NOTA - INTRODUZIONE AI SISTEMI PER RADIOGRAFIA DIGITALE

Il campo della diagnostica per immagini ha sperimentato una notevole crescita grazie allo sviluppo delle tecnologie digitali.

Questo progresso ha avuto un impatto significativo anche sui controlli non distruttivi.

Nel corso degli ultimi decenni, sono state introdotte nuove metodiche di acquisizione d'immagini e nuovi rivelatori, portando importanti contributi a questo settore.

Tra le tecniche supportate dalle tecnologie digitali che si sono affermate, vi è la radioscopia con l'utilizzo di intensificatori di brillanza accoppiati a telecamere di visione.

Questo metodo, inizialmente analogico e poi digitale, ha consentito una visualizzazione in tempo reale delle immagini radiografiche.

Anche la radiologia proiettiva ha beneficiato degli sviluppi tecnologici con l'introduzione della Computed Radiography (CR), che si basa sull'impiego di fosfori a memoria.

Questa tecnologia rappresenta un'alternativa valida al tradizionale sistema "schermo di rinforzo-pellicola", eliminando la necessità di sviluppo chimico e semplificando le fasi di archiviazione e analisi delle immagini.

Negli ultimi anni, sono stati sviluppati sofisticati sistemi di imaging radiologico ad acquisizione digitale, noti come Digital Radiography (DR).

Questi sistemi utilizzano diverse tecnologie, come la conversione diretta o indiretta dell'energia e l'impiego di matrici attive (AMA), transistor a pellicola sottile (TFT), silicio amorfo (a-Si) o fotoconduttori al selenio amorfo (a-Se).

Tutte queste tecniche si caratterizzano per l'eliminazione e la manipolazione delle pellicole radiografiche, eliminando i tempi morti per lo sviluppo, l'uso di componenti chimici e semplificando le fasi di archiviazione, analisi e condivisione delle immagini.

In conclusione, l'introduzione delle tecnologie digitali ha portato all'adozione di nuove metodiche e sistemi di imaging radiologico, offrendo vantaggi significativi in termini di velocità, qualità delle immagini e gestione dei dati.

Questi progressi hanno contribuito all'avanzamento e all'efficacia della diagnostica per immagini e dei controlli non distruttivi.

La radiografia digitale rappresenta una forma evoluta della radiografia tradizionale basata su film fotografico e schermi di rinforzo.

È stata sviluppata per offrire miglioramenti in termini di qualità delle immagini e facilità d'uso.

Nella radiografia digitale, l'immagine viene acquisita mediante un sensore appositamente progettato che converte la radiazione ionizzante in un segnale elettrico.

Questo segnale viene quindi convertito in forma numerica utilizzando convertitori analogico/digitali.

L'immagine digitale può essere visualizzata su un monitor o stampata su carta (hardcopy).

Inoltre, il sistema può essere esteso con funzionalità aggiuntive come l'archiviazione su supporto magnetico o ottico e il collegamento con altri sistemi per la gestione delle immagini.

Dal punto di vista qualitativo, un sistema di radiografia digitale è caratterizzato da tre principali parametri di immagine: risoluzione, range dinamico e rumore.

Per un utilizzo generale, si ritiene che siano necessari una dimensione del pixel compresa tra 50 e 400 micron (a seconda del tipo di controllo), un'area di visione ampia (idealemente 9"), un alto livello di bit per pixel (da 10 a 16 bit, corrispondenti a 1024-65356 livelli di grigio) e un rapporto segnale/rumore superiore a 100.

Questi parametri di qualità non rappresentano l'unico confronto tra il sistema convenzionale e la radiografia digitale.

È importante considerare anche le caratteristiche legate alle modalità di acquisizione e visualizzazione delle immagini radiografiche.

Nel sistema convenzionale, il film svolge tutte le funzioni chiave dell'imaging (acquisizione, visualizzazione ed archiviazione), cercando di raggiungere un compromesso tra le diverse esigenze.

Nel sistema digitale, queste funzioni sono gestite da elementi separati, che possono essere ottimizzati utilizzando la tecnologia più adatta e i migliori parametri operativi.

Inoltre, mentre la qualità dell'immagine nel sistema convenzionale è determinata durante l'esposizione, il sistema digitale consente una successiva manipolazione dell'immagine utilizzando strumenti di elaborazione digitale.

Una valutazione globale dei due sistemi permette di apprezzare appieno i vantaggi della digitalizzazione tra i quali citiamo:

• Aiuto alla diagnosi mediante:
  
• Trattamento dell’immagine;
• Migliore resa dei toni di grigio (windowing - lookup tables).
• Riduzione dei materiali di consumo (film di esposizione, chimici per lo sviluppo, smaltimento, ecc.).
  
• Riduzione dei spazi per la conservazione (archiviazione) delle lastre esposte.
  
• Gestione digitale, quindi possibilità di archiviazione, trasmissione, copie- multiple, ecc.
  
• Più lunga vita delle immagini deteriorate dal tempo di archiviazione.
  
• Miglior utilizzo di film fotosensibili.
  

La pellicola al bromuro d'argento utilizzata nel sistema schermo-pellicola presenta diversi limiti che compromettono le sue prestazioni come sistema di imaging.

Innanzitutto, la risposta lineare all'esposizione radiante della pellicola è limitata, il che significa che ha una gamma dinamica ristretta.

Ciò può portare alla perdita di dettagli nelle aree sottoposte a esposizioni radianti elevate o basse, compromettendo la qualità complessiva dell'immagine.

Inoltre, l'immagine acquisita sulla pellicola è di natura analogica, il che significa che non può essere facilmente elaborata o modificata digitalmente.

Questo rende difficile l'applicazione di tecniche di miglioramento dell'immagine o di analisi computerizzata.

