Cosa sono le scansioni TC e come funzionano?

Sia che tu stia visitando il pronto soccorso dopo una fuoriuscita violenta dalla tua mountain bike o visitando la tua clinica medica per uno screening di routine del cancro, è probabile che il medico richieda immagini interne per valutare con precisione la tua salute.

Uno dei modi più comuni per acquisire immagini del corpo interno è con una scansione di tomografia computerizzata (TC).

Le scansioni TC, chiamate anche scansioni CAT, utilizzano una macchina a raggi X rotante per creare immagini in sezione trasversale, o 3D, di qualsiasi parte del corpo, secondo l'Istituto nazionale di imaging biomedico e bioingegneria (NIBIB). Forniscono ai medici un modo indolore, non invasivo e veloce per esaminare ossa, organi e altri tessuti interni.

Come funzionano le scansioni TC

Durante una scansione TC, il paziente giace su un tavolo che si muove attraverso un anello a forma di ciambella noto come gantry, secondo il NIBIB. Il gantry è dotato di un tubo a raggi X che ruota attorno al paziente durante la ripresa di stretti fasci di raggi X attraverso il corpo. I raggi X vengono rilevati da rilevatori digitali direttamente di fronte alla sorgente.

Dopo che la sorgente di raggi X ha completato una rotazione completa, un sofisticato computer crea un'immagine 2D di quella fetta del corpo, che in genere varia da 0,04 a 0,4 pollici (da 1 a 10 millimetri) di spessore. Il computer combina quindi diverse sezioni 2D per creare un'immagine 3D del corpo, rendendo più facile per un medico individuare dove esiste il problema del paziente. La scansione stessa richiede in genere meno di 15 minuti a seconda dell'area del corpo sottoposta a imaging.

Per facilitare l'identificazione delle anomalie, al paziente può essere somministrato un mezzo di contrasto. Le soluzioni contenenti materiali di contrasto, come iodio o bario, vengono introdotte nel corpo per via orale, rettale o iniettate direttamente nel flusso sanguigno, a seconda del tessuto bersaglio. I materiali nella soluzione funzionano alterando temporaneamente il modo in cui i raggi X interagiscono con determinati tessuti del corpo, il che fa apparire quei tessuti diversi nell'immagine risultante, secondo la Radiological Society of North America. Il contrasto aiuta i medici a distinguere tra tessuto normale e anormale.

Perché ottenere una TAC

Le immagini della scansione TC aiutano i medici a diagnosticare e individuare infezioni, disturbi muscolari, fratture ossee, cancro, tumori e altre anomalie.

In situazioni di emergenza, le scansioni TC sono strumenti salvavita che consentono ai medici di determinare rapidamente l'entità delle lesioni interne o dell'emorragia interna, secondo la Radiological Society of North America.

Le scansioni TC sono anche vitali nella diagnosi, nel trattamento e nella ricerca del cancro, secondo il National Cancer Institute.

Rischi coinvolti

Mentre le scansioni TC possono essere strumenti vitali per valutare la salute, ci sono rischi associati alla scansione.

A seconda dell'area del corpo sottoposta a scansione, potrebbe esserci il rischio di esposizione alle radiazioni, secondo l'American College of Radiology Imaging Network (ACRIN). I raggi X sono una fonte di radiazioni ionizzanti, che possono danneggiare i tessuti sensibili come gli organi linfoidi e il sangue. Le scansioni TC intorno all'addome non sono consigliate alle donne in gravidanza a causa della possibilità che il feto sia esposto a radiazioni dannose.

Più tempo nello scanner CT può portare a immagini di qualità superiore ma anche a una dose di radiazioni più elevata, che spesso non è necessaria, ha affermato il dottor Phuong-Anh Duong, direttore della tomografia computerizzata e professore associato presso il Dipartimento di radiologia e imaging della Emory University in Georgia. (Una scansione TC della sola area del torace espone il paziente a circa 70 volte la quantità di radiazioni di una radiografia del torace tradizionale, secondo Harvard Health Publishing.)

