Tomografia computerizzata

TOMOGRAFIA COMPUTERIZZATA (TC)

La radiologia tradizionale fornisce immagini bidimensionali che sono date dalla sommatoria delle interazioni del fascio di raggi X con

le diverse strutture schiacciate su un piano.

Con una tecnica particolare è possibile ottenere la selezione si un solo strato muovendo la sorgente di radiazioni.

Negli anni '70 viene scoperto un nuovo modo per ottenere immagini assali sfruttando meglio i raggi X. Nasce la TAC o tomografia

assiale computerizzata. Le prime apparecchiature davano immagini computerizzate. All'epoca, questa tecnica era abbastanza

rivoluzionaria. Anche se le immagini di allora erano un po' datate si riuscivano a vedere i parenchimi.

La TC è una tecnica che permette di ottenere sezioni assiali di spessori definiti e molto contenuti di regioni del corpo umano con

una elevatissima risoluzione, spaziale e di contrasto.

La TC utilizza i raggi X, come la radiologia tradizionale, ma ha la capacità di discriminare anche piccolissime differenze di

assorbimento delle radiazioni nel contesto delle parti molli: permette di ottenere immagini in cui distinguiamo non solo l'osso, ma

all'interno dei tessuti molli riusciamo a distinguere sostanza bianca da sostanza grigia, possiamo vedere il liquor nelle cavità

ventricolari e riusciamo a distinguere altre aree.

La selezione dello strato da esaminare avviene mediante dei collimatori che riducono il fascio radiogeno ad un sottile “ventaglio” di

pochi millimetri di spessore. Questo spessore del fascio determina lo spessore dello strato. Oggi lo spessore è inferiore al mm.

Lo strato in esame viene diviso in piccoli elementi di volume in modo che la TC, tenendo sotto controllo i tubi di raggi X, riesce istante

per istante a valutare con il rilevatore la quantità di radiazioni che attraversano ogni elemento. Per differenza otteniamo le radiazioni

che sono state assorbite. Si fa un calcolo matematico utilizzando un coefficiente di assorbimento per ogni singolo elemento

dell'immagine e si assegna con il computer un certo valore nella scala di grigi.

Nero → aria.

Si possono usare anche i colori. I colori però presuppongono che il uno sappia riconoscere più scale di colori.

densità

In TC parliamo di di strutture.

L'Artro-TC ci permette di vedere la porzione ultima del capo lungo del bicipite e la cartilagine di rivestimento delle superfici articolari.

Quando si dà un mezzo di contrasto per via endovenosa, le strutture vascolari sono più dense.

L'ascesso appare come omogeneo e a bassa densità.

Dà informazioni veloci e le identifica in maniera evidente. Mentre con la Rx tradizionale dovevamo avere due proiezioni, qui sappiamo

dove è esattamente e quindi possiamo avere diagnosi.

Generazione dei pixels / voxels.

Gli elementi in cui sono suddivise le immagini sono i pixel. Sarebbe più corretto parlare di voxel, elemento volumetrico dell'immagine.

Dall’assorbimento di ogni singola unità mediante un algoritmo particolare, chiamato trasformata di Fourier, si ottengono i valori

propri di assorbimento di ogni singolo pixel. Sono questi valori che vengono prima convertiti in una scala di valori numerici

convenzionali (unità di Hounsfield) e poi trasformati, in base alla scala dei grigi, in immagini.

Suddivido la mia immagine in voxel e immaginiamo che il tubo, che emette radiazioni, le emette ruotando attorno al pz. In questo

modo le radiazioni entrano da più punti. Per cui se faccio una matrice di numeri nella mia immagine, una volta che so istante per istante

la quantità di radiazione che è arrivata dal tubo, posso calcolare l'assorbimento in base alla radiazione che arriva al sistema di

rilevamento.

Se effettuo il calcolo istante per istante, posso avere decine di migliaia di equazioni in cui ogni equazione l'incognita è la radiazione

assorbita e come elementi certi la quantità di radiazioni emesse e ricevute. Se abbiamo 10.000 equazioni a sistema con 10.000 incognite

possiamo risolvere. Questo si può fare solo con i computer.

Una volta che ottengo questi valori numerici, per convertirli in colori di grigio, devo effettuare una trasformazione e quindi per

convenzione esiste una scala di valori numerici, scala di Hounsfield, in cui ho 2.000 valori e quindi anziché avere valori numerici molto

coefficienti

lunghi e con diversi numeri oltre la virgola, ottengo numeri finita che posso colorare di grigio. Questi valori si chiamano

di attenuazione . Per convenzione il valore di 0 è dato all'acqua distillata, in questo modo ho un rapporto tra le unità di Hounsfield

La scala va da -1000 a +1000 passando per l'acqua distillata.

e le cose che valuto.

Se dico che nel rene c'è una lesione con coefficiente che va da 20-30 unità Hounsfield (HU) significa che ho una lesione liquida.

Il problema è che mentre il pc riesce a differenziare tra 999 di coefficiente e 1000, poi questi valori devono essere concentrare su 15-

16-17 diversi valori di grigio, perché l'occhio umano non li riesce a distinguerli di più. Per cui devo accorpare per forza. Questo

accorpamento è temporaneo, perché il pc memorizza i valori e posso variare questo accorpamento.

Per poter meglio apprezzare le piccole differenze di assorbimento esistenti tra due strutture vicine sarà necessario regolare la “finestra

di visualizzazione” in modo tale che il centro di essa cada nelle vicinanze dei valori di assorbimento che interessano. La finestra di

visualizzazione è il punto di questa scala in cui io dico al pc di settarsi. Tutto quello che si trova al di sopra della finestra di

visualizzazione è bianco, invece tutto quello che si trova al di sotto è nero.

La storia è stata più complessa.

• Anni ’70: funzionalità. 1974 = matrice 80 x 80 8 livelli di grigio 4 minuti per una scansione.

• Anni ’80: prestazioni.

• Anni ’90: applicazioni. 1998 matrice 512 x 512 ricostruzione 3D acquisizione spirale in 10s.

• Anno 2000: cardiac CT.

• Anno 2005: CAD CT.