BIOFIZICĂ 15

5/11/2018 BIOFIZIC 15 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/biofizica-15 1/22

BIOFIZICĂ

Cursul 15: RADIODIAGNOSTIC

Aparat respirator si mediastin, aparat circulator, tub digestiv,aparat urinar, aparat osteoarticular

Mediastin =reprezintă un complex de organe situate în cavitatea toracică

între cei doi plămâni. Conține mai multe organe şi structuri : inima, vasele

mari ce intră şi ies din inimă, traheea, esofagul, ganglioni limgatici, structuri

nervoase (nervul vag, nervul frenic, trunchiul simpatic toracic), ductul toracic.

Radiologia dispune de o multitudine de procedee şi tehnici de

explorare care trebuiesc ierarhizate în aşa fel încât să obţinem maximum de

informaţii radiologice cu minimum de iradiere a bolnavului şi a personalului

care execută examenul.

Radiografia constituie principalul mijloc de explorarea radiologică a

plămânului, cordului şi a mediastinului. Aceasta trebuie executată în cele

două proiecţii de bază, şi anume, de faţă şi de profil. Aceste radiografii pot fi

completate în anumite situaţii prin radiografii în incidenţe oblice,

tomografie.

Radioscopia este un examen în dinamică dar care prezintă o serie de

incoveniente fapt pentru care se tinde la înlocuirea ei cu radiografia. Înexplorarea aparatului respirator, cardiovascular şi mediastin se pot utilize

substanţe de contrast, examenele cele mai frecvente fiind bronhografia,

pneumomediastinul, cardioangiografia, flebografia, etc.

http://ro.wikipedia.org/wiki/Inima

http://ro.wikipedia.org/wiki/Traheea

http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Esofagul&action=edit&redlink=1

http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Ganglioni_limgatici&action=edit&redlink=1

http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Nervul_vag&action=edit&redlink=1

http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Nervul_frenic&action=edit&redlink=1

http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Trunchiul_simpatic_toracic&action=edit&redlink=1

http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Ductul_toracic&action=edit&redlink=1


http://ro.wikipedia.org/wiki/Inima

http://ro.wikipedia.org/wiki/Traheea

http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Esofagul&action=edit&redlink=1

http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Ganglioni_limgatici&action=edit&redlink=1

http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Nervul_vag&action=edit&redlink=1

http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Nervul_frenic&action=edit&redlink=1

http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Trunchiul_simpatic_toracic&action=edit&redlink=1





Explotarea tubului digestiv se face radioscopic şi radiografic folosind

cel mai adesea seriograful. Examinarea tubului digestiv se face pe gol numai

în cazuri de urgenţă medico-chirurgicală, în rest examenul necesitând

opacifierea tractului digestiv cu substanţă de contrast. Se utilizează sulfatulde bariu chimic pur de o consistenţă adaptată segmentului de examinat şi

necesităţilor clinice după o pregătire prealabilă a bolnavului.

Ca metode sunt cunoscute examinarea pe cale descendentă -tranzitul

eso-gastro-duodenal, colonel urmând să fie examinat la 24 de ore şi metoda

ascendentă (irigoscopia - irigografia) în care colonul este opacifiat cu

ajutorul clismei opace.Căile biliare şi aparatul urinar sunt studiate radiografic cu ajutorul

introducerii substanţei de contrast radioopace pe cale orală (colecistografie),

pe cale intravenoasă (urografia şi colangiocolecistografia) şi asociată

(colangiocolecistografia mixtă).

Aceste examene se fac numai după pregătirea bolnavului aşa cum a

fost expusă în capitolul precedent.

Examinarea aparatului urinar, acolo unde se impune se poate face cu

ajutorul introducerii substanţei opace pe calea ascendentă (cistografia,

pielografia), sau utilizând substanţe radiotransparente.

Radiodiagnosticul aparatului osteoarticular nu comportă o pregătire

apecială a bolnavului cu excepţia radiografierii bazinului şi a coloanei

lombre, unde este necesară evacuarea conţinutului intestinal. Orice segment

de os se va radiografia în mod obligatoriu cel puţin în doua incidenţe, de faţăşi de profil.