Duong ha affermato che è importante bilanciare la qualità dell'immagine della scansione TC con la quantità di esposizione alle radiazioni - uno studio che i medici chiamano ALARA, o il più basso ragionevolmente ottenibile.

Ci sono alcuni modi per ridurre l'esposizione alle radiazioni, ha detto Duong. Ad esempio, immagine solo quando necessario e solo la parte del corpo necessaria e utilizza radiazioni a bassa energia e tecnologie più recenti, come rilevatori di raggi X più sensibili.

Occasionalmente, i pazienti potrebbero manifestare reazioni allergiche ai materiali di contrasto, ma le reazioni maggiori sono rare. Se le allergie sono note in anticipo, possono essere somministrati farmaci per ridurre gli effetti del materiale di contrasto, secondo la Radiological Society of North America. Le persone con asma, febbre da fieno, allergie, malattie cardiache o problemi ai reni o alla tiroide sembrano essere maggiormente a rischio di sviluppare una reazione al materiale di contrasto, sebbene i ricercatori non siano ancora chiari sul perché.

Scanner TC di nuova generazione

L'intelligenza artificiale (AI) viene incorporata negli scanner CT per creare immagini migliori con meno radiazioni, ha detto Duong .

All'inizio di quest'anno, i ricercatori dell'Università della Florida centrale hanno incorporato l'intelligenza artificiale in un sistema di scansione TC in grado di rilevare tracce di cancro ai polmoni.

In un altro progresso quest'anno, un gruppo di ricercatori della Icahn School of Medicine del Mount Sinai di New York City ha creato un sistema di intelligenza artificiale che esamina le immagini di scansione TC del cervello. Il sistema è in grado di rilevare problemi, come un ictus, in appena 1,2 secondi. Il team ha pubblicato i suoi risultati sulla rivista Nature Medicine.

Un altro grande balzo in avanti nella tecnologia di scansione TC sono gli scanner TC con conteggio dei fotoni. Questi scanner incorporano un rilevatore che conta e traccia i singoli fotoni dalla sorgente di raggi X e rileva le interazioni dei singoli fotoni. Il risultato è un'immagine più chiara con risoluzione e contrasto migliorati, rispetto alle tradizionali immagini di scansione TC che utilizzano rivelatori ad integrazione energetica per rilevare un gran numero di fotoni alla volta e misurare semplicemente l'intensità. Gli scanner CT con conteggio dei fotoni possono portare a una riduzione delle dosi di raggi X, una migliore differenziazione dei tessuti, una qualità dell'immagine più nitida e una ridotta necessità di materiale di contrasto, ha detto Duong.

Anche le macchine per la TAC stanno diventando più specializzate. Le macchine CT specificamente progettate per la scansione del tessuto mammario forniscono informazioni paragonabili alle mammografie tradizionali, ma senza la necessità di compressione del seno e con un'esposizione alle radiazioni notevolmente inferiore attraverso il torace, secondo il NIBIB.

Le scansioni TC si evolveranno mai al punto da assomigliare a un dispositivo diagnostico portatile come i "tricorder" di "Star Trek"? Non proprio, sebbene esistano scanner CT portatili e mobili, ha detto Duong, come lo scanner CT mobile, montato su furgone, utilizzato da Grady Health System presso la Emory University School of Medicine. Ma le macchine più piccole non sono efficienti come i tradizionali scanner CT ed è difficile proteggere gli astanti dall'esposizione alle radiazioni.

Ulteriore lettura:

• Come si è evoluta la tecnologia CT negli ultimi 50 anni, dalla International Society for Computer Tomography.
• Imaging TC contro raggi X, dalla FDA.
• Maggiori informazioni sulle scansioni TC, dalla Mayo Clinic.