La nostra prima introduzione all’imaging medico si verifica quando un medico ci chiede di fare una radiografia o una scansione per indagare su un infortunio, dolore o sintomo che non può essere altrimenti spiegato. Possiamo essere sopraffatti quando vediamo quanto sia complicato, grande e rumoroso alcune delle attrezzature è.
Molti diversi tipi di esami possono essere eseguiti per indagare condizioni e lesioni. A volte è necessaria più di una delle seguenti tecniche di imaging medico per consentire ai medici di offrire i migliori consigli sulle opzioni di trattamento.
‘raggi X’ o radiografia planare
Questa è ancora la forma più comune, ampiamente disponibile e più semplice di imaging medico, spesso usata per vedere un osso rotto. I raggi X sono in realtà fotoni, o piccoli pacchetti di energia (indicati come radiazioni ionizzanti) e fanno parte dello spettro elettromagnetico (così come la luce visibile, le microonde e le onde radio).
Quando un raggio X passa attraverso il tessuto umano, questi fotoni a raggi X possono essere assorbiti e deviati da strutture tissutali dense come l’osso e potrebbero non uscire dal corpo. Altri fotoni a raggi X possono incontrare tessuto meno denso (come il muscolo) e sono in grado di passare attraverso questo abbastanza facilmente e uscire dal corpo.
I fotoni a raggi X in uscita raggiungono quindi un recettore o un rivelatore di imaging digitale dove forniscono un modello di densità tissutale per il recettore digitale da convertire nell’immagine a raggi X (o radiografia) che conosciamo.
Il tessuto denso come l’osso che ha attenuato il raggio X appare denso o bianco; il tessuto meno denso come i polmoni pieni d’aria appare meno denso o scuro, che osserviamo con una “radiografia del torace”. Altri tessuti del corpo umano hanno densità tra questi due estremi e appaiono su un’immagine a raggi X come diverse tonalità di grigio.
I pazienti devono essere rassicurati questa forma di imaging medico è straight-forward, e non ci dovrebbe essere alcun rischio o pericolo dalla radiazione se usato correttamente.
Tomografia computerizzata (CT)
Questa tecnica utilizza un fascio di raggi X per produrre immagini in sezione trasversale del corpo umano. Quando il processo di imaging è in corso, il tubo a raggi X emette continuamente un fascio di raggi X e sta ruotando in un cerchio di 360 gradi in un dispositivo chiamato gantry.
Mentre questo sta accadendo, il paziente è sdraiato su una speciale tabella di imaging CT che sta permettendo il fascio di raggi X attraverso. Il fascio di raggi X ha una forma simile a un ventilatore portatile ed è spesso descritto come un fascio di ventole. Ci sono più rivelatori digitali situati all’interno di questo portale circolare che identificano continuamente l’energia dei fotoni a raggi X che escono dal paziente.
Il movimento del tavolo e del paziente attraverso il portale consente di ricostruire le immagini come fette (o tomografi) di tessuto umano. L’esame CT più comune è quello di scansionare il torace, l’addome e il bacino di un paziente, e la ragione più comune per questo è identificare la diffusione del cancro. I “coloranti a raggi X” vengono iniettati nei pazienti per identificare il cancro quando si utilizza l’imaging CT, poiché il tessuto tumorale assorbe il “colorante a raggi X” ed è più evidente sull’immagine.
Con le tecniche di imaging TC di routine, non dovrebbero esserci rischi o pericoli per i pazienti a causa dei livelli di radiazioni utilizzati.
Risonanza magnetica (MRI)
MRI utilizza una combinazione di un potente magnete cilindrico e onde a radiofrequenza per generare un’immagine del corpo. È abbastanza forte e i pazienti devono indossare dispositivi di protezione dell’udito adatti come tappi per le orecchie o cuffie (dove si può ascoltare musica rilassante).
I pazienti si trovano normalmente all’interno del cilindro magnetico e un telaio (che funziona come un’antenna) è posizionato attorno all’area del corpo che deve essere ripresa, il più vicino possibile, in modo da poter rilevare il massimo segnale possibile al fine di ricostruire immagini altamente dettagliate.
Il nostro corpo contiene idrogeno, quindi una radiofrequenza viene trasmessa nel corpo alla frequenza che farà oscillare gli atomi di idrogeno. Quando la radiofrequenza è spenta, gli atomi di idrogeno continuano a oscillare e la frequenza di questa oscillazione viene rilevata dal telaio o dalle antenne.
La radiofrequenza provoca un segnale di tensione nelle antenne, che viene identificato come un segnale elettrico. Questo viene quindi digitalizzato e un’immagine viene ricostruita utilizzando complessi calcoli matematici.