Acolo unde există indicaţie se vor executa radiografii comparative. La

schelet, utilizarea substanţelor de contrast este limitată. De regulă se

foloseşte aerul (artrografii) şi lipiodolul (fistulografia).



NOŢIUNI ELEMENTARE DE ECOGRAFIE.NOŢIUNI ELEMENTARE DE TOMOGRAFIE

COMPUTERIZATĂ. NOŢIUNI ELEMENTARE DEREZONANŢĂ MAGNETICĂNUCLEARĂ

ECOGRAFIA este metoda de diagnostic de tip morfofuncţional

bazată pe capacitatea ultrasunetelor de a străbate mediile biologice şi de a fi

reflectate de acestea.

Prima examinare în care s-au utilizat ultrasunetele a fost efectuată de

Karl Dussik în anul 1942. Doctorul Wild s-a ocupat de aplicarea

ultrasunetelor în scop de diagnostic. În anul 1954 a fost efectuată prima

ecografie, în Suedia, de către Herta Edler. Metoda ecografică a intrat în uzul

curent în anul 1968 când Donald şi Abdula au efectuat primele investigaţii

ale placentei şi ale lichidului amniotic.

Ultrasunetele sunt vibraţii mecanice care se deplasează cu vitezămare, caracterizate prin: amplitudine, perioadă, lungime de undă şi

frecvenţă. Frecvenţa se măsoară în hertzi. Ultrasunetele folosite în

diagnosticul ecografic au frecvenţe cuprinse între 1-10 MegaHertzi.

Aparatul utilizat în diagnosticul cu ultrasunete se numeşte ecograf.

Aparatura este adaptată pentru o zonă care urmează să fie explorată:

cavitatea abdominală, cord, vase, etc. Piesa de bază a transductorului care

are rolul de a emite şi de a recepţiona ultrasunetele sub formă de ecouri.

Generarea ultrasunetelor, din punct de vedere fizic se bazează pe efectul

piezoelectric. Prin efect piezoelectric se înţelege acea proprietate a cristalului



de cuarţ de a se deforma mecanic, atunci când la extremităţile sale se aplică

o diferenţă de potenţial.

În componenţa transductorului se găseşte cristalul piezoelectric. Un

transductor va genera o undă sonoră cu o frecvenţă care corespunde tensiuniiaplicate, rezultând din aceasta diferitele tipuri de transductori folosiţi în

diagnostic. Majoritatea transductorilor au frecvenţe cuprinse între 1-10

megahertzi. Deoarece cristalul de cuarţ prezintă fenomenul de rezonanţă

care influenţează negativ, imaginea ecografică a fost inlocuită cu cenimici

sintetici cum sunt minconatul de plumb şi lantonatul de litiu sau c material

plastic de tipul fluorurei de poliviniliden.Radiumterapia (Curieterapia) este metoda de tratament cea mai

utilizată în cancerul de col uterin.

Transductorii sunt de mai multe feluri: electronici liniari, electronici

sectoriali (simpli, inelari sau convecşi), monosonde pentru Doppler,

combinaţi şi de achiziţie mai recentă, transductori endoacvitari care pot fi

introduşi pe cale naturală sau chirurgicală prin diferite cavităţi.

Ultrasunete le în corpul uman se comportă ca un fascicul luminos,

fiind supus legilor reflexiei, refracţiei şi dispersiei. Din punct de vedere al

particularităţilor acustice toate ţesuturile influienţează acţiunea

ultrasunetelor. Densitatea şi elasticitatea ţesuturilor au o influienţă deosebită,

aceasta din urmă în mod special, deoarece depinde de cantitatea de

ţesutfibros care intră în alcătuirea organului ce urmează a fi examinat.

Între tegumentul zonei de examinat şi transductori trebuie să secreieze un contact perfect, ceea ce se realizează cu ajutorul unor geluri

speciale sau prin utilizarea uleiului de parafină. Pentru a obţine imaginea

ecografică cea mai bună, trebuie aleasă calea de acces cea mai potrivită care

poartă numele de ,,fereastră ecografică”.



