Radiografia a Potenza: Scopri Cos'è e Come Rivoluziona la Diagnostica!

La radiografia è una tecnica di imaging che utilizza radiazioni elettromagnetiche di piccolissima lunghezza d’onda, in particolare raggi X e γ, per visualizzare l'interno del corpo umano o di oggetti. La disciplina che si occupa dello studio e delle applicazioni di queste radiazioni è fondamentale in vari campi, dalla fisica alla chimica fisica, dalla metallografia alla tecnica del restauro, e soprattutto in medicina.

La Scoperta dei Raggi X

Spetta a W.C. Röntgen la scoperta, nel 1895, dei raggi X, chiamati poi in suo onore raggi röntgen, e la dimostrazione delle loro principali proprietà utilizzabili ai fini della visualizzazione dello scheletro e del torace. Il successivo perfezionamento delle apparecchiature atte alla produzione e all’utilizzazione di queste radiazioni e l’adozione di sostanze (i mezzi di contrasto) capaci, una volta introdotte nel corpo umano, di differenziare ai raggi röntgen altri organi e apparati, hanno permesso di visualizzare e studiare nel vivente tutti i sistemi anatomici in condizioni normali e patologiche.

Applicazioni Mediche della Radiografia

La radiografia medica dispone di una gamma estesa di attrezzature dotate di specifiche applicazioni e che possono distinguersi in apparecchiature destinate alla terapia o alla diagnostica.

Apparecchiature per Radioterapia

Le apparecchiature per radioterapia sono essenzialmente sorgenti a raggi X o γ dotate di opportuni collimatori del fascio radiante, che può essere anche di elevata potenza se adoperato per la terapia profonda con lo scopo di eradicare totalmente o parzialmente masse tumorali.

Fluoroscopia

Quando la visione delle immagini è effettuata direttamente sullo schermo fluorescente si ha la fluoroscopia, utile per le indagini su parti del corpo in movimento; per ridurre l’esposizione del paziente all’azione dannosa dei raggi X, sono stati sviluppati dispositivi in grado di intensificare l’immagine fluoroscopica (intensificatori di immagine): i raggi X, dopo aver attraversato il corpo in esame, sono assorbiti da un fosforo posto all’ingresso dell’intensificatore; la luce prodotta libera elettroni da un fotocatodo a stretto contatto con il fosforo; gli elettroni sono quindi accelerati e focalizzati su uno schermo di uscita, costituito da una piccola superficie di fosforo.

Il processo di accelerazione degli elettroni e la formazione di un’immagine di dimensioni ridotte, consentono di ottenere una luminosità 5000 volte più intensa. L’immagine sullo schermo di uscita è poi solitamente ripresa da una telecamera che la invia a un monitor televisivo.

Radiologia Artistica

Controlli di beni artistici e culturali (r. artistica) sono effettuati con apposite apparecchiature a raggi X o a ultrasuoni per valutare l’autenticità di quadri, statue ecc.

Risonanza Magnetica (RM)

Come già anticipato la RM utilizza un campo magnetico per produrre immagini dell’area analizzata. La potenza del magnete è l’elemento che caratterizza il macchinario e che ne definisce la potenza. Quest'ultima distinzione è la prima che salta agli occhi di un utente poco esperto in quanto è diventato di dominio pubblico affiancare alla parola RMN l’intensità di campo che viene espressa in Tesla (di solito per uso clinico da 0,2 Tesla a 3 Tesla).

Attraverso degli impulsi di radiofrequenza emessi dai gradienti i protoni tendono a modificare la loro posizione iniziale imposta dal campo magnetico statico e questo movimento dei protoni porta alla liberazione di energia, che viene raccolta dal macchinario e inviata ad un computer in grado di tradurre questa energia in immagini.

La potenza dei Gradienti si misura in milliTesla (mT) ed è il secondo parametro molto importante (meno noto ai non esperti della metodica) che consente di valutare la capacità di ottenere belle immagini da una apparecchiatura RMN.

È come se il campo statico di una RMN fosse il parametro “cilindrata” di una automobile e i gradienti fossero i “cavalli”: ci sono automobili con cilindrata 3000 cc ma con pochi cavalli e poi ci sono le auto di Formula 1 che hanno cilindrata 1800 cc ma 700 cv di potenza.

