UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI
CASSINO
FACOLTA’ DI SCIENZE MOTORIE
Corso di Laurea L-22
ANATOMIA PER IMMAGINI
TOMOGRAFIA E RISONANZA
AA 2009-2010
Dr.ssa Veronica Papa
RIEPILOGO LEZIONE
PRECEDENTE
L’IMMAGINE RADIOGRAFICA
 L’immagine radiografica è, quindi, la risultante del
passaggio di fotoni attraverso il distretto corporeo da
analizzare.
 In particolare, l’immagine viene generata non tanto dal
passaggio dei fotoni, quanto dalla loro interazione con i
tessuti: si genereranno, infatti, contrasti differenti a
seconda della densità del tessuto e del suo spessore, oltre
che della densità del raggio.
 Più raggi arrivano ad impressionare la pellicola, più
questa risulterà nera; viceversa più il fascio viene
attenuato dall’interazione con la materia, più l’immagine
risulterà chiara.
Dr.ssa Veronica Papa
 Maggiore
attenuazione del fascio di raggi X =aree chiare
(radioopacità)
 Minore attenuazione del fascio di raggi X =aree scure
(radiotrasparenza).
 Attenzione!
Radiopacità e radiotrasparenza sono, comunque, termini
relativi,
non
assoluti:
una
struttura
anatomica
sarà
radioopaca
o
radiotrasparente rispetto ad un’altra struttura, ma il suo
livello di grigio dipenderà anche da altri fattori (energia
dei raggi X, tipo di pellicola).
Dr.ssa Veronica Papa
Dr.ssa Veronica Papa
PERCHE’ SI FA
Lo studio radiografico delle ossa ha lo scopo di
analizzare la morfologia e la struttura delle componenti
scheletriche in esame e di valutarne la correttezza dei
rapporti
articolari.
Le alterazioni ossee evidenziabili con l'indagine
radiografica sono molteplici. Fra queste, ricordiamo le
malformazioni scheletriche, gli esiti di traumi recenti o
pregressi (fratture, lussazioni e loro reliquati), le flogosi
ossee o articolari, i processi degenerativi o neoplastici a
partenza
dai
diversi
componenti
dell'apparato
osteoarticolare.
Dr.ssa Veronica Papa
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METALLO
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L’ECOGRAFIA
 Le immagini ecografiche si producono per effetto della
riflessione degli ultrasuoni da parte dei tessuti; si sfruttano, cioè,
le variazioni dell’impedenza acustica (ovvero l’opposizione al
flusso di energia acustica da parte del mezzo di trasmissione) per
visualizzare i diversi piani tissutali.
 E’ un’indagine routinaria, usata sia in ambito radiologico che
chirurgico e ostetrico.
 La sua diffusione è stata favorita dalla innocuità ed economicità
di questa tecnica che ha, però, lo svantaggio di essere fortemente
operatore-dipendente sia per l’acquisizione delle immagini che
per la loro interpretazione.
 In campo ortopedico, l’ecografia trova ampia applicazione nello
studio delle patologie mio-tendinee, mentre non ha praticamente
alcun ruolo nell’imaging dell’osso o degli organi circondati da aria
che gli ultrasuoni non sono in grado di attraversare.
Dr.ssa Veronica Papa
PERCHE’ SI FA
 L'ecografia può essere utilmente impiegata nello studio di
numerosi organi (fra i principali, tiroide, mammella,
muscoli, fegato e vie biliari, pancreas, milza, rene, prostata,
vescica, utero ed ovaie) dei quali è in grado di precisare le
alterazioni strutturali conseguenze di numerose malattie.
In particolare, l'ecografia può evidenziare noduli di diversa
natura,purché raggiungano dimensioni apprezzabili.
L'ecografia non è indicata nello studio di organi circondati
da osso o aria (che gli ultrasuoni non possono attraversare)
e va preceduta da altre indagini in determinate condizioni
(ad esempio, l'ecografia della mammella va eseguita dopo
la mammografia nelle donne di età superiore ai 35 - 40
anni).
