ortopanoramica-zoomLa tomografia computerizzata, in radiologia, indicata con l’acronimo TC o CT (dall’inglese computed tomography), è una metodica diagnostica per immagini, che sfrutta radiazioni ionizzanti (raggi X) e consente di riprodurre sezioni o strati (tomografia) corporei del paziente ed effettuare elaborazioni tridimensionali. Per la produzione delle immagini è necessario l’intervento di un elaboratore di dati (computerizzata).

È nota anche come tomografia assiale computerizzata o TAC (in inglese CAT da computed axial tomography). Inizialmente infatti le immagini venivano generate solo sul piano assiale o trasversale, perpendicolare cioè all’asse lungo del corpo, ma oggi con il movimento del gantry, cioè del corpo macchina, si possono acquisire direttamente immagini in coronale. Il vero valore aggiunto delle macchine attuali però è che acquisiscono direttamente un volume intero (acquisizione spirale), cosa che permette più facilmente e con meno spesa biologica le successive ricostruzioni tridimensionali.

Anche se il suo utilizzo peculiare è nel campo della medicina, la TC è utilizzata anche in altri campi, come ad esempio test non distruttivi dei materiali; in questo ambito viene definita Tomografia industriale computerizzata. Un altro esempio è il suo utilizzo in archeologia per ottenere le immagini dei contenuti di sarcofagi o delle mummie.

L’utilizzo della TC in ambito medico è notevolmente aumentato nei due decenni a cavallo tra il XX e il XXI secolo. Si stima che circa 72 milioni di scansioni siano state eseguite solamente negli Stati Uniti nel 2007. Si stima inoltre che lo 0,4% dei casi di cancro attualmente in corso negli Stati Uniti sia dovuto all’esposizione alle radiazioni dei raggi X utilizzati nelle scansioni TC

Il tomografo computerizzato

Esempi di immagini solitamente fornite da una TC: in alto a sinistra la ricostruzione volumetrica, a destra il piano assiale, in basso i piani sagittale e frontale.

L’emettitore del fascio di raggi X ruota attorno al paziente ed il rivelatore, al lato opposto, raccoglie l’immagine di una sezione del paziente; il lettino del paziente scorre in modo molto preciso e determinabile all’interno di un tunnel di scansione, presentando a ogni giro una sezione diversa del corpo. Le sequenze di immagini, assieme alle informazioni dell’angolo di ripresa, sono elaborate da un computer, che presenta il risultato sul monitor.

Tale risultato è costituito da una serie di sezioni non necessariamente contigue di spessore preimpostato: l’insieme delle sezioni ricostruite costituiscono i dati inerenti al volume di scansione che possono essere ricostruiti da un software di rendering tridimensionale per produrre immagini tomografiche di qualsiasi piano spaziale (frontale, sagittale, assiale) o, in alternativa, per ottenere immagini tridimensionali o endoscopiche. Per ottenere le immagini tomografiche del paziente a partire dai dati “grezzi” della scansione (RAW Data) il computer dedicato alla ricostruzione impiega complessi algoritmi matematici di ricostruzione dell’immagine. I processi più importanti per ottenere le immagini dai dati grezzi sono la convoluzione e la retroproiezione o backprojection (trasformata di Radon). Le immagini di partenza di tutte le sezioni vengono normalmente registrate su un sistema di archiviazione (PACS) e le sezioni più importanti vengono talvolta stampate su pellicola. Il rivelatore ad alta efficienza è normalmente costituito da cesio ioduro, calcio fluoruro, cadmio tungstato.

Il tomografo di I generazione si basava sull’emissione di un fascio lineare di raggi X emesso da un tubo radiogeno in movimento di traslazione e di rotazione e rilevato da un rilevatore solidale nel movimento. Il tempo di esecuzione dello studio era dell’ordine dei minuti.

Nel tomografo di II generazione il fascio di raggi X ha una geometria a ventaglio di 20-30º connesso con un gruppo di 20-30 rilevatori: il tempo di esecuzione era ridotto a decine di secondi.

I tomografi di III generazione impiegano un fascio di raggi X a ventaglio di 30-50º che possono comprendere tutta la sezione corporea in esame, attraverso centinaia di rilevatori contrapposti, che compiono una rotazione completa attorno al paziente in 1-4 secondi. Nei primi modelli, ad una rotazione ne seguiva un’altra nel senso inverso, in modo che i cavi di alimentazione ritornassero nella posizione di partenza, senza attorcigliarsi. Tale metodica obbligava all’acquisizione di un solo strato per volta.

Una TAC di pronto soccorso (Ospedale di Ancona Torrette).

I tomografi di IV generazione presentavano sensori fissi disposti circolarmente su tutto l’anello del gantry e sono stati abbandonati. I tomografi moderni derivano da quelli di terza generazione ma hanno una caratteristica fondamentale, quella di acquisire a spirale: nei tomografi a rotazione continua unidirezionale infatti il tubo radiogeno e i rilevatori sono montati su un anello rotante che si alimenta a “contatti striscianti” (slip ring), senza più il problema dei cavi che si attorcigliano. Questa metodica consente l’acquisizione delle immagini in modo continuo: mentre il tavolo che porta il paziente si muove su un piano di scorrimento, i piani di scansione descrivono un’elica attorno al paziente, ottenendo una scansione “a spirale”.

I tomografi spiroidei più comuni compiono una rotazione in più o meno un secondo e consentono un’acquisizione completa di un volume corporeo in 40 secondi – un minuto: questa avviene in un’unica apnea, riducendo gli artefatti di movimento del paziente. I moderni tomografi multistrato possono impiegare anche solo pochi secondi, ottenendo decine di scansioni per ogni singola rotazione. Tomografi superveloci possono consentire lo studio del cuore. Recentemente è stata ideata anche una tecnica che consente l’esecuzione di una vera e propria colonscopia virtuale. Sempre recentemente si assiste alla comparsa di TC con doppio tubo radiogeno, dette “dual source”. Queste TC dispongono per l’appunto di due tubi radiogeni che funzionano a differenti energie; in questo modo, a causa della differente attenuazione dei tessuti sulle radiazioni a energia differente, si riesce ad avere una risoluzione di contrasto migliore.