RADIODIAGNOSTICA: permette di osservare l’interno dell’organismo umano e i
particolari dei diversi organi con livelli di accuratezza e di dettaglio molto elevati
Radiografia a raggi X
Tomografia Assiale Computerizzata (T.A.C.)
Scintigrafia con traccianti radioattivi:
Positron Emission Tomography (P.E.T.)
Single Photon Emission Computer Tomography (S.P.E.C.T)
RADIOTERAPIA: sfrutta la capacità delle radiazioni di distruggere i tessuti patologici; è
ampiamente utilizzata soprattutto per la cura del cancro
Radioterapia esterna
Brachiterapia
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1895 : Wilhelm Conrad Röentgen scopre i raggi X
e la possibilita’ di ottenere delle radiografie
Un fascio di raggi X di frenamento che incide sul corpo ne esce
rimodulato a seguito delle diverse interazioni con i vari tessuti.
Un recettore di immagini posto a valle del corpo permette di tradurre in
immagine il contenuto di informazioni in esso presente.
Ai recettori di immagini piu’ comuni, ( pellicola radiografica e recettori
ottici a schermo fluorescente) si vanno sostituendo modalita’ che
permettono piu’ facilmente acquisizioni digitali (rivelatori a stato solido,
semiconduttori, fosfori).
Mappa della
probabilità dei raggi
X di essere assorbiti
dal tessuto presente
in quel punto.
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•Giusta dose
•Giusta energia del fotone
•Massima risoluzione dello schermo
LIMITI
1. Per distinguere chiaramente due regioni adiacenti è necessario che la capacita’ di trasmettere i raggi X sia sostanzialmente
diversa. Per tale motivo è possibile distinguere in modo efficace e preciso le ossa, che assorbono molti piu’ raggi X degli altri tessuti,
e i polmoni, circondati da aria. Al contrario regioni con capacita’ di assorbimento simile non sono distinguibili tra di loro, come quasi
tutti i tessuti molli (muscoli, sangue, organi).
2. L’ombra sulla lastra, ottenuta dall’intero spessore della struttura irradiata, non è altro che una specie di “esposizione multipla”
costituita dalla sovrapposizione di tante ipotetiche fotografie, ognuna di una sezione sottile del Corpo.
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1. Per aumentare il contrasto tra i vari tessuti vengono introdotti nell’organismo dei mezzi di contrasto: sostanze che assorbono più
o meno intensamente i raggi X rispetto ai tessuti ed i parenchimi, contrastandoli artificialmente. Si distinguono in mezzi di
contrasto positivi (aumentano la resistenza al passaggio dei raggi X perché ad elevato numero atomico, come bario e iodio) e
negativi (diminuiscono la resistenza al passaggio dei raggi X, come l’aria e l’ anidride carbonica).
2. La sorgente di raggi X viene spostata in linea retta sopra il paziente e la lastra in direzione opposta, in maniera tale che solo
l’ombra di un sottile strato rimanga stazionaria e quindi “in fuoco” sulla lastra (stratigrafia, Alessandro Vallebona, anni ‘30).
La metodica circolare della TAC fu ideata e realizzata da un ingegnere inglese Godfrey Hounsfield e dal fisico
sudafricano Allan Cormack, che vinsero il premio Nobel per la medicina nel 1979.
500-1500 posizioni equidistanti su
un cerchio completo attorno al
paziente, per emettere un pennello
di raggi la cui attenuazione viene
misurata in 700-1500 punti.
In un esame standard vengono
ricostruite dalle 10 alle 20 sezioni:
quindi il numero di dati complessivi è
enorme, cioè tra i 3,5 e i 45 milioni.
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Il computer suddivide tutto lo strato
esaminato in tanti piccolissimi volumi
tridimensionali (volume x element =
voxel) che devono essere trasformati in
un quadratino bidimensionale (pixel).
Conoscendo l’intensità emessa IO e
l’intensità misurata I dai rivelatori,
tramite un algoritmo che fornisce una
descrizione numerica della densita’ di
un sottile strato del tessuto corporeo
(“la fetta” o “taglio”) in funzione della
posizione, il computer può calcolare il
profilo di attenuazione che subisce il
fascio di raggi X per ogni colonna di
voxel attraversata e ad ogni densità
radiologica del singolo voxel viene
attribuito un tono di grigio. Così si
ottiene una sorta di mosaico di diversi
toni di grigio che corrispondono
all'
immagine TAC.
