Scopri Come Funziona la Risonanza Magnetica e Perché è Fondamentale per la Diagnosi

La risonanza magnetica (MRI) è una tecnica che permette di acquisire immagini anatomiche o funzionali relative a una serie di regioni corporee. La risonanza magnetica (RM) è una tecnica che permette di acquisire immagini anatomiche o funzionali relative a una serie di regioni corporee.

La risonanza magnetica è utilizzata in medicina e in particolare in radiologia per fornire immagini dell’anatomia e dei processi fisiologici di parti del corpo. Gli scanner di risonanza magnetica funzionano grazie alla presenza di campi magnetici che permettono di generare immagini degli organi del corpo.

Storia e Innovazioni

Nel 1950, Erwin Hahn e, successivamente, Herman Carr avevano riportato una immagine di risonanza unidimensionale nelle tesi di dottorato. Nel 1960, Vladislav Ivanov aveva depositato un documento in cui si chiedeva la disponibilità allo stato di poter creare un Dispositivo Risonanza Magnetica e nel 1971 Raymond Damadian, un medico armeno-americano e professore Presso Downstate Medical Center State University of New York, ha inventato la prima risonanza magnetica e ha depositato il primo brevetto.

Principi Fisici della Risonanza Magnetica

Il segnale della risonanza magnetica dipende dai protoni dell’acqua contenuti nei tessuti, mentre l’intensità dell’immagine deriva dalla densità dei protoni ed è influenzata dall’ambiente locale delle molecole d’acqua. Ciascun protone possiede una carica e ruota attorno al proprio asse, ovvero ha uno spin. Quando il tessuto è disposto in un campo magnetico statico, i protoni in pochi secondi si ordineranno assumendo un verso parallelo (up) o antiparallelo (down). I due orientamenti rappresentano situazioni di livello energetico diverse.

Per far verificare il fenomeno della risonanza magnetica è necessario si invii un’onda a radiofrequenza specifica, cioè a frequenza uguale a quella di precessione dei protoni di Idrogeno. In questo modo si produce un’eccitazione sul sistema protonico: l’energia fornita al tessuto dall’impulso di eccitazione a radiofrequenza sarà tanto maggiore quanto più lunga sarà la durata dell’impulso stesso. I nuclei risentono della transizione energetica, e quindi perdono la loro situazione di equilibrio. Alla fine dell’impulso di radiofrequenza, il sistema protonico si trova in una situazione di non equilibrio, dovuta alla quantità di energia assorbita e ad un conseguente aumento dell’energia potenziale che genera instabilità e tendenza al ripristino delle condizioni iniziali. All’eccitazione protonica segue quindi una fase durante la quale gli spin tenderanno a liberarsi dell’energia in sovrappiù fino a tornare nella condizione iniziale che è assai più stabile e più probabile.

Risonanza Magnetica Funzionale (fMRI)

La risonanza magnetica funzionale (fMRI) è una tecnica introdotta di recente per studiare nel dettaglio l’attività cerebrale. Essa nasce negli anni novanta ad opera di Thulborn e Ogawa, che intuirono l’importanza dell’ossigenazione sanguigna nel tempo (segnale BOLD, Blood Oxygenation Level Dependent), per acquisire immagini relative a una determinata area cerebrale. L’effetto BOLD era stato studiato da L.Pauling, che l’aveva legato a delle immagini strutturali cerebrali per renderle più informative da un punto di vista funzionale.

Questo metodo di indagine si basa sul cambiamento del segnale MRI, al quale si associa la risposta emodinamica e metabolica in una regione in cui si ha un’attivazione neuronale indotta da stimoli interni o esterni. L’fMRI, è legata strettamente a contesti sperimentali e di ricerca per individuare, sia in soggetti normali che in soggetti patologici, le aree del cervello attivate durante compiti di stimolazione. In questo modo si ottengono mappe di attivazione (funzionali) che consentono di illustrare quali aree cerebrali sottendono funzioni cognitive specifiche.

