TOMOGRAFIA COMPUTERIZZATA

Transcript

1 TOMOGRAFIA COMPUTERIZZATA

2 La Tomografia Computerizzata E ' una tecnica radiologica, non invasiva, che fornisce una serie di immagini in sezione del corpo consentendo di distinguere i vari organi e tessuti in base alla loro densita'. Tomografia viene riprodotto uno strato corporeo, per lo più, ma non esclusivamente, assiale Computerizzata per l acquisizione e ricostruzione delle immagini è necessario un computer

3

4 La Tomografia Computerizzata L Immagine Nell'immagine TC,che è un immagine digitale, e' rappresentata una sottile sezione trasversale del corpo ottenuta mediante : Misurazione dell attenuazione di un fascio di raggi X fatto ruotare in infinite traiettorie attraverso lo strato corporeo in studio. Determinazione, da parte del computer,del valore di attenuazione dei singoli voxel dello strato corporeo esaminato e loro rappresentazione su monitor

5

6

7 La Tomografia Computerizzata L apparecchiatura Una T.C. è costituita da: Tavolo portapaziente Gantry l insieme di tubo radiogeno e detettori, Computer Consolle dell operatore (per la visualizzazione e l elaborazione delle immagini) Sistema a nastro magnetico o disco ottico per l archiviazione delle immagini

8

9 Generazioni TC L evoluzione tecnologica delle apparecchiature TC ha portato ad una loro classificazione in generazioni, ciascuna delle quali è caratterizzata da una diversa geometria del complesso tubo-detettori.

10 Complesso tubo-detettori. Sistema rilevatore + Sorgente di raggi X

11

12 I GENERAZIONE Il fascio radiante è costituito da un pennello di raggi x solidale con il rilevatore e si muove perpendicolarmente allo strato in esame (traslazione). Il sistema ruota intorno al paziente e la traslazione viene ripetuta ogni grado fino a 180 gradi. I tempi di scansione erano di 3-5 minuti per strato.

13 1976 TAC I generazione - sistema traslazione-rotazione - acquisizione simultanea di 2 strati di 13 mm di spessore - tempo di scansione matrice 256 x 256 m t t. rene sinistro (t) con met. linfonodali (m)

14 II GENERAZIONE Il fascio radiante è costituito da un ventaglio di ampiezza variabile da 3 a 20 gradi che colpisce un sistema di 3-30 rilevatori. L acquisizione avviene mediante successivi movimenti di traslazione e rotazione, con passi angolari di 3-20 gradi, accorciando il tempo per singola scansione a secondi.

15 III GENERAZIONE Il fascio radiogeno è costituito da un ampio ventaglio (35-50 gradi); i detettori sono , disposti ad arco di cerchio, opposti al tubo, con il quale sono solidali. Si elimina quindi il movimento di traslazione. La rotazione è di gradi ed il tempo di scansione può essere ridotto ad 1 sec circa.

16 IV GENERAZIONE Un grande numero di detettori ( ) è disposto lungo una completa corona circolare intorno al paziente. Il fascio a ventaglio ruota mentre i detettori rimangono fissi. Tempi di scansione ridotti. Costo più elevato.

17 L insieme delle misure di attenuazione ottenute una volta completato il moto di traslazione costituisce una VISTA o proiezione dello strato attraversato.

18 Una SCANSIONE è costituita dall insieme di molte Viste e produce un Data Set che sarà successivamente utilizzato per la ricostruzione dell immagine.

19 Nei tomografi di III e IV generazione la rotazione del tubo radiogeno in rapporto ai detettori era garantita CAVI dalla DI presenza ALIMENTAZIONE di cavi di alimentazione che consentivano un unica rotazione alla volta intorno al soggetto in esame Vs e quindi l acquisizione di un unico strato per volta CONTATTI STRISCIANTI La successiva rotazione avveniva in senso invertito sì da riportare alla posizione di partenza i cavi di alimentazione.

