MAMMOGRAFO

MAMMOGRAFO
• La mammografia è un esame ‘dedicato’
che permette di ottenere immagini della
mammella molto precise e ricche di
informazioni
sulla
struttura
delle
ghiandole e sulle eventuali alterazioni.
MAMMOGRAFO
• La mammella richiede una tecnica
radiologica particolare, perchè, essendo
costituita da tessuti molli, non mostra
all’esame convenzionale sostanziali
differenze tra le diverse strutture
anatomiche da cui è costituita.
•
•
•
Rivelazione e diagnosi del cancro della mammella.
Localizzazione pre-chirurgica di aree sospette.
Guida della biopsia ad aghi.
Il cancro della mammella è rivelato in base a 4 tipi di segni sul
mammogramma:
- morfologia (caratteristica della massa tumorale)
- presenza di depositi di minerali chiamati microcalcificazioni
- distorsioni architetturali di “patter” di tessuti normali
- asimmetria tra regioni corrispondenti di immagini della
mammela di destra e sinistra.
Bisogno di immagini con buon contrasto di vari tipi di tessuti.
Necessità di sorgenti di raggi X quasi puntiformi.
–
La mammella è formata da tre tipi
di tessuto:
1. Fibroso o connettivo
2. Ghiandolare
3. Adiposo
Il tessuto fibroghiandolare è strutturato
in vari condotti che sono circondati
da un sottile strato di tessuto adiposo.
Poiché la densità ed il numero atomico
dei tessuti molli sono molti vicini, non
è possibili ricorrere a tecniche
radiologiche convenzionali
MAMMOGRAFO
• Albert Salomon, con tecnica convenzionale
nel 1913, iniziò lo studio selettivo della
mammella.
• ‘40, Hichen, studi della mammella con ‘mdc’
(diossido di torio) riuscì ad evidenziare i dotti
galattofori e le cisti.
• ‘60, Egan sperimentò spettri a bassa energia
(30kV) ed elevati mA e nacque il
Mammografo.
Il
Mammografo
essenzialmente da:
è
costituito
- una colonna (con alimentatore ad
Alta Frequenza)
- braccio a C per supporto porta
tubo radiogeno e sistema di
rilevazione immagine.
- Dispositivo di Compressione
Tubo radiogeno
colonna
Compressore
Potter-B.
Complesso radiogeno
Anodo in Molibdeno (più diffuso) o
Tungsteno per le caratteristiche di
emissione.
Infatti il Molibdeno ha una radiazione
caratteristica di 17,4 - 19,6 keV
(alimentato con 40 kV).
Viene applicato un filtro in 0,030 mm in
molibdeno
per
omogeniezzare
maggiormente il fascio.
1200 -
conteggi
1000 800 600 400 200 0 |
0
|
5
|
10
|
15
|
20
|
25
|
30
|
35
|
40 keV
Spettro anodo in molibdeno. Ordinate numero dei conteggi
del rivelatore (intensità). Ascisse energia in keV
1200 -
conteggi
1000 800 600 400 200 0 |
0
|
5
|
10
|
15
|
20
|
25
|
30
|
35
|
40 keV
Spettro anodo in molibdeno con filtrazione di 0,030 mm Mo.
Complesso radiogeno
Requisiti fondamentale per un tubo
mammografico il FUOCO (macchia
focale),
che
deve
permettere
l’individuazione di dettagli molti fini.
FUOCO
0,3 mm
0,1 mm
0,3 mm
0,1 mm
Anodo
Tacco
Lato Anodo
Lato catodo
31
73 95 100 104 102 95
HEEL EFFECTS: diminuzione della intensità dei raggi X
dal lato anodo, a causa dell’assorbimento del tacco anodico.
Anodo
Tacco
Lato Anodo
Lato catodo
31
73 95 100 104 102 95
Nel mammografo il
catodo è posizionato
verso la parete toracica
•Con la compressione:
• si rende omogeneo lo spessore da irradiare.
• si riduce il volume da irradiare (minor
diffusione e minor carico radiografico).
• l’immagine della mammella è ottenuta su
una superficie maggiore aumentando le
informazioni.
