HY Ιατρική Απεικόνιση. ιδάσκων: Kώστας Μαριάς

Transcript

1 HY Ιατρική Απεικόνιση ιδάσκων: Kώστας Μαριάς

2 3. Πυρηνική Ιατρική

3 Πυρηνική Ιατρική

4 Πυρηνική Ιατρική Οι τεχνικές διαγνωστικής απεικόνισης που χρησιµοποιούνται στην πυρηνική ιατρική βασίζονται στο φαινόµενο της ραδιενέργειας Το 1896 ο Bequerel άφησε µερικές φωτογραφικές πλάκες εκτεθειµένες σε άλατα ουρανίου και παρατήρησε πως είχαν µαυρίσει... Ραδιενέργεια ονοµάζεται η αυθόρµητη διάσπαση του πυρήνα ορισµένων ραδιενεργών ατόµων (π.χ. Πολώνιο και το Ράδιο, καθώς και ραδιενεργά ισότοπα που παράγονται από τον άνθρωπο). Ηµιζωή (t 1/2 ), ονοµάζεται ο χρόνος που απαιτείται για να γίνει διάσπαση (disintegration) του 50% των ατόµων που περιέχονται σε ένα δείγµα από τέτοια ραδιενεργά άτοµα: Ν = Ν 0 exp( t/t 1/2 )

5 Πυρηνική Ιατρική Η Πυρηνική Ιατρική είναι κλάδος της ιατρικής που χρησιµοποιεί ραδιενεργά στοιχεία για διαγνωστικούς και θεραπευτικούς σκοπούς. Η in vivo εξέταση περιλαµβάνει τη χορήγηση ραδιοφαρµάκου και τη δυναµική απεικόνιση του µεταβολισµού, πρόσληψης και αποµάκρυνσης του µε τη γ-camera In vitro εξετάσεις δεν εκθέτουν τον ασθενή σε ακτινοβολία αφού η µέθοδος εφαρµόζεται στο αίµα για τη µέτρηση π.χ των ορµονών του θυρεοειδούς εν υπάρχει άµεσος κίνδυνος ανεπιθύµητων παρενεργειών από τα ραδιοφάρµακα γιατί η ποσότητες ραδιενεργών ιχνοθετών είναι µικρές

6 Πυρηνική Ιατρική Οι ραδιενεργές ουσίες εκπέµπουν εν γένει τριών ειδών ακτινοβολίες, γνωστές σαν ακτινοβολίες (ή σωµατίδια) α, β, γ Και οι τρεις αυτές ακτινοβολίες, όπως και οι ακτίνες Χ, είναι ιοντίζουσες και αλληλεπιδρούν µε την ύλη µέσω της οποίας µεταδίδονται, εναποθέτοντας σε αυτή µέρος της ενέργειας τους καθώς βγάζουν από την τροχιά τους ηλεκτρόνια διαφόρων ατόµων και µορίων. Λόγω αυτού του µηχανισµού αλληλεπίδρασης των συγκεκριµένων ακτινοβολιών και της ύλης, οι βιολογικές τους επιδράσεις πάνω στον ανθρώπινο οργανισµό θεωρούνται εν γένει αρνητικές, ιδιαίτερα όταν έχουν µεγάλη ένταση.

7 Πυρηνική Ιατρική Η α-αποσύνθεση είναι η αυθόρµητη εκποµπή ενός α-σωµατιδίου (Πυρήνας He) κατά τη διάσπαση «βαριών» ραδιοϊσοτόπων διακριτής ενέργειας της τάξης 4-8MeV. Αν ο πυρήνας παραµείνει διεγερµένος, η απο-διέγερσή του οδηγεί σε εκποµπή γ-ακτινοβολίας Τα σωµατίδια α, περνώντας από βιολογικούς ιστούς, εναποθέτουν όλη τους την ενέργεια (3-10 MeV) µέσα σε µερικές δεκάδες µικρών (µm), και έτσι δεν µπορούν να χρησιµοποιηθούν για απεικόνιση (µιας και δεν δραπετεύουν ποτέ από το σώµα µας για να δώσουν κάποιο σήµα προς τα έξω το οποίο µε κατάλληλη επεξεργασία θα µας επέτρεπε να κατασκευάσουµε µια εικόνα). Λόγω της γρήγορης απορρόφησης, υπάρχει ενδιαφέρον χρησιµοποίησης τους στη τοπική ακτινοθεραπεία

