Articoli


Diagnostica radiologica di ultima generazione: Cone Beam

in Articoli, Benessere e piaceri

Clicca per ingrandire

La tecnologia Cone Beam (CBCT), di cui si sente oggi parlare sempre di più in campo odontoiatrico, non è altro che l’applicazione di una nuova tecnica di Tomografia Assiale Computerizzata (TAC, ora denominata CT) dedicata allo studio del massiccio facciale, specie delle arcate dentarie.

L’avvento di questa tecnologia è dovuta da una parte all’avanzamento del digitale, dall’altra allo sviluppo delle nanotecnologie che hanno portato alla realizzazione di pannelli detettori evoluti. Il Cone Beam utilizza un fascio di raggi X a forma conica, che permette di intercettare un ampio volume di tessuto. Il risultato è in primis la notevole riduzione di dose al paziente nei confronti della TAC convenzionale (Dentascan). Vantaggi ulteriori sono dimensioni e costi ridotti. Va pure considerata l’assenza di qualsiasi distorsione a prescindere dai piani di taglio.

L’applicazione più comune è nel settore dell’implantologia, per valutare le caratteristiche dell’osso alveolare interessato. Ma è molto utile in chirurgia orale e maxillo-facciale, come anche in ortodonzia. Per merito dell’acquisizione tridimensionale (3D) si ottengono maggiori informazioni anatomiche rispetto al telecranio, bidimensionale (2D).

Ma ci saranno sviluppi applicativi anche in otorinolaringoiatria, specie nei bambini, dove è particolarmente importante la riduzione della dose.

Il milliamperaggio, da 5 a 8 in CB contro 80-120 in CT, la dice tutta. La dose al paziente risulta superiore alla panoramica, ma molto inferiore alla CT (dosi 3-8 volte inferiori nelle CT moderne, fino a 20 volte in quelle meno recenti).

Possiamo dire che nel prossimo futuro assisteremo ad una diffusione notevole del CB, facile da usare, duttile, con meno dosi e meno oneri,

Per avere un’idea delle dosi in gioco con le varie tecniche, osserviamo le dosi efficaci relative (IAEA 2010):

Esame intraorale                                  1-8 µSv

Esame panoramico                              4-30

Esame cefalometrico                            2-3

Esame CBCT (piccoli volumi)  34-652

Esame CBCT (grandi volumi)  30-1079

Una mammografia comporta una dose di circa 400 µSv; una TC convenzionale può arrivare a 4 mSv.

Per avere un’idea delle dosi, consideriamo che una settimana in alta montagna comporta una dose da radiazioni naturali di circa 50 µSv; un viaggio Roma – New York 100 µSv. Ciò per il fatto che viene a mancare il filtro ai raggi cosmici dell’atmosfera, filtro che è più denso sotto la quota di crociera.

Secondo uno studio della NASA, in un volo polare da Chicago a Pechino la persona è esposta ad una dose equivalente a 20 radiografie del torace. Durante le esplosioni solari l’esposizione può aumentare anche di 100 volte.

Come con la TC multislice, la tecnologia Cone Beam consente una visualizzazione 3D di un volume nel cranio con un FOV (Field of View) di ampiezza diversa da apparecchio ad apparecchio.

La differenza fondamentale del CBCT rispetto alla TC consiste nelle geometria del fascio fotonico. Nella TC il fascio è collimato (fan beam o fascio a ventaglio); nel CB è conico (cone beam).

Ovviamente il sistema di rilevazione digitale è collocato davanti alla sorgente, caratterizzata da una macchia focale ridotta (dell’ordine di 0,5 mm).

Nella CT il paziente si muove assialmente mentre il gruppo sorgente-rilevatori ruota intorno. Nel CBTC la sorgente esegue un’unica rotazione (da 180° a 360°) sul piano assiale di interesse. Il paziente è statico, in posizione eretta o seduta. Ciò grazie all’ampiezza del fascio RX.

La geometria del fascio determina un aumento notevole della radiazione diffusa sui rilevatori, che può essere anche oltre 3 volte maggiore del segnale. Il che produce un sensibile rumore di fondo.

I rivelatori nei CB sono pannelli a scintillazione (in CT in genere detettori ceramici), che producono immagini a maggiore risoluzione spaziale. Sia pure che i pannelli a scintillazione hanno una limitata risoluzione temporale, con conseguente degrado dell’immagine. Il tutto comporta bassa velocità di acquisizione immagini (diversi secondi), mentre in CT la rivoluzione completa del complesso tubo-detettore avviene in 0,3 s. Anche la risoluzione dinamica non è paragonabile a quella dei ceramici.

In definitiva la qualità dell’immagine in CB comporta migliore risoluzione spaziale, minore risoluzione temporale, maggiore rumore (a cui contribuisce anche il basso valore della corrente).