Senza compressione
Con compressione
Dispositivo di compressione
• Generalmente può essere a motore
o manuale, in alcuni mammografi
un display digitale indica lo
spessore della mammella e la
pressione esercitata per un miglior
comfort della paziente.
Dispositivo di compressione
• Piastre di compressione di varie
dimensioni in relazione all’organo.
• Piastre per compressore curvo e
piastre per compressore piatto.
• Piastre per sezioni limitate della
mammella.
Sistema antidiffusione
• La presenza di radiazioni
diffuse limita fortemente
il contrasto in
mammografia.
Sistema antidiffusione
• Potter Bucky con griglia di “ratio”
(R=h/D) di 4 o 5 e un numero di
lamelle 30-50/cm.
• Griglia mobile capace di
trasmettere il 60-75% delle
radiazioni primarie e assorbire il
75-85% delle diffuse.
Sistema antidiffusione:
punti morti.
• Viene interrotta l’erogazione
del fascio X ogni volta che la
griglia del Potter arriva al
punto di cambiamento del
verso di marcia.
film
PC
Sistema annerimento automatico
• Uno dei requisiti fondamentali in
mammografie è che il sistema filmschermo sia esposto correttamente
(pena la mancanza di rilevamento
di
alcune
strutture
della
mammella).
Sistema annerimento automatico
• Requisito: fornire una densità nel
film adeguata al variare della
densità della mammella:
• agendo sui kV, mAs e materiale
anodico.
Funzionamento. Fase 1
• al comando dell’operatore inizia la
prima fase con un impulso di
campionamento a 29 kV per 10ms
Funzionamento. Fase 1
• Il fascio X emergente viene inviato
ad un sistema di rilevazione che lo
traduce in segnale, convertito in
forma numerica e confrontato con i
dati tabulati del microprocessore.
Funzionamento. Fase 2
• Il tubo Rx viene alimentato con una
tensione più idonea alla densità del
seno.
• Il prodotto mAs viene monitorato
costantemente per garantire una
corretta esposizione e il miglior
contrasto possibile.
• MAMMOGRAFIA DIGITALE.
Caratteristiche principali di un sistema per l’acquisizione di
immagini mammografiche:
1. Alta efficienza di assorbimento ai raggi X (per la
riduzione della dose assorbita dalla paziente).
2. Risposta lineare su un ampio intervallo di esposizioni.
3. Basso rumore intrinseco (entità di disturbo negativo
nei confronti dell’immagine).
4. Elevata risoluzione spaziale.
5. Superficie totale 18x24 cm2
6. Tempo si esposizione < 1 sec.
MAMMOGRAFIA DIGITALE.
RIVELATORI AD AMPIO CAMPO
SELENIO AMORFO (a-Se)
Possiede un’elevata resistività elettrica, per cui se
caricato uniformemente la carica si mantiene inalterata
sulla sua superficie.
Quando la superficie viene esposta ai raggi X, essa si
scarica proporzionalmente all’intensità delle radiazione
incidente.
L’immagine elettrostatica latente, viene letta tramite
scansione con un raggio laser.
Zhao e Rowlands propongono un sistema di lettura
diretta del segnale generato dal focotonduttore (selfscanned detector), accoppiando il a-Se con una matrice
di transistor a film sottile (TFTs).
MAMMOGRAFIA DIGITALE.
RIVELATORI AD AMPIO CAMPO
SILICIO AMORFO (a-Si)
Grazie alla tecnologia sviluppata per i display a cristalli
liquidi, si è potuto miniaturizzare il “cristallo a-Si” che
viene impiegato come un fotodiodo che rappresenta un
pixel.
MAMMOGRAFIA DIGITALE.
RIVELATORI AD AMPIO CAMPO
SENSORI ACCOPPIATI A SCHERMI FLUORESCENTI
CCDs (Charge Coupled Devices)
Dispositivi ad accoppiamento di carica, tecnologia
impiegata nel campo dell’imaging ottico (videocamere).
