Diagnostica per immagini Corso di Laurea Magistrale in Medicina e Chirurgia Anno accademico 2015-2016 La Radiazione Radiazione: spostamento di energia non richiedente alcun supporto materiale e non associato al trasporto di porzioni macroscopiche di materia. L’energia radiante indica la “cessione” di energia cinetica da parte di una particella alla materia, in massima parte sotto forma di energia termica e luminosa. Dipartimento di Scienze Chirurgiche, Radiologiche e Odontostomatologiche – S.C. Radiologia 2 - Università degli studi di Perugia - Dir. Prof. M. Scialpi

La Radiazione Le radiazioni possono essere distinte in: Diagnostica per immagini Corso di Laurea Magistrale in Medicina e Chirurgia Anno accademico 2015-2016 La Radiazione Le radiazioni possono essere distinte in: corpuscolate (dotate di massa, come le particelle elettricamente cariche e i neutroni) non corpuscolate (sprovviste sia di carica che di massa, come i raggi X e i raggi gamma) I raggi X viaggiano nello spazio (anche nel vuoto) sotto forma di onde elettromagnetiche, che possono essere rappresentate come la propagazione sinusoidale di un campo elettrico e di uno magnetico. Dipartimento di Scienze Chirurgiche, Radiologiche e Odontostomatologiche – S.C. Radiologia 2 - Università degli studi di Perugia - Dir. Prof. M. Scialpi

Diagnostica per immagini Corso di Laurea Magistrale in Medicina e Chirurgia Anno accademico 2015-2016 La Radiazione Tutte le radiazioni di questo tipo sono caratterizzate da tre variabili principali: lunghezza d'onda [λ] frequenza [ν] velocità [c] ν = c / λ L’ energia dei fotoni [E] è direttamente proporzionale alla loro frequenza, secondo la formula: E = h x ν  = h x c / λ dove h è la costante di Planck L'energia delle radiazioni si misura in elettronvolt (eV). 1 eV è l'energia che una carica elettrica unitaria (come un elettrone) acquista attraversando una differenza di potenziale di un Volt. Dipartimento di Scienze Chirurgiche, Radiologiche e Odontostomatologiche – S.C. Radiologia 2 - Università degli studi di Perugia - Dir. Prof. M. Scialpi

Diagnostica per immagini Corso di Laurea Magistrale in Medicina e Chirurgia Anno accademico 2015-2016 La Radiazione Per la produzione di raggi X sono necessari: una sorgente di elettroni, una forza che li acceleri ed un bersaglio che li freni. Il tubo radiogeno è costituito da un’ampolla di vetro sottovuoto ai cui estremi sono contenuti due elettrodi; un catodo (polo negativo) e un anodo (polo positivo) ad alta tensione. L’anodo, fungendo da bersaglio, assicura l’arresto degli elettroni prodotti dal catodo, che vengono accelerati in linea retta da una differenza di potenziale (ddp) (quella utilizzata in diagnostica per immagini varia tra 25 e 140 Kv) applicata ai due elettrodi. Dipartimento di Scienze Chirurgiche, Radiologiche e Odontostomatologiche – S.C. Radiologia 2 - Università degli studi di Perugia - Dir. Prof. M. Scialpi

Diagnostica per immagini Corso di Laurea Magistrale in Medicina e Chirurgia Anno accademico 2015-2016 La Radiazione Le radiazioni ionizzanti interagiscono con la materia secondo alcuni processi ben definiti che ne determinano l’assorbimento completo o parziale, a seconda delle caratteristiche delle strutture attraversate. L'elevato potere ionizzante dei raggi X è direttamente proporzionale alla quantità di energia trasportata. L’interazione delle radiazioni ionizzanti con la materia avviene secondo tre meccanismi differenti:   effetto fotoelettrico effetto Compton produzione di coppie Dipartimento di Scienze Chirurgiche, Radiologiche e Odontostomatologiche – S.C. Radiologia 2 - Università degli studi di Perugia - Dir. Prof. M. Scialpi

Diagnostica per immagini Corso di Laurea Magistrale in Medicina e Chirurgia Anno accademico 2015-2016 La Radiazione I raggi X incidenti hanno la proprietà di penetrare attraverso i corpi e di essere assorbiti in modo diverso da strutture disomogenee. I raggi emergenti, dopo questa interazione, saranno modificati per quantità e qualità ed avranno in sé un’ “immagine potenziale”, resa percettibile all’occhio umano sfruttando fenomeni di luminescenza (radioscopia) o l’effetto fotografico (radiografia).   La radioscopia sfrutta il fenomeno della fluorescenza: l’energia dei fotoni X, assorbita da opportuni materiali, è commutata in energia di fotoni luminosi. Quei materiali che fluorescono con particolare efficienza sono chiamati “fosfori”. La radiografia, invece, sfrutta la proprietà dei raggi X di impressionare le pellicole fotografiche. Dipartimento di Scienze Chirurgiche, Radiologiche e Odontostomatologiche – S.C. Radiologia 2 - Università degli studi di Perugia - Dir. Prof. M. Scialpi

Diagnostica per immagini Corso di Laurea Magistrale in Medicina e Chirurgia Anno accademico 2015-2016 La Radiazione Per effetto Compton si generano fotoni secondari che costituiscono una radiazione diffusa, che si propaga in tutte le direzioni. Al fine di ridurre l’irradiamento diffuso occorre: diminuire il volume colpito dal fascio radiante impiegare la griglia antidiffusione usare una cassetta con parte piombata posteriore Dipartimento di Scienze Chirurgiche, Radiologiche e Odontostomatologiche – S.C. Radiologia 2 - Università degli studi di Perugia - Dir. Prof. M. Scialpi