Chiaramente i compiti fatti svolgere da un soggetto in fMRI sono specifici rispetto a una funzione svolta da una determinata area. Quando si genera un incremento di attività cerebrale in un’area si determina un maggiore afflusso sanguigno in quell’area con conseguente aumento locale della quantità di ossigeno. Di conseguenza anche il flusso sanguigno aumenterà perché è necessaria una quantità maggiore di emoglobina ossigenata. La fMRI non produce immagini dirette di quello che avviene nel cervello, poiché queste immagini sono un effetto indiretto, derivante dalla risposta emodinamica, dell’attività neuronale.

Durante una sessione di un esperimento in fMRI, quindi, sono acquisite immagini funzionali quando il cervello è in una condizione di riposo (assenza di stimoli) e durante l’esecuzione di un task sensoriale, motorio o task cognitivo. Lo stesso task è ripetuto periodicamente in modo da fare una media statistica di tutti i valori delle immagini relativi all’attivazione. L’immagine finale si ottiene facendo una sottrazione mediata tra l’immagine acquisita durante l’assenza di stimoli e l’immagine acquisita durante la presentazione dello stimolo.

Come Funziona la Risonanza Magnetica

La Risonanza Magnetica si basa sull’interazione tra un forte campo magnetico e le onde di radiofrequenza. Il principio alla base di questa tecnologia è la risonanza dei nuclei di idrogeno presenti nel nostro corpo. Gli atomi di idrogeno, abbondanti nei tessuti biologici, vengono allineati dal campo magnetico generato dal macchinario.

Quando l’impulso di RF viene interrotto, i protoni rilasciano energia tornando alla loro posizione iniziale. Il segnale grezzo viene processato attraverso algoritmi di Fourier e trasformato in immagini digitali ad alta risoluzione.

Applicazioni Cliniche

La Risonanza Magnetica viene impiegata in numerosi ambiti della medicina grazie alla sua elevata capacità di dettaglio e alla possibilità di ottenere immagini in più piani senza dover ricorrere a mezzi di contrasto iodati. L’avvento della Risonanza Magnetica ha rivoluzionato la medicina nucleare, offrendo un metodo di imaging privo di radiazioni e in grado di fornire informazioni dettagliate sulla struttura e sulla funzionalità degli organi interni.

La risonanza magnetica (RM) è un esame diagnostico avanzato che permette di ottenere immagini dettagliate dell’interno del corpo umano senza l’uso di radiazioni ionizzanti. La risonanza magnetica (RM), anche detta risonanza magnetica nucleare (RMN) sfrutta un potente campo magnetico e onde radio per ottenere immagini dettagliate dell’interno del corpo. Durante l’esame, il paziente si sdraia su un lettino che scorre all’interno di un cilindro, dove un magnete crea un campo magnetico stabile.

A differenza di altri esami diagnostici, come la TAC o la radiografia, la risonanza magnetica non utilizza radiazioni ionizzanti: ecco perché risulta una scelta più sicura in molte situazioni. Inoltre, consente di visualizzare con grande precisione i tessuti molli: questo la rende particolarmente utile per lo studio del cervello, del midollo spinale, delle articolazioni e di alcuni organi interni.

La RM può essere eseguita su diversi distretti del corpo, tra cui cervello e colonna vertebrale, articolazioni e muscoli, organi interni come fegato, cuore, reni e intestino, per esami più approfonditi. Grazie alla sua versatilità, la risonanza magnetica rappresenta un esame diagnostico fondamentale in molteplici specialità mediche.

Tipologie di Risonanza Magnetica

Risonanza magnetica con e senza contrasto: in alcuni casi, per migliorare la visibilità di particolari strutture o anomalie, viene somministrato un mezzo di contrasto a base di Gadolinio. Questo aiuta a evidenziare meglio infiammazioni, tumori e alterazioni vascolari.
Risonanza magnetica aperta e chiusa: la RM tradizionale prevede un macchinario a tunnel, ma esistono anche versioni aperte, pensate per pazienti claustrofobici o con esigenze specifiche.
Risonanza magnetica funzionale (fMRI): questo tipo di RM viene utilizzato soprattutto in neurologia per studiare l’attività cerebrale.