8 Πυρηνική Ιατρική Η αποσύνθεση ασταθών ραδιονουκλιδίων (πλούσιων σε νετρόνια) περιλαµβάνει την εκποµπή σωµατιδίων β (e - ), µε αποτέλεσµα τη µετατροπή ενός νετρονίου σε πρωτόνιο (e + ) 99 Mo 99 Tc m +e - +v Η ενέργεια των β-σωµατιδίων είναι συνεχής ( 0...Ε m ) Aν ο θυγατρικός πυρήνας παράγεται σε διεγερµένη κατάσταση, η β-αποσύνθεση συνοδεύεται από την εκποµπή ακτινοβολίας γ 99 Mo 99 Tc m 99 Tc+γ (140 KeV) Σωµατίδια β (ηλεκτρόνια και ποζιτρόνια) εκπέµπονται από πολλά τεχνητά ραδιοϊσότοπα που χρησιµοποιούνται στην πυρηνική ιατρική και έχουν ενέργειες από 0,1-2 MeV. Τα σωµατίδια β µπορούν να ταξιδέψουν µέχρι ένα χιλιοστό στους βιολογικούς ιστούς πριν εναποθέσουν όλη τους την ενέργεια.

9 Πυρηνική Ιατρική Σε νουκλίδια πλούσια σε πρωτόνια, η απορρόφηση µέσα στον πυρήνα ενός ατοµικού ηλεκτρονίου οδηγεί στην µετατροπή ενός πρωτονίου σε νετρόνιο. Παράδειγµα απορόφησης ηλεκτρονίου: 123 Ι 123 Τe+γ Όταν ένας θυγατρικός πυρήνας είναι σε κατάσταση διέγερσης (ισοµερής κατάσταση) η µετάπτωση του στη θεµελιώδης κατάσταση(e min )µπορεί να πάρει από sec έως χρόνια και συνοδεύεται από εκποµπή ακτινοβολίας γ. To 99 Tc m χρησιµοποιείται αρκετά συχνά και έχει t 1/2 6h Oι ακτίνες γ διαπερνούν µε επιτυχία του ιστούς και για αυτό το λόγο χρησιµοποιούνται ευρέως στην πυρηνική ιατρική µιας και η µέθοδος στηρίζεται στην µέτρηση της ακτινοβολίας που εκπέµπεται από τους ιστούς του ασθενή.

10 Πυρηνική Ιατρική vs X-rays Η απεικόνιση στην πυρηνική ιατρική στοχεύει στον υπολογισµό της χωρικής κατανοµής του ραδιοφαρµάκου στον άνθρωπο. Αντίθετα από τις µεθόδους κλασικής ακτινολογίας, στην πυρηνική ιατρική η ακτινοβολία (ακτίνες Χ και γ) προέρχεται από το ίδιο το σώµα του ασθενούς, στο οποίο έχει γίνει προηγουµένως ενδοφλέβια έγχυση ραδιενεργού ουσίας, και καταγράφεται από σύνθετα συστήµατα ανιχνευτών. Η άλλη µεγάλη διαφορά µε την κλασσική ακτινογραφία είναι ότι στην πυρηνική ιατρική η ακτινοβολία πρέπει να διαπεράσει τον ασθενή για να καταγραφεί από εξειδικευµένο σύστηµα απεικόνισης.

