Radiografia ed Ecografia

UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI
CASSINO
FACOLTA’ DI SCIENZE MOTORIE
Corso di Laurea L-22
ANATOMIA PER IMMAGINI
AA 2009-2010
Dr.ssa Veronica Papa
SCOPO DEL CORSO
 Alla
fine del corso, lo studente dovrà essere in grado
di leggere, comprendere ed interpretare un referto.
 Non dovrà in nessun caso effettuare una diagnosi,
cosa che oltre a non essere di sua competenza
costituisce un reato penalmente rilevante.
 A questo scopo gli saranno fornite nozioni di base
riguardanti le principali metodiche diagnostiche,
quali Radiografia, Ecografia Risonanza magnetica e
TAC .
Dr.ssa Veronica Papa
STRUTTURA DEL CORSO
 Il corso prevede 4 lezioni frontali della durata di 4 ore ciascuna
 Ha frequenza obbligatoria.
 L’ultima lezione sarà dedicata alla verifica dell’apprendimento
tramite test scritto.
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INTRODUZIONE ALL’IMAGING
 Nella
maggior parte delle patologie a carico
dell’apparato locomotore e muscolo scheletrico, la
diagnostica strumentale si avvale esclusivamente di
tecniche di imaging, ossia dell’insieme di quelle tecniche
che consentono di studiare l’anatomia (normale o
patologica) in vivo, mediante la formazione e l’analisi di
immagini di distretti corporei.
 Viene utilizzato da qualificati operatori sanitari, quali
Radiologi, Neuroradiologi e Medici Nucleari che,
avvalendosi dell’aiuto del Tecnico Sanitario di
Radiologia Medica, eseguono l’esame su richiesta del
medico curante e scrivono il referto.
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 Le tecniche di imaging, basate sul principio di interazione
fra energia e materia, possono essere suddivise in base alla
sorgente di energia che utilizzano come fonte.
 Si distinguono:
- Radiologia convenzionale
- Tomografia Computerizzata (TC)
- Risonanza Magnetica (RM)
- Ecografia.
 Denominazione delle indagini
- Radiologia-> Radiografia, Radioscopia
- Ecografia-> Ecografia (Doppler)
- Tomografia computerizzata -> TAC / TC
- Risonanza magnetica-> Risonanza (magnetica)
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TIPOLOGIA DI
ESAME
FONTE DI ENERGIA
Radiografia
Tomografia
Computerizzata
Raggi X
Ecografia
Ultrasuoni
Risonanza Magnetica
Campi magnetici e
radiofrequenze
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UN PO’ DI FISICA DELLE
RADIAZIONI
 Si
definisce radiazione (onda) la propagazione ondulatoria
di energia da un punto ad un altro nello spazio.
 Nelle onde non si ha alcun trasporto di materia ma soltanto
di energia. Una fondamentale classificazione delle onde le
suddivide in:
- Onde meccaniche (come le onde del mare, il suono)
generate da un fenomeno meccanico necessitano di un
mezzo di propagazione.
- Onde elettromagnetiche (come la luce e le onde radio) che
hanno alla base una variazione del campo elettrico e si
propagano nel vuoto.
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 L’energia può essere trasferita sotto forma di:
- Quantità discrete di energia privi di massa (quanti)
- Particelle dotate di massa.
 Lo spostamento di energia sotto forma di quanti porta
alla formazione di radiazioni elettromagnetiche a cui
appartengono i raggi X e g.
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LO SPETTRO ELETTROMAGNETICO
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I RAGGI X
 La
scoperta dei raggi X
avvenne
casualmente
nel 1895 ad opera del
fisico tedesco Wihelm
Conrad Roentgen, che
data la natura ignota di
queste radiazioni le
chiamò Raggi X.
I
raggi scoperti avevano le seguenti caratteristiche:
- Erano in grado di attraversare corpi opachi alla luce.
- Erano in grado di emettere fluorescenza se fatti interagire
con sali di platino, zinco e altri metalli pesanti.
- Potevano impressionare una lastra fotografica.