La pellicola radiografica ha un range dinamico limitato, il che significa che non può tollerare un'ampia variazione dell'esposizione radiante senza rischiare la saturazione.

Quando la pellicola viene esposta a una radiazione troppo intensa, si verifica una sovraesposizione che porta a un'eccessiva densità nera nell'immagine risultante.

Ciò rende difficile o impossibile distinguere i dettagli e le strutture nell'area sovraesposta.

D'altra parte, se la pellicola viene esposta a una radiazione troppo debole, si verifica una sottoesposizione che produce un'immagine troppo chiara e scarsamente visibile.

In questo caso, i dettagli e le strutture possono essere poco distinguibili o addirittura non visibili.

Di conseguenza, è essenziale selezionare con precisione il tempo di esposizione durante il processo di radiografia utilizzando la pellicola.

Questo richiede un'accurata valutazione dell'intensità della radiazione e la scelta di un tempo di esposizione adeguato entro i limiti consentiti per evitare sovraesposizione o sottoesposizione.

L'obiettivo è ottenere una corretta esposizione che consenta la visualizzazione chiara dei dettagli e delle strutture nell'immagine radiografica.

L'esperienza e la competenza dell'operatore radiologico sono cruciali per determinare il tempo di esposizione corretto in base alle specifiche esigenze diagnostiche.

Come già detto il sistema di duplicazione dell'emulsione di alogenuro d'argento utilizzato nella radiografia con pellicola è inefficiente nella rivelazione delle radiazioni X.

Assorbe solo circa il 2% del fascio incidente, il che ne limita l'efficienza.

Per aumentare l'efficienza di detenzione quantica, vengono utilizzati due schermi di rinforzo.

Questi schermi riducono la quantità di energia irraggiata necessaria per produrre un'immagine radiografica, ma permettono comunque una buona risoluzione spaziale nella maggior parte delle applicazioni.

La risoluzione spaziale nella combinazione schermi-pellicola utilizzata clinicamente varia solitamente da 5 a 15 coppie di linee per millimetro (lp/mm).

Questo parametro indica la capacità del sistema di distinguere linee sottili e dettagli nelle immagini radiografiche.

D'altra parte, la radiografia digitale con fosfori a memoria offre una risoluzione spaziale di 5 lp/mm per piccoli campi e 2,5 lp/mm per grandi campi.

Questo indica una leggera riduzione della risoluzione rispetto al sistema schermo-pellicola tradizionale, ma le immagini digitali offrono altri vantaggi come la manipolazione e l'archiviazione digitale, oltre a una migliore gestione dei dati.

È importante valutare la risoluzione spaziale richiesta in base alle specifiche esigenze diagnostiche e scegliere il sistema di imaging radiografico più appropriato in base a fattori quali risoluzione, efficienza e funzionalità complessiva.

Le limitazioni diagnostiche della pellicola come rivelatore radiografico.

Il limitato range dinamico e la natura statica e unica dell'immagine possono rendere difficile visualizzare tutte le informazioni acquisite durante l'esame radiografico.

La trasparenza fissa e la scala di contrasti limitata delle pellicole analogiche possono ridurre la capacità di visualizzare l'attenuazione del fascio radiante da parte dei tessuti attraversati.

Per ottenere una visualizzazione ottimale dell'immagine su pellicola analogica, è necessario un attento controllo dei fattori di esposizione e una scelta adeguata dei parametri di acquisizione, inclusa la combinazione schermo-pellicola.

Questo permette di adattare la velocità e la risoluzione spaziale, nonché le caratteristiche di contrasto, alle esigenze specifiche dello studio clinico.

Tuttavia, è importante notare che l'avvento della radiografia digitale ha superato molte di queste limitazioni.

La radiografia digitale offre un range dinamico maggiore e la possibilità di manipolare l'immagine digitalmente.

Ciò consente di regolare il contrasto, la luminosità e altri parametri per migliorare la visualizzazione dei dettagli anatomici e ottenere una migliore valutazione diagnostica.

La radiografia digitale ha introdotto una maggiore flessibilità e adattabilità nell'immagine radiografica, superando le limitazioni della pellicola analogica.

La transizione dalla radiografia analogica alla radiografia digitale ha contribuito significativamente a superare le limitazioni della pellicola e ad ampliare le potenzialità diagnostiche nell'imaging radiografico.

Poiché per sua natura la pellicola è unica, essa può stare solo in un posto nello stesso tempo, inoltre richiede un trattamento manuale.

La sua natura fisica e unica implica che possa essere visualizzata solo in un posto alla volta. Inoltre, il processo di sviluppo manuale richiesto per ottenere l'immagine finale comporta un tempo e uno sforzo significativi.

Queste caratteristiche limitano le opportunità di consultazione a distanza o simultanea dell'immagine radiografica da parte di più persone in luoghi diversi.

La necessità di condividere fisicamente la pellicola o crearne copie fisiche può essere impraticabile o inefficiente.

Inoltre, la pellicola radiografica può presentare sfide in termini di archiviazione.

A causa delle sue dimensioni fisiche e del peso, la conservazione delle pellicole può richiedere spazio fisico significativo e risorse logistiche per l'organizzazione e il recupero delle immagini quando necessario.

La transizione alla radiografia digitale ha affrontato molte di queste limitazioni.

Con la radiografia digitale, le immagini possono essere archiviate in formato digitale su supporti di memoria, consentendo una gestione più efficiente e flessibile dei dati.

Le immagini possono essere facilmente consultate, condivise e archiviate in modo sicuro senza la necessità di conservare fisicamente le pellicole.

Ciò consente una maggiore accessibilità, facilità di condivisione e una migliore conservazione delle immagini radiografiche.