Ecografia poate fi :

• unidimensională (modul A) prin care se apreciază consistenţa

tisulară; ea a fost prima ecografie utilizată în diagnostic;

• bidimensională (modul B) care ne oferă o imagine de bunăcalitate şi reprezintă o tomogramă care face posibilă

determinarea poziţiei exacte a secţiunii; modul B este cel mai

des utilizat în clinică;

• ecocardiograma sau modul T.M. ;

• explorarea Doppler prin care se detectează neinvaziv fluxul sau

mişcarea peretelui vaselor sanguine; ea este folosită pentruvizualizarea fluxului sanguin, a eventualelor stenoze vasculare,

fistule arterio-venoase, etc. ;

Ea se bazează pe efectul Doppler care constă în modificarea

frecvenţei unei unde acustice care apare la modificarea distanţei dintre

transductorul emiţător şi cel receptor. Receptorii în mişcare (globulele roşii)

provoacă o mişcare aparentă a emiţătorului faţă de receptor. Această

modificare a frecvenţei reprezintă ,,frecvenţa Doppler”.

Imaginea ecografică se realizează cu ajutorul unui computer care are

rolul de a codifica diferenţele de potenţial în nuanţe de gri de la 16 la 128.

La aparatura modernă această codificare se face în anumite culori care

permit o delimitare mai precisă a unor contururi.

Ecografia se poate prezenta sub formă de peliculă fotografică sau pefilm radiografic.

Stocarea imaginilor se face pe discuri optice, disc compact.



TOMOGRAFIA COMPUTERIZATĂ este o metodă imagistică

care alături de radiologia clasică, ecografia, medicina nucleară, contribuie la

stabilirea corectă a diagnosticului.

Ca principiu de bază ea foloseşte tot razele X, în scop diagnostic,efectuând secţiuni axiale (anteroposterioare) ale diferitelor segmente ale

organismului. Aceste secţiuni pot să elimine efectul de sumaţie din

radiologia standard realizând o delimitare mai strictă privind raporturile

diferitelor elemente patologice sau fiziologice ale organelor investigate.

Tomografia computerizată a fost creată pentru uşurarea diagnosticului

în oncologie şi pentru elaborarea planului terapeutic în afecţiunileneoplazice. În afară de aportul deosebit adus în diagnosticarea tumorilr, a

localizării şi extensiei acestora, cu ajutorul acestei metode se poate aprecia

efectul terapeutic de la caz la caz.

Principalele indicaţii ale tomografiei computerizate sunt:

- patologie neurologică traumatică, tumorală, vasculară, infecţioasă,

malformaţiile;

- patologia respiratorie: plămân şi mediastin, (acesta din urmă fiind mai

greu de investigat radiologic) tumori, pneumonii bacteriene şi virale,

patologia pleurală şi diafragmatică;

- aparat digestiv, în special organele parenchimoase – ficat, pancreas,

splină;

- rinichi, glande suprarenale, ganglioni;

- patologie ginecologică – uter şi anexe;- patologie osoasă – coloana vertebrală, oase lungi şi plate – tumori,

displazii, metastaze;



De consemnat faptul că aceste examene se pot efectua şi cu substanţă

de contrast pentru a delimita structurile vasculare de cele nevasculare,

precum şi de a stabili în anumite cazuri caracteristici iodofile (de captare a

substanţei de contrast).Este o metodă care se aplică după ce au fost epuizate principalele

metode standard de investigaţie, în vederea stabilirii atitudinii terapeutice

ulterioare.

Cu toate aceste avantaje, este o metodă invadantă pentru pacient

avându-se în vedere numărul de secţiuni efectuate (20-30 de secţiuni pe

examen), fapt pentru care se va efectua numai la indicaţii stricte stabilite demedicul radiolog şi clinician.