Il risultato è la limitata risoluzione di contrasto rispetto alla TC, con conseguente freno nelle applicazioni in cui è importante l’analisi dei tessuti molli.

Dobbiamo dire però che in taluni ambiti, come lo studio dell’orecchio interno, è di fondamentale importanza l’elevata risoluzione spaziale.

A ciò si aggiunge  il vantaggio della minore dose erogata rispetto alla TC.

Nella TC l’emissione è continua. Nel CB è in genere pulsata. Per cui il tempo effettivo di emissione  diventa dell’ordine, in genere, di 6 secondi. Nel caso di emissione continua i tempi sono paragonabili a quelli dell’ortopantomografo.

I dati di densità tessutale vengono inseriti in una matrice di elementi in cui viene suddiviso il FOV.

CBCT ibrido: è un ortopantomografo digitale, con eventuale braccio cefalometrico, provvisto di sensori 2D e di un sistema dettetore (flat panel) di dimensioni mediamente di 8×5 cm o superiori. Il tubo radiogeno è dotato di collimatori variabili per l’impostazione di un fascio conico ed una forma d’onda pulsata (o continua). Con ciò si ottiene un Cone Beam.

Un’altra categoria di macchine possiede unicamente un flat panel e un sistema di collimazione per fascio conico o per fascio sottile (OPT), che va a interessare solo una parte (in genere centrale) del flat panel.

Le apparecchiature CB, quindi, hanno un aspetto simile all’ortopantomografo, di cui in genere comprendono le funzioni di OPT. Rispetto alla CT convenzionale richiedono una protezionistica molto più semplice.

Protezionistica: in CB va considerata solo la radiazione secondaria (diffusa e di fuga) dal momento che il fascio primario viene attenuato dal recettore di immagine a valori di molto inferiori alla radiazione diffusa dal paziente.

Per il progetto settimanale P, si ritiene cautelativo osservare le Raccomandazioni IPEM 2002 (Istituto inglese di Fisica in Ingegneria e Medicina – appendice 11) che lo danno a 6 µSv/settimana. Tale valore porta a valori di kerma in aria, negli ambienti confinanti con la sala radiologia, non superiori, di norma, a 0,3 mSv/anno (frazione del limite per la popolazione di 1 mSv/anno).

Zona controllata: a causa dei livelli di radiazione diffusa all’interno della sala RX in genere maggiori rispetto all’endorale o all’OPT, viene raccomandato di classificare l’ambiente come zona controllata (Guide tecniche HPA- Health Protectioni Agency – britannica ed altre).

Il limite di dose annua per l’operatore classificato “non esposto” è fissato in 1 mSv. Questo è l’obiettivo di legge. Ma nella pratica operativa dovranno essere poste in atto tutte le metodiche ragionevolmente attuabili per la diminuzione della dose (principio ALARA). Anche se , nel caso di endorali o OPT, la “Radiation Protection 136” stabilisce che l’operatore, in assenza di barriere, si collochi ad una distanza minima di 1,5 m dal paziente, defilandosi dal fascio diretto.

Per un apparecchio CB, sempre in assenza di barriere, con un carico di 20 scansioni alla settimana, la minima distanza operativa dovrebbe essere di 6,5 m (HPA 2010). Per cui, di fatto, dovrebbe portarsi al di fuori della sala.

La dosimetria individuale non è obbligatoria. Ma è utile istituirla per un adeguato periodo di tempo in fase iniziale (per esempio un anno), al fine di verificare ulteriormente la situazione radioprotezionistica.

Note:

Dose assorbita D: corrisponde all’energia assorbita per unità di massa (Gy).

Dose equivalente H: è la dose assorbita in un tessuto o organo, ponderata in  base al tipo e alla qualità della radiazione (Sv).

Dose efficace E: è la somma ponderata delle dosi equivalenti ai vari organi e tessuti (Sv). Esempi di fattori di sensibilità: gonadi 0,20; midollo osseo 0,12; tiroide 0,05, ecc.

In TC vengono valutate le due grandezze seguenti:

–          Computed Tomography Dose Index CTDI: è l’integrale lungo una linea parallela all’asse di rotazione z del gantry (corpo macchina) del profilo di dose D (z) per un singolo strato, misurato in aria libera o in fantoccio, diviso per lo spessore nominale T delo strato.

–          Dose Lenght Product DLP: è un indice di dose che somma tutti i parametri di un intero esame (mGy.cm).

FOV (Field of View) è l’ampiezza dell’area esposta ai raggi X; in CBCT è piccola e si limita alla zona di interesse

Seleziona il Social Network in cui vuoi condividere la pagina:

Grazie per il tuo apprezzamento :)

La tua valutazione ci permette di fornire informazioni sempre più approfondite.