Risonanza Magnetica Aperta

Al Centro Medico San Jacopo di Agliana è disponibile una Risonanza Magnetica aperta articolare, un significativo passo avanti rispetto alle apparecchiature tradizionali a tunnel. Molti pazienti avvertono disagio e ansia nei macchinari chiusi: la riduzione della claustrofobia è un vantaggio significativo. Grazie alla disponibilità di un’apparecchiatura RM aperta, il Centro Medico San Jacopo di Agliana garantisce un’esperienza più confortevole per i pazienti, migliorando l’accessibilità a questa fondamentale indagine diagnostica.

Preparazione all'Esame

Prima dell’esame, il paziente riceverà istruzioni specifiche dal personale medico o tecnico sulla preparazione necessaria. Queste istruzioni possono includere il digiuno per alcune ore, la rimozione di oggetti metallici (come gioielli e apparecchi acustici) e la vestizione con indumenti ospedalieri. Il paziente viene quindi posizionato sulla lettiga della RM. La lettiga del paziente viene quindi spinta all’interno del tunnel o dell’anello della macchina, dove avverrà l’acquisizione delle immagini. Durante l’esame, il paziente rimarrà in comunicazione costante con il personale medico o tecnico attraverso un microfono o un sistema di interfono.

Durante l’esame, vengono inviati impulsi radio e campi magnetici per creare i segnali utilizzati per generare le immagini. Il paziente deve rimanere il più immobile possibile durante questo processo per evitare artefatti nelle immagini. Una volta completata l’acquisizione delle immagini, la lettiga del paziente viene gradualmente estratta dalla macchina RM. Prima di fare l’esame occorre togliere gioielli, reggiseno, piercing, fermagli per capelli, cinture, occhiali, orologio, apparecchi per l'udito, protesi dentarie mobili, cinti sanitari, busti...Inoltre, non si possono portare nel macchinario cellulari, carte di credito o altre tessere magnetiche.

Per ridurre il rumore l’operatore fornisce le cuffie, e si possono mettere in atto alcuni accorgimenti come valutare con il medico il ricorso a blandi tranquillanti se si soffre di claustrofobia. Esiste la possibilità di fare la risonanza magnetica aperta. La RMN richiede solo una minima collaborazione da parte del paziente.

Quando Non si Può Fare la Risonanza Magnetica

Ci sono condizioni in cui la risonanza magnetica non si può fare, in particolare se si ha: Pace maker o defibrillatore interno. Il macchinario della risonanza magnetica può interferire con il pace maker o il defibrillatore interno e può bloccarne il funzionamento. Esistono pace maker compatibili che funzionano anche in risonanza magnetica, ma il parere deve essere dato dal cardiologo.

Tutto ciò che è metallico e ferromagnetico non può entrare nella risonanza magnetica perché si può riscaldare, si può dislocare, oppure può interferire con l'acquisizione delle immagini impedendo alle onde a radiofrequenza di penetrare nell’area del corpo da esaminare. La presenza di tatuaggi estesi può essere valutata dal medico, per la possibile presenza di sostanze metalliche. Stimolanti di crescita ossea (dispositivi che stimolano l’accrescimento del tessuto osseo o la calcificazione) possono interferire con l'acquisizione delle immagini.

Esistono altre condizioni (per esempio presenza di clips vascolari o schegge in materiale ferromagnetico) in cui la risonanza magnetica non viene fatta. Prima dell’esame viene richiesto di compilare un foglio con domande sulle condizioni che non permettono di fare la risonanza magnetica, e quelle per cui è necessario avere il parare del medico, o del radiologo. Tutte queste domande vengono comunque ripetute dall’operatore prima dell’esame.

E' prudente non far fare la risonanza magnetica alle donne in gravidanza, in particolare nel primo trimestre di gravidanza, anche se non è stata comprovata la sensibilità dell'embrione ai campi magnetici e di radiofrequenza utilizzati per queste indagini. Per le donne che allattano è consigliabile raccogliere e conservare il proprio latte prima dell’esame, e sospendere l’allattamento al seno nelle 24 ore successive all’esame.