REZONANŢA MAGNETICĂ NUCLEARĂ (R.M.N.) este o

tehnică nouă în imagistică, studiile în acest sens sunt reduse din punct de

vedere numeric, cu rezultate parţiale. S-a demonstrat rolul ei în domeniul

neurologiei, ortopediei, în investigarea uro-genitală şi mai puţin în

afecţiunile toracopulmonare.

Avantajele acestei metode constă în:

- dau un contrast mai bun pentru părţile moi;

- nu apar artefacte;

- expunerea este în cantităţi egale pe cele 3 planuri;

- nu are riscuri;- nu există iradiere;

- se poate vizualiza fluxul sanguin şi vasele.



Metoda are o serie de incoveniente cum sunt:

- preţul de cost crescut;

- necesitatea unui spaţiu şi a unui volum mare pentru implantarea

aparatului.

Principalele indicaţii sunt pentru studierea S.N.C. (canal rahidian,

cavităţi craniene), afecţiuni abdominale şi pelviene. În afectările toracice,

R.M.N. are rol în studiul peretelui şi coloanei vertebrale (descoperirea

extinderii locoregionale a unui cancer Pancoast – Tobias, metastaze

vertebrale infraradiologice) la nivelul mediastinului (stenoza traheală), alhilurilor şi al vaselor toracice.

Sursa de semnal în R.M.N. sunt protonii de hidrogen; datorită absenţei

şi rarităţii relative ai acestora, metoda nu a intrat în uzul curent de

investigaţii.



ULTRASONOGRAFIE ŞI TOMOGRAFIE

Rostul unei relatări despre ultrasonografie şi tomografie într-un text

consacrat în esenţă măsurătorilor bioelectrice este legat de faptul că în

ultimii ani aceste tehnici noi de investigaţie au devenit, în mâinile

specialiştilor, un instrument de o forţă diagnosticată şi prognostică

comparabilă cu cea a informaţiei mesajelor bioelectrice, sprijinită pe multe

decenii de metodologie şi tehnologie.

Ultrasonografia detectează forma, poziţia şi mişcarea organelor

interne folosind un fascicul ultrasonic transmis în salve de un traductor – emiţător fixat sau mobil pe piele; la interfaţa a două medii cu proprietăţi

acustice diferite fasciculul se reflectă şi revine spre un traductor-receptor,

care produce un semnal electric purtând o informaţie despre lungimea

parcursului, astfel spu, despre adâncimea interfeţei; această informaţie este

extrasă şi afişată sugestiv pe un ecran.

Am făcut deja cunoştinţă cu o tehnică ultrasonică valorificată înmăsurătorile hemodinamice: ultrasonica Doppler ; reflectat de un obiect în

mişcare, fasciculul ultrasonic îşi modifică uşor frecvenţa în funcţie de viteza

obiectului; acest decalaj de frecvenţă era detectat şi furniza o măsură pentru

viteză, convertită eventual într-una de debit; în contrast, ecosonografia

(ESG) sesizează adâncimea interfeţei reflectante măsurând întârzierea

ecoului ultrasonor.

Imaginea ecografică se bucură de o rezoluţie superioară şi un contrast

mai bun faţă de fotografia Röntgen, deoarece impedanţele acustice de pe

parcursul fasciculului ultrasonic variază mai abrupt decât proprietăţile de

absorbţie a razelor X. În plus, nivelurile de energie mecanică implicată în



ESG (sub 100 mW/cm²) asociază un risc incomparabil mai scăzut pentru

ţesutul viu, iar aria de aplicaţie poate astfel cuprinde examenele des repetate,

investigaţiile la gravide, sondajele fără preparative speciale în anumite

cavităţi care devin vizibile Röntgen numai după injectarea unei substanţe decontrast (aşa cum se întâmplă în angiografie – o tehnică de evidenţiere a

profilului inimii şi vaselor).

