Abstract

Un innovativo micro scanner CT per piccolo animali – basato su di una sorgente che genera una coppia di fasci X Quasi-Monocromatici paralleli con diverse energie selezionabili – è in corso di installazione e caratterizzazione al Dipartimento di Fisica dell’Università di Bologna. Lo scopo della ricerca è quello di effettuare l’imaging radiologico in vivo del tessuto tumorale e/o dei pattern di neo-angiogenesi in una fase diagnostica precoce realizzando la separazione del tessuto patologico da quello sano per mezzo della tecnica multi-energy che consiste nell’utilizzo di due o più fasci di raggi X quasi-monocromatici in sostituzione dell’unico fascio policromatico utilizzato nella radiologia convenzionale. Lo strumento consentirà inoltre lo studio, sui topi, della crescita tumorale e della formazione delle metastasi per differenti tipologie di tumore. Per la diagnosi precoce del tumore è essenziale essere in grado di rivelare i cambiamenti tissutali precancerosi, come la neo-angiogenesi. Si tratta di un meccanismo che si verifica in una fase iniziale dello sviluppo della patologia ed è dovuto alla produzione di molecole che stimolano la creazione di nuovi vasi sanguigni per alimentare la crescita delle cellule cancerose. Come dimostrato in precedenti studi di fattibilità [1], un sistema di imaging basato su due fasci di raggi X quasi-monocromatici di differenti energie fornisce maggiore sensibilità nella rivelazione di basse concentrazioni di mezzo di contrasto iodato rispetto ai tradizionali apparati RX con fascio policromatico. La K-edge dual energy radiology è una tecnologia potenzialmente in grado di rivelare il processo di neo-angiogenesi tumorale in uno stadio precoce quando la strumentazione convenzionale non dispone di sufficiente sensibilità. Inoltre, la possibilità di selezionare le energie dei fasci quasi-monocromatici consente l’applicazione della Multi-Energy Quasi-MonochromaticRadiology: selezionando opportunamente le energie è possibile esaltare le differenze fra i coefficienti di attenuazione lineare del tessuto patologico rispetto a quello sano aumentando il contrasto della patologia. Infatti, la tecnica multi-energy consente di ricostruire il numero atomico efficace e persino la composizione chimica del tessuto irradiato. Tuttavia, per ottenere questo risultato, si dovrebbero conoscere le bande di energia in cui l’assorbimento dei raggi X da parte del tessuto tumorale eventualmente differisce significativamente da quello dei tessuti sani. Per questo motivo è stata iniziata una sistematica caratterizzazione radiologica di molti tipi di tessuti sani e neoplastici, murini e umani allo scopo di costituire un catalogo delle finestre di energia in cui sarà possibile applicare la metodica multi-energy.