diagnostica per immagini

diagnostica per immagini

diagnòstica per immàgini locuz. sost. f. – Detta anche imaging, è un insieme di metodiche che permettono di diagnosticare, attraverso la formazione di immagini radiologiche nel vivente (bioimmagini), la presenza di uno stato patologico. La diagnostica per immagini è prettamente interdisciplinare e comprende le tecniche che consentono di rappresentare qualitativamente, e in alcuni casi quantitativamente, in vivo, tessuti, funzionalità e fenomeni fisiopatologici del corpo umano. Diverse tecniche, più o meno recenti, hanno contribuito allo sviluppo della diagnostica per immagini e in particolare dell’imaging funzionale, relativo alla funzionalità di organi specifici del corpo umano, in contrapposizione con l’imaging anatomico. Tra tali tecniche, la tomografia assiale computerizzata (TAC), la tomografia a emissione di positroni (PET, Positron emission tomography), l’ecografia, l’imaging mediante risonanza magnetica (MRI, Magnetic resonance imaging) e l’imaging funzionale mediante risonanza magnetica (fMRI, Functional Magnetic resonance imaging; v. ), l’elettroencefalografia (EEG) e la magnetoencefalografia (MEG; v. ), la magnetocardiografia (MCG) e la magnetocardiografia fetale (fMCG, fetal MCG), la spettroscopia e l’imaging infrarosso (NIRS, Near infrared spectroscopy, NIRS, v. ; functional Infrared imaging, fIRI).

TAC. – Tra la fine del 20° e l’inizio del 21° sec. la tecnologia TAC ha subito un’importante innovazione con l’introduzione della scansione con geometria a spirale e di sistemi multipli di rilevamento del fascio radiogeno emergente dal corpo del paziente, che hanno consentito l’acquisizione di immagini multistrato. La TAC spirale multistrato ha aperto nuove prospettive di studio bidimensionale, tridimensionale e dinamico, in particolare la tecnica angio-TAC per lo studio di distretti vascolari arteriosi di torace, addome, collo, arti inferiori e cuore (coronaro-TAC). L’elevata velocità della TAC spirale multistrato consente lo studio multiplanare di tutto il corpo in poche decine di secondi, risultando molto vantaggiosa per l’esame dei pazienti politraumatizzati.

Ecografia. – In questo settore, oltre alla recente introduzione di tecniche particolari, come il duplex doppler e il power doppler, sono stati realizzati mezzi di contrasto con microbolle gassose per via endovenosa, utili soprattutto per le informazioni sul distretto vascolare, quando sono usati con la tecnica ecocolordoppler. Ancora più recente è l’ecografia 3D, che fornisce informazioni nettamente superiori a quelle dell’ecografia tradizionale per la visualizzazione del feto.

MRI. – Questa tecnica utilizza, per la formazione delle immagini, l’interazione risonante tra il momento magnetico dei protoni, polarizzati in un campo magnetico applicato, e un’onda elettromagnetica a radiofrequenza. L’efficacia della MRI rispetto alle altre tecniche sta nel fatto che le immagini non rappresentano proprietà intrinseche dei tessuti (per es., la densità), bensì configurazioni di magnetizzazione appositamente create durante l’eccitazione. Ciò conferisce alla MRI una grandissima versatilità che le permette di realizzare immagini di tipo diverso evidenziando caratteristiche anatomiche specifiche. Inoltre, la MRI visualizza alcuni aspetti della fisiologia dei tessuti, e in particolare fornisce immagini funzionali del cervello.

NMR. – Mentre da un lato si realizzano degli strumenti a campo intenso, dall'altro si cerca di effettuare la risonanza magnetica nucleare (Nuclear magnetic resonance, NMR) a campi molto deboli. Ciò è possibile mediante l’uso degli SQUID (Superconducting quantum interference device), la cui elevata sensibilità permette di misurare il segnale NMR di un piccolo campione in un campo magnetico applicato molto debole. Non si tratta ancora di una tecnica di diagnostica per immagini, ma ne è la premessa. La possibilità di effettuare la risonanza magnetica a basso campo consentirà di ridurre i costi della strumentazione e di realizzare macchine aperte, permettendo così l’accesso a questa tecnica anche ai pazienti per i quali il forte campo magnetico, o problemi di claustrofobia, sono una controindicazione.