Generalmente, un macchinario ad alto campo è in grado di produrre un campo magnetico statico superiore a 0,5 Tesla, che rappresenta l'unità di misura della intensità di campo magnetico. Un’eccellenza diagnostica pensata per venire incontro alle esigenze dei pazienti che necessitano di indagini estremamente accurate e dettagliate in tutti i distretti corporei, ma anche per le persone che per motivi di claustrofobia trovano difficile sottoporsi alla RMN chiusa di vecchia generazione.

Una Risonanza ad Alto Campo presenta una potenza, espressa in Tesla, elevata (sopra 1 Tesla) e quindi un campo magnetico più forte. Il significato rimanda infatti al fatto che, che rispetto alle macchine a basso campo, quello generato dalla tecnologia ad alto campo è decisamente superiore: si passa da 0,3/0,5 Tesla ad 1,5 Tesla. Per le più comuni richieste di esame è indicato l’utilizzo della risonanza “non ad alto campo”.

Sebbene l’intensità del campo magnetico sia minore, le risonanze a basso campo sono in grado di offrire immagini di alta qualità, specialmente nella ricerca di patologie articolari o del rachide. Questo aspetto è molto importante per vari fattori; anzitutto, il macchinario aperto è accessibile anche a persone che soffrono di claustrofobia, attacchi di panico, obesità o sovrappeso, facilitando molto l’esame.

Altre Tecniche di Imaging

Oltre alla radiografia tradizionale e alla risonanza magnetica, esistono numerose altre tecniche di imaging utilizzate per la diagnosi medica:

Ecografia: Tecnica non invasiva che utilizza onde sonore ad alta frequenza per creare immagini degli organi interni.
Ecocolor Doppler: Combina l’ecografia con la visualizzazione dei flussi sanguigni.
Mammografia: Metodo di indagine per la diagnosi precoce del tumore al seno.
TAC (Tomografia Assiale Computerizzata): Utilizza i raggi X per creare immagini dettagliate del corpo.

Poliambulatorio Labor di Potenza - Emosys

La Radiologia e Diagnostica per Immagini del Poliambulatorio Labor di Potenza - Emosys rappresenta un servizio essenziale per la valutazione clinica e la diagnosi precoce delle patologie. Grazie all'impiego di tecnologie avanzate, questo servizio offre una gamma completa di esami diagnostici non invasivi, fondamentali per supportare i medici nella definizione di percorsi terapeutici mirati. Tra le prestazioni offerte si trovano diverse tipologie di ecografie, che permettono di analizzare in dettaglio specifiche aree anatomiche.

L'ecografia dell'addome completo è utile per esaminare organi vitali come fegato, reni e pancreas, mentre l'ecografia dell'addome inferiore si concentra su strutture come ureteri e vescica. Per le donne, è disponibile anche l'ecografia della mammella, sia bilaterale che monolaterale, fondamentale per il monitoraggio della salute mammaria.

L'importanza della Radiologia e Diagnostica per Immagini risiede nella sua capacità di fornire informazioni dettagliate sulla salute del paziente attraverso metodiche non invasive. La diagnosi precoce è cruciale in molte condizioni patologiche; pertanto, accedere a questi servizi permette ai pazienti di intraprendere tempestivamente eventuali trattamenti o controlli necessari.

Fisica dei Raggi X

Le recenti teorie della luce considerano questa come costituita da quanti elementari (v. h essendo la costante di Planck e ν = c/λ la frequenza della radiazione. L'energia di un fotone di luce visibile è in tal modo dell'ordine di due volt-elettrone, quello di una radiazione ultravioletta giunge fino a qualche diecina di volt-elettrone, e infine quello dei raggi X può arrivare a 10.000 o 100.000 volt-elettrone.

Le moderne teorie considerano gli atomi come costituiti da una carica centrale positiva concentrata in un nucleo, circondato a sua volta da un certo numero di elettroni (v. atomo). Gli elettroni che circondano il nucleo non sono tutti in posizioni equivalenti: essi sono disposti su di un certo numero di livelli energetici caratterizzati dal lavoro necessario per estrarli.

Combinando questi diversi livelli si possono ottenere le linee spettrali d'emissione dei corpi. che può esprimersi dicendo che al momento dell'emissione di una linea spettrale, un elettrone passa da un certo livello a un altro più vicino al centro.

