Radiologia

Definitie

– Stiinta utilizarii in medicina a radiatiilor profund penetrante si ionizante.

Radiodiagnosticul

-Segmentul radiologiei medicale ce studiaza structurile organismului prin intermediul imaginilor radiologice

IMAGISTICA MEDICALĂ

• TOTALITATEA METODELOR CE PERMIT VIZUALIZAREA, IN VIVO, A STRUCTURII CORPULUI OMENESC, A ORGANELOR ȘI SISTEMELOR – NORMALE SAU PATOLOGICE, ÎN CORELATIE CU FUNCȚIONALITATEA ACESTORA DUPA PRELUCRAREA IMAGINILOR DE CATRE CALCULATOR

METODE

RADIO-IMAGISTICE

RADIO-IMAGISTICA CU RAZE X

– radiația electromagnetică –

• Radiația electromagnetică – formă de transport a energiei; (radiația electromagnetică = undă transversală, în care câmpurile electric și magnetic oscilează perpendicular pe direcția de propagare a undei);

• radiația electromagnetică este caracterizată prin:

– Lungimea de undă (λ) – distanța dintre două unde succesive (măsurată în metri);

– Amplitudinea – intensitatea, caracterizată de înălțimea undei;

– Frecvența (f) – numărul de oscilații în unitatea de timp; se măsoară în hertz-i (Hz);

– viteza c = f x λ (m/s); viteza de deplasare a radiației electromagnetice este de 3×108 m/s (viteza luminii în vid);

RAZELE X

• RAZELE X – descoperite în 1895 de Röntgen – sunt o formă de radiație electromagnetică cu lungimea de undă în domeniul angströmilor – 0,1-150 Ǻ (1 Ǻ = 10-10 m);

• În aplicațiile medicale razele X sunt produse de tubul radiogen în instalații specializate.

TUBUL DE RAZE X

Razele X sunt produse în tubul radiogen

Acesta convertește energia electrică în raze X, cu producerea concomitentă de căldură.

• Electronii furnizați de catod prin încălzirea unui filament – focalizați și accelerați către anod prin aplicarea unei diferențe de potențial de ordinul zecilor de kV;

• Anodul de Cu (bun conducător de căldură) – pe suprafața sa o pastilă de tungsten (focar), care produce razele X în urma “bombardamentului” cu electroni;

• anodul – rotativ (3600-10000 rpm) – previne deteriorarea focarului de către fasciculul de electroni;

• suprafața anodului este înclinată (7-20) – controlează lărgimea fasciculului generat (aceasta influențând netitatea geometrică a imaginii);

• suprafața focarului: mică (0,3-0,6 mm) sau mare (1-1,2 mm) funcție de aplicație; tuburile pentru fluoroscopie și radiografie au în general două focare;

• Întregul ansamblu e situat într-o incintă vidată care la rândul ei este plasată într-o cupolă plumbată conținând un fluid schimbător de căldură (ulei).

• Fasciculul de raze X obținut este policrom (conține fotoni cu energie variabilă) fiind mai departe filtrat (sunt reținuți fotonii cu energie joasă) și colimat printr-un sistem de diafragme (fascicul util) pentru a minimiza expunerea la regiunea de interes.

• Căldura este disipată prin intermediul anodului de cupru și a fluidului de răcire;

• Caracteristicile tubului variază funcție de destinația acestuia (echipament pentru explorări generale – radiografie, fluoroscopie; angiografie; mamografie; computer-tomografie).

• Fasciculul de raze X (fascicul incident) – proiectat pe regiunea anatomică de examinat și, trecând prin corp, este absorbit diferențiat în funcție de compoziția chimică a structurilor (numărul atomic Z al atomilor componenți), densitate (ñ), grosime (d) și distanța de emisie a fasciculului;

• La ieșirea din pacient, fasciculul de radiații (emergent) este atenuat energetic, neomogenitatea sa exprimând diferențele de absorbție ale organelor/țesuturilor străbătute;

• Fasciculul emergent întâlnește apoi suportul (film radiologic, ecran fluorescent, detectori) care transformă – pe baza efectelor ionizat și fotochimic – informația latentă transportată de fotonii X în imagine structurată, utilă. Imaginea obținută poate fi analogică (radiografia standard, fluoroscopia clasică) sau digitală (radiografia și fluoroscopia digitală, computer-tomografia), directă (radiografia, fluoroscopia) sau reconstruită (computer-tomografia).

