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Radiologia Digitale, Computed Radiography e Digital Radiography

Informazioni tesi

  Autore: Domenico Di Francesco
  Tipo: Laurea liv.I
  Anno: 2003-04
  Università: Università degli Studi di Pisa
  Facoltà: Medicina e Chirurgia
  Corso: Tecniche di radiologia medica, per immagini e radioterapia
  Relatore: Davide Caramella
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 67

Negli ultimi decenni la diagnostica per immagini ha avuto uno sviluppo straordinario strettamente connesso allo sviluppo tecnologico e in particolare alle tecnologie digitali. Nuove metodiche di imaging medicale si sono aggiunte a supporto della diagnosi clinica. Nuovi rivelatori e nuove tecniche sono state introdotte a partire dagli anni 70 portando un notevole contributo agli studi funzionali e morfologici biomedicali. Tra le metodiche supportate dalle tecnologie digitali che si sono affermate negli ultimi decenni ricordiamo: la Tomografia Computerizzata (CT), l’Ultrasonografia (US), la Digital Subtraction Angiography (DSA), la Tomografia Computerizzata ad Emissione di Singolo Fotone (SPECT), la Tomografia ad Emissione di Positroni (PET), la Risonanza Magnetica Nucleare (RM) e la Risonanza Magnetica Nucleare a Spettroscopia (MRS). La radiologia proiettiva in particolare, ha avuto un imponente apporto tecnologico nei primi anni 80’ con l’introduzione della Computed Radiography (CR) basata sui cosiddetti fosfori a memoria. La Computed Radiography è oggi una validissima alternativa al sistema tradizionale “schermo di rinforzo-pellicola”. Infine negli ultimi anni sono stati sviluppati sofisticati sistemi di imaging radiologico ad acquisizione diretta: la Digital Radiography (DR). Con questo termine sono designate un insieme di tecnologie di imaging radiologico diverse tra loro. I sistemi DR possono essere a conversione diretta o indiretta di energia e possono impiegare le tecnologie Flat Panel (FP) a Matrice Attiva (AMA), i Thin Film Transistor (TFT), le proprietà del silicio amorfo (a-Si) o dei fotoconduttori al selenio amorfo (a-Se). Tutte queste tecniche sono accomunate dalla eliminazione della manipolazione di cassette radiografiche.
Lo sviluppo e l’implementazione di sistemi informativi di supporto quali il RIS (Radiology Information System), lo HIS (Hospital Information System) e di archiviazione, PACS (Picture Archiving an Communications Systems) hanno dato alla radiologia gli strumenti dell’archiviazione elettronica e della trasmissione dei dati a distanza. Infine nei primi anni 90’ e stato definito il protocollo DICOM 3 (Digital Image Communication in Medicine)
che ha stabilito il formato digitale universale per la codifica e la comunicazione delle immagini medicali, ponendo ordine nella torre di babele dei formati proprietari delle diverse case costruttrici.

Il grande vantaggio della radiologia digitale rispetto a quella convenzionale è individuabile nel fatto che l’acquisizione dell’immagine, la rivelazione dell’immagine latente, la visualizzazione, documentazione e archiviazione dell’esame sono processi separabili e quindi singolarmente ottimizzabili. Nella radiologia analogica invece – cosi chiamata in contrapposizione a quella digitale – questi momenti sono concatenati in un unico processo e con limitate possibilità di interventi migliorativi. La grande flessibilità dei sistemi digitali consente di intervenire sulle singole fasi di produzione di una esame diagnostico con il fine di ottenere un elevato rapporto tra qualità di immagine e dose al paziente.

L’ampia latitudine di esposizione e la linearità di risposta ai raggi X dei sistemi digitali restituiscono una grande tolleranza in esposizione permettendo di ridurre il numero di acquisizioni ripetute per esposizione inadeguata. Questo insieme alla possibilità di elaborare l’immagine digitale in modo da aumentarne il rapporto segnale rumore, produce una riduzione della dose al paziente. Il post processing mediante algoritmi di elaborazione rende possibile qualsiasi trasformazione dell’immagine migliorandone l’interpretabilità e la sua valenza diagnostica. Sono possibili operazioni di zooming, windowing, misurazioni di distanze, regolazione di luminosità, contrasto e esaltazione dei contorni.
I sistemi per radiografia digitale, specialmente se inseriti in un contesto “tutto digitale”, risolvono le problematiche legate al flusso di lavoro e alla produttività con conseguenze ricadenti sul più veloce smaltimento delle liste di attesa, minore tempo di attesa del paziente in sala diagnostica, abbattimento dei costi per apparecchiature e personale sanitario.
Inoltre l’alta integrabilità tra le apparecchiature e i sistemi informatici RIS, HIS e PACS rende facile e affidabile l’archiviazione e il richiamo delle immagini. Lo sviluppo delle reti informatiche su area vasta rende possibile il teleconsulto e la telediagnosi (teleradiologia). Grandi volumi di dati possono essere conservati in archivi digitali con piccolo ingombro fisico. Infine l’eliminazione dei chimici di sviluppo e fissaggio risolve le problematiche ambientali e di smaltimento rifiuti ad essi correlate.