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 Durante il funzionamento, la
sonda
trasmette
piccoli
“pacchetti” di ultrasuoni.
 Gli echi ritornati alla sonda
generano la produzione di un
segnale elettrico.
 A seconda del ritardo con
cui arrivano alla sonda, gli
echi vengono disposti nella
matrice dell’immagine (echi
precoci = zone vicine; echi
tardivi = zone profonde).
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RIFLESSIONE DIRETTA E
IMMAGINE DI PARETE
Dr.ssa Veronica Papa
RIFRAZIONE
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SCATTERING E IMMAGINE DI
PARENCHIMA
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CONO D'OMBRA POSTERIORE
Strutture
con
impedenza
acustica particolarmente elevata
possono causare la completa
riflessione
del
fascio
ultrasonoro. Tale fenomeno
produce
posteriormente
un’ombra acustica priva di echi,
dovuta al fatto che i tessuti
situati in piani posteriori non
vengono raggiunti dal fascio di
US.
Può essere prodotto da calcoli,
gas, strutture ossee e strutture
fibrose dense (cicatrici).
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RINFORZO DI PARETE POSTERIORE
L’artefatto consiste nell’aumento
di intensità degli echi posti nella
zona a valle di una raccolta
liquida. Il fascio di US, che
attraversa un liquido, non viene
nè assorbito nè attenuato e non
produce echi. Nei tessuti che
stanno a lato della raccolta
liquida il fascio subisce invece i
normali
fenomeni
di
attenuazione.
Ne deriva che a valle della
raccolta liquida arrivano segnali
di diversa intensità, essendo più
intensi
quelli
che
hanno
attraversato la raccolta stessa:
il
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tessuto situato posteriormente
TOMOGRAFIA
COMPUTERIZZATA
 E' un esame diagnostico che impiegando
una complessa apparecchiatura a raggi X
consente di ricostruire al computer "sezioni"
della regione corporea indagata.
La tomografia computerizzata (TC) utilizza
tubi radiogeni e file di rivelatori che ruotano
intorno al paziente. Le misurazioni
dell’assorbimento dei raggi X vengono poi
processate matematicamente e tradotte in
un’immagine.
È una tecnica, quindi, non invasiva che
fornisce una serie di immagini assiali del
corpo distinguendo i vari organi e tessuti in
base alla loro DENSITÀ grazie ad un fascio
di radiazioni X che attraversa il corpo da
differenti punti di vista.
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TOMOGRAFIA VS
RADIOGRAFIA
 Svantaggi della radiologia tradizionale
Sovrapposizione delle strutture specialmente se di
densità simile (differenza di densità necessaria per
distinguere due strutture: 5%).
 Vantaggi della tomografia computerizzata
L'utilizzo di un fascio collimato fornisce un segnale quasi
privo di radiazioni diffuse.
I detettori risentono del rumore meno dei tradizionali
sistemi schermo-pellicola.
Le immagini assiali sono libere da sovrapposizioni.
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PERCHE’ SI FA
 E' un esame definito "di secondo livello", cioè volto a chiarire
dubbi diagnostici di una certa importanza, ai quali gli esami
radiologici ed ecografici più semplici e meno costosi non sono
arrivati a dare una risposta definitiva.
 La Tomografia Computerizzata può essere utilizzata in
qualsiasi distretto corporeo: essa è generalmente capace di
visualizzare con sufficiente completezza lo scheletro e le
articolazioni senza necessità di far ricorso al mezzo di contrasto.
Per i restanti distretti è invece assi spesso necessario utilizzare il
mezzo di contrasto con somministrazione endovenosa e, per lo
studio dell'addome, anche del contrasto per via orale.
 Ha assunto particolare valore in alcune patologie traumatiche
come le fratture del bacino e dell’acetabolo o nelle fratture
articolari complesse dove una definizione dettagliata del danno
era di difficile acquisizione.