– Proprietățile razelor X –

• Intensitatea – scade cu pătratul distanței;

• Penetrabilitatea – exprimă calitatea radiației; este dependentă de lungimea de undă (funcție de diferența de potențial aplicată tubului – cu cât mai mare cu atât raze mai “dure”, lungime de undă mică);

• Atenuarea – diminuarea intensității radiației ce străbate un corp material prin absorbție și difuziune (împrăștiere);

• Absorbția – cantitatea de radiații “sustrasă” radiației incidente:

absorbția=Z4xë3xñxd

• Efectul de luminiscență – emisia unei radiații optic vizibile albastru-verde de către unele materiale când sunt expuse la raze X (foliile întăritoare, ecranul fluoroscopic);

• Efectul fotochimic – utilizat în radiografie.

Legile formării imaginii radiologice

• Proiecția conică: fasciculul de raze X fiind conic, dimensiunile și forma corpului radiografiat variază în raport cu:

• Sumația (și substracția) planurilor: imaginea radiologică este o imagine bidimensională a unui corp tridimensional, fiind în același timp o sumație a tuturor straturilor – dacă sunt opace = sumație pozitivă, dacă sunt și structuri transparente = substracție

• Paralaxa: proiecțiile a două elemente structurale suprapuse, dar situate la adâncimi diferite în corpul de radiografiat se suprapun sau sunt vizualizate separat funcție de înclinarea fasciculului față de planul corpului, obținută:

• Incidențele tangențiale: conturul unei imagini este net atunci când raza incidentă este tangențială la conturul structurii respective (scizură, tăblie osoasă);

Metodele radio-imagistice care folosesc razele X

• Radiografia standard sau digitalizata

• Fluoroscopia SAU Radioscopia

• Tomografia plană

• Computer tomografia

• Angiografia

-Radiografia –

– Standard

• imaginea obținută este analogică;

• suportul utilizat pentru imagine – filmul radiologic;

– acesta este plasat într-o casetă între două ecrane intensificatoare, care, stimulate de fotonii X conținuți de fasciculul emergent, emit o lumină fluorescentă ce impresionează filmul radiologic; acesta este apoi developat obținându-se imaginea radiologică a corpului radiografiat;

– Digitală

• Imaginea obținută este digitală (obținută prin conversia unei imagini analogice);

• suportul pentru imagine este o placă fotostimulabilă;

– imaginea analogică astfel obținută este “citită” cu un fascicul laser și numerizată de computer prin suprapunerea cu o matrice de n linii și m coloane (obișnuit 512×512 sau 1024×1024), calitatea imaginii digitale astfel realizate depinzând de matricea utilizată;

– imaginea radiologică digitală este afișată pe monitorul computerului; aceasta poate fi salvată pe HDD, CD-R/RW, MOD sau printată pe diverse dispozitive hardcopy (film, hârtie);

– Direct digitală

• Imaginea obținută este digitală;

• Suportul pentru imagine este o placă cu diode fotosensibile acoperite de un material scintilator, incluse într-o peliculă fină de silicon, fiecare din acestea fiind răspunzătoare pentru un pixel din imaginea afișată pe monitorul computerului (direct digital radiography – dDR);

– imaginea radiologică digitală este afișată pe monitorul computerului; aceasta poate fi salvată pe HDD, CD-R/RW, MOD sau printată pe diverse dispozitive hardcopy;

– Radioscopia(fluoroscopia) –

• Examinarea în timp real a structurilor în mișcare din corp, cu sau fără utilizarea de substanțe de contrast;

– Vechile echipamente de fluoroscopie furnizau o imagine pe un ecran fluorescent, operau la întuneric, necesitând astfel o perioadă de adaptare a examinatorului la aceste condiții; imaginea obținută era analogică, dozele de expunere mari;

– Echipamentele moderne sunt dotate cu amplificatoare de imagine și lanț TV, astfel încât nu se mai lucrează la întuneric, dozele de expunere necesare pentru o imagine de calitate sunt mult mai mici, aparatele fiind dotate cu variate dispozitive de stocare a imaginilor; imaginea obținută poate fi analogică sau digitală; echipamentele fluoroscopice direct digitale sunt în curs de elaborare și standardizare.

– fluoroscopia – aplicații clinice –

• Examenul dinamic simplu (fără substanțe de contrast) al toracelui, abdomenului, etc.

• Studiile cu contrast ale tubului digestiv:

– Tranzitul baritat eso-gastro-duodenal;

– Enterocliza;

– Clisma baritată, ș.a.;

• Proceduri de radiologie intervențională:

– Diagnostice:

• Angiografia; DSA – angiografia cu substracție digitală (digital substraction angiography)

• CPT – colangiografia percutană transhepatică, ș.a..

– Terapeutice:

• CHEAT – chemoembolizarea arterială terapeutică

• Drenajele biliare, externe sau interne; ș.a.

