La TC utilizza i raggi X per effettuare le sue scansioni. Essi costituiscono una tipologia di onde elettromagnetiche con λ (lunghezza d’onda) compresa tra 0,01 e 10 nm, e dunque un’energia al di sopra dei raggi ultravioletti.
La loro scoperta risale al 1895 ed è attribuita a Wilhelm Röntgen, un fisico tedesco che ricevette il premio Nobel per la fisica nel 1901. La prima applicazione in ambito medico fu la radiografia, realizzata attraverso l’emissione di raggi X provenienti da un generatore sopra uno schermo fluorescente, definito rilevatore.
Con il termine raggi X si fa riferimento a diverse tipologie di onde: la principale distinzione è tra raggi X duri (se la loro energia fotonica supera i 5 KeV) e molli. L’energia fotonica è l’energia contenuta in un singolo fotone; l’unità di misura è l’elettronvolt ed è calcolabile con la seguente formula:
Dove h è la costante di Planck (6.626×10^-34 J), c la velocità della luce nel vuoto (2,998×10^8 m/s) e λ la lunghezza d’onda. I fotoni possono attraversare la materia solida senza variazioni di moto e, per questo motivo, vengono utilizzati per la radiodiagnostica.
Il generatore, definito anche tubo a raggi X o tubo radiogeno, genera un flusso di corrente tra un catodo e un anodo. Il catodo è costituito da un filamento riscaldatore, generalmente in rame, collegato ad un circuito ad alta tensione. L’anodo è invece un disco di metallo pesante (leghe di molibdeno) e può essere statico o mobile, per accelerare la dispersione del calore. Oltre al generatore classico è possibile trovare un altro modello, composto da nanotubi di carbonio. Esso produce una quantità di calore nettamente inferiore, richiede molto meno tempo e grazie all’avanzamento delle nanotecnologie può raggiungere le dimensioni di un accendino tascabile.
Sul rilevatore, solitamente digitale (precedentemente di tipo fotografico), le zone che corrispondono a tessuti densi come le ossa, appaiono come delle ombre, perché i fotoni sono stati assorbiti maggiormente che nelle zone meno dense. Per migliorare la qualità delle immagini nello studio di vasi sanguigno o organi cavi si utilizzano elementi di contrasto. Alcuni di essi, come il Torio, si rivelarono tossici e sono stati sostituiti oggi da Solfato di Bario (BaSO4) o composti a base di Iodio, quali l’acido diatrizoico (C11H9I3N2O4).
A seconda del tipo di scansioni, la quantità di radiazioni a cui si è sottoposti è variabile. L’unità di misura standard è basata sul rapporto tra la massa (in chilogrammi) e l’energia depositata (in Joule). La dose effettiva si esprime in mGy (milliGray) mentre la dose assorbita in mSv (milliSievert). Un’osteodensitometria, o DEXA, volta a calcolare la densità minerale ossea comporta un’esposizione media a 0,001 mSv in un adulto.
Una TC sulla regione addominale e pelvica, con o senza contrasto, comporta un’esposizione a 20 mSv.
Le conseguenze dell’esposizione intensa alle radiazioni sono molteplici, quali comparsa di malattie cardiache, oncologiche o danni nel breve termine (ustioni chimiche, ipertiroidismo, squilibrio ormonale).
In particolare, uno studio condotto nel 2009 [1] ha dimostrato che il 40% dei pazienti sottoposti a TC nella regione encefalica aveva riportato perdita dei capelli più o meno intensa [2].
Ciononostante,
i benefici continuano ad essere superiori agli svantaggi e la TC rappresenta
uno strumento valido e privo di alternative meno invasive.
Risorse:
– [1] Wintermark, M.H. LevAmerican. FDA Investigates the Safety of Brain Perfusion CTM. Journal of Neuroradiology Jan 2010, 31 (1) 2-3; https://doi.org/10.3174/ajnr.A1967
– [2] Furlow, BA. Radiaton dose in computed tomography. Radiol Technol. 2010 May-Jun;81(5):437-50.
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