RADIOLOGIE SI IMAGISTICA MEDICALA

Dr.Ioana Lupescu

ALEGEREA “GESTULUI DIAGNOSTIC DE PRIMA INTENTIE”(recomandari OMS)

º SA POARTE CEA MAI MARE CANTITATE DE INFORMATII

º SA FIE CEL MAI PUTIN IRADIANT

º SA FIE CEL MAI LA INDEMANA

º SA POATA FI URMAT DE MASURI TERAPEUTICE ADECVATE

RADIOLOGIE si IMAGISTICA MEDICALA

Bazele fizice si biologice ale utilizarii radiatiilor in scop diagnostic

Radiatia Rontgen: flux energetic fotonic pe suprafata anodei tubului radiogen.....lant informational....imaginea finala

I. SURSA de radiatii Anoda tubului radiogen

II. VECTORUL Fasciculul de radiatii X

III. MODULATORUL Obiectul radiografiat

IV. RECEPTORUL Sistemul de detectie a radiatiei reziduale Calculator

V. DECODORUL Analizatorul vizual

IMAGINEA PRIMARA ANALOGA ….. IMAGINEA SECUNDARA ANALOGA

POSTPROCESARE

IMAGINEA PRIMARA ANALOGA ….. IMAGINEA SECUNDARA ANALOGA

POSTPROCESARE

TUBUL RADIOGEN

Tubul radiogen

1. SURSA DE RADIATII = anoda tubului radiogen

a. Generator: alimentarea cu curent continuu de inalta tensiune, I mica

I. Transformatorul(curent de 40-150 KV)a. de inalta tensiuneb. de incalzire a filamentului catodic

II. Redresorul - curent continuu- cu vid- uscati

III. Alte tipuri de generatoare combina functia de transformare cu cea de redresare.

IV. TemporizatoareleV. Linia de alimentareVI. Pupitrul de comanda (reglarea parametrilor KV, MA,

timp de expunere)

Tubul radiogen si anexele sale

1. Tubul emitator de raze X

- continator- sticla, ceramice, metale

- catod (filament de tungsten)- emisie de e, accelarati de diferenta de potential de ordinul KV si

- anod (materiale greu fuzibile)

Randamentul energetic al tubului- 1% energie radianta utila

1.1.Focarul opticfocar mic- imagine precisa si netafocar mare- putere utila mare

1.2 Panta anodeiinclinatie de 15-20º

1.3 Diametrul anodeidiametru mare- disiparea caldurii

1.4 Viteza de rotatie 50 turatii/min si 30001.5 Metalul din care este construita anoda: greu fuzibil, numar atomic

mare, buna conductibilitate1.6 Disiparea caldurii1.7 Tensiunea maximala (KV)1.8 Putere instantanee (W: KV x mA) si putere conventionala (W/0,1s)1.9 Capacitatea termica a anodei (Head unit)1.10 Sarcina permanenta

Tubul radiogen si anexele sale

2. Accesoriile tubului radiogen

• Cupola• Diafgragmul• Centrolul• Filtrul

II. VECTORLUL

• Radiatie incidenta (fasciculul de raze X)• Radiatie absorbita• Radiatie reziduala• Radiatie secundara

Natura si proprietatile radiatiilor roentgen

• Radiatiile X sunt radiatii de tip electromagnetic,

fiind produse cu ajutorul unor generatori de radiatii

• Lungime de unda: 0,1- 150 A

• Intensitatea fasciculului• Lungimea de unda (penetranta)

• Proprietati fotografice• Proprietati de fluorescenta• Proprietati optice

Natura si proprietatile radiatiilor roentgen

• Razele X au fost descrise prima oara de Wilhelm Konrad Röntgen în anul 1895.