ECOSONOGRAFIE

Partea comună tuturor sistemelor ESG este arătată în figura 1; ungenerator de 500 Hz pilotează un formator care, printr-o reţea de comutaţie,

aplică unui cristal piezoelectric un impuls de cca. 300 V şi durata 1µ;

excitat, traductorul răspunde oscilând pe frecvenţa de rezonanţă (1 – 10

MHz, tipic de 2,5 MHz) cu un factor de amortizare ţinut relativ constant prin

împerecherea potrivită traductor – ţesut investigat; vibraţia ultrasonică se

propagă în ţesut, se reflectă lainterfaţa a două medii diferite ca impedanţaacustică, iar ecoul revine către acelaşi traductor, trecut între timp în postura

de redeptor, care îi redă forma electrică; după o amplificare logaritmică –

prin care efectul de atenuare exponenţială în ţesut este compensat în bună

măsură – şi o detecţie de anvelopă, se obţine semnalul-ecou. Intervalul de

timp dintre impulsul de excitaţie şi semnalul ecou este proporţional cu

lungimea parcursului ultrasonic; factorul de proporţionalitate este inversul

vitezei de propagare (cca. 1,25 mm/µs), dar valoarea sa precisă este, de

obicei, puţin importantă, ceea ce se cere fiind mai curând una exactă; la

nevoie sistemul se poate calibra folosind o interfaţă la o adâncime



cunoscută. Absorbţia ultrasonică creşte exponenţial cu pătratul frecvenţei,

iar rezoluţia permisă la detecţia ecoului este e ordinul lungimii de undă.

Figura 1. Schema bloc a unui sistem ecosonografic.

Cristalele cu frecvenţe joase de rezonanţă – 1MHz – dau rezoluţii

modeste, dar asigură adâncimi ,,de observaţie” considerabile, de ordinul a 50

cm; la 10 MHz se obţine o bună rezoluţie (sub 1 mm) extinsă însă numai

până la 5 cm de traductor; cristalul obişnuit de 2,5 MHz ,,vede” până la cca.

20 cm. Introducând viteza în calcule, se obţine pentru o interfaţă de 5 cm o

întârziere excitaţie-ecou de cca. 80 µs.

Cuplajul traductor – piele trebuie să elimine pe cât posibil ,,perna” de

aer, care atenuează sever fasciculul; uneori acest lucru se realizează folosindun lichid de cuplare, apa. În sistemele cu baleiaj, traductorul se mişcă în

jurul pacientului şi cuplarea se face printr-un strat de apă destul de gros.

Ecosonograma de tipul A ( ESG- A sau A-scan, abrevierea engleză).

În figura 2, semnalul ecou este afişat clasic pe un tub catodic cu baleiajul



orizontal declanşat de impulsul de excitaţie mai sus amintit; distanţa

semnalului ecou faţă de începutul cursei depinde de adâncimea la care s-a

produs reflexia şi baleiajul poate fi calibrat direct în ,,cm adâncime

ţesut”/diviziune; viteza uzuală de baleiaj de 100 µs/div. Corescpunde cu cca.6,25 cm adâncime ţesut/div.,iar viteza maximă este de cca. 2 µs/div. (1,25

mm ţesut/div.) şi este utilizabilă cu traductorul de 10 MHz pentru adâncimi

mici şi rezoluţii mari.

Figura 2. Moduri ecosonografice

Aplicaţia tipică a ESG – A este ecoencefalografia. Se detectează poziţia septului dintre emisferele cerebrale în intenţia de a descoperi posibile

deviaţii anormale cauzate de tumori (figura 3); ecoul septal M se plasează,

normal, simetric faţă de reflexiile craniene.

Figura 3. Ecoencefalogramă în modul A. Figura 4. Detectarea unui obiect străin în

globul ocular în modul A.



ESG – A este uneori utilă în depistarea corpurilor străine din ţesuturi,

ca în figura 4; traductorul de 10 Mhy este evident cel mai inticat în cazul

ochiului.

Ecosonograma de tipul TM (time motion; EST – TM , TM-scan).