20 La Tomografia Computerizzata SPIRALE Il sistema tubo-detettori è collocato insieme al generatore su un anello ruotante all interno del tunnel di scansione e ruota continuamente intorno al paziente grazie ai contatti striscianti. Le immagini vengono acquisite durante l avanzamento del lettino, con una risultante traiettoria elicoidale dei raggi sul paziente e contengono informazioni di un intero volume corporeo(acquisizione volumentrica) Riduzione del tempo di esame

21 La Tomografia Computerizzata SPIRALE Consente l acquisizione volumetrica di una sezione anatomica in esame in pochi secondi, con riduzione della dose e possibilità di ricostruzioni 3D e Multiplanari.

22 PITCH Aumentando il Pitch il tavolo ha uno scorrimento maggiore Diminuendo il Pitch(<1) si ha l Overlapping

23 La Tomografia Computerizzata SPIRALE MULTISTRATO Un apparecchiatura TC Multislice, si basa sullo stesso principio della TC spirale, solo che ad ogni giro del sistema tubo detettori, vengono acquisite più fette contemporaneamente, grazie alla presenza di multiple corone di detettori. Caratteristiche Tempo di scansione: inferiore al secondo (fino a 0,5 sec) Numero di fette per rotazione: 4 o 16 Possibilità di multiple ricostruzione sulla base dei dati acquisiti Vantaggi Velocità Aumento della risoluzione assiale Qualità delle ricostruzioni più elevata

24 La Tomografia Computerizzata SPIRALE MULTISTRATO Multiple-row detectors scan faster.

25 TC Convenzionale 25 slices 12 MB TC Spirale 100 slices 50 MB TC Multidetettori 800 slices 400 MB risoluzione spaziale risoluzione temporale memoria dose TCMD 8 volte >TCS

26 DIFFERENZE NELLA VELOCITÀ DI ACQUISIZIONE DELLE DIVERSE APPARECCHIATURE TC (spessore di strato 5 mm) 1 sec. 120 sec. 20 cm 1 sec. 40 sec. 0,5 sec. 5 sec.

27 FASI DELLA FORMAZIONE DELL IMMAGINE IN TC

28 PROCEDIMENTO DI RICOSTRU- ZIONE DELLE IMMAGINI PER ITERAZIONE tubo radiogeno raggi x oggetto RIFERIMENTO DELLA ATTENUA- ZIONE DEL FASCIO DI FOTONI ALL ANGOLO DI INCLINAZIONE TUBO/DETETTORI detettore

29 L immagine TC è visualizzata sul monitor assegnando al singolo pixel una tonalità di grigio proporzionale al valore di attenuazione (V att) del voxel corrispondente detto Unità Hounsfield (UH). Nella scala Hounsfield sono rappresentati i numeri TC relativi ai diversi tessuti; 0 corrisponde alla densita' dell'acqua, a quella dell'aria, a quella dell osso

30 I valori densitometrici descritti nella scala di Hounsfield sono 2001 e tutti potenzialmente traducibili in gradazioni di grigio proporzionalmente diversificate dal nero assoluto al bianco assoluto Se tutti questi valori fossero rappresentati nell immagine, questa risulterebbe povera di contrasto e strutture aventi valori densitometrici anche alquanto diversi non verrebbero risolte dall occhio dell osservatore che ha capacità di distinguere circa 20 gradazioni di grigio UH=1600 UH=-100 UH=0 UH=-1000

31 scala Valori di attenuazione di alcuni organi e tessuti normali

32 livello SETTAGGIO DEI VALORI DI LIVELLO E FINESTRA DELLA SCALA DEI GRIGI IN TC

33 La FINESTRA di osservazione dell immagine Serve - le strutture a definire con il valore densitometrico superiore al quale a quello si prescelto come limite superiore vuole corrisponda sul monitor della finestra saranno bianche il grigio medio centro della finestra - le strutture ed a con definire valore densitometrico l intervallo inferiore di valori a quello densitometrici prescelto come limite al di sopra inferiore ed della finestra saranno nere al di sotto del valore centrale che - le si strutture vuole rappresentare aventi valori densitometrici con le gradazioni intermedi grigio verranno disponibili rappresentate ampiezza con gradazioni della di finestra grigio.