Interactiunea radiatiilor rontgen cu materia

1. Interactiuni direct ionizante

1. Coliziunea2. Franarea3. Efectul Compton4. Efectul fotoelectric5. Efectul de materializare6. Efectul Thomson

Modul elementar de actiune a radiatiilor rontgen

• La toate nivelurile: molecule, la nivelul celulelor si a tesuturilor…organismului in totalitate

• Efect cumulativ in timp

Modul elementar de actiune a radiatiilor rontgen

• Ionizarea si excitarea moleculelor

• Efectele celulare ale radiatiilor: precoce si cumulative in timp

Mecanism de actiune– Actiune directa – gene, cromozomi, enzime– Actiune indirecta

Natura leziunilor- ADN

Efecte tisulare

Efecte somatice (piele, leziuni oculare, tesuturi hematopoietice, gonadele)

Efecte fetoembrionare- malformatii grave in primele 3 luni

Efecte geneticeEfecte cancerigene

ZGOMOTULFactori de perturbare a imaginii

- DIAMETRUL FOCARULUI

- RADIATIA DIFUZATA

- MISCAREA

- SUMATIA DE PLANURI

MODUL DE UTILIZARE A IMAGINII MEDICALE

I. ANALIZA FORMEI:1. PERCEPTIA FORMEI

- DISOCIEREA FORMA/FOND- PREGNANTA FORMEI

2. IDENTIFICAREA FORMEI- MOBILITATEA PRIVIRII- RECONSTRUCTIA SPATIALA

II. INTEGRAREA FORMEI:

PERCEPTIE FIZICA + INFORMATII ANTERIOARE + CONEXIUNI = PERCEPTIE MENTALA

TEHNICI DE EXPLORARE RADIO-IMAGSTICA(ex- torace)

1. RADIOSCOPIA2. RADIOGRAFIA3. TOMOGRAFIA PLANA4. KIMOGRAFIA5. TOMOGRAFIA COMPUTERIZATA6. BRONHOGRAFIA7. ANGIOGRAFIA8. SCINTIGRAFIA PULMONARA9. IMAGISTICA PRIN REZONANTA MAGNETICA (IRM)10. PET-CT11. ECOGRAFIA

RADIOSCOPIA

- INCONVENIENTE:- IRADIERE MARE (50-150 radiografii)- PRECIZIE INSUFICIENTA- SUBIECTIVA

- AVANTAJE:- EXPLORARE DINAMICA

1. STANDARD:- POSTERO-ANTERIOARA:

- NORMALA- PENETRATA

- PROFIL:- SIMPLU- CU ESOFAG BARITAT

2. INCIDENTE COMPLEMENTARE:- OBLICE- EXPIR- DECUBIT DORSAL (LA PAT)

LATERAL- IN LORDOZA

RADIOGRAFIA

Radiografie toraco-mediastino-pleuro-pulmonara PA

Radiografie toraco-mediastino-pleuro-pulmonara profil

Esofag baritat incidenta oblica

AVANTAJE:

- REDUCE ZGOMOTUL STRUCTURAL

INCONVENIENTE:

- TIMP LUNG = BOLNAV COOPERANT- IRADIERE MARE (10-15 radiografii)

TOMOGRAFIA PLANA

1. RADIOSCOPIA CONVENTIONALA:

DOZA/MINUT = 50 – 150 RADIOGRAFII

2. RADIOSCOPIA CU AMPLIFICATOR

1/10 DIN CEA CONVENTIONALA

IRADIEREA BOLNAVILOR

IRADIEREA BOLNAVILOR

3. RADIOGRAFIA – CEA MAI PUTIN IRADIANTA, cu conditia

- DURA: KW mare, MA mic

- FOLII DE SENSIBILITATE MARE (PAMANTURI RARE)

- FILME ORTOCHROMATICE: SENSIBIL VERDE

4. TOMO PLANA:

DOZA DE GRAFIE x 10-15 PENTRU O SECTIUNE

BRONHOGRAFIE

- iradianta

- cu lipiodol

TOMOGRAFIA COMPUTERIZATA (CT)

- AVANTAJE:

