RADIODIAGNOSTICA: permette di osservare l interno dell organismo umano e i particolari dei diversi organi con livelli di accuratezza e di dettaglio molto elevati Radiografia a raggi X Tomografia Assiale Computerizzata (T.A.C.) Scintigrafia con traccianti radioattivi: Positron Emission Tomography (P.E.T.) Single Photon Emission Computer Tomography (S.P.E.C.T) RADIOTERAPIA: sfrutta la capacità delle radiazioni di distruggere i tessuti patologici; è ampiamente utilizzata soprattutto per la cura del cancro Radioterapia esterna Brachiterapia!""# $%
&'& &'' ( 1895 : Wilhelm Conrad Röentgen scopre i raggi X e la possibilita di ottenere delle radiografie Un fascio di raggi X di frenamento che incide sul corpo ne esce rimodulato a seguito delle diverse interazioni con i vari tessuti. Un recettore di immagini posto a valle del corpo permette di tradurre in immagine il contenuto di informazioni in esso presente. Ai recettori di immagini piu comuni, ( pellicola radiografica e recettori ottici a schermo fluorescente) si vanno sostituendo modalita che permettono piu facilmente acquisizioni digitali (rivelatori a stato solido, semiconduttori, fosfori). Mappa della probabilità dei raggi X di essere assorbiti dal tessuto presente in quel punto.!""# $)
&'& &'' ( Giusta dose Giusta energia del fotone Massima risoluzione dello schermo LIMITI 1. Per distinguere chiaramente due regioni adiacenti è necessario che la capacita di trasmettere i raggi X sia sostanzialmente diversa. Per tale motivo è possibile distinguere in modo efficace e preciso le ossa, che assorbono molti piu raggi X degli altri tessuti, e i polmoni, circondati da aria. Al contrario regioni con capacita di assorbimento simile non sono distinguibili tra di loro, come quasi tutti i tessuti molli (muscoli, sangue, organi). 2. L ombra sulla lastra, ottenuta dall intero spessore della struttura irradiata, non è altro che una specie di esposizione multipla costituita dalla sovrapposizione di tante ipotetiche fotografie, ognuna di una sezione sottile del Corpo.!""# $*
+, +-. +, /00 1. Per aumentare il contrasto tra i vari tessuti vengono introdotti nell organismo dei mezzi di contrasto: sostanze che assorbono più o meno intensamente i raggi X rispetto ai tessuti ed i parenchimi, contrastandoli artificialmente. Si distinguono in mezzi di contrasto positivi (aumentano la resistenza al passaggio dei raggi X perché ad elevato numero atomico, come bario e iodio) e negativi (diminuiscono la resistenza al passaggio dei raggi X, come l aria e l anidride carbonica). 2. La sorgente di raggi X viene spostata in linea retta sopra il paziente e la lastra in direzione opposta, in maniera tale che solo l ombra di un sottile strato rimanga stazionaria e quindi in fuoco sulla lastra (stratigrafia, Alessandro Vallebona, anni 30). La metodica circolare della TAC fu ideata e realizzata da un ingegnere inglese Godfrey Hounsfield e dal fisico sudafricano Allan Cormack, che vinsero il premio Nobel per la medicina nel 1979. 500-1500 posizioni equidistanti su un cerchio completo attorno al paziente, per emettere un pennello di raggi la cui attenuazione viene misurata in 700-1500 punti. In un esame standard vengono ricostruite dalle 10 alle 20 sezioni: quindi il numero di dati complessivi è enorme, cioè tra i 3,5 e i 45 milioni.!""# $$
+, +-. +, /00 Il computer suddivide tutto lo strato esaminato in tanti piccolissimi volumi tridimensionali (volume x element = voxel) che devono essere trasformati in un quadratino bidimensionale (pixel). Conoscendo l intensità emessa I O e l intensità misurata I dai rivelatori, tramite un algoritmo che fornisce una descrizione numerica della densita di un sottile strato del tessuto corporeo ( la fetta o taglio ) in funzione della posizione, il computer può calcolare il profilo di attenuazione che subisce il fascio di raggi X per ogni colonna di voxel attraversata e ad ogni densità radiologica del singolo voxel viene attribuito un tono di grigio. Così si ottiene una sorta di mosaico di diversi toni di grigio che corrispondono all'immagine TAC.!""# $1
