Diagnostica per immagini: raggi X e apparecchiature radiologiche

DIAGNOSTICA PER IMMAGINI - LEZIONE 1

Raggi X ed apparecchiature radiologiche
Sbobinatore 1: Giuseppe Pellegrino
Sbobinatore 2: Gabriele Scuderi

INDICE

Paragrafo 1: Storia dei raggi X.

pag. 1

Paragrafo 2: Le proprietà fondamentali dei raggi X.

.pag. 1

2.1: Metodiche a raggi X

pag.2

2.2: Esecuzione della radiografia del torace.

pag.3

2.3: Componenti del radiografo

pag.3

Paragrafo 3: Il tubo radiogeno.

pag.4

Paragrafo 4: Funzionamento del tubo radiogeno.

pag.4

Paragrafo 5: Kilovoltaggio e Milliamperaggio

pag.5

5.1: I tubi a griglia

pag.6

Paragrafo 6: La pellicola radiografica.

pag.6

Paragrafo 7: La griglia antidiffusione

pag.8

Paragrafo 8: Il tavolo di comando

pag.8

8.1: Esempi di immagini radiologiche.

pag.9

Paragrafo 9: Caratteristiche del fascio fotonico.

pag.9

Paragrafo 10: Passaggio dalla radiologia analogica a quella digitale.

pag.11

Paragrafo 11: Contrastografie artificiali.

pag. 11

Paragrafo 12: Tecniche contrastografiche.

.pag. 12

Paragrafo 13: Stratigrafia o tomografia.

.pag. 13

Paragrafo 14: Apparecchiature radiografiche.

.pag. 14

14.1: Tavolo con intensificatore con brillanza

pag. 14

14.2: Tavolo telecomandato.

pag. 14

14.3: Arco a C

pag. 15

14.4: Apparecchio portatile

pag.15

14.5: Mammografia.

pag. 15

Il professore mostra brevemente la scheda di trasparenza e afferma che l'esame verterà sugli argomenti
trattati a lezione e che si svolgerà in modalità scritta. L'esame prevede 31 quesiti a risposta multipla.
Il professore spoilera che questa è una lezione introduttiva sulla diagnostica per immagini di oggi e il ruolo
di quest'ultima e delle procedure diagnostiche che sono rese possibili dall'utilizzo delle radiazioni ionizzanti
e non ionizzanti in ambito medico

1. Storia dei raggi X

Partendo dai raggi X è doveroso operare un riferimento al momento storico di scoperta di quest'onda
elettromagnetica, la quale presenta caratteristiche fisiche che ci hanno permesso di sviluppare tantissime delle
tecniche diagnostiche che vengono adoperate. Tutto ha inizio nel 1895 grazie alla scoperta di un fisico tedesco
che all'università di Wurzburg, scoprì una nuova radiazione che prese il nome di radiazione X e in questa slide
in alto a sinistra è possibile osservare il primo radiogramma che fu pubblicato, rappresentante la mano della
moglie di Rontgen. La scoperta di questa radiazione avvenuta più di un secolo fa ha modificato i criteri di
valutazione diagnostica dei pazienti in svariati campi della medicina. Si tratta di una radiazione che ha delle
caratteristiche peculiari dal punto di vista fisico grazie alle quali essa è in grado di attraversare i tessuti biologici
e di trasferire l'informazione su delle superfici sensibili, che oggi caratterizzano le apparecchiature di
diagnostica convenzionale. Nella diapositiva è possibile vedere un esempio di radiografia del torace e di una
sezione di tomografia computerizzata dell'addome superior

2. Le proprietà fondamentali dei raggi X

Quali sono le caratteristiche dei raggi X? Si tratta di radiazioni elettromagnetiche che hanno un'altissima
frequenza d'onda e una piccolissima lunghezza d'onda compresa tra 10 nm e un millesimo di nm. Tali
caratteristiche consentono ai raggi X di riuscire ad attraversare i tessuti e di subire una variazione del suo
livello energetico tale da poter veicolare l'informazione a livello della superficie che rileva ciò che è accaduto
al fascio fotonico, una volta che esso ha attraversato i tessuti.