Integrazione multimodale. – Con questo termine si intende la ricerca sui metodi e sulle applicazioni della fusione di immagini ottenute con tecniche diverse, che ha dato ottimi risultati nell’ambito dell’imaging funzionale del cervello (v. ). Un altro derivato dell’integrazione multimodale con importanti sviluppi futuri è l’imaging microscopico e macroscopico. Le crescenti conoscenze sul ruolo fisiopatologico di particolari geni o proteine, unite a nuovi metodi per tracciarli producendo segnali rilevabili all’esterno del corpo, stanno permettendo la visualizzazione e la quantificazione di processi biologici specifici in modo non invasivo. L’insieme di queste procedure è detto imaging molecolare. L’integrazione dell’imaging funzionale (che visualizza fenomeni su scala sistemica) e di quello molecolare è ancora in fase preliminare, ma consentirà di collegare dati sul genoma e sul proteoma con dati sulla fisiopatologia. Un altro esempio di tecniche integrate riguarda la MRI con traccianti paramagnetici specifici, non radioattivi, introdotta agli inizi del 21° secolo. Essa potrebbe in futuro fornire dati complementari a quelli ottenuti con la PET. Si ha poi l’integrazione delle informazioni strutturali ottenute dalla TAC con quelle metabolico-funzionali ottenute dalla PET e dalla SPECT (Single photon emission computerized tomography) – particolarmente vantaggiosa in oncologia – e la combinazione delle informazioni strutturali e funzionali della MRI con quelle biochimiche metaboliche della PET. Sono già stati realizzati i primi prototipi sperimentali PET-MRI.

MCG. – In questa tecnica gli SQUID misurano le variazioni di campo magnetico associate all’attività elettrica spontanea del cuore. Questi segnali sono circa 100 volte più intensi di quelli generati dall’attività cerebrale, ma comunque molto deboli. L’impiego di sistemi multicanale garantisce il monitoraggio delle variazioni di campo su un piano parallelo al torace del paziente, con una registrazione bidimensionale che permette, integrando con tecniche di imaging anatomico come la risonanza magnetica (RM), la localizzazione precisa dei siti di aritmia focale e la diagnosi precoce di ischemia cardiaca.

fMCG. – È l’applicazione della MCG allo studio del cuore fetale. I segnali sono più deboli di circa due ordini di grandezza e vanno analizzati con tecniche molto avanzate per separare il segnale cardiaco fetale da quello materno e dal rumore magnetico ambientale, e per ricostruire l’attività elettrofisiologica cardiaca del feto nel tempo e su un piano parallelo all’addome materno. La possibilità di ricostruire e analizzare segnali magnetocardiografici fetali mono- e bidimensionali, e la loro insensibilità alle proprietà elettriche della vernix caseosa che avvolge il feto durante l’ultimo trimestre di gravidanza, determinano le maggiori potenzialità diagnostiche della fMCG rispetto alle tecniche normalmente usate in clinica (ecocardiografia, cardiotocogramma ed elettrocardiogramma fetale). La fMCG rileva e caratterizza varie patologie cardiache fetali. È dunque possibile effettuare diagnosi di aritmie e ipertrofie cardiache e monitorare la crescita intrauterina, rilevare difetti congeniti del cuore e informazioni utili al monitoraggio dello sviluppo neuronale del feto. Infine, è anche possibile distinguere i segnali cardiaci dei due feti in gravidanze gemellari, con grande vantaggio in casi di gravi patologie come la sindrome di trasfusione gemello-gemello.

Imaging infrarosso biomedico. – Nell’imaging termico (fIRI) si sfrutta la naturale emissione termica del corpo per produrre mappe della distribuzione della temperatura del corpo stesso o di sue parti. La novità più importante è l’introduzione di dispositivi per l’imaging digitale, estremamente sensibili, ad alta risoluzione spaziale e temporale, di derivazione militare. Tali dispositivi registrano in tempo reale, senza contatto e in maniera non invasiva, le minute variazioni di temperatura spontanee o indotte da stimoli controllati, permettendo quindi l’imaging funzionale dei processi termici e la loro descrizione mediante modelli biofisici, da cui si ricavano parametri diagnostici quantitativi. Tra le applicazioni più significative e promettenti: il monitoraggio di alcune funzioni autonomiche (riflesso sudomotorio e controllo vascolare periferico, impiegati nella nuova generazione di macchine della verità e in psicometria) e l’assistenza chirurgica intraoperatoria, ossia la visualizzazione in tempo reale dei processi di rivascolarizzazione e riperfusione dei siti d’interesse.

Neuroimmagine. – Questo settore sta conoscendo un notevole sviluppo. Per una trattazione v. .