TECNOLOGIA TAC: STATO DELLARTE E PROSPETTIVE FUTURE

1972……1989…..1991……..1998….2000/02….2005…..? TC MULTIDETTETORE 8-16 CANALI …? Evoluzione della TC TC MULTIDETETTORE CANALI TC SPIRALE TC MULTIDETTETORE 4 CANALI TC TWIN-SLICE INVENZIONE DELLA TC 0,33 sec 0,4 sec 0,5 sec

generazioni

singola fila di detettori; singolo canale di registrazione dei dati TCSS TC spirale a strato singolo

multiple file di detettori; 4 canali di registrazione dei dati TCMS TC spirale multistrato

4 scansioni / rotazione 4 scansioni / rotazione tempo di rotazione 0.5 sec tempo di rotazione 0.5 sec > velocità di acquisizione (8 volte) > velocità di acquisizione (8 volte)

TC spirale multistrato vs singolo strato collimazione 5 mm rotazione 1 sec durata 56 sec durata 56 secTCSS collimazione 4x5 mm rotazione 0.5 sec durata 7 sec durata 7 secTCMS 5 mm 3.75 cm 30 cm 4x5 mm durata 5 sec

collimazione: 4x2.5 mm durata esame: < 2 min 1998: TC spirale multistrato

Riduzione della collimazione a parità di volume acquisito e durata dellacquisizione TCSS TCMS TC spirale multistrato vs singolo strato

Stato dell arte: RSNA (Radiological Society of North America) Det.Strati Spessore mi n copertura FILEN/rotmm GE Philips *80.0 Siemens *38.4 Toshiba *Doppia campionatura

TUBO RADIOGENO DETETTORISOFTWARE EVOLUZIONE

Gantry Consolle Computer Power Distributor Componenti

* Data Acquisition System - Sistema Acquisizione Dati Tubo Detettori I componenti visti dallinterno. DAS

Tubo radiogeno Elevata capacità termica (HU = Heat Unit) Elevata dissipazione termica (HU / minuto)

Il DURA 532 x-ray tube è un tubo ad alta potenza con 2 macchie focali realizzto in metallo. Lanodo è realizzato con tecnica ad alta qualità ed è composto da Grafite Tungsteno Rhenium Molibdeno. Capcità termica: HU Dissipazione termica: 730 KHU Simens medical

Toshiba medical system MEGACOOL: Capacità termica: 7.5 MHU Dissipazione termica: 1.4 MHU/min.

G. E. IMMAGINE PERFORMIX MEL CERAMIC: Capacità termica: 6.3 MHU Dissipazione termica: HU/min.

Siemens medical STRATON: Capacità termica: < 0.6 MHU Dissipazione termica: HU/min.

…straton siemens

Tubo RX Sempre maggiore potenza richiesta per via dei diminuiti tempi di acquisizione –Potenza fino a 120Kw Miniaturizzazione Anodi con doppia macchia focale lungo lasse z (~5000 spostamenti/sec) Cuscinetti spiroidali –Maggior stabilità nella rotazione –Fino a 220 rpm (0,27sec/rot) –Raffreddamento diretto per minori tempi di attesa Anodi a struttura segmentaria –Più resistenti alle alte temperature

Straton Tube Regular Tube Vediamo cosa potrebbe accadere se aumentassimo la velocita del tubo oltre certi limiti … Il tubo si potrebbe staccare … Questo problema potrebbe essere risolto introducendo tanti piccoli tubi fermi all interno del gantry evitando la rotazione dellintero sistema Tubo RX

Dual Source Ct System Impostazioni scanner –2 tubi Straton 2x64 slice con doppio campionamento (z-sampling) –Rotazione del gantry 330 ms –Massa rotante di 1,6 tonnellate Potenza Tubo Acquisizioni fino a 80 kW Tc Cardiaca Risoluzione temporale: 83ms (t rot /4) Dual Energy Acquisizioni simultanee a 80Kv e 140Kv

Sistema di detezione Elevata sensibilità (efficienza) Elevata densità dei rilevatori Velocità di acquisizione dati (acquisizioni volumetriche)

elevato rendimento luminoso, grande sensibilità (o efficienza di cattura fotonica); assorbono quasi il 100% dei fotoni incidenti. Persistenza di luminescenza residua con ritardo di risposta che comporta degradazione delle immagini nelle scansioni con tempi > 1 sec. DETETTORI SOLIDI

Camere di ionizzazione allo Xenon Uniformità e linearità di risposta, stabilità nel tempo, piccole dimensioni, minore costo rispetto ai detettori allo stato solido. Efficienza di cattura fotonica più bassa (60- 90%), maggiore facilità di calibrazione, più facili da mantenere in perfetta efficienza. DETETTORI GASSOSI

Sono costituiti a base ceramica; questi uniscono unelevatissima efficienza di rilevazione e una velocità di acquisizione paragonabile a quella dei detettori a gas. Hanno evidenziato un rumore nellimmagine inferiore di circa il 15% a parità di dose irradiata al paziente ovvero una dose inferiore di circa il 30% a parità di rumore. DETETTORI SINTETICI

DETETTORI

PREROGATIVA DELLA TCMS Disposizione di multiple file di detettori lungo lasse Z Libera scelta della collimazione in post processing