– computer tomografia –

• Computer tomografia (CT) este o tehnică imagistică care generează imagini secționale în plan axial prin baleierea unui fascicul de raze X în jurul corpului de examinat;

• CT se bazează pe determinarea coeficienților de atenuare (absorbție) liniară în țesuturi – densitate – a unui fascicul de raze X ce străbate corpul, imaginea CT fiind astfel o “hartă” a distribuției densităților tisulare în volumul secțiunii examinate;

– Un fascicul colimat (îngust) de raze X străbate corpul pacientului iar intensitatea fasciculului emergent este măsurată de către o coroană de detectori, dispuși diametral opus față de tubul de raze X;

– pentru o poziție dată a tubului radiogen valoarea măsurată a intensității fasciculului emergent se numește proiecție;

– imaginea obiectului din fascicul este RECONSTRUITĂ de computer prin analiza matematică a multiplelor sale proiecții.

– computer tomografia – aparatura –

• Gantry (tunel) – având o deschidere cu un diametru de 54 – 70 cm și putându-se înclina cu 15-40, conține:

– Tubul de raze X

– Detectorii; sistemul de achiziție a datelor (DAS)

– Circuitele de răcire

– Sistemele de colimare (la ieșirea din tub și la intrarea în detectori)

• Masa mobilă

• Generatorul de raze X

• Computer (reconstruiește pe baza datelor furnizate de detectori și a software-ului imaginea CT); stochează datele pe HDD;

• Consola cu monitorul TV

• Sistemul de stocare/arhivare a imaginilor (HDD, CD-R/RW, MOD, dispozitive hardcopy pe filme de imagistică – cu developare umedă sau uscată – sau hârtie).

IMAGISTICA CU RAZE X – computer tomografia – aparatura –

• V GENERATII

• Generația Ia:

– primul CT (EMI, 1972)

– utiliza un fascicul fin (“pencil beam”) și un detector care realizau o mișcare de translație în timpul căreia se obținea o proiecție apoi o rotație de un grad și se achiziționau datele unei noi proiecții;

– în total 180 de proiecții; generarea unei singure imagini dura 5 min;

• CT este o metodă imagistică secțională; secțiunile se realizează în plan axial, grosimea lor fiind de 1-10 mm;

• CT a eliminat sumația planurilor;

• CT lucrează cu noțiunea de densitate, derivată din coeficientul de atenuare;

• Unitatea de măsură a densității este denumită Unitate Hounsfield (UH), după numele inițiatorului metodei; prin convenție apa are densitatea de 0 UH, aerul de – 1000 UH, osul +1000 UH.

• Imaginea obținută este formată din pixel-i (picture elements); dimensiunea pixel-ului este obținută împărțind diametrul ariei examinate la dimensiunea matricei;

• Imaginea în CT este o imagine reconstruită de computer pe baza datelor achiziționate de detectori; utilizând diverși algoritmi matematici acesta aranjează în matrice coeficienții de atenuare realizând o imagine numerică (digitală) care este apoi afișată pe monitor în nuanțe de gri-uri;

• numărul de nuanțe de gri afișate este de 16-20, limitat de capacitatea ochiului omenesc de a le diferenția;

• calitatea imaginii (contrastul) depinde de intervalul de densitate afișat de acest număr limitat de nuanțe de gri;

• se utilizează ferestre de densitate (window width – WW) și mediana ferestrei (window level – WL);

IMAGISTICA prin REZONANȚĂ MAGNETICĂ (IRM )

• PRINCIPIU: metodă de explorare imagistică care constă în obținerea de secțiuni tomografice de 1-30 mm grosime în orice plan al spațiului, prin utilizarea unor impulsuri de radiofrecvență (RF) într-un câmp magnetic intens (0,2-3T) și omogen.

• Se bazează pe comportamentul nucleilor atomilor într-un câmp magnetic intens – în particular a nucleilor de hidrogen care se găsesc din abundență în corpul uman – și pe fenomenul de rezonanță a acestora în câmp magnetic la aplicarea unui puls de RF cu o frecvență specifică;

IMAGISTICA CU IZOTOPI RADIOACTIVI – medicina nucleară; scintigrafia –

• PRINCIPIU: introducere de izotopi radioactivi=>raze α, β, y și captarea cu o cameră de scintilație a radiației rezultate după fixarea izotopului în țesuturi; fixarea detectată este analizată și redată de computer în imagine analogică pe monitor TV;

• fixare normală;

• hiperfixare (zone “calde”);

• hipofixare (zone reci).

• SPECT =SINGLE PHOTON EMISSION CT

• PET=POSITRON EMISSION TOMOGRAPHY

SCINTIGRAFIA SPECT

• IZOTOPI UZUALI:

99Tc, 201Ta, 67Ga, 131I, 111In

• APLICAȚII CLINICE

– FICAT

– SPLINA

– CORD/MIOCARD;

– SCHELET=“WHOLE BODY SCAN”;

– RINICHI

– PULMON=>PERFUZIE, VENTILAȚIE

– TIROIDA/PARATIROIDE

– INFECȚII (abcese)

– DETECȚIE CANCER

SCINTIGRAFIA PET

• PRINCIPIU: emisie de positroni de către izotopi cu viață scurtă, (minute) sintetizați în laboratorul anexat aparatului detector.

