Dopo aver descritto come funzionano la risonanza magnetica e la pet, oggi vi racconto come funziona la tac. Prima però bisogna fare un piccolo passo indietro e scoprire come funziona una radiografia: sapendo questo, sarà più semplice capire cosa è un’immagine tomografica.(continua)
Dopo aver descritto come funzionano la risonanza magnetica e la pet, oggi vi racconto come funziona la tac. Prima però bisogna fare un piccolo passo indietro e scoprire come funziona una radiografia: sapendo questo, sarà più semplice capire cosa è un’immagine tomografica.
Quante radiografie avete fatto nella vostra vita? E in quale zona del corpo? Le mie sono state ai denti, al torace e al seno. Vediamo allora come funzionano.
Cosa sono i raggi X? Sono onde elettromagnetiche, esattamente come la luce visibile che illumina le nostre giornate, le microonde che scaldano i cibi, gli infrarossi emessi dai termosifoni accesi, gli ultravioletti che innescano l’abbronzatura, ecc. Però hanno un’energia maggiore di tutte queste onde che ho appena citato: per questo motivo sono utili per fotografare l’interno del nostro corpo.
La radiografia calssica Quando i raggi X attraversano il nostro corpo, succedono due cose essenzialmente: o vengono arrestati (cioè assorbiti) come se fossero proiettili sparati contro un muro in cui rimangono conficcati, oppure attraversano gli organi ed escono dall’altra parte, riuscendo così a impressionare la lastra. Quindi le figure bianche che vediamo (ossa, denti) sono le zone in cui i raggi X non sono passati e non hanno raggiunto la lastra, quelle nere sono quelle in cui sono passati tutti e hanno impressionato la lastra e le infinite sfumature di grigio indicano che solo una parte del fascio di raggi è riuscito ad attraversare i tessuti e impressionare la lastra.
Il gioco delle ombre Una lastra può essere molto utile per sbirciare all’interno del corpo ma ha un grande limite: l’immagine ottenuta è un’immagine piatta, un po’ come quella che si ottiene con il gioco delle ombre cinesi: le mani messe in un certo modo creano delle ombre sul muro che noi interpetiamo come oggetti e animali ma non abbiamo alcuna informazione su come sono state ottenute, cioè su come sono sistemate le dita. Se per esempio sull’anulare c’è una fedina, potremmo non vederla “proiettata” sul muro. Così in una radiografia ci potrebbe essere qualcosa di anomalo su un osso di una mano ma questo sfuggirebbe all’indagine. Inoltre le strutture della pelle e degli organi si sovrappongono, creando un’immagine offuscata. L’ideale allora sarebbe fare tante radiografie “girando attorno” alla zona da esaminare: così i particolari che sono “piatti” in una direzione, emergerebbero in un’altra. Ed è così che opera la TAC.
Immagini sandwich TAC è l’acronimo di tomografia assiale computerizzata. Il computer elabora le immagini bidimensionali a raggi X e le mette “in pila”, per averne una tridimensionale. Un po’ come un sandiwich, che è tridimensionale, è formato da tante fette bidimensionali di insalata, pomodori, mozzarella, ecc… Ed ecco come avviene. Il paziente si sdraia sul lettino e un fascio a forma di cono di raggi X spiraleggia attorno alla zona del corpo che deve essere indagata. Catturando una serie di immagini a diverse angolazioni, si ottiene (grazie all’elaborazione al computer) un’immagine tridimensionale, ricca di particolari che sfuggono a una radiografia bidimensionale.
In perpendicolare Ogni rivoluzione attorno al paziente fa la radiografia a una “fetta” del corpo (spessa da 1 a 10 millimetri) e quindi è possibile per esempio scrutare un torace o un cervello analizzandolo da una prospettiva perpendicolare e non solo frontale.
Dov’è la pellicola? La radiografia è un’immagine in cui i raggi X hanno impressionato una lastra sensibile. Ma nella TAC la lastra non c’è. E allora dove forma l’immagine? Quando i raggi escono dal corpo del paziente, avranno diverse intensità perché sono stati più o meno assorbiti dai diversi dei tessuti: all’uscita dunque sono raccolti da un rilevatore (detto scintillatore), sistemato nel punto diametralmente opposto al tubo che emette i raggi X. Così il rilevatore invia la propria “lettura” (sotto forma di segnale elettrico) al computer, che traduce l’informazione in immagine.
Qualche numero In Italia gli esami Tac eseguiti annualmente sono circa 7 milioni, di cui 180mila riguardano i bambini. L’esame dura dai 3 ai 20 minuti, dipende dalla zona da esaminare Nel 1979 il fisico americano Alan Cornack ha condiviso il Nobel per la medicina con l’ingegnere elettrico inglese Godfrey Hounsfield per aver sviluppato lo scanner tomografico.
Biscottino di fisica: da dove vengono i raggi X? Dipende. Gli atomi sono costituiti da un nucleo di protoni e neutroni e intorno ad essi, ci sono gli elettroni, distribuiti a diverse distanze, un po’ come gli inquilini di un palazzo abitano su diversi piani. Quando contro il “condominio atomo” arriva una raffica di fotoni o di particelle (per esempio elettroni) i meccanismi che portano alla produzione di raggi X sono due: trasloco e frenata (ok non sono termini tecnici ma giusto per familiarizzare).
Trasloco Quando i fotoni investono l’atomo (per esempio tungsteno), alcuni riescono a scalzare dal livello più basso (si chiama k) un elettrone del bersaglio. Il posto vacante è subito occupato da un elettrone dei piani superiori. Per traslocare verso il primo piano però il nuovo elettrone deve disfarsi di un eccesso di energia, un po’ come se un inquilino andasse ad abitare in una casa più piccola e dovesse per forza buttare di un po’ mobili: ed ecco l’emissione di energia in eccesso sotto forma di fotoni X.
Frenata Un secondo modo è la radiazione di Bremsstrahlung, dal termine tedesco che significa radiazione di frenamento. Quando il bersagli è colpito da una fascio di elettroni, questi risentono del campo elettromagnetico positivo emanato dal nucleo quindi iniziano a frenare, come se fossero “impigliate” nel campo elettromagnetico del nucleo. E come gli pneumatici lasciano la traccia di gomma sull’asfalto, gli elettroni che frenano emettono energia sotto forma di raggi (onde elettromagnetiche) X.
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