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In radiologia la tomografia
computerizzata, indicata con l'acronimo TC o CT (dall'inglese
computed tomography), è una metodica diagnostica per immagini,
che sfrutta radiazioni ionizzanti (raggi X) e consente di
riprodurre sezioni (tomografia) corporee del paziente ed
elaborazioni tridimensionali. Per la produzione delle immagini
è necessario l'intervento di un elaboratore di dati
(computerizzata).
È nota anche come tomografia assiale
computerizzata o TAC (in inglese CAT da computed axial
tomography), ma l'aggettivo "assiale" è inappropriato perché
obsoleto: le moderne metodiche permettono scansioni
trasversali e ricostruzioni delle immagini su ogni piano e non
solo su quello assiale.
Indice
1 Storia
2 Metodica
3 Il tomografo computerizzato
-Storia
La metodica TC fu ideata e realizzata
dall'ingegnere inglese Godfrey N. Hounsfield e dal fisico
sudafricano Allan M. Cormack, che per le loro scoperte vinsero
il premio Nobel per la medicina nel 1979. Il primo tomografo
computerizzato consentiva esclusivamente lo studio delle
strutture del cranio e fu installato all'Atkinson Morley
Hospital di Londra nel 1971. Nel 1974 furono create le prime
apparecchiature per lo studio del torace e dell'addome.
-Metodica
L'immagine del corpo da studiare viene
creata misurando l'attenuazione di un fascio di raggi X che
attraversa tale corpo. Questa varia in modo proporzionale alla
densità elettronica dei tessuti attraversati, cioè alla
distribuzione spaziale degli elettroni nello strato corporeo
in esame. Poiché le immagini prodotte sono di tipo digitale,
il corpo studiato viene suddiviso in una serie discreta di
elementi di volume (voxel), ai quali corrisponde un elemento
unico d'immagine (pixel), seguente la scala dei grigi. Quanto
più piccolo è il pixel ottenuto tanto maggiore è la
risoluzione spaziale. L'attenuazione è direttamente
proporzionale alla densità elettronica dei tessuti presenti
nel voxel: il suo valore è detto “densitometrico”. Un voxel
con alta densità viene rappresentato con una gradazione di
grigio più chiara. L'unità di misura della densità elettronica
è l'UH (unità di Hounsfield - HU), la cui scala comprende 2001
diverse tonalità di grigio, dal nero al bianco. La densità
dell'aria assume un valore di –1000 UH, l'acqua vale 0 HU e
l'osso compatto vale +1000. Le dimensioni di una singola
immagine sono normalmente di 512x512 pixel, per una profondità
di 8 bit/pixel. La metodica TC consente risultati molto
migliori della radiologia tradizionale, per quanto riguarda la
differenziazione dei tessuti molli. Malauguratamente la dose
di radiazioni ionizzante fornita al paziente è molto più
elevata rispetto a una radiografia tradizionale, tanto più nel
caso dei tomografi multistrato, pertanto si dovrebbe
ragionevolmente ricorrere alla TC solo se strettamente
necessario, soprattutto se i tessuti irradiati sono in
accrescimento (per es. nei bambini). Lo studio TC può essere
migliorato dall'infusione di mezzo di contrasto endovenoso
organo-iodato, che consente una migliore differenziazione di
strutture con densità simile, o della stessa struttura in
tempi diversi, programmabili attraverso un iniettore a flusso
variabile.
-Il tomografo computerizzato
L'emettitore del fascio di raggi X ruota
attorno al paziente ed il rivelatore, al lato opposto,
raccoglie l'immagine di una sezione del paziente; il lettino
del paziente scorre in modo molto preciso e determinabile
all'interno di un tunnel di scansione, presentando a ogni giro
una sezione diversa del corpo. Le sequenze di immagini,
assieme alla informazioni dell'angolo di ripresa, sono
elaborate da un computer, che presenta il risultato sul
monitor. Tale risultato è costituito da una serie di sezioni
contigue dello spessore reimpostato: l'insieme delle sezioni
ricostruite costituiscono i dati inerenti il volume di
scansione che possono essere ricostruiti da un software di
rendering tridimensionale per produrre immagini tomografiche
di qualsiasi altro piano spaziale o, in alternativa, per
ottenere immagini tridimensionali o endoscopiche. Per ottenere
le immagini tomografiche del paziente a partire dai dati
"grezzi" della scansione il computer dedicato alla
ricostruzione impiega complessi algoritmi matematici di
ricostruzione dell'immagine (antitrasformata di Radon). Le
immagini di partenza di tutte le sezioni vengono normalmente
registrate su un sistema di archiviazione (PACS) e le sezioni
più importanti vengono talvolta stampate su pellicola. Il
rivelatore ad alta efficienza è normalmente costituito da
cesio ioduro, calcio fluoruro, cadmio tungstato.
Il tomografo di I generazione si basava
sull'emissione di un fascio lineare di raggi X emesso da un
tubo radiogeno in movimento di traslazione e di rotazione e
rilevato da un detettore solidale nel movimento. Il tempo di
esecuzione dello studio era dell'ordine dei minuti.
Nel tomografo di II generazione il fascio
di raggi X ha una geometria a ventaglio di 20-30° connesso con
un gruppo di 20-30 detettori: il tempo di esecuzione era
ridotto a decine di secondi.
I tomografi di III generazione impiegano
un fascio di raggi X a ventaglio di 30-50° che possono
comprendere tutta la sezione corporea in esame, attraverso
centinaia di detettori contrapposti, che compiono una
rotazione completa attorno al paziente in 2-4 secondi. Alla
successiva acquisizione, la rotazione avviene in senso
inverso, in modo che i cavi di alimentazione ritornino nella
posizione di partenza, senza attorcigliarsi. Tale metodica
obbliga all'acquisizione di un solo strato per volta.
Nei tomografi a rotazione continua
unidirezionale, il tubo radiogeno e i detettori sono montati
su un anello rotante che si alimenta a “contatti striscianti”,
senza più il problema dei cavi che si attorcigliano. Questa
metodica consente l'acquisizione delle immagini in modo
continuo: mentre il tavolo che porta il paziente si muove su
un piano di scorrimento, i piani di scansione descrivono
un'elica attorno al paziente, ottenendo una scansione
“spirale”. I tomografi spiroidei più comuni compiono una
rotazione in più o meno un secondo e consentono
un'acquisizione completa di un volume corporeo in 40 secondi -
un minuto: questa avviene in un'unica apnea, riducendo gli
artefatti di movimento del paziente. I moderni tomografi
multistrato possono impiegare anche solo pochi secondi,
ottenendo decine di scansioni per ogni singola rotazione.
Tomografi superveloci possono consentire lo studio del cuore.
Recentemente è stata ideata anche una tecnica che consente
l'esecuzione di una vera e propria coloscopia virtuale. |
