LA TOMOGRAFIA ASSIALE COMPUTERIZZATA (TC) Istituto di Radiologia – Università di Parma

LA TOMOGRAFIA ASSIALE COMPUTERIZZATA Tecnica radiologica digitale che consente di acquisire sezioni assiali o parassiali di spessori definiti del corpo umano.

LA TOMOGRAFIA ASSIALE COMPUTERIZZATA UTILIZZA RADIAZIONI IONIZZANTI

TC La TC si basa sulla rilevazione del fascio di raggi X attenuato mediante un sistema di detettori che ne traduce l’intensità in un segnale elettrico di corrispondente valore

TOPOGRAMMA Definire il livello superiore e inferiore della scansione tomografica Valutare l’inclinazione da conferire al piano di sezione per adattarlo all’orientamento della struttura in studio

FUNZIONAMENTO DELLA TC tubo radiogeno oggetto raggi x detettore

FUNZIONAMENTO DELLA TC RAGGI X: attraversano l’oggetto in esame venendo attenuati con modalità strettamente dipendenti dalle caratteristiche dell’oggetto stesso tubo radiogeno oggetto raggi x detettore

FUNZIONAMENTO DELLA TC DETETTORE:trasforma l’energia radiante del fascio di raggi X attenuato in un impulso elettrico misurabile. tubo radiogeno oggetto raggi x detettore

Si analizza l’attenuazione del fascio di Raggi X in infinite traiettorie attraverso lo strato corporeo in studio 10° 0° 20° 20°

FORMAZIONE DELL’IMMAGINE Il computer suddivide lo strato in un elevato numero di volumi elementari: voxel (volume element) Si determina l’attenuazione nei singoli voxel

FORMAZIONE DELL’IMMAGINE Ad ogni voxel corrisponde sull’immagine bidimensionale un pixel (elemento unitario dell’immagine) con valore di attenuazione dipendente dalla composizione chimica del voxel in esame L’insieme dei pixel ordinati per righe e per colonne viene definito matrice

Tanto più piccoli sono i pixel, tanto più dettagliata è l’immagine. La TC fa riferimento ad una MATRICE, nella quale l’immagine è scomposta in un numero finito di unità elementari di superficie, quadrate, chiamate PIXEL. Tanto più piccoli sono i pixel, tanto più dettagliata è l’immagine. Nelle prime TC la matrice era di 128x128 pixel, mentre nelle più recenti è di 512x512 o anche di 1024x1024.

MATRICE PIXEL

142

142 3860

142 3860 8412

142 3860 8412 7056

142 3860 8412 7056 6784

142 3860 8412 7056 6784 94

142 3860 8412 7056 6784 94

118 142 3860 8412 7056 6784 94

118 106 4512 6906 6321 7321 142 3860 8412 7056 6784 94

118 106 4512 6906 6321 7321 142 3860 8412 7056 6784 94

142 118 106 4512 6906 6321 7321 142 3860 8412 7056 6784 94

142 3930 8984 7986 6344 218 118 106 4512 6906 6321 7321 142 3860 8412 7056 6784 94

106 118 4512 6906 6321 7321 218 142 3930 7986 6344 8984 8 52 542 668 64 56 432 564 62 974 1244 1414 890 1164 1364 1676 1448 876 1766 2046 880 978 1266 1064 2414 94 142 3860 7056 6784 8412

1 7 4 5 3 15 6 2 12 9 8

1 7 4 5 3 15 6 2 12 9 8 7 8 9 10 11 12 13 14 15 6 5 4 3 2 1

7 8 9 10 11 12 13 14 15 6 5 4 3 2 1

RICOSTRUZIONE PER ITERAZIONE: I valori ottenuti vengono elaborati con un algoritmo che permette di ricostruire i valori di attenuazione dei pixel, costituenti lo strato in esame, partendo dai valori noti di una funzione matematica rilevata all’esterno del sistema

TOMOGRAFIA COMPUTERIZZATA Si realizza infine un “display” visivo su monitor TV dei valori numerici ottenuti

SCALA HOUNSFIELD Non essendo possibile analizzare il corpo umano “guardando” un tabulato di numeri, è stato necessario rappresentare ciascun valore di densità dei voxels in corrispondenti tonalità di grigio riprodotte sul monitor del computer