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In medicina nucleare la tecnica diagnostica utilizzata consiste nel somministrare al paziente un radiofarmaco (un
radionuclide + una molecola), scelto opportunamente in modo che si concentri nell'
organo oggetto di studio o che
permetta di seguire nel tempo una particolare funzione biologica attraverso la misura dell’emissione da parte del
radionucluide.
elettronica
fotomoltiplicatore
scintillatore
collimatore
• Gli effetti negativi prodotti dalla irradiazione interna del paziente a seguito della somministrazione allo stesso di
una sostanza radioattiva, hanno posto il problema della riduzione della dose
ricorrendo alla utilizzazione di isotopi a vita breve o quantomeno “la più breve possibile”.
• L’immagine si ottiene dall’analisi scintigrafica (scintigrafia) con apparecchiatura in grado di rivelare la emissione
radioattiva e ricostruirla al computer.
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La immagini scintigrafiche esprimono la distribuzione spaziale o spazio-temporale del Radiofarmaco. Le
informazioni ricavate sono esprimibili anche in forma di parametri numerici, permettendo di ottenere dati di ordine
quantitativo. La peculiarità di queste immagini è, quindi, di essere "funzionali", cioè l'
espressione morfologica di
una funzione vitale.
La tomografia ad emissione di positroni (PET) che può utilizzare le stesse molecole che normalmente entrano nel
metabolismo dei tessuti, come ad esempio il glucosio, il carbonio, l’ossigeno e l’azoto.
L'
uso di radionuclidi emittenti positroni (elettroni positivi), come il Carbonio-11, l'
Azoto-13, l'
Ossigeno-15, il Fluoro18, permette di marcare le molecole biologiche sostituendo uno o più isotopi stabili con il loro isotopo radioattivo,
con il pregio di non modificarne in alcun modo le altre caratteristiche fisiche e chimiche, mantenendo quindi
invariate la biodistribuzione e la funzione.
La tomografia ad emissione di fotone singolo (SPECT) utilizza radionuclidi gamma-emettitori. Il più usato è il Tc99m, che viene dal decadimento beta del Mo99, che però viene fatto accadere fuori dal paziente. Quando è unito
ad un HMPAO, il 99mTc può essere assorbito dal tessuto cerebrale in maniera proporzionale al flusso di sangue
che, essendo strettamente correlato al metabolismo locale ad alla energia utilizzata dal cervello, fornisce
informazioni sul metabolismo cerebrale.
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• La radioterapia consiste nella irradiazione e distruzione delle cellule indesiderate.
• La sua utilizzazione è dovuta al fatto che le cellule cancerose da eliminare sono più sensibili alle radiazioni di
quelle sane: ciò a garanzia delle cellule dei tessuti sani circostanti.
• Le tecniche utilizzate nel passato consistevano nella irradiazione con uso di sostanze radioattive quali la
cobaltoterapia (Co-60), oggi vengono impiegati acceleratori ad elevata energia dell’ordine del MeV.
•Negli ultimi anni si sono perfezionate tecniche radioterapeutiche molto accurate basate sull’attivazione di
sostanze aventi la proprietà di concentrarsi nei tessuti patologici (ad esempio, boroterapia). Le cellule cancerose
vengono in tal modo irradiate selettivamente e dall’interno, interessando in minima parte i tessuti circostanti.
RADIOTERAPIA ESTERNA CON FASCI COLLIMATI
Consiste nell’irradiazione del paziente con sorgenti di radiazioni esterne. Il fascio
prodotto collimato viene diretto verso il focolaio tumorale. Ne sono un esempio le
terapie effettuate con acceleratore lineare (X di energia fino a 25 MeV, elettroni di
alta energia), con la cobaltoterapia (gamma di energia circa 1 MeV) e con la
roentgenterapia (X di energia fino a circa 300 KeV).
BRACHITERAPIA
Impiega isotopi radioattivi che vengono posizionati a contatto o all’interno di una lesione neoplastica .
I radiofarmaci che vengono usati in terapia sono diversi rispetto a quelli usati in diagnostica perchè emettono
radiazioni beta che dissipano tutta la loro energia in uno spazio molto piccolo (<1 cm).
Applicazioni: la terapia dell'
ipertiroidismo e del carcinoma tiroideo, con I131; in campo reumatologico: la terapia
intra-articolare della sinovite cronica da artrite reumatoide, con Y90; la terapia delle metastasi ossee con Sr89; la
terapia con anticorpi monoclonali, peptidi e difosfonati marcati con y90, Re 186, Re 188, Sm153.
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