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Avere una scansione? Ecco come funzionano i diversi tipi e cosa possono trovare

L’imaging medico come la risonanza magnetica può sembrare scoraggiante e forse anche un po ‘fantascientifico.

La nostra prima introduzione alla diagnostica per immagini si verifica quando un medico ci chiede di eseguire una radiografia o una scansione per indagare su una ferita, un dolore o un sintomo che non possono altrimenti essere spiegati. Possiamo restre sopraffatti quando vediamo siano complicate, grandi e rumorose alcune delle attrezzature.

Possono essere eseguiti molti diversi tipi di esami per indagare su condizioni e lesioni. A volte è necessaria più di una delle seguenti tecniche di imaging medico per consentire ai medici di offrire il miglior consiglio sulle opzioni di trattamento.

‘Raggi X’ o radiografia planare

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Questa è ancora la forma di imaging medicale più comune, ampiamente disponibile e più semplice, spesso usata per vedere un osso rotto. I raggi X sono in realtà fotoni o piccoli pacchetti di energia (indicati come radiazioni ionizzanti) e fanno parte dello spettro elettromagnetico (come la luce visibile, le microonde e le onde radio).

Quando un raggio X passa attraverso il tessuto umano, questi fotoni a raggi X possono essere assorbiti e deflessi da strutture di tessuto denso come l’osso e non possono uscire dal corpo. Altri fotoni a raggi X possono incontrare tessuti meno densi (come i muscoli) e sono in grado di attraversarlo abbastanza facilmente e di uscire dal corpo.

I fotoni a raggi X uscenti raggiungono quindi un recettore o rivelatore di immagini digitali in cui forniscono un modello di densità tissutale per il recettore digitale da convertire nell’immagine a raggi X (o radiografia) con cui abbiamo più familiarità.

Avere una scansione? Ecco come funzionano i diversi tipi e cosa possono trovare

Il raggio dei raggi X può facilmente passare attraverso materiali meno densi come i tessuti muscolari o molli. Richiede energia più elevata per passare attraverso materiali densi come l’osso. 

Il tessuto denso come l’osso che ha attenuato il raggio dei raggi X appare denso o bianco; tessuti meno densi come i polmoni che sono pieni di aria appaiono meno densi o scuri, lo osserviamo con una “radiografia del torace”. Altri tessuti nel corpo umano hanno densità tra questi due estremi e appaiono su un’immagine a raggi X come diverse sfumature di grigio.

I pazienti devono essere rassicurati che questa forma di imaging medico è diretta e non dovrebbe esserci alcun rischio o pericolo dalle radiazioni se usate correttamente.

Tomografia computerizzata (CT)

Questa tecnica utilizza un fascio di raggi X per produrre immagini trasversali del corpo umano. Quando il processo di imaging sta avendo luogo, il tubo a raggi X emette continuamente un raggio di raggi X e ruota in un cerchio di 360 gradi in un dispositivo chiamato gantry.

Mentre questo sta accadendo, il paziente giace su una speciale tavola di imaging CT che consente il passaggio dei raggi X. Il raggio dei raggi X è simile a una ventola a mano ed è spesso descritto come un raggio di ventilazione. Ci sono più rilevatori digitali situati all’interno di questo cavalletto circolare che identifica continuamente l’energia dei fotoni a raggi X che escono dal paziente.

Il movimento del tavolo e del paziente che si muovono attraverso il gantry consente di ricostruire le immagini come sezioni (o tomografi) del tessuto umano . L’esame TC più comune è quello eseguito con la scansione del torace, dell’addome e della pelvi del paziente, e il motivo più comune per identificare la diffusione del cancro. “I coloranti a raggi X” vengono iniettati nei pazienti per identificare il cancro quando si utilizza l’imaging CT, poiché il tessuto canceroso assorbe il “colorante a raggi X” ed è più evidente sull’immagine.

Avere una scansione? Ecco come funzionano i diversi tipi e cosa possono trovare

Il raggio rotante dei raggi X nelle scansioni CT crea immagini sotto forma di fette (o tomografi) del corpo e può anche essere ricostruito utilizzando un software per produrre le immagini sopra. 

Con le tecniche di imaging TC di routine, non dovrebbero esserci rischi o pericoli per i pazienti a causa dei livelli di radiazioni utilizzati.

Risonanza magnetica (MRI)

La risonanza magnetica utilizza una combinazione di un potente magnete cilindrico e di onde a radiofrequenza per generare un’immagine del corpo. È piuttosto rumoroso e i pazienti devono indossare dispositivi di protezione acustica adatti come tappi per le orecchie o cuffie (dove ascoltare musica rilassante).

I pazienti normalmente si trovano all’interno del cilindro del magnete e un telaio (che funziona come un’antenna) è posizionato intorno all’area del corpo che deve essere ripreso, il più vicino possibile, in modo da poter rilevare il massimo segnale possibile per ricostruire immagini altamente dettagliate.

Il nostro corpo contiene idrogeno, quindi una radiofrequenza viene trasmessa nel corpo alla frequenza che causerà l’oscillazione degli atomi di idrogeno. Quando la radiofrequenza viene disattivata, gli atomi di idrogeno continuano ad oscillare e la frequenza di questa oscillazione viene rilevata dal telaio o dalle antenne.