1
Data: 27/02/2023
Prof. Massimo Galia

In questa diapositiva si può osservare lo spettro
delle radiazioni elettromagnetiche e la
collocazione dei raggi X che si attesta compresa
tra l'ultravioletto e i raggi gamma. Queste
radiazioni, pertanto, presentano una frequenza
PROPRIETA' FONDAMENTALI DEI RAGGI X
compresa tra 30 betaHz e 300 EHz (si parla di
trilioni di Hz) a fronte di una lunghezza d'onda
invece piccolissima: è proprio questa la
caratteristica che conferisce ai raggi X la
Sono invisibili e si propagano nello spazio in tutte le direzioni con decorso
rettilineo, alla velocità di 300.000 km/sec
possibilità di essere utilizzati per ottenere
Attraversano la materia subendo un'attenuazione tanto maggiore quanto più
elevati sono lo spessore, la densità ed il numero atomico della materia
attraversata
immagini del nostro corpo e di essere impiegati
per finalità diagnostiche. Oggi tantissime
applicazioni diagnostiche sono rese possibili
Impressionano le pellicole radiografiche
Provocano la fluorescenza di alcune sostanze (platinocianuro di Bario)
Nell'attraversamento della materia provocano fenomeni di eccitazione e
terapeutiche,
ionizzazione
dall'utilizzo di questi raggi e
occorre
sottolineare che questi non trovano impiego
unicamente per indagini diagnostiche, ma anche
per
finalità,
come
nella
radioterapia. Tra le proprietà fondamentali dei raggi X si annoverano la caratteristica di essere invisibili e di
propagarsi in tutte le direzioni dello spazio con decorso rettilineo a una velocità pari alla velocità della luce,
300.000 km/s. Nell'attraversare i tessuti, la materia e quindi il corpo umano essi subiscono un fenomeno di
attenuazione che dipende dalle caratteristiche delle strutture anatomiche incontrano. In particolare, il processo
di attenuazione che essi subiscono dipende dallo spessore del tessuto, dalla densità e dal numero atomico degli
elementi allocati in quel tessuto. Nell'attraversare i tessuti i raggi X dunque subiscono un'attenuazione che
risulta rilevabile da superfici sensibili: una di queste che fu utilizzata inizialmente a seguito della scoperta dei
raggi X è stata la pellicola radiografica. Essa presentava un differente annerimento a seconda della quantità e
della qualità dei fotoni emergenti dalla regione corporea attraversata. Inoltre, i raggi X provocano una
fluorescenza di alcune sostanze, come il platinocianuro di bario. Un'altra proprietà fondamentale dei raggi X
assolutamente non da trascurare è rappresentata dal fatto che l'energia radiante ha la capacità di eccitare gli
atomi e pertanto si tratta di onde elettromagnetiche in grado di ionizzare i tessuti; tale proprietà ha posto le
basi dei più moderni studi di radiochirurgia e per mezzo di essa sono nate le norme radioprotezionistiche.
Risulta di notevole rilevanza conoscere questa proprietà dei raggi X poiché le procedure diagnostiche che
vengono eseguite non sono a costo zero, ma sono delle procedure invasive, caratterizzate quindi da una minima
invasività biologica; ragion per cui non esiste procedura diagnostica che non esponga il paziente a un rischio
relativo al passaggio delle radiazioni elettromagnetiche.

2.1 Metodiche a Raggi X

Quali sono le metodiche che sono nate e si sono sviluppate grazie alla scoperta dei raggi X?

• Tecniche più semplici e diffuse che caratterizzano la cosiddetta diagnostica di primo livello, come la
  radiografia del torace e di qualunque segmento scheletrico;
• Tecniche basate su una connotazione cinematografica delle strutture anatomiche esaminate, come la
  radioscopia e la fluoroscopia, fino a salire di livello e a raggiungere alla tomografia assiale
  computerizzata e in particolare la TC multidetector, caratterizzata dall'utilizzo di un'apparecchiatura
  pesante;
• Tecniche più semplici di primo livello come la densitometria o mineralometria ossea basata
  sull'attenuazione del fotone X.