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COME SI ESEGUE
 Per eseguire l'esame il paziente viene invitato a
sdraiarsi sul lettino, a rilassarsi ed a ridurre al
minimo
i
movimenti
volontari.
In tutto l'esame non supera generalmente i 30-40
minuti.
In molte circostanze al paziente può essere chiesto
di restare in apnea per pochi secondi.
 Durante l'esame il lettino su cui il paziente è
sdraiato viene fatto scorrere all'interno di una
"ciambella" molto larga, che contiene la
strumentazione necessaria alla acquisizione delle
immagini.
Nel corso dell'esame il movimento di alcuni
componenti all'interno della "ciambella" produce
un leggero rumore, che comunque non è fastidioso.
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PRIMA DELL’ESAME
 In rapporto al tipo di esame, può essere necessario
eseguire esami di laboratorio per documentare la
funzionalità renale ed epatica e ottenere il tracciato
elettroforetico delle proteine plasmatiche.
 Nell'eventualità di dover far ricorso al mezzo di
contrasto, il giorno dell'esame è opportuno essere digiuni
da
almeno
6
ore.
Inoltre, per le pazienti in età fertile, l'esame va eseguito
solo se sia possibile escludere lo stato di gravidanza.
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Cosa dire al medico radiologo
E' molto importante riferire i sintomi che hanno portato
all'esecuzione dell'esame ed esibire tutti gli esami
radiologici ed ecografici eseguiti in precedenza.
Nel caso che l'esame sia ripetuto a distanza di tempo è
necessario
riportare
la
TC
precedente.
Il medico radiologo deve poter consultare il risultato di
eventuali altri esami strumentali o visite specialistiche e se disponibili - della relazione del curante o di lettere di
dimissioni emesse in occasione di precedenti ricoveri.
E' inoltre necessario segnalare al medico radiologo
l'esistenza di eventuali allergie e se in passato vi sono
state reazioni al mezzo di contrasto.
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COME FUNZIONA LA TC
 Uno strato più o meno sottile del corpo viene attraversato
da un fascio di raggi X altamente, prodotto da un tubo che
ruota intorno al paziente, in maniera consensuale a dei
rivelatori posti al di là del paziente.
I dati relativi all’attenuazione del fascio, ottenuti dai
diversi “punti di vista”, vengono inviati ad un elaboratore
che, attraverso complessi algoritmi matematici, ricostruisce
le immagini delle strutture anatomiche presenti nello strato
considerato.
La visualizzazione a strati delle strutture anatomiche
elimina il problema della sovrapposizione presente invece
nell’esame radiografico.
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VOXEL
 Ogni strato corporeo viene suddiviso dalla macchina
in unità di volume elementari (VOlume x Element =
Voxel).
 L’attenuazione del fascio viene calcolata per ogni
singolo voxel.
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SCALA E UNITÀ DI HUNSFIELD
 La densità dei tessuti viene espressa da una scala di
grigi costruita sulla base delle unità (o numeri) di
Hunsfield (UH), così dette in onore dell’inventore della
TC.
L’unità di Hunsfield o numero TC è un valore
adimensionale proporzionale alla densità del tessuto. E’
alla densità dell’acqua che per convenzione è pari a 0.
Al di sopra e al di sotto di tale valore si localizzano le
densità dei diversi tessuti della materia vivente.
 Negli esami TC si parla di densità: gli organi ed i tessuti
potranno essere iperdensi, ipodensi o isodensi in relazione
ad un altro organo o tessuto o alla densità di riferimento
dell’acqua.
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FORMAZIONE DELL’IMMAGINE TC
 Dietro alle variazioni cromatiche di una immagine TC,
ci sono, quindi, dei numeri che possono essere letti che
possono dare delle informazioni quantitative oggettive
sulla densità del tessuto considerato.
 La modalità di visualizzazione delle immagini TC può
essere variata ed aggiustata, con le tecniche di postprocessing in maniera tale da esaltare o sopprimere
informazioni presenti nelle immagini stesse.
 È così possibile discriminare anche piccole differenze di
densità (fino a 0,5%) e rappresentarle con livelli di grigi
differenti.
