La risonanza magnetica nucleare

Un esame strumentale
A cura di A. Carella, M. Palma, S. Andresciani *
La risonanza
magnetica nucleare
a Risonanza Magnetica è la più recente e
rivoluzionaria tecnica di Diagnostica per
Immagini venuta alla luce nell'ultimo quarto
di secolo.
Fin dai primi anni '80, infatti, la scoperta che i tessuti
normali e patologici avessero differenti proprietà di
rilassamento se sottoposti all'azione di un campo magnetico
e che tale differenza poteva essere tradotta in immagini
diagnostiche ha portato all'approfondimento degli studi in
campo fisico ed alle prime applicazioni cliniche della
Risonanza Magnetica.
Infatti, dall'osservazione iniziale che i materiali densi
attenuano i raggi X, il complesso campo della Diagnostica
per Immagini non ha mai smesso di fiorire.
La Risonanza Magnetica (RM), dispone, però, di un
potere diagnostico di gran lunga superiore rispetto a quello
della radiografia e di qualsiasi altra tecnica di imaging
precedentemente messa a punto ed ha dimostrato di essere
uno strumento indispensabile per la formulazione di una
diagnosi corretta in molti settori della medicina.
In particolare, fra tutte le modalità fino ad ora sviluppate,
la Risonanza Magnetica ha rappresentato, e rappresenta
sempre più, lo strumento migliore per ottenere informazioni
morfologiche, cinetiche, funzionali e biochimiche dei diversi
distretti corporei.
Quando un paziente è posizionato in un forte campo
magnetico e sottoposto a brevi impulsi di radiofrequenza,
possono essere raccolti segnali
radio dal suo corpo che, trasformati
poi in immagini, costituiscono,
praticamente, degli “spaccati
anatomici” dell’organo in esame.
Si possono, inoltre, ottenere
informazioni sul flusso ematico e
sulle componenti istochimiche dei
differenti tessuti esaminati.
Selezionare la corretta tecnica
di esecuzione dell’esame RM è uno
degli elementi più importanti al
fine di produrre una corretta
diagnosi.
pugliasalute
Negli anni recenti le apparecchiature di Risonanza
Magnetica hanno subìto uno sviluppo tecnologico tumultuoso
che ha reso questo esame affidabile, tanto che, oggi, il suo
impiego diagnostico è il più delle volte insostituibile.
Lo studio con risonanza magnetica fornisce un'immagine
più ricca di informazioni, ma anche più complessa
nell'interpretazione di quelle comunemente ottenibili con
la radiologia, sia convenzionale che digitale, e con l'ecografia.
Tale complessità deriva principalmente dal fatto che
l'immagine RM è espressione di due diverse serie di fattori:
di ordine fisico, legati alle caratteristiche stesse della struttura
in esame (tempi di rilassamento, densità protonica, flusso
ematico etc.) e di ordine tecnico-metodologico, dipendenti
dalle modalità di rilevamento del segnale, ovvero dalla
tecnica di studio di volta in volta impiegata.
Per il radiologo che intenda dedicarsi a questo tipo di
diagnostica, l’esigenza di conoscere la risonanza magnetica
nei suoi aspetti tecnico-fisici è sicuramente prioritaria,
rappresentando un presupposto fondamentale
all'interpretazione dell’immagine.
L'immagine di Risonanza Magnetica, si basa sullo studio
della componente nucleare dell'idrogeno, elemento
largamente diffuso in natura e costituente fondamentale
dell'organismo umano. I nuclei sono masse cariche
positivamente in quanto costituiti da protoni, particelle con
carica elettrica unitaria positiva e neutroni, dotati di massa,
ma elettricamente neutri. Alcuni nuclei presentano
movimento di rotazione su sé
stessi e pertanto sono
caratterizzati da un momento
angolare o "spin". Poiché a
cariche elettriche in movimento
è associato un campo magnetico,
il nucleo atomico rotante intorno
al proprio asse può essere
considerato come un dipolo con
un momento angolare magnetico
netto, che lo rende assimilabile
a una piccola barra magnetica
con due poli (nord e sud) che non
possono esistere separatamente.
- quattro -
aprile 2004
Nuclei dotati di proprietà magnetiche e presenti
nei tessuti biologici sono l'idrogeno, il carbonio-13,
l'azoto-14, il fluoro-19, il sodio-23, il fosforo-31 e il
potassio-39. Caratteristica comune di questi elementi
è la presenza di un numero dispari di protoni e/o di
neutroni nel nucleo; pertanto tali nuclei in virtù del
protone o neutrone non appaiato hanno un momento
dipolare magnetico netto che li rende adatti allo
studio RM e alla spettroscopia.