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LA PRIMA RADIOGRAFIA
• Roentgen
ebbe, quindi, la geniale intuizione di provare a
vedere cosa succedeva se tra una sorgente di raggi X e una
lastra fotografica si interponeva un oggetto.
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FORMAZIONE DEI RAGGI X
I
raggi X si producono all’interno del tubo radiogeno
dove un fascio di elettroni (e-) ad alta frequenza (e
quindi energia) viene sparato contro atomi bersaglio di
una placca metallica.
Una volta colpiti gli atomi della placca vengono
ionizzati, perdendo un e-.
 L’ e- perso viene rimpiazzato con un e- dell’orbitale più
esterno che cedendo energia genera un fascio di raggi X.
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L’IMMAGINE RADIOGRAFICA
 L’immagine radiografica è, quindi, la risultante del
passaggio di fotoni attraverso il distretto corporeo da
analizzare.
 In particolare, l’immagine viene generata non tanto dal
passaggio dei fotoni, quanto dalla loro interazione con i
tessuti: si genereranno, infatti, contrasti differenti a
seconda della densità del tessuto e del suo spessore, oltre
che della densità del raggio.
 Più raggi arrivano ad impressionare la pellicola, più
questa risulterà nera; viceversa più il fascio viene
attenuato dall’interazione con la materia, più l’immagine
risulterà chiara.
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 Maggiore
attenuazione del fascio di raggi X =aree chiare
(radioopacità)
 Minore attenuazione del fascio di raggi X =aree scure
(radiotrasparenza).
 Attenzione!
Radiopacità e radiotrasparenza sono, comunque, termini
relativi,
non
assoluti:
una
struttura
anatomica
sarà
radioopaca
o
radiotrasparente rispetto ad un’altra struttura, ma il suo
livello di grigio dipenderà anche da altri fattori (energia
dei raggi X, tipo di pellicola).
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ATTENUAZIONE DEI RAGGI X
L’attenuazione del fascio dei raggi X dipende sia dalla
densità atomica dei tessuti attraversati sia dal loro
spessore.
In altre parole, quando il fascio attraversa tessuti di
densità atomica differente, come ad esempio il tessuto
muscolare ed il tessuto osseo, l’attenuazione, a parità di
spessore, sarà maggiore da parte del tessuto osseo, più
denso; quando, invece, viene attraversato una regione
anatomica costituita da solo tessuto muscolare o,
comunque, tessuti molli, l’attenuazione sarà direttamente
proporzionale allo spessore.
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TESSUTO
DENSITA’
Muscolo
1 g/cm3
Tessuto adiposo
0,91 g/cm3
Tessuto osseo
1,85 g/cm3
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 La
radiografia è la
“somma“ delle ombre
create dalla differenza
di contrasto tra i tessuti.
 Lo spessore e la
natura
dei
tessuti
influenzano,
infatti,
l’attenuazione
del
raggio e la conseguente
tonalità
di
grigio
dell’immagine
risultante
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RADIOGRAFIA DELLO SCHELETRO
 La
radiografia delle ossa e dell’apparato muscoloscheletrico, è la più antica applicazione dei raggi X allo
studio del corpo umano.
 Essa è, quindi, resa possibile dalla marcata radiopacità
intrinseca delle ossa, determinata dall’elevato contenuto
di calcio costituente la matrice.
 I componenti ossei più frequentemente esaminati sono
il cranio, il rachide e le ossa degli arti e del bacino.
 Per mostrare immagini nette e definite, sono state
elaborate proiezioni molto precise e tecniche di
posizionamento del paziente: vige, infatti, la regola
basilare delle due proiezioni ortogonali: l’indagine,
quando possibile, deve essere effettuata in due incidenze
proiettive perpendicolari fra loro allo scopo di ottenere
una visione geometricamente completa
della parte
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anatomica.
PERCHE’ SI FA
Lo studio radiografico delle ossa ha lo scopo di
analizzare la morfologia e la struttura delle componenti
scheletriche in esame e di valutarne la correttezza dei
rapporti
articolari.