2In che modo riusciamo a ottenere informazioni da
questa radiazione elettromagnetica, in che modo essa
è in grado di attraversare i tessuti e di trasferire
un'informazione derivante dell'interazione con le
strutture anatomiche che incontra? Attraverso due
proprietà fondamentali (di cui sopra): grazie alla
capacità di attraversare la materia biologica e
oltrepassare tutte le strutture anatomiche che il fascio
incontra lungo la sua direzione di propagazione e
grazie alla facoltà di impressionare le pellicole
radiografiche o superfici sensibili, in grado di rilevare
l'energia del fotone emergente e trasformare questa
informazione in immagine.

METODICHE A RAGGI X

TOMOGRAFIA
COMPUTERIZZATA
FLUOROSCOPIA E
Scanografia
Tele-/plesio-radiografia
TC dinamica
Rad. ad ingrandimento diretto
Tomodensitometría
Radiografía mirata
TC quantitativa (QCT)
Seriografia
Video-registrazione
Stratigrafia
Angiografia digitale sottrattiva
Radiografia digitale
(schermografia, chimografia)
MINERALOMETRIA OSSEA
COMPUTERIZZATA
A fotone singolo e doppio

2.2 Esecuzione della radiografia del torace

In questa diapositiva è possibile riscontrare l'esempio di un paziente che viene sottoposto ad un radiogramma
del torace ed è possibile evidenziare la classica posizione che il paziente deve assumere per poter essere
sottoposto a una radiografia del torace. Il paziente poggia la porzione anteriore del torace su una superficie
sensibile, in questo caso rappresentata da una cassetta all'interno della quale è posizionata una pellicola
radiografica, e posteriormente al paziente è presente la sorgente dei fotoni X, ovvero il tubo radiogeno. La
freccia gialla in immagine deve essere immaginata come una schematizzazione del fascio fotonico che impatta
in corrispondenza della porzione posteriore del torace, a livello della superficie cutanea dorsale del paziente,
attraversa il torace e poi tale fascio fotonico attenuato va a urtare contro la superficie sensibile. Il risultato
finale si vede riprodotto al centro della diapositiva con la rappresentazione del radiogramma del torace in
proiezione postero-anteriore. Essa costituisce una delle proiezioni che vengono utilizzate per lo studio del
torace con questa tecnica di primo livello e bisogna precisare che l'esame si completa con la proiezione latero-
laterale sinistra. È importante che il paziente sia posizionato correttamente e assuma questa posizione, in
quanto con questa proiezione si riesce
a ottenere un radiogramma le cui
caratteristiche
di rappresentazione
anatomica delle strutture incontrate dal
Esecuzione della radiografia del torace
fascio radiogeno siano le più vicine alla
realtà anatomica del paziente. Se il
paziente venisse posizionato con la
superficie posteriore del torace rivolta
verso la superficie sensibile della
cassetta e quindi il fascio radiogeno
incidesse in prima istanza sulla
superficie anteriore del torace e poi su
quella posteriore, si andrebbe incontro
a un ingrandimento proiettivo delle
strutture mediastiniche. Questa è la
ragione per cui la proiezione deve
essere postero-anteriore; infatti, tale
proiezione consente di valutare correttamente non soltanto il parenchima polmonare, ma anche gli organi
mediastinici.

2.3 Componenti del radiografo

Quali sono le componenti di un'apparecchiatura che ci consente di ottenere questo tipo di radiogramma? In
primis il tubo radiogeno e la pellicola o superficie sensibile. Altre componenti dell'apparecchiatura utilizzata
per finalità diagnostiche sono la griglia antidiffusione e il tavolo di comando. Occorre stabilire le caratteristiche
del fascio fotonico che vogliamo impiegare per conseguire le immagini diagnostiche.

3
RADIOGRAFIA
RADIOSCOPIA
Intensificazione di brillanza
Fluoroscopia digitale
Roentgencine e spol-grafia
TC spirale (volumetrica)