 Ciò si traduce in una maggiore risoluzione di contrasto
rispetto
all’esame
RX.
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RISONANZA MAGNETICA
 La Risonanza Magnetica (RM) è una moderna tecnica
diagnostica usata in medicina che fornisce immagini
dettagliate del corpo umano.
 Permette di visualizzare e diagnosticare facilmente molte
malattie e alterazioni degli organi interni.
 La RM utilizza onde radio a campi magnetici e pertanto
non presenta rischio di radiazioni X.
 La RM produce immagini di sezioni del corpo che
vengono visualizzate attraverso l'uso di un monitor
televisivo e originate grazie all'aiuto di un computer che
trasforma gli impulsi radio nelle immagini anatomiche.
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PERCHE’ SI FA
 La RM può essere usata per la diagnosi di una grande
varietà di condizioni patologiche che coinvolgano gli
organi e i tessuti del corpo.
 Questa metodica è particolarmente utile nella diagnosi
delle malattie del cervello e della colonna vertebrale,
dell'addome e pelvi (fegato e utero) dei grossi vasi
(aorta) e del sistema muscolo-scheletrico (articolazioni,
osso, tessuti molli).
Dr.ssa Veronica Papa
 Nel caso che un medico prescriva un esame RM non
significa necessariamente che il paziente sia affetto da
qualche grave patologia. Esistono infatti parti del corpo e
condizioni patologiche (anche benigne) che possono essere
dimostrate molto bene e con maggiore precisione .
In tali casi quindi il ricorso alla RM rappresenta un
risparmio di tempo ed una migliore e più precisa diagnosi.
 Prima di essere sottoposti all' indagine RM il paziente
verrà intervistato allo scopo di prevenire eventuali danni
causati dall'esposizione del paziente al forte campo
magnetico
prodotto
dalla
macchina
di
RM.
In particolare dovrà essere accertata la presenza di pacemaker cardiaco, pompe di infusione interne,
neurostimolatori, protesi all'orecchio interno che possono
subire danneggiamenti sotto l'azione del campo magnetico.
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 Analogamente possono costituire controindicazione
all'esame la presenza di schegge metalliche all'interno
del corpo e in particolare in vicinanza degli occhi, clips
metalliche a seguito di interventi chirurgici al cervello o
al cuore.
 E' bene segnalare l'eventuale stato di gravidanza,
specie se nel primo trimestre, ed eventuali allergie
specie ai metalli.
 Prima dell'indagine è bene togliere oggetti di metallo,
orologio, schede magnetiche, trucco al viso, lenti a
contatto, chiavi, monete e tutt'altro di metallico
indossato.
Dr.ssa Veronica Papa
COME SI SVOLGE
 Dopo il colloquio con il medico radiologo, il paziente verrà
accompagnato
all'interno
della
sala
diagnostica;
verrà fatto sdraiare in un lettino e in relazione al tipo di organo
da studiare potranno essere posizionate all'esterno del corpo le
cosiddette "bobine di superficie“.
 In relazione al tipo di patologia da studiare, potrà essere
somministrato
un
mezzo
di
contrasto
(mdc)
A differenza di altre indagini diagnostiche (come per esempio
l'angiografia o la TC) la quantità di mdc generalmente
necessaria
per
la
diagnosi
è
modesta.
Queste sostanze contrastografiche possono in casi molto rari
procurare
effetti
collaterali
di
tipo
allergico.
L'indagine RM ha una durata variabile; mediamente la
permanenza all'interno della macchina è di circa 30’.
Terminato l'esame diagnostico il paziente può tornare a casa
senza particolari problemi.Dr.ssa Veronica Papa
Dopo l'esame
 Le immagini del corpo in sezione ottenute durante la
permanenza del paziente all'interno della macchina
RM vengono visualizzate in un schermo televisivo, e
quindi in un secondo tempo "stampate" su di una
pellicola simil-radiografica.
 Tale pellicola verrà utilizzata dal Radiologo per la
diagnosi che verrà poi trascritta nel Referto.
