Scoperti alla fine dell’800, sono prodotti dal tubo radiogeno, un’ampolla di vetro con l’interno a vuoto spinto e due elettrodi di polarità opposta agli estremi: il catodo è di tungsteno, e quando attraversato da una corrente diviene incandescente producendo elettroni; l’anodo è un disco di leghe di tungsteno, molibdeno o grafite su cui collidono gli elettroni accelerati dalla differenza di potenziale.
Scoperti alla fine dell’800, sono prodotti dal tubo radiogeno, un’ampolla di vetro con l’interno a vuoto spinto e due elettrodi di polarità opposta agli estremi: il catodo è di tungsteno, e quando attraversato da una corrente diviene incandescente producendo elettroni; l’anodo è un disco di leghe di tungsteno, molibdeno o grafite su cui collidono gli elettroni accelerati dalla differenza di potenziale. Il numero di elettroni prodotti dal catodo è proporzionale alla corrente (espressa in mA) mentre la loro velocità è proporzionale alla tensione applicata (kV).
Collidendo contro un materiale ad alto numero atomico come il Tungsteno, provocano la produzione di raggi X.
La percentuale di Rx prodotti dipende dall’energia degli elettroni: per 200 KeV è solo l’1%, per 20 MeV è il 70%; un fascio usato normalmente in radiodiagnostica ha 60 KeV.
Tutto il resto diviene calore pertanto l’anodo deve essere di materiale resistente al calore; inoltre di solito ruota ed è raffreddato ad olio o ad acqua.
Gli rx sono emessi in tutte le direzioni perciò di solito si crea una finestra per direzionarli.
Emissione:quantità di rx emessa.
Esposizione:numero di coppie di ioni prodotte in aria da una certa quantità di rx. Roentgen.
Energia assorbita:dose somministrata al paziente. Rad.
Qualità:potere penetrante: sono duri quelli ad elevata penetrazione, molli quelli a bassa. Si quantifica con il SEV, spessore emivalente, ovvero spessore necessario a dimezzare la qualità del fascio incidente.
L’attenuazione del fascio di raggi x dipende sia dalla sua intensità, sia dalla densità molecolare, dal numero atomico e dal numero di elettroni per grammo del tessuto attraversato.
L’esame radiografico può essere diretto (contrastografia naturale), sfruttando la naturale differenza di opacità dei tessuti: è particolarmente adatto per l’analisi del tessuto osseo e polmonare; è meno efficace per i parenchimi che sono costituiti di molecole simili seppur in diverse concentrazioni. Per visualizzare altre componenti si sono sviluppati i mezzi di contrasto: questi possono essere negativi (trasparenti), ovvero gassosi e a bassa densità: si introducono negli spazi anatomici reali o virtuali consentendone la visualizzazione. Sono metodiche superate da TAC e RM; ad oggi si usano solo nel “doppio contrasto” intestinale con introduzione di un mezzo negativo e uno positivo.
In alternativa possono essere positivi (opachi): alto PM:
– Baritati:sospensioni di solfato di bario BaSO4 utilizzato in diagnosi del tratto GI. È l’ideale per questo uso perché ha alto PM, pochi effetti sull’organismo (costipa un po’) ed è inerte dal punto di vista farmacologico. Deve però essere puro perché se mescolato a Sali diviene solubile e quindi tossico.
– Mdc uro-angiografici:si tratta di soluzioni di acido benzoico con Iodio in posizione 2, 4 e 6 e visualizzano l’albero vascolare di iniezione e il tratto escretore. Oggi si utilizzano anche altri mezzi a diversa base molecolare che contengono un maggior numero di atomi di iodio consentendo una minor concentrazione.
– Mdc epatobiliari:vi sono i mdc colecistografici orali (anello benzenico triiodato), che tramite il circolo entero-epatico si concentrano nella colecisti opacizzandola in 8-12 ore e consentendo la visualizzazione dell’albero biliare se il pz ingerisce alimenti grassi; vi sono poi i mdc colecisto-angiografici endovenosi (due anelli benzenici triiodati legati) che però hanno elevata tossicità e sono pochissimo usati.
– Mdc oleosi(iodio legato ad una molecola oleosa), usati per la scialografia e la fistolografia, oggi usati anche per la chemio-embolizzazione dei tumori epatici.