Di tutti gli elementi o isotopi con proprietà
magnetiche, l'idrogeno, il cui nucleo consiste di un
singolo protone, è di gran lunga il più abbondante
nel corpo umano: approssimativamente 1019 atomi
per 1 mmq di tessuto. Altri isotopi sono invece
presenti a più basse concentrazioni e in particolare
il carbonio-13 (6 protoni e 7 neutroni) rappresenta
solamente l’1,1 % dell'abbondanza naturale del
carbonio, che è solitamente riscontrabile in forma
isotopica 12 (6 protoni e 6 neutroni). L'idrogeno,
oltre ad essere il più abbondante nucleo RMrilevabile, ha un forte momento dipolare magnetico
e pertanto costituisce la base dell'imaging clinico
con RM. Quest’ultimo si fonda sulle modificazioni
che possono essere indotte dall'applicazione di
radiofrequenze (RF) su nuclei di idrogeno (H)
immersi m un campo magnetico statico (CMS).
Quando l'insieme dei nuclei di idrogeno viene inserito
in un campo magnetico di forte intensità, omogeneo e
costante, i nuclei si orientano lungo la direzione del campo
magnetico e acquistano un momento di rotazione intorno
all'asse del CMS (precessione) che ha una frequenza
caratteristica. Sono queste le condizioni indispensabili
perché si verifichi il fenomeno della risonanza che può
essere definito come l'ottimizzazione del trasferimento di
energia fra due sistemi oscillanti con la stessa frequenza e
in perfetta sincronia. Più semplicemente si può considerare
l'insieme dei nuclei di idrogeno come una popolazione di
diapason, di cui uno, sottoposto ad un impulso, entra in
vibrazione. Di tutti i diapason limitrofi solo quelli con
caratteristiche costruttive eguali (forma, dimensioni e
struttura) al diapason che ha emesso lo stimolo si porranno
in oscillazione. In altri termini il fenomeno della RM si
verifica solo quando l’onda interrogante ha la stessa
frequenza di oscillazione del sistema di spin (frequenza di
precessione nel CMS).
diagnostico della RM in tutti gli organi ed apparati (RM
Body), per passare poi a quello non invasivo della
emodinamica (Angio RM).
Le tecniche più avanzate
• Cardio-RM
(consente lo studio della cinetica e della
vascolarizzazione cardiaca);
• Spettroscopia
• Perfusione e Diffusione RM
(per lo studio del metabolismo cellulare e
della vascolarizzazione cerebrale)
• RM Funzionale (fMRI)
(per lo studio dell'attivazione delle aree
funzionali della corteccia cerebrale)
* Servizio Autonomo cattedra di Neuroradiologia
Azienda Ospedaliera Policlinico Consorziale
CENTRO CONVENZIONATO CON IL S.S.N.
DIAGNOSTICA
PER IMMAGINI
CALABRESE
dei Dott.ri Ruggiero e Maria Luisa Calabrese
• RISONANZA MAGNETICA APERTA
• TC SPIRALE
con metodologia
a basso dosaggio di radiazioni
• RADIOLOGIA TRADIZIONALE
Pertanto, si definisce Risonanza Magnetica
Nucleare il fenomeno secondo il quale una
popolazione di nuclei di idrogeno orientati in un
campo magnetico statico, viene eccitata e posta in
condizioni di risonanza mediante onde
elettromagnetiche non ionizzanti di frequenza
specifica.
• ECOTOMOGRAFIA
• ECO (COLOR) DOPPLER
• SENOLOGIA
Ecografia
Mammografia
• DENSITOMETRIA OSSEA
• ECOGRAFIE A DOMICILIO
Da un iniziale impiego esclusivamente in campo
Neuroradiologico, che ha consentito lo studio dettagliato
di organi del Sistema Nervoso Centrale, la cui visualizzazione
nelle 3 dimensioni era precedentemente possibile solo
mediante dissezione anatomica, si è passati all'utilizzo
pugliasalute
73020 CAVALLINO (LE) - Via Lecce - Maglie Km. 1,5
tel/fax : 0832-613111
e-mail: [email protected]
- cinque -
web: www.xraycalabrese.it
aprile 2004