Dipartimento di Fisicaa.a. 2004/2005

Fisica Medica 2

Tomografia assialecomputerizzata

18/3/2005

TomografiaImmagine analitica invece che immagine sinteticaottenuta ruotando sia il tubo radiogeno che la “cassetta”attorno ad un asse passante per il piano che si vuole analizzare

Movimento lineareCome leggere i caratteri in un libro dalle pagine trasparenti

Ciò che si muove durante l’assunzione di un radiogramma perde nitidezza di contorni, sfuma e quindi tende a cancellarsi (moto combinato!)

Sfumatura tomografica

Solo strutture contenute nello strato (fisso) di osservazione rimangono bene impresse, le altre sfumano a seconda distanza punto focalizzazione

Movimenti pluridirezionali

con immagini prese in cerchi (spirali) aventi raggi sempre più ravvicinati

Per meglio focalizzare lo strato di interesse si utilizza

movimento tomografico

arealespiroideo

Tomografia assiale computerizzataTAC o CT (Computer Tomography) Tecnica radiografica in cui le immagini a raggi X di sezioni del corpo sono ricostruite tramite

opportuni programmi di calcolo a partire da numerose curve di attenuazione

Procedure matematiche simili sono impiegate per ottenere immagini tomografiche da:- Tomografia ad emissione di positroni (PET)- Tomografia a emissione singolo fotone (SPECT)- Risonanza magnetica nucleare (NMR)

Funzionamento TAC

da differenti “numerose” angolazioni

posta al centro del ventaglio del fascio

la distribuzione interessata

Nella TAC il fascio di raggi X ruotante esplora

Elementi tecnologici- Tubo a raggi X monocromatici ad alta intensità- Rivelatori a raggi X compatti e di grande stabilità di funzionamento

- Calcolatore di elevate prestazioni e dotato di memoria sufficiente

- Sistema di visualizzazione di immagini “orientato in senso clinico” (scala di grigi)

Tubo a raggi X in moto lungo traiettoria circolarepuntato verso il centro di rotazionecon il paziente disposto lungo l’asse rotazione

e rivelatori ruotanti attorno allo stesso asse

Singolo rivelatoreCampionamento effettuato mediante tubo a raggi X che ruota in modo solidale rispetto al rivelatore

solo l’elemento centrale è comune e può essere determinato con precisione

Moto a spirale

Richiesta di un elaboratore elettronicoper l’elaborazione dei differenti segnali

Apparato

sistema

elaborazione

Caratteristiche tecnicheEnergia media 70 keVFlusso di circa 3 1012 γ per kW e steradiantelimita velocità di esecuzione dell’immagine TAC

Energia necessaria per avere un’immagine clinicamente valida è 10-100 kJcapacità termica dell’anodo del tubo a raggi X è

~ 300-1000 kJsolo poche immagini di alta qualità possono essere ottenute prima che che si raggiunga la temperatura critica (raffreddamento!)

Rivelatori a scintillazione o ad ionizzazione

Esempio di TAC

Torace con tessuti ossei e tessuti molli

Professionalità nel distinguere le singole

strutture (radiodiagnostica!)

Tomografia assiale computerizzata

Serie di “radiografie” in sequenza

Addome

Cervello

Richieste per uso clinico

Discriminazione nel contrasto = variazione percentuale oltre la quale viene individuato un cambiamento di tonalità di grigio dell’immagineDose proporzionale a spessore ∆x della sezione

D = k / ∆x3

diminuendo ∆x di un fattore 2, dose aumenta di 8

DifettiNon ricorrere ad una tomografia in assenza di preliminare esame radiologico a due proiezioni

- Limitata risoluzione di contrasto- Creazione artificiosa di ombre parassite- Riproduzione di soli strati frontali sagittali ed obliqui ma non trasversali- Elevata dose radiazione somministrata paziente

necessità di molti stratiacquisizione simultanea di più stratitomografia multipla simultanea