Schermo fluorescente invia il segnale tramite:
- fibre ottiche
al CCD (limitazione tecnologica
- lenti
dalle dimensioni di
qualche centimetro)
IL MAMMOGRAFO
DIGITALE
LA MAMMOGRAFIA DIGITALE E’
UNA NUOVA METODICA
ESPRESSAMENTE CONCEPITA PER LA
DIAGNOSTICA RADIOLOGICA DELLA
MAMMELLA
-UTILIZZA BASSA ENERGIA 10-30 KeV
-ELEVATA RISOLUZIONE SPAZIALE
UNITA’ MAMMOGRAFICA
-GENERATORE DI ALTA
TENSIONE
-COMPLESSO
RADIOGENO
-DISPOSITIVO DI
COMPRESSIONE
-GRIGLIA
ANTIDIFFUSIONE
-SISTEMA DI
CONTROLLO
AUTOMATICO
DELL’ESPOSIZIONE
GENERATORE DI ALTA
TENSIONE
• COSTITUITO DA UNA CONSOLE DI COMANDO E
DA UN BLOCCO COMPATTO DI ALTA TENSIONE
• DEVE ESSERE IN GRADO DI PRODURRE UNA
POTENSA SUFFICIENTE (5KV), DI EROGARE UNA
CORRENTE ANODICA ADEGUATA, FORNIRE
UN’ALTA TENSIONE STABILE E UN RANGE
ENERGETICO EQUIVALENTE MOLTO AMPIO,
EROGARE UN PRODOTTO mAs ELEVATO E
POSSEDERE UNA ELEVATA RIPRODUCIBILITA’ E
STABILITA’ NEL TEMPO IN TERMINI DI TENSIONE
(KV).
HA LE SEGUENTI FUNZIONI:
• PRODURRE ALTA TENSIONE IN
GRADO DI DARE ORIGINE AI RAGGI
X
• CONTROLLARE E REGOLARE I
PARAMETRI DELL’ESAME E DEL
TUBO RADIOGENO
• CONTROLLARE I TEMPI DI
ESPOSIZIONE
IL BLOCCO GENERATORE RACCHIUDE:
• IL TRASFORMATORE DI ALTA
TENSIONE
• I TRASFORMATORI PER
L’ALIMENTAZIONE DEI FILAMENTI
DEL TUBO RADIOGENO
• IL GRUPPO RADDRIZZATORE
• L’USCITA DELL’ALTA TENSIONE
PER FORMARE L’ALTA TENSIONE IL
GENERATORE USA IL SEGUENTE PRINCIPIO:
A PARTIRE DA UN ALIMENTAZIONE
A TENSIONE ALTERNATA DI RETE
220V MONOFASE O 380V TRIFASE,
GENERA UN’ALTA TENSIONE A
POTENZIALE COSTANTE
NECESSARIA AD ALIMENTARE IL
TUBO A RAGGI X
I GENERATORI MODERNI POSSEGGONO CIRCUITI
DI ALTA TENSIONE CONTROLLATI DA
MICROPROCESSORI CON RADDRIZZAMENTO
MULTIFREQUENZA.
LA TENSIONE DI ALIMENTAZIONE MONOFASE
220V O TRIFASE 380V CON FREQUENZA DI RETE
DI 50 Hz, VIENE RADDRIZZATA CON
CONVERTITORI DI FREQUENZA DA 1.2 A 50 KHz.