Dacă în modul A interfaţa de reflexie ar fi în mişcare, semnalul ecou ar

,,juca” pe ecran faţă de începutul baleiajului; dacă, scoatem semnalul ecou

de la intrarea verticală (Y ) şi îl aplicăm amplificatorului care controlează

intensitatea spotului ( Z ), astfel reglat încât numai vârfurile impulsurilor ecou

să facă spotul vizibil, vom obţine pe linia orizontală de baleiaj o imagine cu puncte luminoase fixe (interfeţele fixe) sau puncte luminoase mobile

(interfeţele mobile); în sfârşit, dacă aplicăm acum o bază de timp lentă

(1 s/div.) pe plăcile verticale, imaginea de mai sus se ,,desfăşoară” şi

obţinem traseul ESG de tip TM ( sau, prescurtat, M ) în care se poate urmări,

în timp real, mişcarea ,,peretelui” mobil din structura observată; este nevoie,

evident, de un ecran cu memorie (figura 2).

Ecocardiograma este aplicaţia tipică în modul TM ; figura 5 a fost

simplificată blocând – electronic - ecourile de la alte interfeţe, pulsaţiile

pereţilor inimii; pe imaginea ,,îngheţată” (baleiajul vertical oprit după o

cursă, de exemplu), se poate determina uşor viteza de închidere/deschidere a

valvei mitrale din panta anumitor detalii ale traseului. Ecocardiograma este

un instrument apreciat în detecţia stenozei mitrale (îngustarea accesului

atrioventricular stâng); figura 6 se arată o ESG reală într-o stenoză mitrală pecare ochiul investigatorului o recunoaşte după amplitudinea α, traducând

prelungirea umplerii rapide datorită secţiunii scăzute a jetului de sânge;

semnalul ECG este prezent ca referinţă de timp.



Figura 5. Ecocardiogramă în modul TM

Ecosonograma de tipul B ( ESG – B, B – scan). O informaţie mai amplă se

obţine dacă traductorul ultrasonic se deplasează, de exemplu într-un plan

transversal, executând un fel de baleiaj al torsului, care-i permite să sondeze

structurile interne din diferite puncte; semnalul ecou este încă aplcat pe axaZ ca în modul TM, dar semnalele de intrare în amplificatorul X sau Y sunt

furnizate de sistemul de baleiaj mecanic (manual sau automat) funcţie de

poziţia şi direcţia traductorului (figura 2); pe ecranul cu memorie se obţine o

reprezentare ,,sonică” a secţiunii transversale a torsului, în care, cu puţin



antrenament investigatorul va recunoaşte diferitele frontiere între organe

(figura 7).

În forma cea mai simplă, baleiajul este asigurat manual de

investigator care deplasează lent traductorul de-a lungul conturului; procedura nu este foarte comodă , dar, faţă de baleiajul automat, preţurile

sunt considerabil mai scăzute şi în plus modurile A şi TM sunt accesibile ca

adaptări minime.

Fig.6. Ecocardiogramă în stenoză mitrală Fig.7. Ecosonografie în mediul B

(după Scripcaru)

Mecanismele de baleiaj automat sunt de două tipuri:

a) traiectoria baleiajului este dictată chiar de conturul particular

al subiectului; traductorul este în contact direct cu pielea

(baleiaj ,,uscat”; în realitate contactul este mijlocit de o

peliculă de vaselină);



b) traiectoria baleiajului este predeterminată (relative stabilă)

prin construcţie; este necesar atunci un spaţiu umplut cu lichid

între traductor şi subiect : o folie de plastic separă subiectul de

lichidul în care este parţial scufundat (baleiaj cu imersie) ; baleiajul cu imersie este mai puţin complicat decât cel uscat,

iar în anumite situaţii (ochi, sân) este singurul utilizabil.

Câteva aplicaţii ale ESG – B sunt sugerate în figura 8. Nici una dintre

imagini nu poate fi obţinută în raze X; într-adevăr, fătul este partcular

sensibil la radiaţii, iar chisturile nu sunt mai opace la raze X decât ţesuturilevecine şi nu pot fi astfel detectate; în sfârşit, în cazul ochiului, placa

fotografică pentru percepţia fasciculului X transmis nu poate fi plasată direct

în spatele structurii observate pentru a obţine o rezoluţie acceptabilă.

