distretto toracico; dovremo estendere il nostro esame all’addome e al torace. L’esame TC senza mezzo di contrasto è da considerare soltanto come esame di base.

La TC è costituita da due parti: una parte definita fissa (o stazionaria) ossia il settore laddove ci sono gli operatori (il tecnico, il radiologo e l’infermiere) e poi c’è la sala TC: all'interno troviamo il tubo radiogeno (la sorgente da cui vengono emessi i raggi X), il tavolo porta paziente e, sulla parte opposta, il sistema dei detettori che registrano il segnale post-paziente e lo trasmettono al computer, che trasforma l’energia elettrica in dati numerici.

La parte rotativa funziona così: il tubo radiogeno si muove in maniera simmetrica e gira sui 360° intorno al paziente in circa 0,3-0,4 sec e realizza l’acquisizione spiroidale; poi se la TC è single slice o singolo strato, in una rotazione, dà luogo ad una immagine; se utilizziamo una TC multistrato avremo fino a 128 strati su una copertura di un volume in 0.3 secondi.

Se decidiamo di acquisire l’addome superiore, la TC acquisisce delle sezioni trasversali. Possiamo ottenere, per ogni rotazione, una fetta/uno strato, oppure se utilizziamo la TC spirale volumetrica acquisiremo un volume, non una fetta. TC spirale volumetrica significa che il sistema tubo radiogeno - detettore non acquisisce uno strato ma un volume di dati. Il computer mette insieme i pezzettini e sul monitor, una volta che il tubo radiogeno-detettore ha realizzato il volume che abbiamo deciso di acquisire, compaiono le immagini. La macchina realizzerà, per ogni rotazione, degli strati di spessore variabile in relazione alle nostre indicazioni. Coperto il volume che ho deciso di acquisire all’inizio, in tempo reale, i fotoni vengono registrati dal sistema di detettori e la trasformazione in energia elettrica avviene in maniera rapida. L’operatore decide anche se preferisce le immagini sul piano assiale o anche coronale perché così si può concentrare su organi e vedere meglio ad esempio, i reni.

Oltre ai parametri tecnici possiamo, per migliorare la diagnosi, aumentare la risoluzione di contrasto, e lo facciamo con l’utilizzo di un mezzo di contrasto. La TC ci dà la possibilità di conoscere le dimensioni delle strutture e ci offre la possibilità di distinguere, in base alle varie gradazioni di grigio, le strutture anatomiche. Nella scala di Hounsfield sono stati assegnati dei numeri diversi all’aria e, dalla parte opposta, all’osso. L’osso avrà dei numeri positivi mentre i polmoni (dalla parte opposta) dei numeri negativi. Questa scala è fondamentale per decidere cosa può fare la TC. Se io voglio fare diagnosi di una lesione che contiene grasso, lo posso fare perché il grasso cade in una scala...