11 Πυρηνική Ιατρική δέκτης σπινθηριστής κατευθυντήρας ενδοφλέβια έγχυση ραδιενεργού ουσίας Το ραδιοφάρµακο αποτελείται από µια µικρή ποσότητα ραδιενεργού ισοτόπου (ραδιονουκλίδια) ενωµένη µε έναν µεταβολίτη. Μετά την έγχυση στον ασθενή, ο µεταβολίτης δεσµεύεται µέσα στο ανθρώπινο σώµα σε διαφορετικές ποσότητες ανάλογα µε το είδος του ιστού. Η ακτινοβολία που εκπέµπεται στη συνέχεια διαπερνά τον ασθενή για να καταγραφεί από εξειδικευµένο σύστηµα απεικόνισης, δίνοντας πληροφορίες για το µεταβολισµό του φαρµάκου στους διαφόρους ιστούς

12 I d ( x, y) = e c R( x, y, z) e δέκτης σπινθηριστής κατευθυντήρας Πυρηνική Ιατρική R(x,y,z) µ ( x, y, z) dz dz Ο όγκος και η θέση των ιστών ορίζεται από ένα σύστηµα φωτοκατευθυντήρων (collimators) που παρεµβάλλονται µεταξύ του ασθενούς και των κρυστάλλων σπινθηρισµού, αφήνοντας έτσι να περάσει µόνο πρωτεύουσα ακτινοβολία Ο σπινθηριστής εκπέµπει φωτόνια µε ένταση ανάλογη της ενέργειας που δέχεται. Με αυτό τον τρόπο όχι µόνο ανιχνεύεται η ακτινοβολία που περνά από το σώµα µε ή χωρίς σκέδαση, αλλά προσδιορίζεται και η ενέργειά της. Η εικόνα που σχηµατίζεται στο δέκτη είναι άµεση συνάρτηση του αριθµού των φωτονίων που προσπίπτουν σε αυτόν (count rate).

13 Ν γ Πυρηνική Ιατρική ΝaΙ(Τl) σκέδαση Οι σπινθηριστές είναι υλικά που εκπέµπουν στο ορατό ή κοντά στο ορατό φως όταν απορροφούν ενέργεια υπό τη µορφή ιονίζουσας ακτινοβολίας 150KeV Ε γ Η ένταση εκποµπής φωτονίων είναι ανάλογη της ενέργειας που δέχεται. Με αυτό τον τρόπο ανιχνεύεται η ακτινοβολία που περνά από το σώµα µε ή χωρίς σκέδαση, αλλά προσδιορίζεται και η ενέργειά της γ-ακτινοβολίας. Άλλοι ανιχνευτές βασίζονται σε ηµιαγωγούς και έχουν καλύτερη ενεργειακή διακριτικότητα αλλά και υψηλότερο κόστος

14 Πυρηνική Ιατρική-Σύστηµα απεικόνισης Η γ-κάµερα αποτελείται από: κρυστάλλους σπινθηρισµού που µετατρέπουν την ενέργεια των ακτινών γ σε ορατό φως, ειδικές λυχνίες που ενισχύουν το ορατό φως και το µετατρέπουν σε ηλεκτρικό παλµό, τη µονάδα επεξεργασίας του παλµού που τον ενισχύει και τον καταγράφει ή τον απορρίπτει ανάλογα µε το µέγεθος του. Οι παλµοί που καταγράφονται µας επιτρέπουν να κατασκευάσουµε εικόνες της συγκέντρωσης του ραδιενεργού ισοτόπου σε συγκεκριµένους ιστούς τους οποίους επιλέγουµε µέσω του ραδιενεργού ισοτόπου που χρησιµοποιούµε.

15 Πυρηνική Ιατρική Η εικόνα που σχηµατίζεται στο δέκτη είναι άµεση συνάρτηση του αριθµού των φωτονίων που προσπίπτουν σε αυτόν (count rate). Αυτό οδηγεί και στο µεγαλύτερο ίσως συµβιβασµό για τη διακριτική ανάλυση των µεθόδων πυρηνικής ιατρικής µιας και οι διαστάσεις του φωτοκατευθυντήρα καθορίζουν τον συµβιβασµό ανάµεσα στο λόγο σήµατος-θορύβου (SNR) και τη διακριτική ανάλυση. Οι εικόνες της πυρηνικής ιατρικής είναι δυναµικές προβολές διαφόρων στρωµάτων ιστών και χαρακτηρίζονται από ιδιαίτερα χαµηλή διακριτική ικανότητα. Όµως, οι πληροφορίες που µας δίνουν για το µεταβολισµό επιλεγµένων ιστών του ανθρώπινου οργανισµού είναι κλινικά χρήσιµες.