' 2& In medicina nucleare la tecnica diagnostica utilizzata consiste nel somministrare al paziente un radiofarmaco (un radionuclide + una molecola), scelto opportunamente in modo che si concentri nell'organo oggetto di studio o che permetta di seguire nel tempo una particolare funzione biologica attraverso la misura dell emissione da parte del radionucluide. elettronica fotomoltiplicatore scintillatore collimatore Gli effetti negativi prodotti dalla irradiazione interna del paziente a seguito della somministrazione allo stesso di una sostanza radioattiva, hanno posto il problema della riduzione della dose ricorrendo alla utilizzazione di isotopi a vita breve o quantomeno la più breve possibile. L immagine si ottiene dall analisi scintigrafica (scintigrafia) con apparecchiatura in grado di rivelare la emissione radioattiva e ricostruirla al computer.!""# $3
' 2& La immagini scintigrafiche esprimono la distribuzione spaziale o spazio-temporale del Radiofarmaco. Le informazioni ricavate sono esprimibili anche in forma di parametri numerici, permettendo di ottenere dati di ordine quantitativo. La peculiarità di queste immagini è, quindi, di essere "funzionali", cioè l'espressione morfologica di una funzione vitale. La tomografia ad emissione di positroni (PET) che può utilizzare le stesse molecole che normalmente entrano nel metabolismo dei tessuti, come ad esempio il glucosio, il carbonio, l ossigeno e l azoto. L'uso di radionuclidi emittenti positroni (elettroni positivi), come il Carbonio-11, l'azoto-13, l'ossigeno-15, il Fluoro- 18, permette di marcare le molecole biologiche sostituendo uno o più isotopi stabili con il loro isotopo radioattivo, con il pregio di non modificarne in alcun modo le altre caratteristiche fisiche e chimiche, mantenendo quindi invariate la biodistribuzione e la funzione. La tomografia ad emissione di fotone singolo (SPECT) utilizza radionuclidi gamma-emettitori. Il più usato è il Tc- 99m, che viene dal decadimento beta del Mo99, che però viene fatto accadere fuori dal paziente. Quando è unito ad un HMPAO, il 99m Tc può essere assorbito dal tessuto cerebrale in maniera proporzionale al flusso di sangue che, essendo strettamente correlato al metabolismo locale ad alla energia utilizzata dal cervello, fornisce informazioni sul metabolismo cerebrale.!""# 1
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&& La radioterapia consiste nella irradiazione e distruzione delle cellule indesiderate. La sua utilizzazione è dovuta al fatto che le cellule cancerose da eliminare sono più sensibili alle radiazioni di quelle sane: ciò a garanzia delle cellule dei tessuti sani circostanti. Le tecniche utilizzate nel passato consistevano nella irradiazione con uso di sostanze radioattive quali la cobaltoterapia (Co-60), oggi vengono impiegati acceleratori ad elevata energia dell ordine del MeV. Negli ultimi anni si sono perfezionate tecniche radioterapeutiche molto accurate basate sull attivazione di sostanze aventi la proprietà di concentrarsi nei tessuti patologici (ad esempio, boroterapia). Le cellule cancerose vengono in tal modo irradiate selettivamente e dall interno, interessando in minima parte i tessuti circostanti. RADIOTERAPIA ESTERNA CON FASCI COLLIMATI Consiste nell irradiazione del paziente con sorgenti di radiazioni esterne. Il fascio prodotto collimato viene diretto verso il focolaio tumorale. Ne sono un esempio le terapie effettuate con acceleratore lineare (X di energia fino a 25 MeV, elettroni di alta energia), con la cobaltoterapia (gamma di energia circa 1 MeV) e con la roentgenterapia (X di energia fino a circa 300 KeV). BRACHITERAPIA Impiega isotopi radioattivi che vengono posizionati a contatto o all interno di una lesione neoplastica. I radiofarmaci che vengono usati in terapia sono diversi rispetto a quelli usati in diagnostica perchè emettono radiazioni beta che dissipano tutta la loro energia in uno spazio molto piccolo (<1 cm). Applicazioni: la terapia dell'ipertiroidismo e del carcinoma tiroideo, con I131; in campo reumatologico: la terapia intra-articolare della sinovite cronica da artrite reumatoide, con Y90; la terapia delle metastasi ossee con Sr89; la terapia con anticorpi monoclonali, peptidi e difosfonati marcati con y90, Re 186, Re 188, Sm153.!""# 1
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