- SECTIUNI AXIALE, FARA SUMATIE- TOATE DENSITATILE CONCOMITENT- STUDII VASCULARE

- DEZAVANTAJE:- RANDAMENT SLAB PE STRUCTURILE MOBILE in

lipsa sincronizarii cardiace

- IRADIERE MARE IN PROFUNZIME

Utilizeaza razele X

Iradianta

CT- fereastra mediastinala

CT fereastra pulmonara

CT cu contrast iv

ContinatorContinut

CT nativ CT cu contrast iv

MPR VRT

Embolie pulmonara cronica

CT nativ

Angio-CT cu contrast iv artere pulmonare

Angio-CT- circulatie pulmonara

Evaluarea CT a arterelor coronare

ANGIOGRAFIA

1. ANGIOPNEUMOGRAFIA:- INJECTARE IN CORD DREPT

2. ANGIO BRONSICA:- INJECTARE IN ARTERELE BRONSICE,

CIRCULATIE SISTEMICA

Utilizeaza razele X

Iradianta

Injectare de contrast iodat nonionic

Angiografie pulmonara

SCINTIGRAFIA

1. DE VENTILATIE:- XENON 133

2. DE PERFUZIE:- TECHNETIUM 99

Medicina nucleara

Iradianta

ECOGRAFIA

MEDIASTIN SUPERIOR:ABORD SUPRACOSTAL

MEDIASTIN INFERIORABORD INTERCOSTAL

PARASTERNAL CORD DINAMIC, DIAFRAGM

Neiradianta

Achizitii multiplan

ECO cord

Imagistica prin rezonanta magnetica (IRM)

- ACHIZITII IN PLANURI MULTIPLE

- EVALUARE VASCULARA FARA CONTRAST

- DINAMICA INIMII

- STUDII VASCULARE CU CONTRAST IV- CUANTIFICARE FLUXURI SANGUINE

Neiradianta

Camp magnetic: 0,2-3 T

Plan axial

Plan Coronal

Plan Sagital

IRM

Masa mediastinala cu implicarea aortei toracice si trunchiului AP

IRM cu contrast iv

PET-CT

• Tehnica hibrida• Fuziunea de imagini CT si PET FDG (18F-

2fluoro-2deoxi-D glucoza)• Oncologie: tumori primare/ secundare

AJR, 2008

PET CT

Imagistică

1.Ecografie

2.Computer-tomografie

3.Imagistica prin rezonanţă magnetică

Ecografia

• Metodă diagnostică şi terapeutică neinvaziva si neiradianta

• Utilizează radiaţiile ultrasonore

• Ultrasunetele- vibraţii mecanice care se propagă în mediul înconjurător sub formă de unde.

• Proprietăţile ultrasunetelor- amplitudinea- frecvenţa (16KHz-103 MHz);

în ecografia medicală: 2,5-20 MHz- perioada de oscilaţie- intensitatea acustică- viteza de propagare: este diferită f de mediul de propagare; în mediile biologice, valoarea medie- 1540 m/sec

Reprezentarea grafică a undei sonore şi a mărimilor fizice care o caracterizează

Lărgimea de bandă a ultrasunetelor emise de către un transductor cu frecvenţa de 3.5 MHz

Principiul metodei• Este derivat din cel al sonarului dispozitiv utilizat ptr

detectarea submarinelor.

• Ţine cont de modificările suferite de un fascicul de ultrasunete (US) care traversează medii cu proprietăţi acustice diferite.

• La zona de contact dintre 2 medii diferite apar fenomene de: - reflexie

- refracţie- absorbţie ale

undelor incidente- dispersie

• Undele reflectate- ecouri care sunt recepţionate şi decodificate.

Transmisia şi reflexia US la nivelul unei interfeţe

Mediul de propagare

• Sursa de US determină frecvenţa şi perioada fasciculului US incident.

• Viteza de propagare a fasciculului de US depinde de proprietăţile acustice ale mediilor traversate.

• Din punct de vedere acustic mediile de propagare sunt caracterizate de 2 constante:

- impedanţa acustică- coeficientul de atenuare

Apariţia ecourilor

• Ecoul reprezintă semnalul US care apare dacă o parte din energia fasciculului incident se întoarce la emiţător sub formă de fascicul reflectat.

• Condiţii obligatorii:

1. Trecerea prin medii cu impedanţe acustice (Z) diferite;

2. Existenţa fenomenului de reflexie;3. Energia fasciculului să fie suficient de mare pentru a

nu fi complet atenuată;4. Reflecţia să se facă în direcţia receptorului.

(transductorului)

Reflexia este consecinţa unei Z diferite la nivelul interfeţei dintre două medii diferite.

Fenomenul de reverberaţie: interfaţa dintre aer cu orice altă structură determină o reflexie totală a fasciculului incident, ecografic apărând sub forma unei imagini «în coadă de cometă».