16 Πυρηνική Ιατρική Η εκποµπή ακτινοβολίας γ από τον ασθενή συνδέεται άµεσα µε τη φυσιολογική ή µη λειτουργία των οργάνων Η ένωση FDG (Fluorodeoxyglucose) είναι γνωστή γιατί συγκεντρώνεται σε όγκους του µαστού καθιστώντας τους εύκολα ανιχνεύσιµους). Πιο συγκεκριµένα, όταν χορηγηθεί ενδοφλεβίως π.χ. 99 Tc m στον ασθενή, η λήψη του στα καρκινικά κύτταρα είναι εννέα φορές µεγαλύτερη από ότι στα φυσιολογικά ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ Η χωρική απεικόνιση της κατανοµής του ραδιενεργού υλικού παρέχει σηµαντική πληροφορία σχετικά µε τη φυσιολογία των οργάνων. Αυτή είναι και η σηµαντικότερη διαφορά της µεθόδου από τις υπόλοιπες (ακτινογραφία, υπέρηχοι και µαγνητική τοµογραφία προσφέρουν ανατοµική απεικόνιση εκτός αν χρησιµοποιηθούν µε µέσον αύξησης του κοντράστ).

17 Ο ρόλος των υπολογιστών Πυρηνική Ιατρική -Λήψη δεδοµένων -On-line διόρθωση δεδοµένων -Επεξεργασία δεδοµένων -Display -Αποθήκευση δεδοµένων -Έλεγχος συστήµατος

18 Ο ρόλος των υπολογιστών Πυρηνική Ιατρική Η λήψη των δεδοµένων γίνεται µε 2 τρόπους -List mode: Η πληροφορία (χωρική και δυναµική) λαµβάνεται σειριακά (x1,y1,t1;x2,y2,t2; ) και ανακατασκευάζεται στη συνέχεια -Frame mode: Η χωρική πληροφορία (x,y) αποθηκεύεται κατευθείαν σε έναν 2 πίνακα µε ADC. -Ο τρόπος λήψης των δεδοµένων εξαρτάται από την εξέταση Η διόρθωση των δεδοµένων αφορά κυρίως τα λάθη από την ασταθή λειτουργία των λυχνιών ενίσχυσης

19 Ο ρόλος των υπολογιστών Βελτίωση εικόνας Πυρηνική Ιατρική Οι εικόνες της πυρηνικής ιατρικής παρουσιάζουν προβλήµατα όπως χαµηλή διακριτική ανάλυση και θόρυβο. Παραδοσιακά χρησιµοποιήθηκαν φίλτρα οµαλοποίησης, τονισµού των ακµών καθώς και φίλτρα Hanning, Butterworth στο πεδίο συχνοτήτων. Simple smoothing filter Σήµερα χρησιµοποιούνται wavelets καθώς και πιο σύνθετοι αλγόριθµοι για τη µοντελοποίηση του θορύβου. Επίσης αλγόριθµοι για τον αυτόµατο εντοπισµό περιοχής ενδιαφέροντος και τον υπολογισµό των αντιστοίχων καµπυλών χρονικής δραστικότητας

20 δέκτης σπινθηρισ τής Πυρηνική ιατρική

21 Πυρηνική Ιατρική Ο ρόλος των υπολογιστών-βελτίωση εικόνας... Η απλή οµαλοποίηση µπορεί να οδηγήσει σε ανεπιθύµητα αποτελέσµατα... Anisotropic diffusion, διατηρεί τις ακµές της εικόνας µετά την οµαλοποίηση

22 Ποιότητα εικόνας: ΜΤF MTF Spatial Frequency (10-3 cycles/m)