La sicurezza è fondamentale per i pazienti che hanno una risonanza magnetica e tutti i pazienti devono prima compilare un questionario di sicurezza per assicurarsi che siano compatibili con l’ambiente di imaging. Il questionario di sicurezza chiede se i pazienti hanno oggetti metallici impiantati come pacemaker o pompe per infusione o dispositivi medici simili. Questo perché alcuni oggetti metallici possono causare danni ai pazienti o al personale se entrano nell’ambiente MRI a causa del potente magnete.
L’applicazione più comune della risonanza magnetica è l’imaging del cervello con condizioni che riguardano la neurologia o la neurochirurgia.
Tomografia ad emissione di positroni (PET)
Le tecniche di imaging utilizzate con i raggi X, TC e RM, sono per lo più progettate per osservare le informazioni strutturali, tra cui la disposizione dell’anatomia e la posizione della malattia o delle lesioni. L’imaging PET è un processo di imaging unico, in quanto può identificare e immagini informazioni funzionali come processi metabolici (conversione di energia) o chimici degli organi interni del corpo.
Per fare ciò, le sostanze radioattive devono essere iniettate nei pazienti e queste sono legate chimicamente a composti utilizzati dai nostri organi (come il glucosio) o molecole che si legano a specifici recettori o specifici tipi di cellule (come le proteine).
Queste sostanze radioattive emettono raggi gamma (un’altra forma di radiazioni ionizzanti). Dalla loro posizione all’interno del corpo, i raggi gamma passano attraverso il tessuto e escono dal corpo dove vengono rilevati da uno scanner PET contenente una gamma camera mentre il paziente è sdraiato ancora.
Lo scanner PET rileva i raggi gamma, converte la loro intensità o forza in un segnale elettrico e quindi ricostruisce un’immagine in base a questa intensità. I rivelatori sono disposti attorno al corpo di un paziente in modo che la posizione di origine dei raggi gamma all’interno del paziente possa essere calcolata utilizzando processi matematici.
L’imaging PET è eccellente per identificare l’attività dei tumori all’interno degli organi che non possono essere identificati strutturalmente con altre tecniche di imaging.
Anche se il pensiero di essere iniettato con materiale radioattivo può sembrare pericoloso, in realtà non lo è. Le tecniche di imaging simili a questo sono in circolazione da molti decenni e le tecniche di imaging PET vengono eseguite quasi tutti i giorni nei principali ospedali in tutta l’Australia.
Ultrasuoni
Gli ultrasuoni utilizzano le onde sonore per generare un’immagine medica dell’anatomia umana e non hanno effetti dannosi noti. La frequenza degli ultrasuoni è superiore alle frequenze delle onde sonore che possono essere rilevate dall’udito umano. Le onde sonore possono viaggiare solo attraverso un mezzo, quindi un gel a base d’acqua deve essere applicato sulla pelle, che consente agli ultrasuoni di essere trasmessi dal trasduttore (o sonda – la cosa che viene spostata sull’area da scansionare) nel corpo.
Gli ultrasuoni riflettono le onde sonore in modo diverso da tutti i diversi tessuti all’interno del corpo, più un tessuto è denso, più le onde sonore vengono riflesse e restituite al trasduttore. Dove il tessuto è meno denso, parte delle onde sonore verrà restituita al trasduttore e parte dell’ultrasuono verrà trasmessa attraverso questo tessuto fino a raggiungere un diverso tipo di tessuto e il processo continua (in parte riflesso e in parte trasmesso).
Quando le onde ultrasoniche ritornano al trasduttore, le onde sonore vengono convertite in un segnale elettrico, che viene poi digitalizzato e ricostruito come immagine. L’immagine è formata calcolando la distanza da dove le onde sonore riflesse hanno interagito con il tessuto e il trasduttore, e viene calcolata sapendo che nel tessuto umano, gli ultrasuoni viaggiano a circa 1.540 metri al secondo.
Per molti esami di imaging ad ultrasuoni, ai pazienti viene chiesto di trattenere il respiro in modo che gli organi interni rimangano immobili mentre l’imaging è in corso. Essi possono anche essere chiesto di muoversi in determinate posizioni.
Oltre a fornire informazioni strutturali su come è organizzata l’anatomia, l’ecografia ha il vantaggio di fornire informazioni biomeccaniche e funzionali, in quanto può anche immagini in tempo reale e osservare muscoli e tendini in movimento.
L’imaging ad ultrasuoni ha due importanti applicazioni. Il primo è in gravidanza e il secondo è vedere se muscoli e tendini sono in qualche modo danneggiati.