- gelul ultrasonografic - din această cauză explorarea ecografică a organelor

ce conţin aer- plămâni, str digestive este imposibilă.

Absorbţia totală: fasciculul de US incident traversează medii cu un coeficient de atenuare foarte mare (os, calcificări); - fenomenul de umbră acustică posterioară sau con de umbră utilizat ca element semiologic.

Artefact în coadă de cometă

Con de umbră posterioară

Transductorul

• Este sursa de US (transductor-sondă): emite/ recepţionează

• Blocuri de cristale ceramice sintetice: utilizează efectul piezoelectric.

- Alegerea transductorului depinde de: - regiunea explorată, - tipul de pacient şi organul ţintă.

• Frecvenţa de emisie a sondei- frecvenţă nominativă.

• Transductori cu frecvenţe de 3,5-5 MHz: – explorarea organelor abdominale;

– Sonde de 5 MHz: în pediatrie.

• Transductori cu frecvenţe de 5-7 MHz: – regiune cervicală, sân, testicul.

• Sondele cu frecvenţe mai mici de 3,5 MHz: – persoanele obeze– explorările organelor profunde.

• În funcţie de forma sondei acestea pot fi:- convexe: cele mai frecvente.

- liniare: pediatrie, obstetrică- ginecologie, intraoperator - radiare: mici, utilizate în cardiologie.

Transductori

• In funcţie de zona explorată există:- sonde de suprafaţă

- sonde endocavitare.

• In gastroenterologie se utilizează transductori miniaturali ataşaţi unui aparat de endoscopie- ecoendoscopia utilă în explorarea tubului digestiv.

• Transductori ptr explorarea endovasculară.

Tipuri de ecografie

• Modul B (brillance-strălucire): fiecărui ecou i se atribuie un punct luminos, luminozitatea fiind proporţională cu intensitatea ecoului.

• Imaginea este bidimensională şi este compusă dintr-o infinitate de puncte de luminozitate diferită.

• Dacă se asociază luminozităţii o scară de gri se obţin imagini bidimensionale, cu o multitudine de nuanţe de gri ce corespund ecourilor recepţionate.

• Imaginea este obţinută în timp real.

Mod B- ecografie hepatică

• Ultrasonografia Doppler utilizează efectul Doppler:

• Permite evaluarea structurilor în mişcare: sânge, jet de urină.

• Există mai multe tipuri de achiziţie Doppler:- continuu

- pulsatil- color

- angio-power Doppler

Unghiul dintre fasciculul ultrasonor şi direcţia fluxului sanguin

Examinarea este optimă în cazul în care unghiul θ este de 0- 20°.

Duplex Doppler

Doppler color

• Power-Doppler: aplicaţie a efectului Doppler– sensibilitate mai mare de detectare a fluxurilor sanguine.

– rol în caracterizarea leziunilor tumorale şi în detectarea

trombozelor vasculare.

• THI (Tissue Harmonic Imaging): – sistemul de amplificare a imaginii prin sistemul

armonic– sensibilitate şi specificitate crescută în evaluarea

tumorală.

• Substanţele de contrast ecografice – Microparticule ce conţin gaz- Sonovue -

îmbunătăţirea performanţelor achiziţiei Doppler.

• Ecografia tridimensională: – detectarea prenatală a malformaţiilor fetale.

Examinarea ecografică

• Pacient à jeun, vezica urinară în repleţie.

• Explorarea tubului digestiv: ingestia de apă (500 ml).

• Gel ecografic între sondă şi tegumente.

• Explorare sistematică a organului ţintă şi a întregii regiuni.

• Permite obţinerea de secţiuni multiplanare.

Ecografia

• Avantaje– neinvazivă – accesibilă– cost scăzut– repetabilă – monitorizare

• Sensibilitate diagnostică limitată pentru – leziunile mici

• Metodă de prima intentie în patologia abdomino-pelvină.– Dg. pozitiv şi diferenţial – Orientare spre o altă metodă de explorare

• Operator şi pacient dependentă!!!

