Rivelazione e diagnosi del cancro della mammella. Localizzazione pre-chirurgica di aree sospette. Guida della biopsia ad aghi.

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1 MAMMOGRAFO La mammografia è un esame dedicato che permette di ottenere immagini della mammella molto precise e ricche di informazioni sulla struttura delle ghiandole e sulle eventuali alterazioni.

2 MAMMOGRAFO La mammella richiede una tecnica radiologica particolare, perchè, essendo costituita da tessuti molli, non mostra all esame convenzionale sostanziali differenze tra le diverse strutture anatomiche da cui è costituita.

3 Rivelazione e diagnosi del cancro della mammella. Localizzazione pre-chirurgica di aree sospette. Guida della biopsia ad aghi. Il cancro della mammella è rivelato in base a 4 tipi di segni sul mammogramma: - morfologia (caratteristica della massa tumorale) - presenza di depositi di minerali chiamati microcalcificazioni - distorsioni architetturali di patter di tessuti normali - asimmetria tra regioni corrispondenti di immagini della mammela di destra e sinistra. Bisogno di immagini con buon contrasto di vari tipi di tessuti. Necessità di sorgenti di raggi X quasi puntiformi.

4 La mammella è formata da tre tipi di tessuto:. Fibroso o connettivo. Ghiandolare. Adiposo Il tessuto fibroghiandolare è strutturato in vari condotti che sono circondati da un sottile strato di tessuto adiposo. Poiché la densità ed il numero atomico dei tessuti molli sono molti vicini, non è possibili ricorrere a tecniche radiologiche convenzionali

5 MAMMOGRAFO Albert Salomon, con tecnica convenzionale nel 1913, iniziò lo studio selettivo della mammella. 40, Hichen, studi della mammella con mdc (diossido di torio) riuscì ad evidenziare i dotti galattofori e le cisti. 60, Egan sperimentò spettri a bassa energia (30kV) ed elevati ma e nacque il Mammografo.

6 Il Mammografo è costituito essenzialmente da: - una colonna (con alimentatore ad Alta Frequenza) - braccio a C per supporto porta tubo radiogeno e sistema di rilevazione immagine. - Dispositivo di Compressione

7 Tubo radiogeno colonna Compressore Potter-B.

8 Complesso radiogeno Anodo in Molibdeno (più diffuso) o Tungsteno per le caratteristiche di emissione. Infatti il Molibdeno ha una radiazione caratteristica di 17,4-19,6 kev (alimentato con 40 kv). Viene applicato un filtro in 0,030 mm in molibdeno per omogeniezzare maggiormente il fascio.

9 conteggi ke Spettro anodo in molibdeno. Ordinate numero dei conteggi

10 conteggi ke Spettro anodo in molibdeno con filtrazione di 0,030 mm Mo

11 Complesso radiogeno Requisiti fondamentale per un tubo mammografico il FUOCO (macchia focale), che deve permettere l individuazione di dettagli molti fini. FUOCO 0,3 mm 0,1 mm 0,3 mm 0,1 mm

12 HEEL EFFECTS: diminuzione della intensità dei raggi X dal lato anodo, a causa dell assorbimento del tacco anodico. Anodo Tacco Lato Anodo Lato catodo

13 Anodo Tacco Lato Anodo Lato catodo Nel mammografo il catodo è posizionato verso la parete toracic

14 Con la compressione: si rende omogeneo lo spessore da irradiare. si riduce il volume da irradiare (minor diffusione e minor carico radiografico). l immagine della mammella è ottenuta su una superficie maggiore aumentando le informazioni. Senza compressione Con compressione

15 Dispositivo di compressione Generalmente può essere a motore o manuale, in alcuni mammografi un display digitale indica lo spessore della mammella e la pressione esercitata per un miglior comfort della paziente.

16 Dispositivo di compressione Piastre di compressione di varie dimensioni in relazione all organo. Piastre per compressore curvo e piastre per compressore piatto. Piastre per sezioni limitate della mammella.

17 Sistema antidiffusione La presenza di radiazioni diffuse limita fortemente il contrasto in mammografia.

18 Sistema antidiffusione Potter Bucky con griglia di ratio (R=h/D) di 4 o 5 e un numero di lamelle 30-50/cm. Griglia mobile capace di trasmettere il 60-75% delle radiazioni primarie e assorbire il 75-85% delle diffuse.

19 Sistema antidiffusione: punti morti. Viene interrotta l erogazione del fascio X ogni volta che la griglia del Potter arriva al punto di cambiamento del verso di marcia.

20 film PC

21 Sistema annerimento automatico Uno dei requisiti fondamentali in mammografie è che il sistema filmschermo sia esposto correttamente (pena la mancanza di rilevamento di alcune strutture della mammella).

