Schema per ottenere tomogrammi computerizzati

Un fascio stretto di raggi X esplora il corpo umano in modo circolare. Attraversando i tessuti, la radiazione viene indebolita in base alla densità e alla composizione atomica di tali tessuti. Dall'altro lato del paziente, è installato un sistema circolare di sensori a raggi X, ognuno dei quali (possono essercene diverse migliaia) converte l'energia della radiazione in segnali elettrici. Dopo l'amplificazione, questi segnali vengono convertiti in un codice digitale, che viene inviato alla memoria del computer. I segnali registrati riflettono il grado di indebolimento del fascio di raggi X (e, di conseguenza, il grado di assorbimento della radiazione) in una qualsiasi direzione.

Ruotando attorno al paziente, l'emettitore di raggi X "osserva" il suo corpo da diverse angolazioni, per un angolo totale di 360°. Al termine della rotazione dell'emettitore, tutti i segnali provenienti da tutti i sensori vengono registrati nella memoria del computer. La durata della rotazione dell'emettitore nei tomografi moderni è molto breve, solo 1-3 secondi, il che consente di studiare oggetti in movimento.

Utilizzando programmi standard, il computer ricostruisce la struttura interna dell'oggetto. Di conseguenza, si ottiene un'immagine di un sottile strato dell'organo in esame, solitamente dell'ordine di diversi millimetri, che viene visualizzata sul monitor e il medico la elabora in base al compito da svolgere: può ingrandire o ridurre l'immagine, evidenziare aree di interesse (zone di interesse), determinare le dimensioni dell'organo, il numero o la natura delle formazioni patologiche.

Durante il processo, viene determinata la densità tissutale nelle singole aree, misurata in unità convenzionali: le unità Hounsfield (HU). La densità dell'acqua è considerata pari a zero. La densità ossea è +1000 HU, quella dell'aria è -1000 HU. Tutti gli altri tessuti del corpo umano occupano una posizione intermedia (solitamente da 0 a 200-300 HU). Naturalmente, un tale intervallo di densità non può essere visualizzato né su un display né su una pellicola fotografica, quindi il medico seleziona un intervallo limitato sulla scala Hounsfield: una "finestra", le cui dimensioni di solito non superano diverse decine di unità Hounsfield. I parametri della finestra (larghezza e posizione sull'intera scala Hounsfield) sono sempre indicati sui tomogrammi computerizzati. Dopo tale elaborazione, l'immagine viene memorizzata nella memoria a lungo termine del computer o salvata su un supporto solido: la pellicola fotografica. Aggiungiamo che la tomografia computerizzata rivela differenze di densità davvero insignificanti, pari a circa lo 0,4-0,5%, mentre la radiografia convenzionale può mostrare un gradiente di densità pari solo al 15-20%.

Di solito, la tomografia computerizzata non si limita all'acquisizione di un singolo strato. Per un riconoscimento affidabile della lesione, sono necessarie diverse sezioni, solitamente 5-10, che vengono eseguite a una distanza di 5-10 mm l'una dall'altra. Per orientarsi nella posizione degli strati da isolare rispetto al corpo umano, viene prodotta un'immagine digitale di rilievo dell'area in esame sullo stesso dispositivo, un radiotopografo, su cui vengono visualizzati i livelli tomografici isolati durante l'ulteriore esame.

Attualmente, sono stati progettati tomografi computerizzati in cui cannoni elettronici a vuoto, che emettono un fascio di elettroni veloci, vengono utilizzati come sorgente di radiazioni penetranti al posto di un emettitore di raggi X. L'ambito di applicazione di questi tomografi computerizzati a fascio di elettroni è attualmente limitato principalmente alla cardiologia.

Negli ultimi anni, la cosiddetta tomografia a spirale si è sviluppata rapidamente, in cui l'emettitore si muove a spirale rispetto al corpo del paziente e cattura così, in un breve lasso di tempo, misurato in pochi secondi, un certo volume del corpo, che può essere successivamente rappresentato da strati separati e distinti. La tomografia a spirale ha avviato la creazione di nuovi metodi di visualizzazione estremamente promettenti: l'angiografia computerizzata, l'imaging tridimensionale (volumetrico) degli organi e, infine, la cosiddetta endoscopia virtuale, che è diventata l'apice della moderna visualizzazione medica.

Non è richiesta alcuna preparazione specifica del paziente per la TC di testa, collo, torace e arti. Per l'esame di aorta, vena cava inferiore, fegato, milza e reni, si raccomanda al paziente di limitarsi a una colazione leggera. Per l'esame della cistifellea, il paziente deve presentarsi a stomaco vuoto. Prima della TC di pancreas e fegato, è necessario adottare misure per ridurre la flatulenza. Per una differenziazione più precisa di stomaco e intestino durante la TC della cavità addominale, questi vengono contrastati mediante somministrazione orale frazionata di circa 500 ml di una soluzione al 2,5% di mezzo di contrasto iodato idrosolubile da parte del paziente prima dell'esame.

È inoltre opportuno tenere presente che se il paziente ha eseguito una radiografia dello stomaco o dell'intestino il giorno prima della TC, il bario accumulato in tali organi creerà artefatti sull'immagine. A tal proposito, la TC non dovrebbe essere prescritta fino a quando il tratto digerente non sia completamente svuotato da questo mezzo di contrasto.

È stato sviluppato un ulteriore metodo di esecuzione della TC: la TC potenziata. Questa prevede l'esecuzione di una tomografia dopo somministrazione endovenosa di un mezzo di contrasto idrosolubile al paziente. Questa tecnica aumenta l'assorbimento dei raggi X grazie alla presenza di una soluzione di contrasto nel sistema vascolare e nel parenchima dell'organo. In questo caso, da un lato, il contrasto dell'immagine aumenta e, dall'altro, vengono evidenziate formazioni altamente vascolarizzate, come tumori vascolari e metastasi di alcuni tumori. Naturalmente, sullo sfondo di un'immagine in ombra potenziata del parenchima dell'organo, vengono meglio identificate le zone scarsamente vascolarizzate o completamente avascolarizzate (cisti, tumori).

Alcuni modelli di tomografi computerizzati sono dotati di sincronizzatori cardiaci. Accendono l'emettitore in momenti precisi e specifici, sia in sistole che in diastole. Le sezioni trasversali del cuore ottenute a seguito di tale studio consentono di valutare visivamente le condizioni del cuore in sistole e in diastole, di calcolare il volume delle camere cardiache e la frazione di eiezione e di analizzare gli indicatori della funzione contrattile generale e regionale del miocardio.

L'importanza della TC non si limita al suo utilizzo nella diagnosi di patologie. Sotto il controllo della TC, vengono eseguite punture e biopsie mirate di vari organi e focolai patologici. La TC svolge un ruolo importante nel monitoraggio dell'efficacia del trattamento conservativo e chirurgico dei pazienti. Infine, la TC è un metodo accurato per determinare la localizzazione delle lesioni tumorali, che viene utilizzato per indirizzare la sorgente di radiazioni radioattive sulla lesione durante la radioterapia delle neoplasie maligne.

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