Emissione dei Raggi X

Da quanto è stato detto si vede che, affinché una sostanza possa emettere raggi X, è necessario che un elettrone sia strappato da uno dei livelli normali dell'atomo; lo spazio vuoto è colmato successivamente da un passaggio di elettroni i quali arrivano dai livelli più lontani.

quando gli atomi sono ionizzati da urti sufficientemente intensi con altri atomi, come può prodursi nei tubi a scarica, per raggi X di grande lunghezza d'onda, o per agitazione termica alle alte temperature, per es.
quando l'estrazione di un elettrone a partire dal suo livello normale e, per conseguenza, l'eccitazione corrispondente degli spettri delle linee che ne risultano, può essere ottenuta a mezzo del fenomeno fotoelettrico. Se un fascio di raggi X di frequenza ν colpisce un atomo, può estrargli degli elettroni appartenenti ai livelli per i quali il lavoro di estrazione W è inferiore al quanto hν del fascio incidente. Un corpo colpito dai raggi X ne emette altri che gli sono caratteristici.
quando gli atomi sono colpiti da elettroni veloci, come nel caso del passaggio della scarica nelle ampolle a gas rarefatto o come nei tubi Coolidge a catodo incandescente, dove la tensione applicata serve direttamente ad accelerare gli elettroni prodotti dal filamento (fig. 1).

In quest'ultimo caso la semplicità delle condizioni permette di verificare che l'emissione di righe corrispondenti al ritorno degli elettroni su un livello determinato comincia allorché l'energia del fascio catodico eccitatore raggiunge e sorpassa il valore necessario al lavoro di estrazione che definisce tale livello; aumentando il voltaggio applicato si raggiungono successivamente livelli più vicini al nucleo, eccitando ogni volta un gruppo di righe nuovo, di lunghezza d'onda sempre più corta.

Proprietà Ottiche e Fisiche dei Raggi X

Poco dopo la loro scoperta ci si rese conto che i raggi X differivano profondamente, nelle proprietà, dalla luce; non si poteva notare né riflessione né rifrazione, né polarizzazione e i metodi ottici d'interferenza e di rifrazione, che servono a misurare le lunghezze d'onda, non daranno alcun risultato.

Interferenze e Diffrazione

Nel 1912 M. v. Laue e i suoi collaboratori ebbero l'idea di sperimentare per la diffrazione dei raggi X le strutture periodiche naturali che presentano gli atomi nella materia cristallizzata. Si sa che gli apparecchi di diffrazione utilizzati in ottica sotto il nome di reticoli (v. reticolo) consistono in una serie di tratti o di punti allineati tracciati su una superficie che si illumina e che, a mezzo di un fenomeno di interferenza, dànno dei fasci luminosi concentrati in certe direzioni. È necessario per questo che la distanza fra i tratti del reticolo non sia molto più grande delle lunghezze d'onda; ora, l'allineamento naturale nei cristalli differisce dai reticoli ottici tracciati dalla mano dell'uomo a causa della distanza piccolissima che si trova essere precisamente dell'ordine di grandezza conveniente per la diffrazione dei raggi X.

Spettroscopia dei Raggi X

Abbiamo visto che gli spettri dei raggi X si possono dedurre semplicemente dalla conoscenza dei livelli energetici degli atomi; un posto vuoto su di un certo livello permette il passaggio fino a tale livello di un elettrone situato su ciascuno dei livelli più esterni, originando in tal modo una serie di righe di lunghezza d'onda crescenti, caratterizzate dal fatto che esse hanno lo stesso livello di arrivo; si ha così la serie K, la serie L, la serie M, ecc.

I livelli interni degli atomi, quelli che corrispondono all'emissione di raggi X duri, sono indipendenti dallo stato fisico o chimico degli atomi stessi; essi presentano inoltre, quando si seguono attraverso la serie naturale dei corpi semplici, una regolarità notevolissima che è espressa dalla legge scoperta nel 1913 dal Moseley: √ν = A Z + B, dove ν è la frequenza di un livello determinato per un elemento di numero atomico Z; A e B sono costanti.

Assorbimento dei Raggi X

Basta interporre sul percorso di un fascio di raggi X, aventi uno spettro continuo, uno schermo contenente un elemento chimico dato, per vedere apparire sullo spettro continuo due zone nettamente separate nel punto corrispondente alla lunghezza d'onda critica. È particolarmente facile di ottenere la discontinuità K: la fig. 6 ne mostra la dentellatura regolare, in funzione del numero atomico dello schermo, conformemente alla legge di Moseley.