22 Sistema annerimento automatico Requisito: fornire una densità nel film adeguata al variare della densità della mammella: agendo sui kv, mas e materiale anodico.

23 Funzionamento. Fase 1 al comando dell operatore inizia la prima fase con un impulso di campionamento a 29 kv per 10ms

24 Funzionamento. Fase 1 Il fascio X emergente viene inviato ad un sistema di rilevazione che lo traduce in segnale, convertito in forma numerica e confrontato con i dati tabulati del microprocessore.

25 Funzionamento. Fase 2 Il tubo Rx viene alimentato con una tensione più idonea alla densità del seno. Il prodotto mas viene monitorato costantemente per garantire una corretta esposizione e il miglior contrasto possibile.

26 MAMMOGRAFIA DIGITALE. Caratteristiche principali di un sistema per l acquisizione l di immagini mammografiche: 1. Alta efficienza di assorbimento ai raggi X (per la riduzione della dose assorbita dalla paziente). 2. Risposta lineare su un ampio intervallo di esposizioni. 3. Basso rumore intrinseco (entità di disturbo negativo nei confronti dell immagine). 4. Elevata risoluzione spaziale. 5. Superficie totale 18x24 cm 2 6. Tempo si esposizione < 1 sec.

27 MAMMOGRAFIA DIGITALE. RIVELATORI AD AMPIO CAMPO SELENIO AMORFO (a-se) Possiede un elevata resistività elettrica, per cui se caricato uniformemente la carica si mantiene inalterata sulla sua superficie. Quando la superficie viene esposta ai raggi X, essa si scarica proporzionalmente all intensit intensità delle radiazione incidente. L immagine elettrostatica latente, viene letta tramite scansione con un raggio laser. Zhao e Rowlands propongono un sistema di lettura diretta del segnale generato dal focotonduttore (self- scanned detector), accoppiando il a-se a con una matrice

28 MAMMOGRAFIA DIGITALE. RIVELATORI AD AMPIO CAMPO SILICIO AMORFO (a-si) Grazie alla tecnologia sviluppata per i display a cristalli liquidi, si è potuto miniaturizzare il cristallo a-sia Si che viene impiegato come un fotodiodo che rappresenta un pixel.

29 MAMMOGRAFIA DIGITALE. RIVELATORI AD AMPIO CAMPO SENSORI ACCOPPIATI A SCHERMI FLUORESCENTI CCDs (Charge Coupled Devices) Dispositivi ad accoppiamento di carica, tecnologia impiegata nel campo dell imaging ottico (videocamere). Schermo fluorescente invia il segnale tramite: - fibre ottiche - lenti al CCD (limitazione tecnologica dalle dimensioni di qualche centimetro)

30 IL MAMMOGRAFO DIGITALE LA MAMMOGRAFIA DIGITALE E UNA NUOVA METODICA ESPRESSAMENTE CONCEPITA PER LA DIAGNOSTICA RADIOLOGICA DELLA MAMMELLA -UTILIZZA BASSA ENERGIA KeV -ELEVATA RISOLUZIONE SPAZIALE

31 UNITA MAMMOGRAFICA -GENERATORE DI ALTA TENSIONE -COMPLESSO RADIOGENO -DISPOSITIVO DI COMPRESSIONE -GRIGLIA ANTIDIFFUSIONE -SISTEMA DI CONTROLLO AUTOMATICO DELL ESPOSIZIONE

32 GENERATORE DI ALTA TENSIONE COSTITUITO DA UNA CONSOLE DI COMANDO E DA UN BLOCCO COMPATTO DI ALTA TENSIONE DEVE ESSERE IN GRADO DI PRODURRE UNA POTENSA SUFFICIENTE (5KV), DI EROGARE UNA CORRENTE ANODICA ADEGUATA, FORNIRE UN ALTA TENSIONE STABILE E UN RANGE ENERGETICO EQUIVALENTE MOLTO AMPIO, EROGARE UN PRODOTTO mas ELEVATO E POSSEDERE UNA ELEVATA RIPRODUCIBILITA E STABILITA NEL TEMPO IN TERMINI DI TENSIONE (KV).

33 HA LE SEGUENTI FUNZIONI: PRODURRE ALTA TENSIONE IN GRADO DI DARE ORIGINE AI RAGGI X CONTROLLARE E REGOLARE I PARAMETRI DELL ESAME E DEL TUBO RADIOGENO CONTROLLARE I TEMPI DI ESPOSIZIONE

34 IL BLOCCO GENERATORE RACCHIUDE: IL TRASFORMATORE DI ALTA TENSIONE I TRASFORMATORI PER L ALIMENTAZIONE DEI FILAMENTI DEL TUBO RADIOGENO IL GRUPPO RADDRIZZATORE L USCITA DELL ALTA TENSIONE