LE SOLUZIONI DELLE CASE COSTRUTTRICI Detettori a geometria (array semi-simmetrico) Detettori di diverse dimensioni (array asimmetrico) Detettori di uguali dimensioni (array simmetrico) Tre le configurazioni in commercio:

array simmetrico: ambiti di collimazione su 4 slice Come si ottengono i diversi spessori di collimazione? Attivando solo determinate file di detettori

Efficienza del Detettore HiLight Ciascun é largo 1 mm. Ciascun ELEMENTO é largo 1 mm. e alto 1,25 mm. 16 File x 912 Canali 14,592 14,592 elementi Connettori Scintillatori Convertono i raggi X in luce Convertono la luce in segnali analogici Consente la attivazione e la combinazione dei diodi Sistema di attivazione diodi Effettua la conversione analogico-digitale e dà inizio al processo di ricostruzione DAS - Data Acquisition System Sistema fotodiodi Elevato rendimento

array : collimazione su 2 e 4 slice array asimmetrico: collimazione su 2 e 4 slice Come si ottengono i diversi spessori di collimazione? Aggiungendo i diaframmi post-paziente Attivando solo determinate file di detettori

Soluzione Adaptive Adaptive Array Design 4 slices 7 gaps only Collimation 0.5 – 10 mm DETETTORI SIEMENS

array array semi-simmetrico Come si ottengono i diversi spessori di collimazione? Attivando solo determinate file di detettori

S ELECTABLE S LICE THICKNESS M ULTIROW D ETECTOR Matrice dei detettori Toshiba

multiple file di detettori; 4 canali di registrazione dei dati TCMS TC spirale multistrato

TC-multidetettore 16-sliceCT GE LightSpeed 16 Philips Mx8000 IDT Siemens Sensation 16 (*16 Cardiac) Toshiba Aquilon 16 Num. Slice Lunghezza rilevatore (mm) Principali strati (mm) 16 x 0,63 16 x x 0,75 16 x 1,5 16 x 0,75 16 x 1,5 16 x 0,5 16 x 1 16 x 2 Tempo di rotazione minimo (sec) 0,50,5-0,40,42-0,37*0,4

3 mm slice, pitch (1.5) 6.0, scan duration 33 sec, volume scan 120 cm. 15 cm 33 sec 120 cm 33 sec VANTAGGI: ACQUISIZIONE AMPI VOLUMI

0.5mm. Resolution VANTAGGI: VOXEL ISOTROPICO

spessore ric: 1 mm algoritmo: bone spessore ric: 3 mm algoritmo soft 1998: TC spirale multistrato

imaging isotropico 1998: TC spirale multistrato

COMPONENTI SOFTWARE S O F T W A R E DI B A S E Scoutview Review Smart Technique Smart Prep Cluster Scan Smart Helical Calibrazione e Controllo di qualità MPR Angio-CT (MPVR-MIP) Ricostruzione 3D Volume Rendering Navigator Smart Scan

Endoscopia virtuale Angioscopia COLONSCOPIACOLONSCOPIA Broncoscopia

S O F T W A R E O P Z I O N A L I DENTASCAN CT SMARTVIEW CARDIO VASCULAR CT (CV CT)

16 canali FPD Multislice: programmi di sviluppo 2 canali 4 canali mm/sec volume nellunità di tempo 64 canali

Ieri Oggi Applicazioni Cliniche Cardio-TC domani

Cardio -TC

CONTROLLO DELLA DOSE PERCHE?

Influenza degli esami TC sulla dose/popolazione Gli esami TC costituiscono una sorgente che incrementa significativamente la dose di radiazioni somministrata alla popolazione per scopi medici.

Cura del paziente RIDUZIONE DOSE TRAMITE MODIFICA AUTOMATICA DEI mA

75 mAs 55 mAs 45 mAs 75 mAs Riduzione di dose

8 scansioni/rotazione 16 scansioni/rotazione 32 scansioni/rotazione 64 scansioni/rotazione.... scansioni/rotazione EVOLUZIONE TAC Studio volle body in unica rotazione?

EVOLUZIONE TAC Vertiginoso aumento del numero delle immagini prodotte Workstations degicate per ricostruzioni 2D e 3D documentazione esame e modalità di archiviazione

EVOLUZIONE TAC Il futuro..... già presente IMAGING DI FUSIONE TAC/PET TAC/RM

IMAGING DI FUSIONE TAC/PET fornisce la registrazione automatica di set di dati TAC con immagini PET. combinando le informazioni anatomiche TAC con le informazioni funzionali PET, questa applicazione permette di localizzare con precisione le neoplasie e di determinarne la fase

TAC/PET vantaggi Permette la registrazione 3D tra due acquisizioni volumetriche, provenienti da due modalità d'acquisizione diverse (TAC/ PET) Combinazione di TAC e PET o SPECT per una migliore definizione del volume Definizione di un volume d'interesse in un modello paziente, con report automatico nell'altro modello per uso in sistemi di pianificazione RT

IMAGING DI FUSIONE TAC/RM è un software di fusione e registrazione automatica 3D per immagini TAC/ RM (T1 e T2 SPGR 3D), destinate ad analisi oncologiche e neurodiagnosi.

TAC/RM caratteristiche Registrazione 3D automatica e rapida da immagini TAC e/o RM Visualizzazione composita: ossa TAC sovrapposte su tessuti molli RM Cursore e contorno collegati su tutte le viste Strumento di definizione volume MPR tempo reale collegato