La radiofrequenza provoca un segnale di tensione nelle antenne, che viene identificato come un segnale elettrico. Questo viene quindi digitalizzato e un’immagine viene ricostruita utilizzando complessi calcoli matematici.

Avere una scansione? Ecco come funzionano i diversi tipi e cosa possono trovare

La risonanza magnetica può produrre immagini del cervello estremamente dettagliate. 

La sicurezza è fondamentale per i pazienti con una risonanza magnetica e tutti devono prima compilare un questionario per assicurarsi che siano compatibili con l’ambiente di imaging. Il questionario sulla sicurezza chiede se i pazienti hanno oggetti metallici impiantati come pacemaker o pompe per infusione o dispositivi medici simili. Questo perché determinati oggetti metallici possono causare danni a pazienti o personale se entrano nell’ambiente di risonanza magnetica a causa del potente magnete.

L’applicazione più comune della risonanza magnetica nucleare è l’imaging del cervello con condizioni che riguardano neurologia o neurochirurgia.

Tomografia ad emissione di positroni (PET)

Le tecniche di imaging utilizzate con i raggi X, la TC e la risonanza magnetica, sono principalmente progettate per osservare le informazioni strutturali – questo include la disposizione dell’anatomia e la localizzazione di malattie o lesioni. L’imaging PET è un processo di imaging unico, in quanto è in grado di identificare e visualizzare informazioni funzionali come il metabolismo (la conversione di energia) o i processi chimici degli organi interni del corpo.

Per fare questo, le sostanze radioattive devono essere iniettate nei pazienti e queste sono legate chimicamente ai composti usati dai nostri organi (come il glucosio) o molecole che si legano a specifici recettori o specifici tipi di cellule (come le proteine).

Queste sostanze radioattive emettono raggi gamma (un’altra forma di radiazioni ionizzanti). Dalla loro posizione all’interno del corpo, i raggi gamma passano attraverso il tessuto e escono dal corpo dove vengono rilevati da uno scanner PET contenente una gamma camera mentre il paziente è ancora fermo.

Avere una scansione? Ecco come funzionano i diversi tipi e cosa possono trovare

Nelle scansioni PET i pazienti vengono iniettati con sostanze radioattive che si muovono attraverso il corpo ed emettono raggi gamma. Ciò significa che le immagini possono mostrare il funzionamento di cellule e tumori. 

Lo scanner PET rileva i raggi gamma, converte la loro intensità o forza in un segnale elettrico e quindi ricostruisce un’immagine basata su questa intensità. I rilevatori sono disposti attorno al corpo del paziente in modo che la posizione di origine dei raggi gamma all’interno del paziente possa essere calcolata utilizzando processi matematici.

L’imaging PET è eccellente per identificare l’attività dei tumori all’interno di organi che non possono essere strutturalmente identificati con altre tecniche di imaging.

Anche se il pensiero di essere iniettato con materiale radioattivo può sembrare pericoloso, in realtà non lo è. Tecniche di imaging simili a questa sono in uso da molti decenni e le tecniche di imaging PET vengono eseguite quasi ogni giorno nei principali ospedali di tutto il mondo.

Ultrasuoni

Gli ultrasuoni usano le onde sonore per generare un’immagine medica dell’anatomia umana e non hanno effetti dannosi noti. La frequenza degli ultrasuoni è superiore alle frequenze delle onde sonore che possono essere rilevate dall’udito umano. Le onde sonore possono viaggiare solo attraverso un mezzo, quindi è necessario applicare un gel a base d’acqua sulla pelle, che consente di trasmettere gli ultrasuoni dal trasduttore (o sonda – la cosa che viene spostata sull’area sottoposta a scansione) nel corpo.

L’ultrasuono riflette le onde sonore in modo diverso da tutti i molteplici tessuti all’interno del corpo, più denso è il tessuto, più le onde sonore vengono riflesse e restituite al trasduttore. Dove il tessuto è meno denso, parte delle onde sonore sarà restituita al trasduttore e parte dell’ecografia sarà trasmessa attraverso questo tessuto fino a raggiungere un diverso tipo di tessuto e il processo continua (parzialmente riflesso e parzialmente trasmesso).

Avere una scansione? Ecco come funzionano i diversi tipi e cosa possono trovare

Tutti avranno familiarità con questa vista. L’ecografia è ampiamente utilizzata durante la gravidanza. 

Quando le onde ultrasoniche ritornano al trasduttore vengono convertite in un segnale elettrico, che viene digitalizzato e ricostruito come un’immagine. L’immagine si forma calcolando la distanza da dove le onde sonore riflesse interagiscono con il tessuto e il trasduttore, e sapendo che nel tessuto umano  ultrasuono viaggia a circa 1.540 metri al secondo.

Per molti esami di imaging a ultrasuoni, ai pazienti viene chiesto di trattenere il respiro in modo che gli organi interni rimangano fermi durante l’imaging. Potrebbero anche essere invitati a spostarsi in determinate posizioni.

Oltre a fornire informazioni strutturali sul modo in cui è organizzata l’anatomia, gli ultrasuoni hanno il vantaggio di fornire informazioni biomeccaniche e funzionali, in quanto possono anche visualizzare in tempo reale e osservare movimenti di muscoli e tendini.

L’imaging ad ultrasuoni ha due importanti applicazioni. Il primo è in gravidanza e il secondo è vedere se i muscoli e i tendini sono in qualche modo danneggiati.

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