Tag: medicina

Evoluzione della Tomografia Computerizzata: dal 1967 al 2019 e oltre

Le grandi innovazioni non restano mai statiche nel tempo. Era inevitabile dunque che anche la Tomografia Computerizzata si evolvesse dal prototipo presentato da Hounsfield nel 1967, soprattutto grazie all’incredibile sviluppo tecnologico e digitale che ha caratterizzato la seconda metà del XX secolo [1].

Il primo TC scanner fu inventato da Godfrey Hounsfield nel 1967 e nel 1973 i primi scanners furono installati negli Stati Uniti. Sempre negli anni ’70 un grande passo avanti viene compiuto da Robert S. Ledley, che inventa l’ACTA – Automatic Computerized Transverse Axial – il primo TC scanner per l’intero corpo [2]. E’ il suo design che diventerà la base per i moderni TC scanners. Dagli anni ’90 in poi si sono susseguite ben quattro generazioni di scanner, ognuna con particolari caratteristiche e proprietà [3].

La prima generazione, a cui apparteneva l’originale scanner di Hounsfield, sfruttava due rivelatori che acquisivano tramite raggi X due immagini in contemporanea. I rivelatori venivano poi spostati e ruotati di circa 1° per volta, per poter acquisire la proiezione successiva. Tale metodo richiedeva delle tempistiche elevate per l’acquisizione dell’immagine finale (fino a 30 minuti) e produceva delle figure di bassa qualità, anche se comunque in grado di rappresentare l’anatomia del paziente molto meglio dei metodi preesistenti.

La seconda generazione sfrutta invece ben 30 rivelatori, coprendo un angolo di circa 10° e permettendo di ridurre notevolmente le tempistiche di acquisizione dell’immagine. Come gli scanners di prima generazione, era in grado di riprodurre solo una “fetta” del corpo esaminato per volta – single slice.

Nella terza generazione si assiste ad un’ulteriore evoluzione: a ruotare per acquisire le immagini non sono solo i rilevatori ma è anche il tubo dei raggi X. La proiezione viene ora costruita tramite le immagini acquisite da 700-900 rilevatori, che ruotano a spirale intorno al corpo – non più quindi, tramite l’accumulazione di misurazioni sequenziali.
Questa generazione è la più utilizzata tuttora e nel 2012 una rotazione a 360° del sistema richiedeva solamente 0,27 secondi.

Il meccanismo della quarta generazione, infine, permette solamente al tubo dei raggi X di ruotare, mentre i rivelatori sono statici. Ciò permette di effettuare delle rotazioni estremamente veloci, aumentando tuttavia i costi del sistema e facendo insorgere altre problematiche (come l’impossibilità di utilizzare dei collimatori per eliminare le radiazioni sparse e quindi ottenere un’immagine di qualità).
Per questi motivi i progetti di scanner di quarta generazione sono attualmente abbandonati.

Una pietra miliare dell’evoluzione della TC è sicuramente lo sviluppo, intorno al 2007, di una nuova generazione di scanner in grado di “fotografare” il cuore o le arterie coronarie durante il battito, in meno di un secondo. Ciò è stato possibile grazie all’introduzione dei cosiddetti area detectors, rivelatori di grandezza maggiore in grado di coprire interi organi (come per l’appunto il cuore).

Negli ultimi anni la ricerca sembra perseguire principalmente due obiettivi: la riduzione delle radiazioni emesse, e lo sviluppo di scanners di dimensioni ulteriormente ridotte tramite l’applicazione delle nanotecnologie [4, 5]. In particolare la Nano-TC permette di avanzare nello studio dei tessuti ossei e muscolari e espande notevolmente le prospettive di ricerca – ad esempio in campo odontoiatrico o neuro-patologico (citiamo a tal riguardo la recente ricerca di un gruppo di scienziati giapponesi sullo studio post-mortem di pazienti affetti da schizofrenia) [6].

Risorse:

Diffusione della TC nella società

Dalla sua introduzione nel 1974, la presenza di macchinari adibiti alla TC in tutto il mondo è aumentata esponenzialmente; ad esse si può accedere in 3 diverse modalità, in base alla necessità:

  • Alcuni macchinari sono sedentari, sono assegnati a specifici ospedali e vi si può accedere richiedendolo all’ente stesso;
  • Altri sono mobili, spesso acquisiti da società di servizi sanitari. Il servizio viene offerto ad un prezzo variabile in base alla nazione e ad altri fattori e si spostano in determinate macroaree, permettendo di raggiungere territori più isolati e privi di adeguate strutture assistenziali;
  • Infine, altri sono posseduti da privati o destinati a ricerche, studi accademici e non aperti al pubblico se non eccezionalmente.

Nel seguente grafico è riportata la frequenza di utilizzo della tomografia computerizzata per eseguire scansioni nello stato americano della California tra il 1974 e il 1981 [1]:

Fonte: US Food and Drug Administration

Nel 1977, 200 milioni di dollari erano stati spesi dai cittadini americani per effettuare scansioni usando la TC [2]. Nonostante il costo elevato, la spesa media per trattare determinate patologie in cui questa innovazione veniva applicata rimase pressoché invariata in quanto l’anticipazione della diagnosi permetteva di intervenire prima sul problema e intraprendere un percorso maggiormente consapevole. In particolare, si dimostrò fondamentale nella rilevazione di tumori intracranici, con un’affidabilità del 96% rispetto all’84% dei radionuclidi (i quali erano molto più nocivi a causa dell’elevata radioattività).

La quantità di angiografie – l’osservazione di vasi sanguigni o linfatici – eseguite è diminuito a seguito dell’introduzione della TC. In uno studio condotto precedentemente vi si faceva ricorso nel 36% delle malattie circolatorie, mentre in altri due studi successivi solamente nel 20% e 16% dei casi [3].
Per lo studio delle emorragie gli angiogrammi sono superflui e non eseguendoli si abbassa considerevolmente il costo delle terapie e l’impatto sulla sanità pubblica.

Ciò nonostante, l’utilizzo della TC non sempre si dimostra essere efficiente: in casi di emicranie e mal di testa cronici vi si fa ricorso per ricercare la presenza di tumori encefalici. L’uso improprio che se ne fa non permette di risparmiare ma al contrario genera consumi superflui: mentre i mal di testa sono infatti frequenti, i tumori a cui spesso sono erroneamente attribuiti si manifestano sporadicamente. White stima nel 1976 che ogni anno almeno 16 milioni di visite dal medico negli Stati Uniti  sono causate da tali sintomatologie, mentre solo 6300 pazienti sono ricoverati per tumori cerebrali [4].

Ricerche di tomografia computerizzata su google nel 2019

Risorse:
– [1] Peddecord, K. (1984). Utilization of Hospital-Based Computed Tomography Scanning in California. Medical Care,22(9), 863-870. Retrieved from www.jstor.org/stable/3764612
– [2] Larson, E., & Omenn, G. (1977). The Impact of Computed Tomography on the Care of Patients with Suspected Brain Tumor. Medical Care,15(7), 543-551. Retrieved from www.jstor.org/stable/3763623
– [3] Larson, E., Margolis, M., Loop, J. Impact of computed tomography on utilization of cerebral angiograms. 1977/08/01. 1, 3, 129. AJR. American Journal of Roentgenology. 10.2214/ajr.129.1.1
– [4] Sullivan LW. Testimony before the Subcommittee on Health, Committee on Labor and Public Welfare United States Senate. J Natl Med Assoc. 1976;68(3):250–245.

Progetta un sito come questo con WordPress.com
Comincia ora