La sclerosi multipla (SM) è una malattia neurodegenerativa cronica che colpisce il sistema nervoso centrale, in particolare il cervello e il midollo spinale. La diagnosi precoce e accurata è fondamentale per una gestione efficace della malattia e per rallentarne la progressione.
Le esperienze conseguite negli ultimi anni e il perfezionamento tecnologico degli esami strumentali, in particolare della risonanza magnetica nucleare, hanno reso possibile la diagnosi di SM spesso già al primo manifestarsi dei sintomi. In alcuni casi, il grado di certezza può tuttavia non essere completo (“SM possibile”) per la presenza di aspetti clinici-strumentali atipici, oppure perché i sintomi neurologici rimangono un episodio isolato.
Il Ruolo Centrale della Risonanza Magnetica nella Diagnosi di Sclerosi Multipla
La risonanza magnetica (RM) è diventata un pilastro nella diagnosi della sclerosi multipla (SM) grazie alla sua capacità di visualizzare direttamente le lesioni demielinizzanti nel cervello e nel midollo spinale. A differenza di altre tecniche di imaging, la RM offre un'eccellente risoluzione spaziale e un elevato contrasto tra i tessuti, permettendo di identificare anche lesioni di piccole dimensioni e di valutare l'attività della malattia nel tempo.
Criteri Diagnostici di McDonald e il Ruolo della RM
I criteri diagnostici di McDonald, rivisti nel corso degli anni, definiscono i parametri per la diagnosi di SM, e la RM gioca un ruolo centrale nel soddisfare questi criteri. La RM è lo strumento principale per identificare queste disseminazioni. I criteri di McDonald si basano sulla dimostrazione della disseminazione nello spazio (DIS) e della disseminazione nel tempo (DIT) delle lesioni tipiche della SM.
Disseminazione nello Spazio (DIS):
La DIS si riferisce alla presenza di lesioni in diverse regioni del sistema nervoso centrale. Secondo i criteri di McDonald, la DIS può essere dimostrata dalla presenza di almeno una lesione in due o più delle seguenti aree:
- Regioni periventricolari
- Regioni iuxtacorticali o corticali
- Regione infratentoriale (cervelletto e tronco encefalico)
- Midollo spinale
Disseminazione nel Tempo (DIT):
La DIT si riferisce alla dimostrazione che le lesioni sono apparse in momenti diversi nel tempo. La DIT può essere dimostrata in due modi principali:
- Presenza simultanea di lesioni captanti il gadolinio (lesioni attive) e lesioni non captanti il gadolinio (lesioni croniche) in una singola scansione RM.
- Dimostrazione di nuove lesioni in una scansione RM successiva, rispetto a una scansione precedente.
La RM, quindi, non solo contribuisce alla diagnosi iniziale, ma anche al monitoraggio della progressione della malattia e alla valutazione della risposta al trattamento. La capacità di rilevare sia lesioni attive (infiammatorie) che lesioni croniche è essenziale per comprendere la storia naturale della malattia in un individuo.
Studi prospettici hanno dimostrato che la Risonanza Magnetica è l’indicatore prognostico più affidabile tra quelli presi in considerazione.
Una volta formulata la diagnosi, rimane la difficoltà di fornire informazioni rispetto alla possibile evoluzione della malattia.
Protocolli Standardizzati di Risonanza Magnetica per la Sclerosi Multipla
Per garantire una diagnosi accurata e confrontabile nel tempo, è fondamentale seguire protocolli standardizzati di RM. Le linee guida internazionali, come quelle del MAGNIMS (Magnetic Resonance Imaging in MS), raccomandano specifici parametri di acquisizione delle immagini e sequenze per ottimizzare la visualizzazione delle lesioni tipiche della SM.
Sequenze di Imaging Fondamentali
Un protocollo standard per la RM nella SM include tipicamente le seguenti sequenze:
- Sequenze T2-pesate: Queste sequenze sono sensibili alla presenza di acqua e quindi evidenziano le aree di edema e infiammazione, tipiche delle lesioni demielinizzanti. Le sequenze T2-pesate, come la FLAIR (Fluid Attenuated Inversion Recovery), sono particolarmente utili per visualizzare le lesioni periventricolari e iuxtacorticali.
- Sequenze T1-pesate: Queste sequenze forniscono informazioni sull'anatomia e la struttura dei tessuti. Le sequenze T1-pesate vengono utilizzate prima e dopo la somministrazione di gadolinio (un mezzo di contrasto) per identificare le lesioni attive, ovvero quelle con rottura della barriera emato-encefalica.
- Sequenze con soppressione del grasso (Fat Saturation): Queste sequenze migliorano la visualizzazione delle lesioni in aree ricche di grasso, come il midollo spinale.