Le alterazioni ossee evidenziabili con l'indagine
radiografica sono molteplici. Fra queste, ricordiamo le
malformazioni scheletriche, gli esiti di traumi recenti o
pregressi (fratture, lussazioni e loro reliquati), i processi
degenerativi o neoplastici a partenza dai diversi
componenti dell'apparato osteoarticolare.
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PRIMA DELL’ESAME
La radiografia scheletrica non richiede nessuna
preparazione
particolare.
Il paziente non deve avere oggetti metallici o monili sulle
regioni anatomiche da esaminare. L'indagine radiografica
del rachide lombosacrale e del bacino non può essere
effettuata in maniera corretta nei primi giorni successivi
ad un esame contrastografico del tubo digerente, per la
sovrapposizione del mezzo di contrasto baritato residuo.
L'esame radiografico dei segmenti ossei si può effettuare
anche durante immobilizzazione post-traumatica sotto
gesso: in questo caso, tuttavia, si ha una notevole perdita
di dettaglio della struttura dei componenti ossei contenuti
nell'apparecchio gessato.
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METALLO
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L’ECOGRAFIA
 Le immagini ecografiche si producono per effetto della
riflessione degli ultrasuoni da parte dei tessuti; si sfruttano, cioè,
le variazioni dell’impedenza acustica (ovvero l’opposizione al
flusso di energia acustica da parte del mezzo di trasmissione) per
visualizzare i diversi piani tissutali.
 E’ un’indagine routinaria, usata sia in ambito radiologico che
chirurgico e ostetrico.
 La sua diffusione è stata favorita dalla innocuità ed economicità
di questa tecnica che ha, però, lo svantaggio di essere fortemente
operatore-dipendente sia per l’acquisizione delle immagini che
per la loro interpretazione.
 In campo ortopedico, l’ecografia trova ampia applicazione nello
studio delle patologie mio-tendinee, mentre non ha praticamente
alcun ruolo nell’imaging dell’osso o degli organi circondati da aria
che gli ultrasuoni non sono in grado di attraversare.
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PERCHE’ SI FA
 L'ecografia può essere utilmente impiegata nello studio di
numerosi organi (fra i principali, tiroide, mammella,
muscoli, fegato e vie biliari, pancreas, milza, rene, prostata,
vescica, utero ed ovaie) dei quali è in grado di precisare le
alterazioni strutturali conseguenze di numerose malattie.
In particolare, l'ecografia può evidenziare noduli di diversa
natura,purché raggiungano dimensioni apprezzabili.
L'ecografia non è indicata nello studio di organi circondati
da osso o aria (che gli ultrasuoni non possono attraversare)
e va preceduta da altre indagini in determinate condizioni
(ad esempio, l'ecografia della mammella va eseguita dopo
la mammografia nelle donne di età superiore ai 35 - 40
anni).
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COME SI ESEGUE
L'esame
non
è
né
doloroso
né
fastidioso:
il medico radiologo spalma un gel conduttore sulla
superficie cutanea sovrastante il tratto da esplorare e
muove su di essa la sonda che emette/riceve ultrasuoni;
l'esame dura 10 - 20 minuti, durante i quali il paziente deve
evitare movimenti e deve, in certi momenti e su richiesta
dell'esaminatore,
trattenere
il
respiro.
L'esame può essere accompagnato da un moderato fastidio
solo nel corso di procedure speciali (inserimento della
sonda nel retto o nella vagina nell'ecografia transrettale e
transvaginale).

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PRIMA DELL’ESAME
Per lo studio degli organi addominali (in particolare, fegato
e colecisti) è buona norma seguire, nei 3 giorni precedenti
l'esame, una dieta povera di scorie (non assumere verdura e
frutta, formaggi e bevande gassate) ed osservare il digiuno
assoluto per almeno 5 ore prima dell'esame (acqua e
medicinali possono essere assunti liberamente).
 Per lo studio degli organi pelvici, invece (vescica, utero ed
ovaie, prostata), è necessario avere la vescica piena (aver
finito di bere 1 litro di acqua circa 1 ora prima dell'esame).
