BIOIMMAGINE
BIOIMMAGINE
Con la dizione bioimmagine, secondo l'accezione mutuata dalla lingua inglese (bioimaging) e ormai entrata nella terminologia medica corrente, s'intende la rappresentazione, a scopo diagnostico e sotto forma di immagini, delle informazioni derivate dall'interazione fra differenti forme di energia e le strutture organiche di un corpo vivente. L'introduzione del termine b. si è resa necessaria a causa dello sviluppo di nuove e sofisticate metodiche diagnostiche, e si pone come definizione più estensiva e complementare rispetto alla dizione ''immagine radiologica'', intesa come immagine diagnostica prodotta mediante l'impiego dei raggi X.
Le fonti di energia utilizzate per l'acquisizione di b. sono di due tipi: interna (naturale e artificiale) ed esterna.
L'interna naturale è la radiazione infrarossa emessa dai corpi viventi e impiegata per ottenere immagini in termografia; l'interna artificiale riguarda sostanze radioattive (radionuclidi) che sono introdotte nell'organismo dall'esterno e si distribuiscono nei diversi organi e apparati; esse sono impiegate in medicina nucleare in genere, nella PET e nella SPECT (v. oltre).
L'esterna può venire prodotta: a) da raggi X, radiazioni ionizzanti impiegate in radiologia convenzionale e tomografia computerizzata; b) da ultrasuoni, utilizzati in ecotomografia; c) da impulsi elettromagnetici a radio frequenza, impiegati in risonanza magnetica.
Per una trattazione più estesa dei principi di funzionamento e delle applicazioni cliniche delle diverse metodiche si veda alla voce radiologia medica (in questa Appendice). Si fa qui riferimento alle modalità di acquisi zione di b. per alcune fra le metodiche più recenti (v. anche bioingegneria, in questa Appendice).
Tomografia computerizzata (TC o TAC). − Utilizza un fascio di raggi X finemente collimato che attraversa, da più angolazioni, il corpo del soggetto in esame e viene rilevato da appositi sensori disposti ''a corona'' intorno al paziente. I segnali raccolti dai sensori vengono inviati, sotto forma di impulsi elettronici, a un calcolatore il quale valuta l'assorbimento dei raggi X in ogni singola unità di volume dello strato corporeo in esame e ricostruisce l'immagine di una singola sezione corporea. L'immagine digitale così ottenuta può essere memorizzata ed elaborata a fini diagnostici.
Ecografia (o Ecotomografia). − È basata sull'interazione fra una forma di energia meccanica, gli ultrasuoni, e le strutture corporee in esame. Gli ultrasuoni prodotti da speciali cristalli piezoelettrici sono parzialmente riflessi dai tessuti corporei e registrati come ''echi'' di ritorno dal cristallo stesso. La rappresentazione grafica di questi ''echi'' avviene assegnando a ciascuna eco di diversa intensità un determinante ''livello di grigio'' (cioè un livello di luminosità), visualizzabile su di un apposito monitor televisivo. Caratteristica importante dell'ecografia è la possibilità di effettuare acquisizioni in tempo reale, visualizzando anche strutture organiche in movimento.
Risonanza magnetica. − Si basa sull'interazione fra impulsi elettromagnetici a radiofrequenza (RF) e i nuclei degli atomi dell'organismo, in particolar modo i nuclei d'idrogeno che, in quanto costituenti dell'acqua, sono presenti in elevata quantità nel corpo umano. I nuclei reagiscono all'impulso RF in quanto sono sottoposti per tutta la durata dell'esame a un campo magnetico costante ad alta intensità. Per ottenere ciò il paziente è collocato all'interno di un voluminoso magnete che determina un allineamento dei nuclei d'idrogeno secondo le linee di forza del campo. L'interazione fra onde RF e atomi allineati determina l'emissione da parte degli stessi di un segnale RF di ritorno, che è direttamente correlato all'intensità del campo magnetico e al numero dei nuclei d'idrogeno presenti nello strato in esame. Anche questa apparecchiatura, come la TAC, utilizza un sistema di elaborazione dell'immagine gestito da un calcolatore elettronico, ma consente di ottenere immagini di sezioni corporee nei diversi piani dello spazio (sagittale, assiale e coronale).
Termografia. − Metodica che utilizza come vettore delle informazioni le radiazioni infrarosse emesse dal corpo umano e rilevate, punto per punto, da un cristallo sensibile all'infrarosso. L'importanza di tale metodica sta nel fatto che differenze metaboliche esistenti tra tessuti sani e patologici (per es. neoplasie) si esprimono attraverso l'emissione locale di calore e quindi attraverso l'emissione di una quantità di radiazione infrarossa superiore al normale.
Tomografia a emissione di positroni (PET). − Recente metodica che consente indagini in vivo della biochimica e del metabolismo corporei. La PET (Positron Emission Tomography) impiega molecole, che l'organismo usa comunemente nei suoi processi funzionali, legate a radionuclidi emittenti positroni e iniettate nell'organismo per valutarne la distribuzione negli organi in cui tali molecole si fissano e per studiarne l'evoluzione nel tempo. Le immagini sono ottenute attraverso particolari apparecchiature, dette tomografi, che rilevano la radiazione emessa dai radionuclidi e la rappresentano sotto forma di sezioni corporee, sempre grazie all'uso di un elaboratore elettronico. In ragione del fatto che visualizza il segnale radioattivo emesso da sostanze biologiche inserite nei processi funzionali dell'organismo, la PET fornisce soprattutto informazioni di ordine funzionale e non morfologico. Notevole importanza sta assumendo la PET nello studio della fisiopatologia cerebrale e cardiaca.
Tomografia computerizzata a emissione di fotone singolo (SPECT). − Tecnica d'indagine medico-nucleare che impiega radionuclidi emittenti singole radiazioni gamma, introdotti dall'esterno nel corpo umano, che si distribuiscono, secondo un'affinità specifica, nei diversi distretti corporei. La possibilità di rilevare, attraverso speciali apparecchiature (le gammacamere ruotanti), le radiazioni emesse dal tracciante utilizzato, permette una visualizzazione morfo-funzionale dell'organo in esame nei diversi piani dello spazio. Questa rappresentazione multiplanare non sarebbe ottenibile con le tecniche medico-nucleari convenzionali, quale per es. la scintigrafia (v. anche nucleare, medicina, in App. IV, ii, p. 610).
Bibl.: G. Cittadini, Manuale di radiologia medica, Genova 1983; P. J. Ell, B. L. Holamn, Computed emission tomography, New York 1982.