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1. INTRODUZIONE ALLA RADIOLOGIA DIGITALE. Negli ultimi decenni la diagnostica per immagini ha avuto uno sviluppo straordinario strettamente connesso allo sviluppo tecnologico e in particolare alle tecnologie digitali. Nuove metodiche di imaging medicale si sono aggiunte a supporto della diagnosi clinica. Nuovi rivelatori e nuove tecniche sono state introdotte a partire dagli anni 70 portando un notevole contributo agli studi funzionali e morfologici biomedicali. Tra le metodiche supportate dalle tecnologie digitali che si sono affermate negli ultimi decenni ricordiamo: la Tomografia Computerizzata (CT), l’Ultrasonografia (US), la Digital Subtraction Angiography (DSA), la Tomografia Computerizzata ad Emissione di Singolo Fotone (SPECT), la Tomografia ad Emissione di Positroni (PET), la Risonanza Magnetica Nucleare (RM) e la Risonanza Magnetica Nucleare a Spettroscopia (MRS). La radiologia proiettiva in particolare, ha avuto un imponente apporto tecnologico nei primi anni 80’ con l’introduzione della Computed Radiography (CR) basata sui cosiddetti fosfori a memoria. La Computed Radiography è oggi una validissima alternativa al sistema tradizionale “schermo di rinforzo- pellicola”. Infine negli ultimi anni sono stati sviluppati sofisticati sistemi di imaging radiologico ad acquisizione diretta: la Digital Radiography (DR). Con questo termine sono designate un insieme di tecnologie di imaging radiologico diverse tra loro. I sistemi DR possono essere a conversione diretta o indiretta di energia e possono impiegare le tecnologie Flat Panel (FP) a Matrice Attiva (AMA), i Thin Film Transistor (TFT), le proprietà del silicio amorfo (a-Si) o dei fotoconduttori al selenio amorfo (a-Se). Tutte queste tecniche sono accomunate dalla eliminazione della manipolazione di cassette radiografiche. Lo sviluppo e l’implementazione di sistemi informativi di supporto quali il RIS (Radiology Information System), lo HIS (Hospital Information System) e di archiviazione, PACS (Picture Archiving an Communications Systems) hanno dato alla radiologia gli strumenti dell’archiviazione elettronica e della trasmissione dei dati a distanza. Infine nei primi anni 90’ e stato definito il protocollo DICOM 3 (Digital Image Communication in Medicine) che ha stabilito il formato digitale universale per la codifica e la comunicazione delle immagini medicali, ponendo ordine nella torre di babele dei formati proprietari delle diverse case costruttrici. Il grande vantaggio della radiologia digitale rispetto a quella convenzionale è individuabile nel fatto che l’acquisizione dell’immagine, la rivelazione dell’immagine latente, la visualizzazione, documentazione e archiviazione dell’esame sono processi separabili e quindi singolarmente ottimizzabili. Nella radiologia analogica invece – cosi chiamata in contrapposizione a quella digitale – questi momenti sono concatenati in un unico processo e con limitate possibilità di interventi migliorativi. La grande flessibilità dei sistemi digitali consente di intervenire sulle singole fasi di produzione di una esame diagnostico con il fine di ottenere un elevato rapporto tra qualità di immagine e dose al paziente. L’ampia latitudine di esposizione e la linearità di risposta ai raggi X dei sistemi digitali restituiscono una grande tolleranza in esposizione permettendo di ridurre il numero di acquisizioni ripetute per esposizione

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Parole chiave

active matrix flat panel imager
campionamento e quantizzazione
ccd, charge coupled devices
computed radiography
controlli di qualità
convertitori analogico digitali
curva caratteristica
curve sensitometriche
digital radiography
digitalizzazione a conversione diretta e indirett
digitalizzazione diretta e indiretta
direct photon counting
efficienza quantica di rivelazione
elaborazione delle immagini
flat panel con schermo scintillatore
fosfori fotostimolabili a memoria
fotoconduttori
funzione di trasferimento della modulazione
luminescenza foto-stimolata
photostimulable phosphor plate, psp
risoluzione spaziale
sistemi filmless
tavole di look up
thin film transistors

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