In particolari condizioni (studio di organi addominali e
pelvici in pazienti sofferenti di stitichezza, ecografia
transrettale per lo studio della prostata) è consigliabile
effettuare
un
clistere
di
pulizia.
Per tutti gli altri esami non è necessaria alcuna
preparazione.
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
GLI ULTRASUONI
 Sono onde sonore ad altissima frequenza (al di sopra dei
20x103 Hertz), non udibili dall’orecchio umano che riesce a
percepire tra i 20 e i 20x103 Hertz.
 Sono onde meccaniche; hanno cioè bisogno di un mezzo
all’interno del quale propagarsi.
 A differenza della radiazione elettromagnetica, l’onda
sonora, pur essendo accompagnata dallo spostamento di
energia, non può propagarsi nel vuoto in assenza di
materia.
 Come per la radiazione elettromagnetica, più il suono è
intenso, più energia viene ceduta al mezzo attraverso cui si
propaga.
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PROPAGAZIONE DEGLI
ULTRASUONI
 La velocità di propagazione di un’onda meccanica
(sonora) dipende generalmente dalle caratteristiche fisiche
del mezzo al cui interno questa si propaga. In particolare
contano:
- Densità
- Capacità elastica (film cowboy)
 Generalmente, quindi, la velocità di propagazione (s/t) di
un’onda è costante in un mezzo omogeneo ed è
direttamente proporzionale alla sua densità.
 Ne consegue che le onde sonore si propagano meglio e
più velocemente nei liquidi che nell’aria.
 L’ecografia è, quindi, particolarmente adatta allo studio
dei tessuti molli (connettivi) data l’abbondante presenza di
matrice.
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IMPEDENZA ACUSTICA
 E’ una proprietà caratteristica di ogni mezzo; dà una
misura dell’entità delle forze che si oppongono alla
trasmissione dell’onda acustica al suo interno.
 Misura quindi la resistenza alla propagazione dell’onda
sonora.
 E’ alla base della formazione degli echi.
 E’ direttamente proporzionale alla densità del mezzo
 L’importanza dell’impedenza acustica in diagnostica
ultrasonografica è data dal fatto che in corrispondenza
delle superfici di separazione ad impedenza acustica
diversa, hanno luogo fenomeni ottici (riflessione,
diffusione e rifrazione) da cui originano gli echi alla base
della formazione delle immagini ecografiche.
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GLI ECHI
 Si definisce eco, l’onda riflessa grazie alla
discontinuità del mezzo di propagazione, che torna
indietro con intensità e ritardo sufficienti da essere
percepiti.
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INTERAZIONI
ULTRASUONI -MATERIA
 Una volta formati dalla sonda, gli ultrasuoni
attraversano i tessuti con velocità dipendente
dall’impedenza del tessuto stesso.
 In questo processo, l’energia dell’onda viene attenuata
secondo 3 modalità:
1. Riflessione
2. Trasmissione
3. Rifrazione
La riflessione è il fenomeno per il quale, incontrando
una superficie, l’onda incidente torna indietro con un
angolazione equivalente (in caso di superficie piana); se il
fascio incontra una superficie irregolare l’onda riflessa si
orienterà secondo varie direzioni.
Dr.ssa Veronica Papa
 Ogni onda riflessa genera un’eco: per ogni variazione di
impedenza acustica incontrata dal fascio, una parte viene
riflessa e torna indietro generando un’eco, mentre la parte
restante prosegue il suo percorso con un’intensità ridotta
(Trasmissione) e con un angolo diverso (Rifrazione).
 Data l’interfaccia complessa dei tessuti, oltre alla
riflessione principale vi saranno multipli echi diffusi, la
maggior parte dei quali non torna indietro e non viene
registrata
e
non
contribuisce
alla
formazione
dell’immagine.
 Per la formazione dell’immagine sono fondamentali solo
gli echi che ritornano verso la sonda che può così registrarli.