23 Ποιότητα εικόνας: PSF

24 Εφαρµογές στην Ιατρική Πυρηνική Ιατρική Εγκέφαλος και κεντρικό νευρικό σύστηµα. Κυρίως µελέτες φυσιολογίας (ροή αίµατος, όγκος αίµατος, µεταβολισµός αµινοξέων) Χρησιµοποιήθηκε για τη διάγνωση διαφόρων εγκεφαλικών βλαβών π.χ. Εγκεφαλική αιµοραγία, επιληψία, Alzheimer Καρδιακή απεικόνιση. Η πιο κοινή εξέταση είναι η µέτρηση της απόδοσης της αριστερής κοιλίας της καρδιάς Left Ventricle Ejection Fraction= End Diastole Volume-End Systole Volume End Diastole Volume υναµικές µελέτες διάχυσης του ραδιοφαρµάκου στα νεφρά και στους πνεύµονες

25 Πυρηνική Ιατρική Χρήση της πυρηνικής ιατρικής για την εκτίµηση της χηµειοθεραπείας: Η δεύτερη εικόνα δείχνει τη µειωµένη πρόσληψη στον καρκίνο µετά τη θεραπεία.

26 Πυρηνική Ιατρική Όπως και σε άλλες µεθόδους απεικόνισης (π.χ. CT), έτσι και στην πυρηνική ιατρική µπορούµε να ανακτήσουµε την 3-διάστατη πληροφορία (της εκποµπής ραδιενέργειας) από πολλές 2-διάστατες προβολές. Η µέθοδος PET δίνει λύση στο πρόβληµα που έχουν οι συµβατικές µέθοδοι της πυρηνικής ιατρικής να εντοπίσουν επιλεγµένους ιστούς στον τρισδιάστατο χώρο.

27 4. PET και άλλες µορφές απεικόνισης

28 Πυρηνική Ιατρική-3 Η µέθοδος υπολογιστικής τοµογραφίας εκποµπής (ΕCT) είναι ουσιαστικά η εφαρµογή της υπολογιστικής τοµογραφίας στην πυρηνική ιατρική. Υπάρχουν δύο µέθοδοι απεικόνισης ΕCT: 1. SPET (Single photon emission tomography): Η µέθοδος αυτή στηρίζεται στη λήψη πολλών «τοµών» πληροφορίας µε χρήση της γ-κάµερας. 2. PET (photon emission tomography): H µέθοδος αυτή στηρίζεται στην εκποµπή φωτονίων από τα ποζιτρόνια τα οποία είναι προϊόντα πυρηνικής αποσύνθεσης

29 SPECT Πυρηνική Ιατρική-3 Τα ισότοπα που χρησιµοποιούνται είναι το 99 Tc m, 201 Tl H γ-κάµερα είναι εγκατεστηµένη σε έναν ατσάλινο δακτύλιο, ο οποίος περιστρέφεται 360 γύρω από τον ασθενή. Με αυτό τον τρόπο παίρνουµε 64 επίπεδες προβολές. Η τοµή ανακατασκευάζεται από τις προβολές χρησιµοποιώντας τις ίδιες µεθόδους ανακατασκευής µε την υπολογιστική τοµογραφία

30 SPECT g θ Πυρηνική Ιατρική-3 ( R) = S (x, y, z) δ ( xcosθ + ysinθ x y R) dydx

31 SPECT Πυρηνική Ιατρική-3 Το φαινόµενο της εξασθένισης µπορεί να διορθωθεί υπολογίζοντας το µέσο όρο από αντιδιαµετρικές προβολές. Για αυτό το λόγο η κτήση προβολών γίνεται από 0-2π... Συνήθως χρησιµοποιούνται πολλαπλές κάµερες για αύξηση του αριθµού φωτονίων που ανιχνεύονται Η αποδοτικότητα παραµένει όµως χαµηλή, όπως και ο λόγος σήµατος προς θόρυβο (SNR)