34 Finestra per il parenchima polmonare polmonite lobare superiore e media destra da S. pneumoniae Finestra per il mediastino e parete toracica empiema pleurico

35 SCANOGRAFIA TC

36 A B Iperplasia focale nodulare: C non è praticamente evidente prima della iniezione di mezzo di contrasto (A), diviene ben evidente nella fase arteriosa della iniezione (B) ed è nuovamente non evidente nella fase tardiva per precoce wash-out del contrasto (C)

37 1 2 TC: ematoma epidurale (freccia) evidenziato con finestra per le parti molli (1) e frattura cranica evidenziata con frattura per l osso (2)

38 POTENZIAMENTO CON MEZZO DI CONTRASTO Iniezione endovenosa di mezzo di contrasto organo iodato: quantità variabile in funzione del peso corporeo (1-3 cc/kg di peso) velocità variabile da infusione a goccia a 3-4 cc/sec. a seconda - del tipo di esame - delle indicazioni cliniche - del tipo di apparecchiatura

39 Rottura di aneurisma dissecante dell aorta discendente senza contrasto dopo contrasto

40 ANGIOMA EPATICO 20 senza contrasto 40 dopo iniezione di contrasto

41 PRESENTAZIONE - ELABORAZIONE DELLE IMMAGINI TC Presentazione bidimensionale strato per strato Analisi planimetriche - MPR (Multi Planar Reformatting) - 3 piani spaziali (trasversale, coronale, sagittale) - piani obliqui - piani irregolari (strutture anatomiche) Analisi volumetriche - MIP (Maximum Intensity Projection) - Surface Rendering o SSD (Shaded Surface Display) - Volume Rendering

42 MPR coronale MPR sagittale sag. finestra osso

43

44 TC Stenosi arteria renale sn. Angio TC cor. Angio TC trasv.

45 Angiografia TC periferica 93 cm. 310 strati 3 mm. / strato 8 strati / sec. acquisizione: 31 sec.

46 Volume rendering:aneurisma aorta MIP: 2 casi di occlusioni arteriose

47 ANGIOGRAFIA TC, volume rendering : doppia stenosi della a. carotide interna

48 Angiografia TC delle arterie renali. A: quadro di normalità dell arteria renale (freccia);buona evidenza della differenziazione cortico-midollare del parenchima renale. B: presenza di stenosi di entrambe le arterie renali (frecce).

49 Lesione ipodensa (cisti displasica) 2. Lesione iperdensa (nodulo calcifico) 2 3. Lesioni miste (metastasi)

50 A C B D Colografia TC con Endoscopia Virtuale: paziente con evidenza sia di un ca del sigma (A-B) che di un polipo (C-D)

51

52

53

54 PRESENTAZIONE - ELABORAZIONE DELLE IMMAGINI TC Presentazione bidimensionale strato per strato Analisi planimetriche - MPR (Multi Planar Reformatting) - 3 piani spaziali (trasversale, coronale, sagittale) - piani obliqui - piani irregolari (strutture anatomiche) Analisi volumetriche - MIP (Maximum Intensity Projection) - Surface Rendering o SSD (Shaded Surface Display) - Volume Rendering

55 TOMOGRAFIA COMPUTERIZZATA Tecnica radiologica digitale che consente di acquisire sezioni assiali o parassiali di spessori definiti del corpo umano, evidenziandoli come tali ricostruendo sezioni non assiali (coronali, sagittali, oblique) dal volume nel complesso acquisito.

56 SCHEMA DI SCANSIONE TC TRASLAZIONE-ROTAZIONE

57 I II III IV

58 ACQUISIZIONE SPIRALE VOLUMETRICA

59 A B ACQUISIZIONE SPIRALE VOLUMETRICA A STRATO SINGOLO (A) E MULTISTRATO 4 STRATI (B)

60 TC convenzionale TC spirale TC spirale monostrato multistrato

61 DIFFERENZE NELLA VELOCITÀ DI ACQUISIZIONE DELLE DIVERSE APPARECCHIATURE TC (spessore di strato 5 mm) 1 sec. 120 sec. 20 cm 1 sec. 40 sec. 0,5 sec. 5 sec.

62 La Tomografia Computerizzata Nell'immagine TC,che è un immagine digitale, e' rappresentata una sottile sezione trasversale del corpo ottenuta mediante : Misurazione dell attenuazione di un fascio di raggi X fatto ruotare in infinite traiettorie attraverso lo strato corporeo in studio. Determinazione, da parte del computer,del valore di attenuazione dei singoli voxel dello strato corporeo esaminato e loro rappresentazione su monitor