35 PER FORMARE L ALTA TENSIONE IL GENERATORE USA IL SEGUENTE PRINCIPIO: A PARTIRE DA UN ALIMENTAZIONE A TENSIONE ALTERNATA DI RETE 220V MONOFASE O 380V TRIFASE, GENERA UN ALTA TENSIONE A POTENZIALE COSTANTE NECESSARIA AD ALIMENTARE IL TUBO A RAGGI X

36 I GENERATORI MODERNI POSSEGGONO CIRCUITI DI ALTA TENSIONE CONTROLLATI DA MICROPROCESSORI CON RADDRIZZAMENTO MULTIFREQUENZA. LA TENSIONE DI ALIMENTAZIONE MONOFASE 220V O TRIFASE 380V CON FREQUENZA DI RETE DI 50 Hz, VIENE RADDRIZZATA CON CONVERTITORI DI FREQUENZA DA 1.2 A 50 KHz. LA TENSIONE IN USCITA E QUASI COSTANTE O COSTANTE A SECONDA DELLA FREQUENZA DEL CONVERTITORE

37 UN ATRO VANTAGGIO DEI GENERATORI HF E LA POSSIBILITA DI RIDURRE I TEMPI DI ESPOSIZIONE E QUINDI DI ELIMINARE GLI EFFETTI NEFASTI SULL IMMAGINE DOVUTI AL MOVIMENTO DELLA PAZIENTE SI RIDUCE COSI LA PROBABILITA DI RIPETERE L ESAME

38 I TUBI PER MAMMOGRAFIA POSSEGGONO TRE DIVERSI FILTRI: 1) FILTRAZIONE INTRINSECA 2) FILTRAZIONE AGGIUNTIVA 3) FILTRAZIONE PER LA DELIMITAZIONE DEI CONTORNI

39 1) LA FILTRAZIONE INTRINSECA E DOVUTA DALLA SUA GUAINA ED E IL RISULTANTE DI TRE COMPONENTI: PARETE IN VETRO, OLIO E NATURA DELLA FINESTRA DI USCITA PERMETTE DI ASSORBIRE I FOTONI A BASSA ENERGIA FONDAMENTALE NEGLI ESAMI MAMMOGRAFICI CON RADIAZIONI MOLLI PER MIGLIORARE IL CONTRASTO DELL IMMAGINE

40 2)LA FILTRAZIONE AGGIUNTIVA VIENE USATA PER ELIMINARE LE RADIAZIONI DI BASSA ENERGIA PER EFFETTO DI ASSORBIMENTO FOTOELETTRICO PER RINFORZARE LE ENERGIE UTILI ALLA FORMAZIONE DELL IMMAGINE

41 3) LA FILTRAZIONE PER LA DELIMITAZIONE DEI CONTORNI VIENE UTILIZZATA PER COMPENSARE LE DIFFERENZE DI SPESSORE E DI DENSITA DELL ORGANO ESAMINATO (UNIFORMARE IL FASCIO INCIDENTE) SI POSIZIONA A LIVELLO DEL DIAFRAMMA COLLIMATORE GENERALMENTE SONO IN ALLUMINIO DI SPESSORE DIVERSO A SECONDA DELL ANATOMIA DELL ORGANO ESAMINATO

42 LA QUALITA DELL IMMAGINE SARA IN DIRETTA CORRELAZIONE CON LE DIMENSIONI DELLA SORGENTE DEI RAGG X E DELLE RELATIVE DISTANZE SORGENTE-OGGETTO-RECETTORE IL FASCIO E GENERALMENTE FOCALIZZATO DA UN DIAFRAMMA LIMITATORE CAPACE DI MODIFICARE LA SUA APERTURA TALE DA DETERMINARE UN PRECISO CAMPO DI ESAME E RIDURRE ZONE DI PENOMBRA

43 IL DISPOSITIVO DI COMPRESSIONE ADOTTATO PER RIDURRE GLI EFFETTI DELLA DIFFUSIONE DEI FOTONI ALLO SCOPO DI LIMITARE LO SPESSORE DI TESSUTO ATTRAVERSATO DALLA RADIAZIONE X ED EVITA IL DEGRADO DELL IMMAGINE DOVUTA DAI MOVIMENTI RESPIRATORI

44 I COMPRESSORI POSSONO ESSERE MECCANICAMENTE INDIPENDENTI DAL TUBO RADIOGENO (INDIPENDENTI DALLA POSIZIONE DEL TUBO) UNA MAMMELLA COMPRESSA PUO ESSERE CONSIDERATA DI SPESSORE COSTANTE E PERMETTE DI AVERE UNA MAGGIORE UNIFORMITA DEL FASCIO X