• RADIOTRASORI: C-11…..+ metionina;

N-13…..+amoniu

F-18……+deoxiglucoza

O-15; RUBIDIUM 82

• APLICAȚII CLINICE:

– cuantificare flux sanguin => creer, miocard

– utilizarea tisulara acizi grasi,glucoza,aminoacizi; reperaj & funcționalitate

– neuroreceptori cerebrali, etc;

– epilepsie focală, tumori, AVC, demență, IMA.

SUBSTANȚE DE CONTRAST ÎN RADIO-IMAGISTICĂ

• Radiologia convențională și CT

– Negative – aer, dioxid de carbon

– Pozitive

• suspensie de sulfat de bariu

• substanțe de contrast iodate

– Pentru examenul organelor cavitare – ex. Gastrografin

– Pentru uz intravenos/intrarterial – hidrosolubile, ionice și non-ionice (de preferat acestea din urmă, care deși mai scumpe au mult mai puține r.a.) – utilizate la U.I.V., angiografie, CT, ș.a.

– Mixt (combinații de agenți de contrast pozitivi și negativi)

• studiile cu dublu contrast ale tubului digestiv (aer + sulfat de Ba)

• Reacții adverse la substanțele de contrast iodate

– Ușoare

• greață, senzație de căldură, strănut, acufene, ș.a.

• nu necesită tratament, doar supraveghere; eventual un anxiolitic (Diazepam/Valium 5-10 mg iv lent)

– Moderate

• Urticarie (cu sau fără prurit), rash cutanat;

• Tratament:

– Antihistaminice iv (Tavegyl, 5 ml=2 mg)

– Derivați de cortizon (Solu-Decortin/Hidrocortizon 50-200 mg)

– Inhibitori H2 iv (Tagamet – 2 ml=200 mg)

• Reacții adverse la substanțele de contrast iodate

– Grave, fiind amenințătoare de viață necesită intervenția serviciului de Terapie Intensivă!

• Simptome:

– Generale: senzație de anxietate, agitație, urticarie generalizată, vărsături, dureri de spate, pierderea conștienței;

– Respiratorii: tahipnee, dispnee expiratorie, tuse spastică, spasm laringian-glotic, bronhospasm;

– Cardio-vasculare: tahicardie, bradicardie, răcirea extremităților, cădere tensională, colaps, șoc.

• Tratament (măsuri imediate):

– Antihipotensive: Suprarenin iv 1ml (0,1 mg) diluat 1/9 în ser fiziologic; se poate repeta la 2 min, eventual în adm. s.c. 0,3-0,5 ml;

– Corticoizi: Hidrocortizon 500-1500 mg iv;

– Oxigen; Eufilin pentru combaterea bronhospasmului;

– Soluții iv pentru combaterea colapsului, substituente de plasmă.

SUBSTANȚE DE CONTRAST ÎN RADIO-IMAGISTICĂ

• Ultrasonografie

– Pentru uz intravascular – diverse suspensii de microparticule ce conțin gaz (dimensiuni 1-8 µm), care amplificã semnalul Doppler color ºi spectral;

– unele substanþe îmbunãtãþesc contrastul ºi în mod B – aºa-numitele substanþe schimbãtoare de fazã (lichid la temperatura mediului ambiant, se transformã în microbule de gaz la temperatura corpului);

– altele – specifice tisulare – sunt captate de celulele sistemului reticulo-endotelial (ex. cel. Kuppfer);

– Agenþi de contrast oral – în studiu;

• IRM

– substanțe de contrast paramagnetice (chelați pe bază de Gadolinium – scurtează T1) – pentru uz i.v.;

– există și alte substanțe de contrast, inclusiv pentru tubul digestiv, aplicațiile ce le utilizează fiind în studiu și în curs de standardizare.

• Semiologia radiologica generala

Leziuni – localizare, numar, forma, structura, contur, raporturi cu structurile invecinate.

Radiologia toracelui

Opacitati

Hipertransparente

Radiologia sistemului osteo-articular

Osteocondensare

Reducere a intensitatii structurii osoase

osteoliza

lacuna

geoda

Radiologia aparatului digestiv( dupa administrarea substantei de contrast)

Plus sau minus de umplere

Imagine lacunara

Imaginea de nisa

Radiologia aparatului reno-urinar( dupa administrarea substantei de contrast )

Imagini de aditie

Imagini lacunare

• Notiuni de tehnica radiologica elementara

• Notiuni de anatomie radiologica

• Semiologie radiologica

• Algoritmul de examinare radiologica

• Tipuri de patologie

– Traumatica

– Inflamatorie infectioasa

– Congenitala

– Tumorala