Figura 8. Aplicaţii ale modului ecosonografic B (după Strong)



În modul C ( ESG – C, C-scan) traductorul descrie nu o traiectorie

curbilinie (sau lineară), ci o mişcare de rastru (în sensul din televiziune); prin

aceasta este explorată în profunzime o zonă corporală şi nu o singură ,,felie”

ca în modul B; pe ecran se obţine o vedere axonometrică a ţesuturilor profunde alcătuită din distribuţia în două dimensiuni a întârzierii ecoului

ultrasonor (a treia dimensiune).

TOMOGRAFIE

Röntgenografia ( R) este , după cum se ştie, o ,,fotografie” printransmisie în raze X; radioscopia, în care detectorul de radiaţii emergente nu

mai este o peliculă foto, ci un ecran fluorescent, permite observarea mişcării

organelor cu preţul lungirii expunerii şi creşterii dozei la pacient; în ambele

cazuri investigatorul trebuie să extragă cu ochiul semnalul util reprezentat de

conturul şi detaliile organului investigat, din zgomotul creat de efectele de

absorbţie ale celorlalte ţesuturi interpuse între tubul R şi detector.

În acest context, tomografia este o tehnică de extragere a semnalului

din zgomot, prin care se obţine o ,,hartă” de absorbţie într-o anumită

secţiune a corpului, caracterizată prin claritate şi rezoluţie inaccesibile

imaginilor Röntgen; pentru aceasta instalaţia R de bază se complică cu părţi

in mişcare; prelucrarea datelor brute de la detector şi afişarea ,,secţiunii” de

interes se fac, astăzi, cu un minicalculator însoţit de memorii, imprimante şi

terminale video; expunerea pacientului este la ordinal minutelor. Explozia

tehnicilor tomografice în ultimii ani arată că eficienţa de diagnostic justifică

aceste cheltuieli şi riscuri suplimentare.

În tomografia clasică (figura 9 a.) tubul R se deplasează în landem cu

o placă fotografică în jurul pacientului, astfel că, o rază din fasciculul X care



trece printr-un punct M din secţiunea investigată, din planul tomografic,

înţeapă placa foto mereu în acelaşi punct MP ; în acest fel punctul MP al

emulsiei acumulează în cursul unui baleiaj complet ,,impresii” de la raze

emergente care au ,,măturat” întreaga secţiune de incidenţă (perpendicularăîn M pe planul tomografic); fiecare element absorbent N1, N2, N3,…,Nf din

această secţiune contribuie o singură dată la impresia globală din MP , în

timp ce elementul absorbant din M este întâlnit de toate razele emergente în

MP ; într-o reprezentare echivalentă, ,,raza globală” emergentă în MP

parcurge un lanţ de elemente absorbante compus din:

a) cele f elemente N care acoperă întreaga secţiune de incidenţăşi dau o contribuţie globală constantă la innegrirea diverselor

puncte MP ale peliculei foto;

b) elementul M repetat de f ori, care dă un efect absorbant

specific, diferit de la un punct MP la altul al plăcii.

Se poate spune că ponderea absorbţiei în elementul M din planul

tomografic este dominantă în impresionarea plăcii foto în punctual MP ;

datorită faptului că absorbţia X urmează, în general, densitatea ţesutului,

această distribuţie a coeficientului de absorbţie în planul tomografic se mai

numeşte tomodensiloframă .

Tomografia îmbunătăţeşte raportul semnal/zgomot printr-o mediere

coerentă în raport cu secţiunea tomografică (coerenţa spaţială); cititorul va

putea face o analogie utilă cu medierea coerentă în timp prin care se extrag potenţialele evocate corticale din zgomotul activităţii spontane EEG.



Figura 9. Schema tomografiei clasice (a) şi bilanţul impresionării plăciifoto în punctul MP (b).