- Sequenze DIR (Double Inversion Recovery): Sono utili per rilevare lesioni corticali, che possono essere difficili da individuare con altre sequenze.
- Sequenze DWI (Diffusion-Weighted Imaging): Queste sequenze valutano la diffusione delle molecole d'acqua nei tessuti e possono essere utili per differenziare le lesioni acute da quelle croniche.
Acquisizione delle Immagini
L'acquisizione delle immagini deve essere eseguita con specifici parametri per ottimizzare la qualità e la sensibilità diagnostica:
- Spessore delle fette: Si raccomanda uno spessore delle fette sottile (tipicamente 3-5 mm) per minimizzare gli artefatti e migliorare la visualizzazione delle piccole lesioni.
- Campo di vista (FOV): Il FOV deve essere sufficientemente ampio per coprire l'intera area di interesse (ad esempio, l'intero cervello o il midollo spinale).
- Matrice: La matrice determina la risoluzione spaziale delle immagini. Una matrice più grande (ad esempio, 256x256 o superiore) fornisce una maggiore risoluzione.
Gadolinio: Uso e Considerazioni
Il gadolinio è un mezzo di contrasto paramagnetico che viene somministrato per via endovenosa per evidenziare le lesioni attive (infiammatorie) della SM. Le lesioni attive mostrano un aumento del segnale nelle sequenze T1-pesate dopo la somministrazione di gadolinio a causa della rottura della barriera emato-encefalica. Tuttavia, l'uso del gadolinio è stato oggetto di discussione negli ultimi anni a causa della sua potenziale ritenzione in alcuni tessuti, in particolare nel cervello. Pertanto, è importante valutare attentamente il rapporto rischio-beneficio dell'uso del gadolinio in ogni singolo paziente e utilizzare la dose minima efficace.
La risonanza magnetica è un esame radiologico non invasivo e indolore, che comporta in genere l’iniezione in vena del gadolinio, il mezzo di contrasto che permette di evidenziare eventuali lesioni attive nel sistema nervoso centrale. A differenza di radiografie standard e della tomografia computerizzata (TC), la RM non utilizza radiazioni ionizzanti (o raggi X), ma sfrutta il magnetismo e i campi elettrici.
Le controindicazioni alla RM sono poche e comprendono: la presenza di pacemaker cardiaci, di altri stimolatori elettrici fissi, di protesi metalliche fisse e la claustrofobia.
Nel caso sia stata formulata una diagnosi di “SM possibile”, dopo aver eseguito tutti gli accertamenti, sarà richiesto alla persona di ripetere, a distanza di alcuni mesi, una RM del cervello con mezzo di contrasto per verificare l’eventuale comparsa di nuove lesioni infiammatorie che comportano la conferma della diagnosi di SM.
La risonanza magnetica ha reso più semplice la diagnosi di SM perché permette di ottenere immagini molto dettagliate del sistema nervoso centrale.
Le lesioni tipiche della malattia sono generalmente ben visibili utilizzando specifiche sequenze che elaborano le immagini realizzate con la RM; le aree di infiammazione e perdita di mielina di recente insorgenza si possono visualizzare dopo l’iniezione in vena del mezzo di contrasto (“lesioni attive”).
Va precisato che alterazioni della sostanza bianca visibili in RM simili a quelle che si riscontrano nella SM non sono esclusive di questa malattia.
Tecniche Avanzate di Risonanza Magnetica
Oltre alle sequenze convenzionali, la RM offre tecniche avanzate che possono fornire informazioni più dettagliate sulla patologia della SM. Queste tecniche includono:
MRI Volumetrica
Misura i volumi di diverse strutture cerebrali, come la materia grigia, la materia bianca e il volume totale del cervello. L'atrofia cerebrale è una caratteristica della SM, e la MRI volumetrica può essere utilizzata per monitorare la progressione della malattia e la risposta al trattamento.
Spettroscopia RM (MRS)
La spettroscopia RM (MRS) è una tecnica non invasiva che permette di valutare la composizione biochimica dei tessuti. Nella SM, la MRS può rivelare alterazioni nei livelli di specifici metaboliti, come il N-acetil aspartato (NAA), un marker di integrità neuronale, e il colina, un marker di turnover cellulare. La diminuzione del NAA e l'aumento del colina possono indicare danno neuronale e demielinizzazione.
Imaging del Tensore di Diffusione (DTI)
L'imaging del tensore di diffusione (DTI) è una tecnica che valuta la microstruttura della materia bianca, misurando la direzione e l'entità della diffusione delle molecole d'acqua. Nella SM, la DTI può rilevare alterazioni nella mielina e negli assoni, anche in aree che appaiono normali nelle sequenze convenzionali. I parametri derivati dalla DTI, come la frazione di anisotropia (FA) e la diffusività media (MD), possono fornire informazioni sulla gravità del danno alla materia bianca.