2000 VALORI DI ATTENUAZIONE SCALA HOUNSFIELD 2000 VALORI DI ATTENUAZIONE 2000 TONALITA’ DI GRIGIO Valori di attenuazione di alcuni organi e tessuti normali

FINESTRA L’occhio umano distingue 15-20 tonalità di grigio Se venisse rappresentata tutta la scala Hounsfield le piccole variazioni di densità sfuggirebbero all’operatore Il computer consente di “espandere” tutta la scala dei grigi in un ristretto intervallo di densità: FINESTRA che l’operatore sceglie Si amplifica la differenza di luminosità anche per minime variazioni di densità (esaltazione risoluzione di contrasto)

LA FINESTRA Viene impostata stabilendo un CENTRO e un AMPIEZZA CONTRASTO Centro: grigio medio Densità > Limite superiore: bianco Densità < Limite inferiore: nero Valori intermedi: gradazioni crescenti dal grigio chiaro al grigio scuro

LA FINESTRA FINESTRA PER IL PARENCHIMA FINESTRA PER IL MEDIASTINO

GENERAZIONI TC Vari tipi di accoppiamento sorgente-detettori e diversi tipi di movimento reciproco: progressivo miglioramento della velocità di scansione e riduzione dello spessore minimo di strato

EVOLUZIONE DELLA TC SLIP-RING TECHNOLOGY TC convenzionale TC spirale TC spirale monostrato multistrato SLIP-RING TECHNOLOGY

TC SPIRALE O volumetrica Sorgente di Raggi X ruota in modo continuo I dati sono acquisiti mentre il tavolo si muove Tempo/scansione: circa 1 sec Scansione in un’unica apnea Meno artefatti Miglior rilevamento lesioni Minor consumo mdc MPR, MIP, 3D, endoscopia virtuale

TC SPIRALE MULTISTRATO Più file di detettori Più strati per singola rotazione del tubo Notevole riduzione del tempo d’esame TC cardiaca e coronarica Studi vascolari Studi di perfusione

EVOLUZIONE DELLA TC 120 sec. 20 cm 40 sec. 5 sec. 1 sec. 1 sec.

METODICHE DI INDAGINE RADIOLOGICA TOMOGRAFIA COMPUTERIZZATA SPIRALE VANTAGGI: Minor tempo dell’esame Acquisizioni dinamiche Acquisizione volumetrica Istituto di Radiologia – Università di Parma

MEZZO DI CONTRASTO IN TC Iniezione endovenosa di mezzo di contrasto iodato: quantità variabile in funzione del peso corporeo (1-3 cc/kg di peso) velocità: in TC spirale sempre a bolo: 2-5 cc/sec, a seconda : - del tipo di esame - delle indicazioni cliniche - accesso venoso

MEZZI DI CONTRASTO IN TC Aumentano il contrasto tra organi e tessuti che presentano una densità simile: contrast enhancement Enhancement elevato: tessuto molto vascolarizzato Permettono la visualizzazione del lume dei vasi Permettono la caratterizzazione di lesioni Permettono lo studio dell’ apparato urinario in quanto vengono eliminati per via renale per os: opacizzazione anse (anche acqua)

ROTTURA DI ANEURISMA DISSECANTE DELL’AORTA DISCENDENTE MEZZO DI CONTRASTO IN TC ROTTURA DI ANEURISMA DISSECANTE DELL’AORTA DISCENDENTE Senza contrasto Dopo contrasto

MEZZO DI CONTRASTO IN TC Senza contrasto Dopo contrasto

ANALISI DELL’IMMAGINE Analisi morfologica Analisi densitometrica (grasso, liquido, parenchima…) Contrast enhancement

VALORE DI ATTENUAZIONE Tessuto adiposo: -30-150 UH Liquido: 0-20 UH Parenchimi: circa 60 UH GRASSO: basso valore di attenuazione MDC: elevato valore di attenuazione OSSO: elevato valore di attenuazione

ELABORAZIONE DELLE IMMAGINI TC Analisi planimetriche - MPR (Multi Planar Reformatting) - 3 piani spaziali (trasversale, coronale, sagittale) - piani obliqui - piani irregolari (strutture anatomiche) Analisi volumetriche - MIP (Maximum Intensity Projection) o Minip - Surface Rendering o SSD (Shaded Surface Display) - Volume Rendering