32 Πυρηνική Ιατρική-3 Τοµογραφία Εκποµπής Ποζιτρονίων ή PET Όταν π.χ. χρησιµοποιείται FDG, κατά την αποσύνθεση εκπέµπονται ποζιτρόνια. Τα ποζιτρόνια είναι ουσιαστικά ηλεκτρόνια µε θετικό φορτίο. Αφού ένα ποζιτρόνιο χάσει όλη του την ενέργεια, ενώνεται µε κάποιο ηλεκτρόνιο και στιγµιαία αλληλοεξουδετερώνονται. Η µάζα ηρεµίας των δύο σωµατιδίων (αντιστοιχεί σε ενέργεια 1,02 MeV) µετατρέπεται σε ενέργεια µε τη µορφή δύο φωτονίων ηλεκτροµαγνητικής ακτινοβολίας. Τα δύο αυτά φωτόνια έχουν την ίδια ακριβώς ενέργεια (511 kev) και εκπέµπονται σε αντίθετες κατευθύνσεις (διατήρηση της ενέργειας και της ορµής).

33 Πυρηνική Ιατρική-3 Τοµογραφία Εκποµπής Ποζιτρονίων ή PET Ο µηχανισµός αλληλεξουδετέρωσης ενός ποζιτρονίου και ενός ηλεκτρονίου αποτελεί τη βάση µιας πολύ σηµαντικής µεθόδου απεικόνισης του µεταβολισµού, και εποµένως της λειτουργίας των βιολογικών ιστών του ανθρώπινου σώµατος Μηχανισµός αλληλεξουδετέρωσης ποζιτρονίου και ηλεκτρονίου. Η µάζα ηρεµίας των δύο σωµατιδίων µετατρέπεται σε ενέργεια µε τη µορφή δύο φωτονίων, τα οποία εκπέµπονται σε αντίθετες κατευθύνσεις.

34 Πυρηνική Ιατρική-3 Τοµογραφία Εκποµπής Ποζιτρονίων ή PET Tα πρωτόνια εκπέµπονται από ασταθείς πυρήνες οι οποίοι δηµιουργούνται από έναν επιταχυντή Τα αντιδιαµετρικά φωτόνια ανιχνεύονται (σχεδόν) ταυτόχρονα από έναν δακτύλιο δεκτών οπότε µε µεγάλη βεβαιότητα υπολογίζεται η «ευθεία» εκποµπής τους, οπότε ο µετρητής φωτονίων για αυτή την «ευθεία» αυξάνεται κατά 1. Κάθε δέκτης ανιχνεύει «συµβάντα» από πολλές «ευθείες» αλλά αν τα «συµβάντα» οµαδοποιηθούν σε παράλληλες ευθείες µπορούµε να σχηµατίσουµε πολλές προβολές τοµής...

35 Πυρηνική Ιατρική-3 Τοµογραφία Εκποµπής Ποζιτρονίων ή PET Και πάλι, από τις προβολές αυτές ανακατασκευάζουµε την κάθε τοµή

36 Πυρηνική Ιατρική-3 PET vs SPECT Στην PET απεικόνιση δε χρησιµοποιείται κατεύθυντήρας οπότε η αποτελεσµατικότητα ανίχνευσης φωτονίων είναι 100 φορές µεγαλύτερη από το SPECT. H διακριτική ανάλυση είναι επίσης µεγαλύτερη Η µεγαλύτερη ενέργεια (511 kev vs. Την «τυπική» 140 kev στο SPECT) έχει ως αποτέλεσµα λιγότερη απορρόφηση Το σφάλµα στο PET προέρχεται κυρίως από τον εντοπισµό «τυχαίων» ζευγών φωτονίων Είναι δυνατή η 3 λήψη δεδοµένων µε τη χρήση πολλών δακτυλίων δεκτών

37 Πυρηνική Ιατρική-3 Ο ιππόκαµπος του εγκεφάλου µε PET

38 Άλλες τεχνικές απεικόνισης Απεικόνιση της ηλεκτρικής σύνθετης αντίστασης ιστού Είναι µια οικονοµικώς αποδοτική τεχνική βασισµένη στην απεικόνιση της χωρικής παραλλαγής των ηλεκτρικών ιδιοτήτων του βιολογικού ιστού. Εν ολίγοις, εφαρµόζεται ένα δυναµικό µεταξύ δύο ηλεκτροδίων και στη συνέχεια κατασκευάζονται χωρικοί χάρτες της σύνθετης αντίστασης του ιστού.