45 LA COMPRESSIONE HA QUINDI IL COMPITO DI: IMMOBILIZZARE LA MAMMELLA (RIDURRE IL DEGRADO DELL IMMAGINE DOVUTO AI MOVIMENTI RESPIRATORI) COMPRIMERE LA MAMMELLA (PER RIDURRE LA SFUMATURA GEOMETRICA DELL IMMAGINE DOVUTA ALL EFFETTO DI PENOMBRA) MIGLIORA IL CONTRASTO (RIDUCENDO LA RADIAZIONE DIFFUSA)

46 LA GRIGLIA ANTIDIFFUSIONE LA GRIGLIE MOBILI ( PIU USATE) HANNO 36 lamelle/cm LA GRIGLIE USATE POSSEGGONO LAMELLE IN PIOMBO O IN FIBRA DI CARBONIO E LAMELLE RADIOTRASPARENTI LE GRIGLIE ATTUALI POSSONO ASSORBIRE IL 90% DELLE RADIAZIONI DIFFUSE CHE DEGRADANO L IMMAGINE UNA GRIGLIA E DEFINITA DALLA SUA CAPACITA DI AUMENTARE IL FATTORE DI CONTRASTO DELL IMMAGINE

47 IN MAMMOGRAFIA LA PELLICOLA RADIOGRAFICA E SOSTITUITA DA UN DETETTORE: QUESTO ASSORBE I RAGGI X TRASMESSI ATTRAVERSO LA MAMMELLA E CONVERTE LA LORO ENERGIA IN SEGNALI ELETTRONICI CHE VENGONO DIGITALIZZATI E FISSATI NELLA MEMORIA DEL COMPUTER

48 COME RISULTATO SI HA LA TRASFORMAZIONE DELL IMMAGINE RADIOLOGICA IN UNA IMMAGINE DIGITALE AD ALTISSIMA RISOLUZIONE CHE PUO ESSERE VISUALIZZATA SUL MONITOR IN TEMPO REALE L OPERATORE PUO QUINDI ESAMINARLA, ARCHIVIARLA E TRASMETTERLA IN VIA RETE IN QUALUNQUE PARTE DEL MONDO

49 IL DETETTORE E COSTITUITO DA PIU STRATI: IL PRIMO STRATO CONTIENE UNA SOSTANZA SCINTILLANTE CHE TRASFORMA IL RAGGIO X IN LUCE VISIBILE, LA QUALE POI VIENE TRASFORMATA IN ELETTRONI DA UNO STRATO DI SILICIO AMORFO, INFINE UNA MATRICE TRASFORMA GLI ELETTRONI IN DATI NUMERICI CHE PRODURRANNO L IMMAGINE SULLO SCHERMO

50 -L IMMAGINE ANALOGICA E DEFINITA COME UN PROCEDIMENTO CONTINUO RAPPRESENTATO DA UNA SERIE INFINITESIMA DI PUNTI -L IMMAGINE DIGITALE E COSTITUITA DA INFORMAZIONI DISCRETE E RAPPRESENTATA COME UN NUMERO DEFINITIVO DI O NUMERI OSSERVABILI O MISURABILI IN TERMINI NUMERICI

51 IL PROCEDIMENTO DI TRASFORMAZIONE DELL IMMAGINE ANALOGICA IN DIGITALE AVVIENE ATTRAVERSO UN CONVERTITORE ANALOGICO/DIGITALE E LA VISUALIZZAZIONE DELL IMMAGINE SUL MONITOR E POSSIBILE SOLO DOPO CONVERSIONE DELL IMMAGINE ELABORATA DA UN PROCESSORE MEDIANTE UN CONVERTITORE DIGITALE/ANALOGICO

52 LA CONVERSIONE DELL IMMAGINE ANALOGICA IN DIGITALE E POSSIBILE GRAZIE AD UN OPPORTUNO CAMPIONAMENTO DEL SEGNALE ANALOGICO IN UNA SERIE DI PUNTI A CUI VENGONO ASSEGNATI VALORI NUMERICI DI RIFERIMENTO

53 LO SPAZIO DI VISUALIZZAZIONE E SUDDIVISO IN ELEMENTI UNITARI O PIXEL CHE COMPORTANO ZONE D ANNERIMENTO CORRISPONDENTI AL VALORE ASSUNTO DA CIASCUN PUNTO DELLA SEGMENTAZIONE. CIASCUN PUNTO VIENE PESATO CON VALORI DI TIPO BINARIO IL CUI RIFERIMENTO E IL BIT

54 IL MAGGIOR VANTAGGIO DEL BIT E LA SUA FACILE RAPPRESENTAZIONE ELETTRONICA COME FOSSE UN INTERRUTTORE APERTO O CHIUSO IL SEGNALE INOLTRE E FACILMENTE PROCESSABILE VIA COMPUTER L IMMAGINE ANALOGICA VIENE LETTA LINEA PER LINEA E CIASCUNA LINEA VIENE CAMPIONATA