În tomografia axială (figura 10) fasciculul X acoperă un sector

cilindric – în care este înscris cilindrul de apertură (spaţiul măturat

permanent la radiaţia X) conţinând la rândul său ,,felia” interesantă din corp

– şi ajunge pe o suprafaţă detectoare compusă, de exemplu, din 512

elemente (celule); sursa şi detectorul se rotesc în jurul axei longitudinale a pacientului; la fiecare grad de rotaţie sursa emite un impuls de radiaţii care

imprimă pe detector un profil de absorbţie, o distribuţie de ,,impresii” ale

transmisiei prin secţiunea absorbantă, iradiată dintr-un unghi particular; la

un baleiaj complet se obţin 360 profile, înregistrate în memoria sistemului de

calcul care prelucrează datele brute. Să considerăm în felia tomografică un

element absorbant M cu volumul la limita de rezoluţie a sistemului; pentru oanumită poziţie unghiulară (α) a sursei acest element absorbant influenţează

numai radiaţia care ajunge într-o anumită celulă a detectorului, fie ea celula

N (α, M ), unde N este un număr între 1 şi 512; pentru un baleiaj complet, lui

M îi corespund 360 asemenea ,,adrese”; mulţimea adreselor N (M ) poate fi



privită ca o funcţie cu valori în spaţiul 360 – dimensional definită pe

elementele feliei tomografice; valorile acestei funcţii sunt cunoscute

(geometria sistemului este fixă) şi sunt păstrate într-o memorie auxiliară;

după un baleiaj complet calculatorul însumează pentru fiecare punct M

,,impresiile” extrase din profilele de absorbţie, corespunzând setului de

adrese N(M), apoi reprezintă impresia totală printr-o nuanţă de gri sau

printr-o culoare a unui element dintr-o matrice de vizualizare (pe tub

catodic), care reprezintă poziţia lui M în secţiunea tomografică; din aceleaşi

motive ca la tomografia clasică, această valoare totală reflectă dominant

efectul de absorbţie al elementului M , contribuţiile celorlalte elemente alefeliei influenţând în mod egal fiecare dintre valorile totale atribuite

diverselor elemente M ale feliei tomografice.

Figura 10. Principiul tomografiei axiale şi geometria de iradiere

a) A – apertura; B – pacient; C-sursa; D-detector; E-rotaţia;F- profil de atenuare;

b) A-sursa; B- apertura; C-detector; D-pat mobil; E-axa de rotaţie; în mm.

Feliile tomografice au grosimi de 2-8 mm; celulele de detecţie au

structura: cristal de scintilaţie (iodură de sodiu) + fotomultiplicator +

fotodiodă; o celulă de detecţie specială monitorizează intensitatea radiaţiei



incidente; durata pulsului de radiaţie este de cca. 1-5 ms, par puterea

maximă a tubului R de ordinul 50 kW; matricea în care se prezintă secţiunea

tomografică are, de obicei, 256x256 elemente, rezoluţia fiind de ordinul 1

mm x 1mm; durata unui baleiaj complet este în gama 15-180 s [7], dar sistemele recente sunt prevăzute cu baleiaje rapide (1,5 s) utilizate în

cardiogramele seriale (12/min) executate cu o întârziere care creşte progresiv

în raport cu unda R-ECG.

În figura 11 se prezintă aspectul unui sistem de tomografie axială. De

puţin timp tomografia prin rezonanţă magnetică nucleară ( RMN ) revendică

performanţe vecine tomodensitometriei, realizate însă fără expunerea pacientului la radiaţii ionizante.

Figura 11. Sistem de tomografie axială ( SOMATOM - Siemens)

În figura 12 se prezintă comparativ calitatea imaginilor obţinute prin

diverse metode de investigare a structurilor anatomice interne. Se poateconstata că imaginea de tomografie ultrasonică (ultrasonografie prin

transmisie) este inferioară celei în raze X.



Tomografie R.M.N.

Figura 12.Sisteme de obţinere a imaginilor în diagnosticul medical

BIOFIZICĂ 15

Documents

Transcript of BIOFIZICĂ 15