La Tomografia Assiale Computerizzata (TAC) viene adoperata in molti ambiti medici, permettendo di ottenere bio-immagini dell’anatomia del paziente. A Rimini è stata inaugurata una TAC innovativa che permette di ottenere diagnosi rapide ed ad alta definizione. Prima di disquisire sull’innovazione portata nel campo della diagnostica di immagini, è necessario fare un passo indietro, descrivere i raggi X e come avviene il funzionamento della TAC.
I raggi X sono onde elettromagnetiche, caratterizzate da una lunghezza d’onda compresa tra 10-8 e 10-12 metri e da un’energia. Più è elevata quest’ultima, maggiore sarà la penetrazione nella materia. Il tubo radiogeno è lo strumento adoperato per generare i raggi X, composto da un’ampolla di vetro sotto vuoto alle quali estremità vi sono catodo e anodo, che hanno una tensione di alimentazione elevata. La differenza di tensione che si crea, genera a sua volta un campo elettrico, le cui linee di forze vanno da catodo ad anodo. Sul catodo vi è un filo metallico alimentato a bassa tensione in cui passa corrente e permette un rilascio di elettroni. Gli elettroni andranno verso l’anodo con una carica positiva dove incontreranno un metallo pesante cioè il tungsteno.
L’interazione tra elettroni e tungsteno può avere due esiti: una collisione con un altro elettrone che si trova nel metallo oppure una deviazione per la presenza del campo elettrico. L’emissione finale sarà al 99% calore ed all’1% fotoni. Bisogna evidenziare che maggiore sarà il numero atomico del metallo dell’anodo, più raggi x riuscirà a produrre.
Quando un fascio di raggi x incontra la materia si possono avere tre possibili scenari: può attraversarla, può essere assorbito oppure può essere diffuso. Il fotone avrà un andamento di un’esponenziale decrescente, perciò, diminuendo la sua intensità, si andrà a generare una radiazione secondaria prendendo il nome di attenuazione. Nel caso di assorbimento del fotone, da parte della materia si genera del segnale, il quale sarà direttamente proporzionale alla densità della materia; Quando invece vi è diffusione, si genera rumore, che porta alla formazione di falsi positivi.
Le interazioni tra raggi x e corpo sono:
Per identificare cosa restituisce una radiografia, bisogna fare riferimento alla legge di attenuazione, anche detta legge di Labert-Beer, che identifica come l’intensità finale del fascio di raggi x che arriva sulla superficie, dopo aver attraversato un certo spessore, possa dipendere dallo spessore stesso, dalla tipo di materiale o dall’energia iniziale del fascio.
Tale legge permette di definire il contrasto dei tessuti, i quali vengono identificati da un differente coefficiente di attenuazione. Il coefficiente di attenuazione dell’osso ha valori elevati, per questo motivo è ben visualizzato con i raggi X, cosa che non succede per il muscolo ed il grasso, circa i quali saranno meno evidenti.
Le immagini dei raggi X descritti fin ora sono di tipo planari e presentano perciò due grandi limiti: il primo è che non permettono di ottenere informazioni circa la profondità, il secondo è l’assenza di alcune strutture anatomiche le quali coperte da altre che sono più dense. Per superare questi limiti viene adoperata la TC o TAC (Tomografia Assiale Computerizzata) per permettere la ricostruzione del volume del paziente. La strumentazione per eseguire una TAC necessita di un tubo radiogeno, una corona di rilevatori ed un sistema di calcolo il quale tramite algoritmi di ricostruzione permette di ottenere l’immagine desiderata. Il paziente viene visualizzato “a fette” le quali, tramite una retroproiezione, danno origine ad una slice.
L’obiettivo dell’imaging tomografico è quello di effettuare più proiezioni radiografiche di una data sezione del corpo. Il paziente viene fatto posizionare in una ciambella, all’interno della quale sia il tubo radiogeno che i rilevatori si muovono contemporaneamente attorno al corpo, per ogni posizione dell’angolo con cui gira il tubo si acquisirà una proiezione.
Nel corso degli anni la TAC ha subito vari cambiamenti, la quale, tramite l’avvento di nuove tecnologie, ha permesso di ottenere immagini radiografiche sempre più ad elevata risoluzione.
Si parte dei tomografi di prima generazione, articolati in un’unica sorgente ed un unico rivelatore che si muovevano in modo sincrono per coprire l’intera sezione. Il problema di tale apparecchiatura è che il tubo radiogeno, per acquisire tutta la fetta, doveva muoversi per coprire l’intero spazio necessario. Perciò il tubo radiogeno ed il rilevatore si muovevano orizzontalmente. Una volta conclusa questa scansione, il tubo girava per ottenere la fetta e l’acquisizione avveniva in maniera lenta.
I tomografi di seconda generazione hanno in aggiunta un array di rilevatori in modo da coprire un’area più ampia della sezione e diminuirne i tempi, ma non riuscendo a coprire tutta l’area deve comunque traslare.
Nella terza e quarta generazione rientrano i tomografi moderni, quelli che si adoperano oggi, i quali vengono definiti fan beam ed hanno un angolo di fan pari al 30° in modo tale da ricoprire la sezione con un unico step. Sia la sorgente che il rilevatore ruotano insieme per acquisite una singola fetta. Visto internamente un tomografo è composto da una ciambella, detta gantry, il quale si muove per acquisire diversi angolo beam.
Presso l’ospedale privato accreditato Villa Maria di Rimini è stata installata la prima tomografia assiale computerizzata che permetterà di ottenere bioimmagini ad alta definizione e con diagnosi rapide. Lo stesso direttore generale dell’ospedale dichiara che si tratta di una macchina:
“ad alta definizione d’immagine, a 128 strati”, caratterizzata “da una velocità di acquisizione delle immagini e dalla sicurezza per il paziente, perché è in grado di somministrare radiazioni dal 50 all’82% in meno a seconda dei protocolli”.
Inoltre tale macchina permette di diagnosticare qualunque sezione del corpo, e tramite degli algoritmi possono essere eliminati gli artefatti dell’immagine ottenendo immagini ad elevata qualità.
La TAC rimane un esame diagnostico ideale per visualizzare sezioni del corpo ai fini diagnostici e terapeutici. Per tale motivo ci si augura che l’attrezzatura all’avanguardia presso l’ospedale privato accreditato di Villa Maria di Rimini, possa essere solo l’inizio di una nuova tecnologia per la diagnostica per immagini.