RM a Campo Ultra-Alto (7 Tesla)
La RM a campo ultra-alto (7 Tesla) offre una risoluzione spaziale e un rapporto segnale-rumore superiori rispetto alle RM a campo standard (1.5 o 3 Tesla). Questo permette di visualizzare le lesioni della SM con maggiore dettaglio e di identificare lesioni corticali e iuxtacorticali che potrebbero sfuggire alle RM a campo inferiore. La RM a 7 Tesla è ancora una tecnica di ricerca, ma ha il potenziale per migliorare la diagnosi e il monitoraggio della SM.
Un team di ricercatori dell’IRCCS Ospedale Policlinico San Martino, in collaborazione con Siemens Italia, ha messo a punto un protocollo di risonanza magnetica avanzata in grado di analizzare con un livello di dettaglio inedito per la pratica clinica la struttura cerebrale, sia della sostanza bianca che della sostanza grigia. La risonanza magnetica è uno strumento di routine in campo neurologico, usato sia a scopo diagnostico, che per prendere le decisioni più adeguate in termini di trattamento.
L’esame è sicuro e non invasivo; mentre il paziente è disteso, la macchina registra i segnali emessi dalle molecole del corpo in risposta al campo magnetico emesso.
Uno studio dell'IRCCS Ospedale Policlinico San Martino, svoltosi in collaborazione con l’Università di Genova e con Siemens Italia, è riuscito ad utilizzare la risonanza magnetica pesata in diffusione per analizzare anche la sostanza grigia, in un protocollo compatibile con la pratica clinica.
Il protocollo è applicabile sugli scanner 3 tesla, i più potenti disponibili nei reparti, con un tempo di acquisizione di soli 10 minuti.
La ricerca è stata coordinata da Matilde Inglese, professoressa associata di neurologia all’Università di Genova e dirigente medico del Policlinico San Martino. < Analisi effettuate su 5 pazienti affetti da sclerosi multipla hanno permesso di differenziare alterazioni della struttura cerebrale che sarebbero state altrimenti indistinguibili. < Il risultato è stato reso possibile da un team multidisciplinare, in cui hanno collaborato medici e ingegneri, e dalla sinergia tra ricerca pubblica e impresa. Lo scanner, installato nel reparto di Neuroradiologia dell’IRCCS Ospedale Policlinico San Martino, è stato acquistato grazie all’Associazione Italiana Sclerosi Multipla e messo a disposizione ai ricercatori dal dott. Castellan, responsabile dell’Unità operativa di Neuroradiologia del Policlinico. Milano, 21 marzo 2016 - I ricercatori dell’Unità di Neuroimaging quantitativo dell’IRCCS Ospedale San Raffaele, una delle 18 strutture d’eccellenza del Gruppo Ospedaliero San Donato, hanno coordinato un gruppo internazionale di esperti clinici e di imaging nella definizione dei nuovi criteri d’uso della risonanza magnetica nella diagnosi e nella gestione dei pazienti con sclerosi multipla. La risonanza magnetica è uno strumento fondamentale nella valutazione dei pazienti con un sospetto di sclerosi multipla, data la sua elevata sensibilità nel rilevare le alterazioni della sostanza bianca tipiche della malattia e la loro evoluzione. Per questo motivo, dal 2001 (Mc Donald et al., 2001) la risonanza magnetica è stata inclusa formalmente nel percorso di indagine della malattia al fine di formulare una diagnosi precoce e accurata e, di conseguenza, di iniziare quanto prima a somministrare le terapie. “L’obiettivo principale dell’aggiornamento delle linee guida - spiega il prof. “Su Lancet Neurology spieghiamo - afferma Mara Rocca, ricercatrice presso l’Unità di Neuroimaging quantitativo e co-autrice dello studio - che oltre alle quattro sedi tipicamente coinvolte dalla sclerosi multipla e contemplate negli attuali criteri diagnostici (periventricolare, sottocorticale, fossa posteriore e midollo spinale), vi è anche un coinvolgimento del nervo ottico, che può essere colpito in più del 30% dei pazienti, già all’esordio della malattia. Un aspetto ampiamente dibattuto degli attuali criteri diagnostici riguarda la distinzione tra lesioni sintomatiche e asintomatiche, che a volte può non risultare semplice da un punto di vista clinico. In passato, le lesioni sintomatiche venivano escluse dalla dimostrazione della disseminazione nello spazio e nel tempo della malattia. Conclude il professor Filippi: “Queste linee guida rappresentano un avanzamento importante nel processo diagnostico della sclerosi multipla e avranno un notevole impatto clinico. L'interpretazione delle immagini RM nella SM richiede una conoscenza approfondita della patologia della