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LA FORMAZIONE DEGLI ECHI
La riflessione e la diffusione degli ultrasuoni avviene in
corrispondenza dei punti in cui si ha il passaggio tra due tessuti
con diversa impedenza (interfacce acustiche: zone in cui avviene
un cambiamento nell’impedenza acustica; ad esempio tra cute e
sottocute, tra tessuti molli e tessuti duri, ecc.); al di là
dell’interfaccia, un ultrasuono con intensità ridotta prosegue il
suo cammino verso le strutture più profonde per
trasmissione/rifrazione.
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MODALITÀ DI
VISUALIZZAZIONE
 Gli echi prodotti dagli ultrasuoni, una volta raggiunta la
sonda, possono essere visualizzati con diverse modalità.
 Le principali sono:
1)A-mode (Amplitude mode): L’A-mode (amplitude =
ampiezza) è stata la prima modalità di visualizzazione; in
disuso, trova ancora residuali applicazioni nell’ecografia
dell’occhio.
2) B-mode (Brightness mode);
3) B-mode Real Time (B-mode dinamica);
4) M-mode o TM-mode (Motion o Time Motion mode).
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B-MODE
 Nella modalità B (Brightness = luminosità) gli echi
vengono rappresentati a seconda della loro distanza dalla
sorgente (determinata sulla base del ritardo con cui ritornano
alla sonda).
 La loro intensità, viene presentata in scala di grigi:
- Il bianco corrisponde al massimo dell’intensità
- Il nero all’assenza di echi;
- Le sfumature intermedie rappresentano i vari livelli d’
intensità.
 Questa modalità di rappresentazione, è la modalità di
visualizzazione degli echi più utilizzata in ecografia.
Dr.ssa Veronica Papa
 Durante il funzionamento, la
sonda
trasmette
piccoli
“pacchetti” di ultrasuoni.
 Gli echi ritornati alla sonda
generano la produzione di un
segnale elettrico.
 A seconda del ritardo con
cui arrivano alla sonda, gli
echi vengono disposti nella
matrice dell’immagine (echi
precoci = zone vicine; echi
tardivi = zone profonde).
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TM-MODE
 Negli organi provvisti di movimenti continui può
essere utile visualizzare questi movimenti, soprattutto
per effettuare misurazioni.
 Il modo TM (Time Motion = movimento nel tempo) è
praticamente un B-mode in cui si hanno continui
refresh della posizione dei vari echi che si affiancano in
successione l’uno all’altro dando così informazioni
sulla
motilità
della
parte
indagata.
Questa modalità di visualizzazione è molto utilizzata
in ecocardiografia.
Dr.ssa Veronica Papa
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RIFLESSIONE DIRETTA E
IMMAGINE DI PARETE
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RIFRAZIONE
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SCATTERING E IMMAGINE DI
PARENCHIMA
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CONO D'OMBRA POSTERIORE
Strutture
con
impedenza
acustica
particolarmente
elevata possono causare la
completa riflessione del fascio
ultrasonoro. Tale fenomeno
produce
posteriormente
un’ombra acustica priva di
echi, dovuta al fatto che i
tessuti
situati
in
piani
posteriori
non
vengono
raggiunti dal fascio di US.
Può essere prodotto da calcoli,
gas, strutture ossee e strutture
fibrose dense (cicatrici).
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RINFORZO DI PARETE POSTERIORE
L’artefatto consiste nell’aumento di
intensità degli echi posti nella zona
a valle di una raccolta liquida. Il
fascio di US, che attraversa un
liquido, non viene nè assorbito nè
attenuato e non produce echi. Nei
tessuti che stanno a lato della
raccolta liquida il fascio subisce
invece i normali fenomeni di
attenuazione.
Ne deriva che a valle della raccolta
liquida arrivano segnali di diversa
intensità, essendo più intensi quelli
che hanno attraversato la raccolta
stessa:
il
tessuto
situato
posteriormente alla raccolta liquida
emette segnali molto più intensi
Dr.ssa Veronica Papa
rispetto ai circostanti.