I mdc non ionici generalmente possono essere usati anche in pz in situazioni particolari; i mdc uro-angiografici e colangiografici possono provocare effetti avversi (di tipo allergico, da manifestazioni topiche a più severi stati di tipo anafilattico); come controindicazioni vi sono il mieloma multiplo e le insufficienze epatica e renale; inoltre nei soggetti con storia di atopia è opportuno somministrare preventivamente un cortisonico o un antistaminico.
Pellicola radiografica, schermi di rinforzo e immagine radiografica
La pellicola, di spessore 200-300 micron, è composta da una base di poliestere su cui è applicata, da un lato o da entrambi, l’emulsione: si tratta di uno strato di gelatina in cui sono immersi piccoli grani di alogenuro (iodo-bromuro, con iodio 1-10% e bromo 90-99%) di argento che reagisce con i fotoni o con gli rx dando luogo all’immagine, che, una volta sviluppata così come accade con le foto, diventa reale e fissata.
Vi sono poi gli schermi di rinforzo, formati da una base in poliestere con un sottostrato riflettente in biossido di titanio, uno strato fluorescente e uno protettivo. Vengono applicati alla pellicola radiografica e consentono, riflettendo gli rx come radiazioni luminose, di amplificare il segnale con l’aumento del contrasto ma la diminuzione della nitidezza: oggi senza schermi si fanno solo rx delle ossa delle estremità.
Terminologia
Opacità:il normale coefficiente di attenuazione è aumentato. Esempio, un calcolo ricco in calcio, un addensamento polmonare. Possono essere omogenee, disomogenee o strutturate e miste.
Trasparenza:coefficiente ridotto, es. cavità colma d’aria, enfisema. Possono essere omogenee o miste.
Essendo l’immagine radiografica bidimensionale e le strutture dell’organismo tridimensionali, è opportuno eseguire più proiezioni per avere una miglio fedeltà: si parla di proiezioni coronali, latero-laterali o assiali. Bisogna inoltre considerare che strutture ad asse obliquo rispetto al raggio incidente risulteranno deformate; l’angolazione del raggio può essere programmata dal radiologo.
Dall’analogico al digitale
Si definisce “analogica” una variabile che può assumere qualunque valore in un continuum di valori, ad esempio è analogica la scala di grigi di una radiografia. Viceversa, “digitale” è una variabile espressa in forma numerica e quindi trattabile da un calcolatore.
La digitalizzazione consiste nello scomporre tramite una griglia l’immagine analogica in pixel, la cui densità ottica viene misurata e convertita in numeri; tali numeri vengono poi tradotti sullo schermo, in un’analoga griglia, in analoghi pixel colorati.
A prescindere dalla tipologia, si parla di
– risoluzione spaziale, ovvero capacità di discriminare due punti vicini. La mammografia, ad esempio, discrimina fino a 12 coppie di linee per cm. È condizionata dal numero di pixel
– risoluzione di contrasto: capacità di differenziare due punti vicini a diverso contrasto
Ad oggi è sempre più diffusa l’acquisizione direttamente in digitale, con la radiazione che viene convertita in segnale elettrico che può essere tradotto dal calcolatore in segnale luminoso: a tal scopo esistono vari sistemi, tra cui pannelli rivestiti di “fosforo a memoria” in grado di conservare in memoria parte delle radiazioni incidenti che possono essere poi rilevate dal laser.
Tomografia
Si basa sulla rotazione sincrona ma contraria del tubo radiogeno rispetto alla cassetta porta pellicola, cosa che consente la visualizzazione via via delle strutture poste lungo l’asse che collega le due.
Il movimento della TC può essere lineare, circolare, ellittico, epicicloidale e spiraliforme.
Angiografia
È l’opacizzazione dei vasi tramite iniezione di mdc, intendendo con arteriografia lo studio dei vasi arteriosi e con flebografia lo studio di quelli venosi.
Grazie alla presenza fisica in loco del catetere, è possibile intervenire terapeuticamente nel corso dello stesso intervento diagnostico.
L’angiografia digitale sfrutta l’intensificatore di luminosità e la televisione radiologica: lo schermo fluorescente dell’intensificatore è analizzato pixel a pixel da una telecamera collegata a pc, e con le metodiche specificate prima si avrà la visualizzazione digitale.