Indicaţiile ecografiei

• Indicaţii de tip diagnostic şi de evaluare postterapeutică:– explorarea organelor abdominale; – explorarea cordului şi vaselor; – sânului, tiroidei şi testiculului; – obstetrica (diagn de sarcină şi patologia fetală);– oftalmologie;– musculoscheletal;– transfontanelară: nou-născuţi, sugari.

• Aplicaţii terapeutice– puncţii citologice, bioptice sub ecograf;– drenaje de colecţii;– nefrostomii;– colecistostomii.

Elemente de semiologie ecografică• Organismul uman: structuri diferite-

– impedanţe şi coeficienţi de atenuare variate.

• Între organe şi diferitele structuri anatomice există limite de demarcaţie: – interfeţe.

• Există structuri:– lichidiene– solide– gazoase

Chist

Aortă, trunchi celiac, VCI

Ecogenitatea normală ficat Ecogenitatea normală RD

Tumoră hepatică Hemangiom hepatic

Litiază VB

aerobilieFenomen de atenuare- CV

Fenomen de reverberaţie

Computer-tomografia

• Permite măsurarea densităţilor diferitelor ţesuturi din organism plecând de la absorbţia razelor X şi de la reconstrucţia unei imagini utilizând diferitele proiecţii transversale.

• Densitate- Hounsfield a definit o scară de densităţi – unde apa corespunde la 0 UH, aerul la - 1000 UH

şi osul la + 1000 UH.

Computer-tomografia

• Metodă imagistică neinvazivă, iradiantă• Diagnostic şi tratament• Metodă densimetrică

• Orice instalaţie CT cuprinde 3 operaţiuni principale necesare obţinerii informaţiei vizuale finale: - achiziţia

- reconstrucţia - postprocesarea

Computer-tomografia spirală

CT în mod spiral a revoluţionat tomodensitometria clasică secvenţială, permiţând :

– explorarea volumetrică a unui organ,

– reconstrucţiile cu secţiuni “ încălecate ” fără a iradia în mod suplimentar pacientul,

– opacifierea cu ajutorul produşilor de contrast iodaţi nionionici a structurilor vasculare în timpul fazei arteriale sau venoase cu obţinerea unei angio-computertomografii (ACT),

– eliminarea efectului de volum parţial.

Fereastră mediastinală Fereastră pulmonară

Fereastră de os; zoom la nivelul corpilor vertebrali toracali

• O imagine vizuală este cu atât mai bogată în informaţii cu cât contrastul imaginii este mai bun.

• Substanţele de contrast iodate sporesc contrastul prin difuziunea acestora în ţesuturi– aplicaţii în diagnostic (studiile vasculare; evidenţierea

tumorilor hipo/ hipervascularizate în raport cu parenchimul sănătos).

• Substanţe de contrast utilizate în CT:– Contrast iodat nonionic injectat iv (1,5 ml /Kg corp)– Contrast oral / clismă (contrast pozitiv):

Gastrografinul

• CT are posibilitatea de a stabili densimetric parametrii ce caracterizează anumite structuri normale şi procese patologice din corpul omenesc.

– Calciul: densitate peste 100 UH.– Apa: densitate 0 sau slab pozitivă (conţinut mineral sau

proteic).– Aerul: cea mai mare valoare negativă de densitate (- 1000

UH).– Grăsimea: densitate negativă (- 20; -100 UH).– Hematomul proaspăt: densitate 60-80UH.– Corpi străini: hiperdensităţi metalice apar sub forma unor

artefacte în imagine cu un aspect specific.

Aer, os, LCR, parenchim cerebral Aer, os, hematom, edem

Grăsimea intra/retroperitoneală şi subcutanată

Axele vasculare ale poligonului Willis

CT cranian cu PCNI

Recon 3D

Artefacte metalice

Artefacte de mişcare

Indicaţiile explorării CT

• Examen de elecţie în anumite cazuri de urgenţe medico-chirurgicale:– embolie pulmonară, – disecţie tip A / anevrism de aortă, – pancreatită acută, – colică renală, – infarct mezenteric, – ischemii/ hemoragii cerebrale…şi – bilanţul politraumatismelor.

• Dimensiunea leziunilor: limită leziuni de 1-2 mm.• Artefactele metalice (proteze metalice, valve cardiace) şi de

mişcare ale pacientului• Diagnostic şi aplicaţii limitate în: patologia cordului, pelvisului,

etajului cervical.