Le persone con claustrofobia anche lieve possono avere difficoltà a tollerare lunghi tempi di scansione all’interno della macchina. In seguito a incidenti gravi, capita di dover inserire delle protesi metalliche (viti, placche, ecc…), che rendono impossibile eseguire l’esame.

Controindicazioni al Mezzo di Contrasto

L’esame di risonanza magnetica con mezzo di contrasto è controindicato per chi ha avuto manifestazioni allergiche gravi dopo precedenti somministrazioni di mezzo di contrasto oppure per chi ha malattie allergiche acute in atto. Se una persona ha avuto manifestazioni allergiche lievi o moderate dopo una precedente somministrazione di mezzo di contrasto, oppure se ha in atto reazioni allergiche come l’orticaria, o una rinite allergica non controllata da antistaminici o steroidi in spray nasali, è considerata a rischio per il mezzo di contrasto. Se la persona non ha mai avuto allergie, oppure ha avuto precedenti reazioni allergiche a farmaci, ma NON dopo la somministrazione precedente di mezzo di contrasto, può fare la risonanza con mezzo di contrasto, perché non c’è controindicazione all’effettuazione dell’esame.

Informazioni Aggiuntive

La risonanza magnetica è in grado di fornire un’immagine tridimensionale delle parti interne del corpo e viene utilizzata per la diagnosi di una grande varietà di condizioni patologiche perché permette di visualizzare soprattutto gli organi interni, insieme allo scheletro e alle articolazioni. Ciò fa si che la risonanza magnetica venga sfruttata in numerosi campi di studio, come la neurologia, la neurochirurgia, l’urologia, la traumatologia, l’ortopedia, la gastroenterologia, la cardiologia e l’oncologia.

Non vi è una controindicazione specifica durante la gravidanza. Tuttavia anche se non è stata provata la sensibilità dell’embrione ai campi magnetici e di radiofrequenza utilizzati per queste indagini, la risonanza magnetica è sconsigliata alle donne gravide, soprattutto nel primo trimestre.L'esame è controindicato anche per chi, a seguito di incidenti o di interventi chirurgici, ha nel corpo altre strutture metalliche di vario tipo, specialmente se in prossimità di organi vitali, per evitare che i campi magnetici prodotti dalla macchina possano provocare il loro spostamento o il loro surriscaldamento.

Chi soffre di claustrofobia (paura dei luoghi chiusi) può avere delle reazioni ansiose all’interno della macchina. Si raccomanda pertanto di comunicare al personale sanitario se in passato si è avuto questo tipo di problemi. Occorre togliere gioielli e piercing, fermagli per capelli e cinture, occhiali e orologio, ma anche eventuali lenti a contatto, apparecchi per l’udito, protesi dentarie mobili, cinti sanitari, busti e parrucche.

Al termine dell'indagine si può tornare a casa, anche guidando, senza nessun tipo di limitazione. Conclusa l'indagine si può tornare a casa, anche guidando, senza nessun tipo di limitazione. Gli unici fastidi che si possono avvertire durante l'esecuzione dell’esame derivano dal forte rumore provocato dalla macchina e dal senso di claustrofobia che, soprattutto in passato, era provocato dal rimanere chiusi in un grande cilindro per il tempo necessario all’esame.

Rispettando le cautele sopra descritte, l’unico possibile rischio nel corso della risonanza magnetica è una reazione allergica alla sostanza usata come mezzo di contrasto, il gadolinio, che generalmente è molto più rara e lieve di quella prodotta da mezzi di contrasto a base di iodio usati per gli esami radiografici. La durata di una risonanza magnetica dipende dall’estensione della parte del corpo da esaminare ma può variare tra i 25 e i 65 minuti.

La Risonanza Magnetica rappresenta una pietra miliare nella diagnostica per immagini, l’elevata accuratezza diagnostica offerta senza l’uso di radiazioni ionizzanti la rende un’indagine preziosa ed indispensabile.