39 Άλλες τεχνικές απεικόνισης Απεικόνιση της ηλεκτρικής σύνθετης αντίστασης ιστού Θεωρητικά, αυτή η τεχνική θα µπορούσε να χρησιµοποιηθεί ως συµπληρωµατική τεχνική των ακτινών Χ, µιας και είναι µη επεµβατική και µπορεί να ξεχωρίσει µερικά ζεύγη ιστών που έχουν τους ίδιους συντελεστές εξασθένισης ακτινών Χ (όπως τους µύες και το αίµα) αλλά σηµαντικά διαφορετικές (σχεδόν κατά έναν παράγοντα 2) ειδικές αντιστάσεις (Ω m). Η µέθοδος είναι ευαίσθητη στις αλλαγές στη περιεκτικότητα νερού, όµως η φτωχή χωρική διακριτική ικανότητα και η µη γραµµική φύση της βιολογικής αγωγιµότητας, παραµένουν µέχρι και σήµερα σηµαντικά προβλήµατα για την ευρεία εφαρµογή της µεθόδου.

40 Άλλες τεχνικές απεικόνισης Απεικόνιση υπερύθρου-θερµική απεικόνιση Η υπέρυθρη ακτινοβολία χρησιµοποιείται κυρίως στην απεικόνιση της επιφανειακής αγγειοβρίθειας ή της κατανοµής της επιφανειακής θερµοκρασίας. Η τελευταία στηρίζεται στην ανίχνευση της εκποµπής ακτινοβολίας από την επιφάνεια του δέρµατος. Γι αυτό το λόγο ο ασθενής τοποθετείται σε ένα ψυχρό δωµάτιο ώστε να µειωθεί η θερµοκρασία του ιστού. Μια υπέρυθρη φωτογραφία (ή φωτογραφία θερµότητας) του ιστού καταγράφεται µε τη χρησιµοποίηση ενός συνδυασµού υπέρυθρης κάµερας και υπολογιστή. Λόγω της αυξηµένης µεταβολικής δραστηριότητα, αγγειοβρίθειας και αιµάτωσης, ο καρκινικός ιστός εκπέµπει συνήθως περισσότερη θερµότητα από τον φυσιολογικό.

41 Άλλες τεχνικές απεικόνισης Απεικόνιση υπερύθρου-θερµική απεικόνιση Για παράδειγµα, στη θερµική απεικόνιση του µαστού µπορούν να ανιχνευθούν η ασυµµετρία µαστών, διάφορες µορφές καρκίνου και καλοήθεις ασθένειες όπως το κυστικό ίνωµα. Επειδή είναι µια µη επεµβατική, οικονοµική τεχνική, η θερµική απεικόνιση θα µπορούσε να χρησιµοποιηθεί σε συνδυασµό µε άλλες µεθόδους, όπως για παράδειγµα µε την µαστογραφία γυναικών µεταξύ 25 και 50 ετών όπου η µαστογραφία δεν παρέχει διαγνωστική πληροφορία εξαιτίας του πυκνού ιστού. Εντούτοις, οι δυσκολίες στην ερµηνεία των διαφορετικών κατανοµών θερµότητας, η περιορισµένη διακριτική ανάλυση και η ιδιοµορφία της µεθόδου, είναι µερικοί από τους λόγους για τους οποίους δεν χρησιµοποιείται ευρέως στην κλινική πρακτική.

42 Άλλες τεχνικές απεικόνισης Απεικόνιση υπερύθρου-θερµική απεικόνιση Ασυµµετρία µαστών, όπως φαίνεται από στο θερµογράφηµα