malattia, dei criteri diagnostici e delle possibili varianti. È importante considerare la localizzazione, la dimensione, la forma e l'intensità del segnale delle lesioni, nonché la presenza o l'assenza di captazione del gadolinio. Inoltre, è fondamentale confrontare le immagini RM con la storia clinica del paziente e con i risultati di altri esami diagnostici. La RM può aiutare a distinguere la SM da altre malattie che possono mimare i suoi sintomi, come la neuromielite ottica (NMO), la malattia di Behçet, la sarcoidosi e le vasculiti del sistema nervoso centrale. In alcuni casi, possono essere necessari esami aggiuntivi, come l'analisi del liquido cefalorachidiano e gli esami del sangue, per confermare la diagnosi di SM e escludere altre condizioni. L'interpretazione delle immagini RM nella SM può essere complessa e soggetta a errori. Alcune delle sfide più comuni includono: Per minimizzare queste sfide, è importante che le immagini RM siano interpretate da radiologi esperti nella diagnosi della SM e che siano utilizzati protocolli standardizzati di acquisizione e interpretazione delle immagini. La RM non è solo uno strumento diagnostico, ma anche un importante strumento per il monitoraggio della progressione della SM e della risposta al trattamento. Le scansioni RM seriali possono essere utilizzate per valutare la comparsa di nuove lesioni, l'aumento delle dimensioni delle lesioni esistenti e la presenza di atrofia cerebrale. Questi parametri possono fornire informazioni sulla gravità della malattia e sulla sua risposta alle terapie. La RM può essere utilizzata per valutare l'efficacia dei farmaci modificanti la malattia (DMT) nella SM. I DMT mirano a ridurre l'attività infiammatoria e a rallentare la progressione della malattia. La RM può rivelare una diminuzione del numero di lesioni captanti il gadolinio e una riduzione del tasso di comparsa di nuove lesioni nei pazienti che rispondono al trattamento. Inoltre, la RM volumetrica può essere utilizzata per monitorare l'atrofia cerebrale nel tempo e valutare l'effetto dei DMT sulla perdita di tessuto cerebrale. I risultati della RM possono avere importanti implicazioni cliniche per i pazienti con SM. La comparsa di nuove lesioni o l'aumento delle dimensioni delle lesioni esistenti possono indicare una progressione della malattia e la necessità di modificare il trattamento. La presenza di atrofia cerebrale può essere associata a un peggioramento delle funzioni cognitive e fisiche. Pertanto, è importante che i risultati della RM siano integrati con la valutazione clinica del paziente per prendere decisioni terapeutiche informate. La ricerca sulla RM nella SM è in continua evoluzione. Nuove tecniche e applicazioni della RM stanno emergendo, con il potenziale di migliorare ulteriormente la diagnosi, il monitoraggio e la comprensione della malattia. La RM a trasferimento di magnetizzazione (MT) è una tecnica che valuta l'integrità della mielina, misurando l'interazione tra le molecole d'acqua e le macromolecole (come le proteine) presenti nella mielina. Nella SM, la MT può rivelare una diminuzione del rapporto di trasferimento di magnetizzazione (MTR) nelle lesioni e nella materia bianca apparentemente normale, indicando un danno alla mielina. Gli approcci di intelligenza artificiale (AI), come l'apprendimento automatico (machine learning) e l'apprendimento profondo (deep learning), stanno diventando sempre più importanti nella RM. L'AI può essere utilizzata per automatizzare l'analisi delle immagini RM, identificare le lesioni, misurare il volume cerebrale e prevedere la progressione della malattia. Questi approcci hanno il potenziale per migliorare l'accuratezza e l'efficienza della diagnosi e del monitoraggio della SM. L'imaging molecolare è un campo emergente che mira a visualizzare processi biologici specifici a livello molecolare. Nella SM, l'imaging molecolare potrebbe essere utilizzato per identificare le cellule infiammatorie, valutare l'attività della mielina e monitorare la risposta ai farmaci.Interpretazione delle Immagini RM nella Sclerosi Multipla
Diagnosi Differenziale
Sfide Interpretative
Monitoraggio della Sclerosi Multipla con la Risonanza Magnetica
Valutazione della Risposta al Trattamento
Implicazioni Cliniche dei Risultati della RM
Ricerca Futura e Nuove Direzioni
RM a Trasferimento di Magnetizzazione (MT)
Approcci di Intelligenza Artificiale (AI)
Imaging Molecolare
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