LA TENSIONE IN USCITA E’ QUASI COSTANTE O
COSTANTE A SECONDA DELLA FREQUENZA DEL
CONVERTITORE
UN’ATRO VANTAGGIO DEI
GENERATORI HF E’ LA POSSIBILITA’
DI RIDURRE I TEMPI DI ESPOSIZIONE
E QUINDI DI ELIMINARE GLI EFFETTI
NEFASTI SULL’IMMAGINE DOVUTI
AL MOVIMENTO DELLA PAZIENTE
SI RIDUCE COSI’ LA PROBABILITA’ DI
RIPETERE L’ESAME
I TUBI PER MAMMOGRAFIA
POSSEGGONO TRE DIVERSI FILTRI:
1) FILTRAZIONE INTRINSECA
2) FILTRAZIONE AGGIUNTIVA
3) FILTRAZIONE PER LA
DELIMITAZIONE DEI CONTORNI
1) LA FILTRAZIONE
INTRINSECA
E’ DOVUTA DALLA SUA GUAINA ED E’ IL
RISULTANTE DI TRE COMPONENTI:
PARETE IN VETRO, OLIO E NATURA
DELLA FINESTRA DI USCITA
PERMETTE DI ASSORBIRE I FOTONI A
BASSA ENERGIA
FONDAMENTALE NEGLI ESAMI
MAMMOGRAFICI CON RADIAZIONI MOLLI
PER MIGLIORARE IL CONTRASTO
DELL’IMMAGINE
2)LA FILTRAZIONE
AGGIUNTIVA
VIENE USATA PER ELIMINARE LE
RADIAZIONI DI BASSA ENERGIA
PER EFFETTO DI ASSORBIMENTO
FOTOELETTRICO
PER RINFORZARE LE ENERGIE UTILI
ALLA FORMAZIONE DELL’IMMAGINE
3) LA FILTRAZIONE PER LA
DELIMITAZIONE DEI
CONTORNI
VIENE UTILIZZATA PER COMPENSARE LE
DIFFERENZE DI SPESSORE E DI DENSITA’
DELL’ORGANO ESAMINATO
(UNIFORMARE IL FASCIO INCIDENTE)
SI POSIZIONA A LIVELLO DEL DIAFRAMMA
COLLIMATORE GENERALMENTE SONO IN
ALLUMINIO DI SPESSORE DIVERSO A
SECONDA DELL’ANATOMIA
DELL’ORGANO ESAMINATO
LA QUALITA’ DELL’IMMAGINE SARA’ IN
DIRETTA CORRELAZIONE CON LE
DIMENSIONI DELLA SORGENTE DEI RAGGI
X E DELLE RELATIVE DISTANZE
SORGENTE-OGGETTO-RECETTORE
IL FASCIO E’ GENERALMENTE
FOCALIZZATO DA UN DIAFRAMMA
LIMITATORE CAPACE DI MODIFICARE LA
SUA APERTURA TALE DA DETERMINARE
UN PRECISO CAMPO DI ESAME E RIDURRE
ZONE DI PENOMBRA
IL DISPOSITIVO DI
COMPRESSIONE
ADOTTATO PER
RIDURRE GLI EFFETTI
DELLA DIFFUSIONE
DEI FOTONI ALLO
SCOPO DI LIMITARE
LO SPESSORE DI
TESSUTO
ATTRAVERSATO
DALLA RADIAZIONE
X ED EVITA IL
DEGRADO
DELL’IMMAGINE
DOVUTA DAI
MOVIMENTI
RESPIRATORI
I COMPRESSORI POSSONO ESSERE
MECCANICAMENTE INDIPENDENTI DAL
TUBO RADIOGENO (INDIPENDENTI DALLA
POSIZIONE DEL TUBO)
UNA MAMMELLA COMPRESSA PUO’
ESSERE CONSIDERATA DI SPESSORE
COSTANTE E PERMETTE DI AVERE UNA
MAGGIORE UNIFORMITA’ DEL FASCIO X
LA COMPRESSIONE HA QUINDI IL
COMPITO DI:
• IMMOBILIZZARE LA MAMMELLA
(RIDURRE IL DEGRADO DELL’IMMAGINE
DOVUTO AI MOVIMENTI RESPIRATORI)
• COMPRIMERE LA MAMMELLA (PER
RIDURRE LA SFUMATURA GEOMETRICA
DELL’IMMAGINE DOVUTA ALL’EFFETTO
DI PENOMBRA)
• MIGLIORA IL CONTRASTO (RIDUCENDO
LA RADIAZIONE DIFFUSA)
LA GRIGLIA
ANTIDIFFUSIONE