Il referto scritto e le immagini su pellicola verranno
poi consegnate al paziente a distanza di un paio di
giorni dall'esame o inviate al medico curante.
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RM vs TC
 Modalità
di formazione delle immagini: Radiografia e
TAC si basano sulla trasmissione di Raggi X; la RM rileva
e analizza l’emissione di segnali indotti dall’organismo a
seguito dell’applicazione di un campo magnetico e di
radiofrequenze.
 La RM produce immagini a risoluzione intrinseca
piuttosto bassa, ma tende a mettere in evidenza le
differenze tra tessuti diversi (si dice che ha un'"alta
risoluzione di contrasto“).
 La TC ha un'alta "risoluzione spaziale" ovvero ti
distingue nettamente due punti come diversi, ma ti da
poche informazioni sulle differenze tra tessuti.
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RISONANZA MAGNETICA NUCLEARE
 I nuclei di alcuni elementi con numero dispari di protoni e/o
neutroni (es. 1H) sono dotati di spin intrinseco, cioè ruotano
intorno a se stessi. Dato che ogni carica elettrica in movimento
produce un campo magnetico, anche questi nuclei, carichi
elettricamente e dotati di spin, sono associati ad un campo
magnetico microscopico detto momento magnetico nucleare
o dipolo magnetico.
 I sistemi RM producono immagini utilizzando le proprietà
magnetiche del nucleo dell’idrogeno, che è l’elemento più
abbondante nell’organismo.
Il campo magnetico terrestre non è sufficientemente forte per
influenzare l’orientamento dei dipoli magnetici.
Se i vettori magnetici sono disposti in maniera casuale nello
spazio, il vettore magnetico risultante dalla loro somma è
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nullo.
 In presenza di un forte campo magnetico esterno
stazionario (B0), i protoni tendono ad orientarsi
parallelamente alla direzione del campo magnetico
esterno.
 Si produce così una magnetizzazione risultante M,
orientata parallelamente a B0.
Inoltre sempre per effetto di B0, il momento magnetico
di ciascun protone comincia a ruotare, cioè a precedere
attorno alla direzione di B0 nello stesso modo in cui
l’asse di una trottola ruota intorno alla direzione della
forza di gravità.
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 La frequenza con cui i protoni ruotano attorno alla
direzione di B0 è detta frequenza di precessione o di
Larmor
 In condizioni di equilibrio, in presenza di un campo
magnetico uniforme, tutti i protoni hanno la stessa
frequenza, ma non la stessa fase di precessione.
 Lo stato di equilibrio appena descritto può essere
alterato mediante l’applicazione di radiofrequenze (RF),
cioè di onde elettromagnetiche, la cui frequenza sia
uguale a quella di precessione dei protoni (frequenza di
Larmor).
 Solo in tali condizioni si verifica il fenomeno della
risonanza magnetica nucleare , cioè il passaggio di
energia dalla RF ai protoni.
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 Una volta cessato l’impulso RF, si verificano due
seguenti fenomeni inversi che tendono a ritornare allo
stato di equlibrio.
 Il tempo che gli e- impiegano a ritornare allo stato di
equilibrio viene è responsabile della generazione delle
immagini:
-Il T2 o tempo di rilassamento trasversale è un misura del
tempo richiesto ai protoni (spin) per desincronizzarsi in
relazione al reciproco scambio di energia. Grosse molecole
hanno T2 più brevi.
- Il T1 o tempo di rilassamento longitudinale è un misura
del tempo richiesto ai protoni per tornare alle condizioni
di equilibrio iniziale, grazie alla cessione di energia al
microambiente circostante (lattice).Il valore di T1 per un
dato tessuto dipende dall’intensità del campo magnetico
principale e la dimensione della molecola stessa.
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I segnali di RMN vengono utilizzati per formare un’immagine
in cui le tonalità di grigio dei tessuti rappresentati sono tanto
più chiare quanto più intenso è il segnale da essi emesso e
viceversa.
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