Diagnostica per immagini Corso di Laurea Magistrale in Medicina e Chirurgia Anno accademico 2015-2016 La Radiazione Per attenuazione si intende una riduzione dell'intensità del fascio, o per assorbimento di parte di esso dalla materia o per variazione di direzione dei fotoni incidenti, in modo tale che questi non siano più presenti nel fascio emergente. I principali fattori che determinano l'attenuazione di un fascio di raggi X: spessore, densità molecolare, numero atomico e numero di elettroni per grammi di materia intensità del fascio e dal numero di fotoni del raggio X Dipartimento di Scienze Chirurgiche, Radiologiche e Odontostomatologiche – S.C. Radiologia 2 - Università degli studi di Perugia - Dir. Prof. M. Scialpi

Diagnostica per immagini Corso di Laurea Magistrale in Medicina e Chirurgia Anno accademico 2015-2016 La Radiazione L'immagine radiografica si potranno distinguere diversi gradi di tonalità, fra cui: tonalità aerea = nero tonalità adiposa = grigio scuro tonalità parenchimatosa = grigio medio tonalità ossea = grigio chiaro tonalità metallica = bianco esattamente opposte alle immagini radioscopiche Si usa il termine opacità per indicare una maggiore attenuazione dei raggi X in un tessuto (per esempio, un addensamento polmonare che modifica la normale trasparenza del parenchima) Quando la normale attenuazione dei raggi X risulta invece ridotta, si parla di trasparenza (per esempio, una bolla di enfisema nel parenchima polmonare)   Dipartimento di Scienze Chirurgiche, Radiologiche e Odontostomatologiche – S.C. Radiologia 2 - Università degli studi di Perugia - Dir. Prof. M. Scialpi

Diagnostica per immagini Corso di Laurea Magistrale in Medicina e Chirurgia Anno accademico 2015-2016 La Radiazione Tutte le radiazioni ionizzanti determinano un effetto lesivo sugli organismi viventi che ne vengono colpiti. Tale effetto si sviluppa secondo vari livelli:   processo fisico primario: assorbimento atomico dell’energia radiante processo fisico secondario: modificazioni chimiche delle molecole composte dagli atomi colpiti dal processo primario effetti biologici primari: modificazioni strutturali e funzionali delle cellule effetti biologici secondari: alterazioni macroscopiche dell’organismo colpito dalla radiazione (danni somatici e genetici) Dipartimento di Scienze Chirurgiche, Radiologiche e Odontostomatologiche – S.C. Radiologia 2 - Università degli studi di Perugia - Dir. Prof. M. Scialpi

Diagnostica per immagini Corso di Laurea Magistrale in Medicina e Chirurgia Anno accademico 2015-2016 La Radiazione Nel Sistema internazionale l’unità di misura della dose assorbita è il Gray (Gy). 1 Gy equivale all’assorbimento di 1 J per Kg di materiale irradiato. La dose assorbita in termini di “dose equivalente di una radiazione di riferimento”, la cui efficacia biologica relativa (ERB), è equiparata ad 1. L’unità di misura della dose equivalente è il Sievert (Sv): 1 Sv equivale all’ assorbimento di un Gy della radiazione di riferimento (raggi X convenzionali). Conoscendo la dose assorbita ed il tipo di radiazione avremo la dose equivalente, che equivale al prodotto di Gy x ERB. Ancora oggi sono usate unità di misura quali: rad per la dose assorbita (1 Gy= 100 rad) rem per la dose equivalente (rem= rad x ERB, perciò 1 Sv= 100 rem). Dipartimento di Scienze Chirurgiche, Radiologiche e Odontostomatologiche – S.C. Radiologia 2 - Università degli studi di Perugia - Dir. Prof. M. Scialpi

Diagnostica per immagini Corso di Laurea Magistrale in Medicina e Chirurgia Anno accademico 2015-2016 La Radiazione Le attività che comportano l’impiego di radiazioni ionizzanti possono essere rischiose per la salute degli operatori e di chi si sottopone ad indagini diagnostiche. Le norme di radio-protezione sono discusse a livello internazionale da gruppi di esperti (ICRP: commissione internazionale di radioprotezione). La radioprotezione deve rispondere al “principio di giustificazione, di ottimizzazione e di limitazione delle dosi”. Dipartimento di Scienze Chirurgiche, Radiologiche e Odontostomatologiche – S.C. Radiologia 2 - Università degli studi di Perugia - Dir. Prof. M. Scialpi

Diagnostica per immagini Corso di Laurea Magistrale in Medicina e Chirurgia Anno accademico 2015-2016 La Radiazione Oggi l’immagine radiologica tradizionale si è evoluta in immagine digitale. I sistemi tradizionali, costituiti da pellicole e sviluppi fotografici, vengono abbandonati e rimpiazzati dalla diagnostica video assistita dal computer. Attualmente esistono tre sistemi informativi sanitari: Sistema Informativo Ospedaliero (HIS) Sistema Informativo Radiologico (RIS) Sistema Informativo per l’Archiviazione e la Comunicazione delle Immagini (PACS)   Dipartimento di Scienze Chirurgiche, Radiologiche e Odontostomatologiche – S.C. Radiologia 2 - Università degli studi di Perugia - Dir. Prof. M. Scialpi