Indicaţiile explorării CT

• Principalele aplicaţii diagnostice:

- patologia SNC- vasculară, tumorală, infecţioasă; - patologia mediastinală; - patologia pleuro-pulmonară (nodulul pulmonar unic vs

multiplii); - patologia organelor parenchimatoase (ficat, pancreas,

splină, rinichi); - patologia spaţiului extraperitoneal;

- patologia vaselor mari; - patologia musculo-scheletală;

• Rol terapeutic:

– Puncţie biposie/ citologică;– Aspiraţii şi drenaje de colecţii, abcese;– Tratament percutanat CHH.

Chist hepatic

Tumora hepatică CC

UHN dreaptă. Leziuni osteolitice vertebrale.Colecţie psoică stg.

Contuzie hemoragică Calcificări periventriculare

Meningiom aripă sfenoidală Pancreatită cronică calcificată

Hematom subdural subacut/ cronic

Tumoră hepatică(HNF)

CT nativ

CT cu contrast iodat iv

Anevrism disecant Ao toracică

Anevrism ACI

Elemente de semiologie CT

• Descrierea leziunii

– Localizare– Topografie: superficială, profundă– Structură: omogenă, heterogenă– Contururi, formă, dimensiuni– Modificări de vecinătate- efect de masă,

edem asupra structurilor adiacente, tractionare.

– Unică/multiplă

Chist interemisferic. Agenezie de corp calosDefect osos frontoparietal

Imagistica prin rezonanţă magnetică (IRM)

• Foloseşte proprietăţile magnetice ale protonilor de hidrogen din corpul omenesc.

• 1H: – 2/3 din atomii organismului;– posedă un moment magnetic intrinsec ridicat;– momentul său magnetic este aliniat pe axa sa de

rotaţie.

• IRM - imagistica protonică.• Metoda neinvazivă, neiradiantă, diagnostic, tratament

Ce este IRM?

• Rezonanţa reprezintă fenomenul de transfer de energie între 2 sisteme ce oscilează la aceeaşi frecvenţă.

• Undele utilizate sunt : unde de radiofrecvenţă -RF (1- 100 MHz)

• Undele de RF sunt emise de antene adaptate (emiţătoare - receptoare)

• Caracteristicile IRM:– Caracter neinvaziv– Reprezentare multiplanară şi tridimensională– Contrast spontan intertisular optim.

• Practic pacientul este introdus într-un câmp magnetic de intensitate crescută (I: 0,1 şi 3 T)

T1

Flair

T2 T2 EG

Posthipofiza Lipom. Agenezie de corp calos

Sânge Vase în EG Neurinom VIII

HIPERSEMNAL

Ischemie cerebel Edem tumoral

Dilataţie CB, VB

HemangiomCHH

Artefacte

• de mişcare (respiraţie, bătăile cordului şi marilor vase)

• de flux• metalice• de deplasare chimică• de susceptibilitate

magnetică• de repliere• de distorsionare a imaginii• fantomă

de fluxde deplasare

chimică

de pulsaţie

Gadolinium

Cavernom portal

Aortă şi emergenţe abdominale

Contraindicaţii

• Absolute:- pacemaker cardiaci- corpi străini feromagnetici

clipuri anevrismaleclipuri vascularecorpi străini intraoculari

valve cardiace metalice, filtre cave,

implante cohleare, - obezii (peste 130

Kg)

• Relative:- femeile însărcinate în I-ul trimestru

- claustrofobii- pacienţii intubaţi,

ventilaţi

Comparaţie IRM-CT

• Avantaje:- Neiradiantă- Secţiuni multiplanare.- Foarte bună rezoluţie în contrast.- Vizualizarea structurilor vasculare fără contrast

(3DTOF, PC).• Limite:

- susceptibilitate la artefactele de mişcare.- evidenţierea hemoragiei recente.- explorare dificilă a structurilor osoase şi

calcificărilor. - explorarea pacienţilor reanimaţi.

INDICAŢII

• În completarea altor metode radioimagistice• De primă intenţie (situaţii particulare, rare- secţiunea

medulară)

• Principalele indicaţii:– SNC– Osteoarticular– Pelvis– Vascular– San– Fetal