LA GRIGLIE MOBILI (
PIU’USATE) HANNO 36
lamelle/cm
LA GRIGLIE USATE
POSSEGGONO LAMELLE IN
PIOMBO O IN FIBRA DI
CARBONIO E LAMELLE
RADIOTRASPARENTI
LE GRIGLIE ATTUALI
POSSONO ASSORBIRE IL 90%
DELLE RADIAZIONI DIFFUSE
CHE DEGRADANO
L’IMMAGINE
UNA GRIGLIA E’ DEFINITA
DALLA SUA CAPACITA’ DI
AUMENTARE IL FATTORE DI
CONTRASTO DELL’IMMAGINE
IN MAMMOGRAFIA LA PELLICOLA
RADIOGRAFICA E’ SOSTITUITA DA UN
DETETTORE: QUESTO ASSORBE I RAGGI X
TRASMESSI ATTRAVERSO LA MAMMELLA
E CONVERTE LA LORO ENERGIA IN
SEGNALI ELETTRONICI CHE VENGONO
DIGITALIZZATI E FISSATI NELLA MEMORIA
DEL COMPUTER
COME RISULTATO SI HA LA
TRASFORMAZIONE DELL’IMMAGINE
RADIOLOGICA IN UNA IMMAGINE
DIGITALE AD ALTISSIMA RISOLUZIONE
CHE PUO’ ESSERE VISUALIZZATA SUL
MONITOR IN TEMPO REALE
L’OPERATORE PUO’ QUINDI ESAMINARLA,
ARCHIVIARLA E TRASMETTERLA IN VIA
RETE IN QUALUNQUE PARTE DEL MONDO
IL DETETTORE E’ COSTITUITO DA PIU’
STRATI: IL PRIMO STRATO CONTIENE UNA
SOSTANZA SCINTILLANTE CHE
TRASFORMA IL RAGGIO X IN LUCE
VISIBILE, LA QUALE POI VIENE
TRASFORMATA IN ELETTRONI DA UNO
STRATO DI SILICIO AMORFO, INFINE UNA
MATRICE TRASFORMA GLI ELETTRONI IN
DATI NUMERICI CHE PRODURRANNO
L’IMMAGINE SULLO SCHERMO
-L’IMMAGINE ANALOGICA E’ DEFINITA
COME UN PROCEDIMENTO CONTINUO
RAPPRESENTATO DA UNA SERIE
INFINITESIMA DI PUNTI
-L’IMMAGINE DIGITALE E’ COSTITUITA DA
INFORMAZIONI DISCRETE E
RAPPRESENTATA COME UN NUMERO
DEFINITIVO DI O NUMERI OSSERVABILI O
MISURABILI IN TERMINI NUMERICI
IL PROCEDIMENTO DI TRASFORMAZIONE
DELL’IMMAGINE ANALOGICA IN
DIGITALE AVVIENE ATTRAVERSO UN
CONVERTITORE ANALOGICO/DIGITALE E
LA VISUALIZZAZIONE DELL’IMMAGINE
SUL MONITOR E’ POSSIBILE SOLO DOPO
CONVERSIONE DELL’IMMAGINE
ELABORATA DA UN PROCESSORE
MEDIANTE UN CONVERTITORE
DIGITALE/ANALOGICO
LA CONVERSIONE DELL’IMMAGINE
ANALOGICA IN DIGITALE E’
POSSIBILE GRAZIE AD UN
OPPORTUNO CAMPIONAMENTO DEL
SEGNALE ANALOGICO IN UNA SERIE
DI PUNTI A CUI VENGONO
ASSEGNATI VALORI NUMERICI DI
RIFERIMENTO
LO SPAZIO DI
VISUALIZZAZIONE E’
SUDDIVISO IN ELEMENTI
UNITARI O PIXEL CHE
COMPORTANO ZONE
D’ANNERIMENTO
CORRISPONDENTI AL
VALORE ASSUNTO DA
CIASCUN PUNTO DELLA
SEGMENTAZIONE.
CIASCUN PUNTO VIENE
PESATO CON VALORI DI
TIPO BINARIO IL CUI
RIFERIMENTO E’ IL BIT
IL MAGGIOR VANTAGGIO DEL BIT E’ LA
SUA FACILE RAPPRESENTAZIONE
ELETTRONICA COME FOSSE UN
INTERRUTTORE APERTO O CHIUSO
IL SEGNALE INOLTRE E’ FACILMENTE
PROCESSABILE VIA COMPUTER
L’IMMAGINE ANALOGICA VIENE LETTA
LINEA PER LINEA E CIASCUNA LINEA
VIENE CAMPIONATA