La diagnostica per immagini: dalle scienze di base alla clinica

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Nicolina Iolanda Torre
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1 Università di Ferrara Facoltà di Medicina e Chirurgia La diagnostica per immagini: dalle scienze di base alla clinica Ferrara 19 gennaio 2017 P. Campioni

2 1896: W. Roentgen scopre i raggi X Fotoni simili alla luce ma con la capacità di attraversare i solidi

3 Anne Berthe Roentgen ( ) ( )

4 X Raggi X Assorbimento proporzionale al numero atomico della materia in pratica alla grandezza del nucleo

5 Maggiore assorbimento Calcio Minore assorbimento Aria Radioopaco Radiotrasparente

6 Immagine di volume Tutte le strutture si sommano

7 SCARSO CONTRASTO

9 MEZZI DI CONTRASTO ARTIFICIALI O NATURALI

20 IL GRANDE ESCLUSO DALLA RADIOLOIGIA TRADIZIONALE

23 Per visualizzare l encefalo occorreva «inventare» una nuova tecnica di imaging in cui non solo il contrasto doveva aumentare, ma soprattutto bisognava superare i limiti dell immagine di volume Immagine di sezione

24 6 luglio 1957 festa della parrocchia di St Peter a Liverpool Si incontrano John e Paul Si aggiunge George Arriva anche Richard 1960

26 Electric & Musical Industries 6 giugno 1962

27 Sir Godfrey Hounsfield è un ingegnere della Per sua fortuna dispone di un buon budget da investire nelle sue ricerche

28 X 1973: Hounsfield presenta la prima Tomografia Computerizzata Immagini sempre prodotte dalla interazione tra Raggi X e nuclei ma stavolta realizzate su sezioni

29 TC Immagini digitali Quantizzate a 10 bit quindi con 2 10 livelli di grigio

30 Scala di Hounsfield = aria 0 = acqua = corticale ossea

31 Tuttavia: Tra +10 e + 80 troviamo la gran parte delle strutture fisiologiche e patologiche

32 Però: Tra -10 e troviamo certamente il grasso Tra + 80 e +100 la meta Hb (coagulo)

33 Finalmente la visione diretta dell encefalo

34 Diagnosi semplici ed immediate

35 Ma ancora mdc

36 Nel cranio con la TC: Mancata distinzione tra sostanza bianca e sostanza grigia Non visualizzabili alcune malattie (SM) CONTRASTO ANCORA INSUFFICIENTE

37 Con la TC meglio per torace ed addome Anche se occorre quasi sempre il mezzo di contrasto ev

41 Raggi X = radiazioni ionizzanti Alla ricerca di un sistema di imaging meno dannoso

42 X ECOGRAFIA Immagine prodotta da riflessione di onde meccaniche (US)

43 ECOGRAFIA L interazione non è più con i nuclei atomici ma con la densità della materia

44 ECOGRAFIA L acqua potenzia l effetto ecografico L aria lo ostacola L osso lo blocca

45 ECOGRAFIA Vescica piena Non utilizzabile sul polmone (aria) Non utilizzabile per il cranio (osso)

46 ULTRASUONI + RAGGI X Aumentano la capacità diagnostica se usati assieme

47 Ecografia epatica Tc epatica

48 X L ecografia evolve in due campi fondamentali

49 X Lo studio dei flussi ematici (effetto Doppler) Lo studio della «durezza» dei tessuti (elastografia)

51 X Elastografia: palpazione dall imaging Tecnica di imaging di ultima generazione che utilizza gli ultrasuoni Fornisce informazioni sull elasticità dei tessuti misurando la propagazione delle onde meccaniche Principio di base riconducibile alla palpazione Nuovo metodo di diagnosi nella differenziazione tra tessuti sani e patologici

clinica 1996:si usa il termine real-time free hand USelastography

52 Storia dell elastografia 1982: uso degli ultrasuoni nella misurazione dell elasticità tissutale 1991:prima applicazione clinica 1996:si usa il termine real-time free hand USelastography 1998:prima immagine di elasticità tissutale 2010:le due tecniche elastografiche attuali

53 Ma ancora molte malattie non appaiono visibili

54 Alla fine degli anni 80 arriva la RM

55 X L immagine RM si forma sfruttando alcune caratteristiche degli atomi che ruotano attorno al proprio asse (cioè dotati di spin) Debbono avere numero dispari di neutroni e protoni

56 In assenza di campo magnetico esterno In presenza di campo magnetico esterno Bo

60 In Risonanza magnetica il segnale prevalente è quello dell idrogeno. Tuttavia l idrogeno restituisce un segnale diverso a seconda che sia: H+ OH CH3 CH2 COOH ecc

61 IMAGING MULTIPARAMETRICO Immagini T1 pesate : acqua nera grasso bianco Immagini T2 pesate: acqua bianca grasso nero

63 In RM non si ottegono immagini solo dall idrogeno ma anche altre molecole anche complesse EMOGLOBINA COLINA nacetilaspartato AMP, ADP e ATP CREATINA ecc

64 IMAGING MULTIPLANARE Immagini assiali Immagini sagittali Immagini coronali Immagini oblique

65 Ora l encefalo si vede bene

67 Possiamo fondere immagini TC e/o RM con immagini PET di Medicina Nucleare

69 RM FUNZIONALE

70 Studi di Attivazione Possibilità di studiare le modificazioni dell attività di aree corticali attraverso la valutazione (statistica) delle modificazioni del segnale RM determinate dalle variazioni dell ossigenazione del sangue (BOLD, Blood Oxygenation Level Dependent). 70

71 Sovrapposizione delle mappe alle immagini morfologiche (2D) 71

72 Sovrapposizione delle mappe alle immagini morfologiche (3D) + = + 72

74 Oggi per avere il massimo

75 Integrazione delle varie metodiche di imaging

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