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Esami alla cartilagine con la tomografia a contrasto di fase

La tomografia a contrasto di fase permette di avere immagini precise della cartilagine in condizioni normali e patologiche

La tomografia a contrasto di fase è una tecnica usata nella diagnostica per immagini che utilizza i raggi X in modo molto particolare per poter vedere in modo preciso sia le ossa che la cartilagine. Grazie a queste caratteristiche, la tomografia computerizzata PCI (Phase Contrast Imaging) potrebbe essere una valida alternativa non invasiva negli esami di ortopedia e nella diagnosi dell’osteoartrosi.

Una visualizzazione migliore con la tomografia a contrasto di fase

La tomografia computerizzata a contrasto di fase è una tecnica di imaging a raggi X che permette di ottenere una maggiore risoluzione di contrasto per i tessuti molli rispetto alla radiografia convenzionale ad assorbimento. I ricercatori hanno dimostrato che la tomografia computerizzata a contrasto di fase può descrivere le proprietà strutturali della matrice cartilaginea in un campione umano. Il livello di dettaglio nelle immagini tomografiche è sufficiente per distinguere matrici cartilagine osteoartritiche e intatte.

Alcuni raggi X consentono una visualizzazione dell’architettura della cartilagine articolare, che è invisibile alle radiografie cliniche convenzionali. Un nuovo mezzo di imaging a raggi X, il Phase Contrast Imaging (PCI), è stato applicato per studiare la struttura fine della cartilagine umana in condizioni normali e patologiche. Gli esperimenti sono stati condotti presso la Biomedical ESRF. Un team multidisciplinare di fisici e radiologi della Ludwig Maximilians University (Monaco, Germania) e l'ESRF hanno utilizzato un metodo particolare di PCI, basato su un analizzatore di immagini ABI.

ABI sfrutta le proprietà di diffrazione dei raggi X con un cristallo di alta qualità per generare immagini dove il contrasto è dovuto a una combinazione tra assorbimento di raggi X, angolo di rifrazione e dispersione. Questo metodo permette un miglior contrasto delle immagini rispetto alla radiografia convenzionale.

Questa ricerca è stata effettuata all'interno del centro di eccellenza tedesca "Munich-Center for Advanced Photonics" (MAP). Gli obiettivi finali del progetto sono di dimostrare l'applicabilità e le potenzialità del PCI in selezionate aree di diagnostica medica che hanno attualmente a disposizione limitati strumenti di imaging a raggi X di assorbimento per prestazioni diagnostiche, e di trasferire il nuovo approccio di imaging a un nuovo ambiente clinico utilizzando materiali con sorgente di raggi X ad alta brillantezza che gli scienziati MAP stanno attualmente sviluppando a Monaco di Baviera.

Le potenzialità della tomografia a contrasto di fase

I tomogrammi a contrasto di fase basati su analizzatore (ABI-CT) mostrano un'ottima rappresentazione del volume totale della cartilagine e della sua architettura 3D in tutti i campioni utilizzati nello studio.
I risultati indicano che la tecnica del contrasto di fase ABI-CT è in grado di fornire il contrasto dei tessuti molli a livello istologico, utile per differenziare i campioni di cartilagine osteoartritica e sana. I ricercatori sono stati in grado di dimostrare che i dettagli strutturali della matrice cartilaginea e la sua degenerazione in fase iniziale e avanzata di artrosi possono essere visualizzati da ABI-CT in campioni relativamente grandi.

Se la tomografia a contrasto di fase potesse essere ricondotta in uno scenario clinico, allora potrebbe trasformarsi in un importante strumento per la valutazione dell’artrosi, soprattutto per la diagnosi precoce e il monitoraggio della malattia. L’artrosi infatti coinvolge sia la cartilagine che le ossa. Eppure, ad oggi, le immagini diagnostiche di questi due tessuti sono generalmente basate su due diverse tecniche di imaging: rispettivamente la risonanza magnetica e la radiografia. Allo stesso tempo, dato il suo potenziale di visualizzazione della ossa e della cartilagine per la valutazione delle proprietà strutturali e delle variazioni dell’artrosi, la tomografia a contrasto di fase potrebbe essere uno strumento di imaging che permette la valutazione globale dell'osteoartrosi utilizzando una sola modalità. Si può ipotizzare che la tecnica di ABI, insieme con l'analisi volumetrica della modalità tomografica, abbia il potenziale per diventare una valida alternativa di routine non invasiva all'esame istologico in ortopedia.

 

 

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