Come TSRM, ci confrontiamo quotidianamente con l’evoluzione tecnologica e con l’opportunità di ridurre l’esposizione radiante al paziente, eliminando le fasi di scansione senza mezzo di contrasto.
Lo studio condotto da Domenico De Santis e colleghi pubblicato su European Radiology valuta l’affidabilità clinica delle ricostruzioni Virtual Non-Contrast (VNC) derivate dalle fasi arteriosa e portale rispetto alla scansione True Non-Contrast (TNC) su 100 pazienti, evidenziando che, sebbene le VNC consentano un netto abbattimento della dose radiante complessiva, la loro performance attuale necessita di ulteriori affinamenti prima di poter sostituire completamente la fase basale e garantire una costanza analitica nella caratterizzazione delle lesioni e delle calcificazioni addominali.
La generazione delle immagini Virtual Non-Contrast si basa sulla decomposizione spettrale dell’attenuazione dei raggi X, risolta attraverso algoritmi “Basis Material Decomposition” (BMD).
Dal punto di vista fisico, il coefficiente di attenuazione lineare di un materiale varia in funzione dell’energia del fascio secondo due interazioni dominanti: l’effetto fotoelettrico, proporzionale al cubo del numero atomico, e lo scattering Compton, dipendente principalmente dalla densità elettronica. Poiché lo iodio possiede un numero atomico elevato e un K-edge a 33,2 keV, la sua risposta al variare dell’energia è nettamente distinta da quella dei tessuti biologici, composti prevalentemente da elementi a basso numero atomico come idrogeno, carbonio e ossigeno.
Nei sistemi Dual Energy tradizionali (Dual Source o Fast kV-Switching), la separazione spettrale origina dalla sorgente, mediante la produzione di due fasci di raggi X, tipicamente 80 e 140 kVp. Sfruttando la prevalenza dell’effetto fotoelettrico in prossimità del K-edge dello iodio (33,2 keV) l’algoritmo BMD identifica selettivamente il mezzo di contrasto. L’elaborazione avviene, infine, nel dominio delle immagini ricostruite, dove il software di image reconstruction calcola il gradiente di attenuazione (in termini di Unità Hounsfield) voxel per voxel tra le due serie ottenute, isolando e sottraendo la quota attribuibile allo iodio.
La TC Dual Layer (DLCT) basa il suo funzionamento su un tipo di detettore stratificato, costituito da uno strato superiore in silicio, che assorbe i fotoni a bassa energia, e uno strato inferiore, tipicamente in granato di ittrio e alluminio, che intercetta i fotoni ad alta energia. L’algoritmo BMD, in questo caso, attua la decomposizione dei materiali direttamente nel dominio dei dati grezzi, sottraendo la componente iodio dal sinogramma, prima che questo venga sottoposto alla Filtered Back Projection.
La TC Photon-Counting (PCCT) supera, invece, i limiti della tecnologia convenzionale, introducendo detettori a semiconduttore opportunamente calibrati dal punto di vista energetico. Ogni fotone incidente genera, dunque, un impulso elettrico con ampiezza direttamente proporzionale all’energia del fotone stesso, consentendo, di fatto, a circuiti ultra-veloci di contare e smistare i singoli fotoni in contenitori virtuali, in base alla loro energia (energy bins). Il processo di sottrazione dello iodio in PCCT garantisce, dunque, un’elevata accuratezza nella generazione delle mappe VNC, preservando la risoluzione spaziale nativa e riducendo drasticamente i fenomeni di cancellazione o alterazione della densità a carico di altri componenti iperdensi.
In uno scenario di rapida evoluzione tecnologica, per il TSRM diventa imperativo mantenere un costante aggiornamento sulle potenzialità e sui limiti dello spectral post – processing.La padronanza dei principi fisici e applicativi di tale modalità è essenziale per operare con consapevolezza critica alla personalizzazione dei protocolli e garantire il miglior equilibrio tra efficacia diagnostica e radioprotezione del paziente.
Riferimenti bibliografici:
DE SANTIS, D. ET AL., Virtual non-contrast images from dual-layer spectral CT: comparison with true non-contrast across abdominal structures. European Radiology (2026). Link: https://doi.org/10.1007/s00330-026-12642-0
McCollough CH, Leng S, Yu L, Fletcher JG. Dual- and Multi-Energy CT: Principles, Technical Approaches, and Clinical Applications. Radiology. 2015 Sep;276(3):637-53. doi: 10.1148/radiol.2015142631. PMID: 26302388; PMCID: PMC4557396
