Scopri il Segreto della Risonanza Magnetica: Come Funziona e le Sorprendenti Applicazioni Mediche

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. Viene prescritta quando è necessario un livello di dettaglio superiore rispetto ad altri esami di imaging, offrendo un’indagine accurata e non invasiva. Approfondiamo il suo funzionamento, le diverse tipologie disponibili e le principali indicazioni cliniche.

Cos'è la Risonanza Magnetica?

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. 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 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.

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.

Come Funziona la Risonanza Magnetica?

Il funzionamento della risonanza magnetica si basa su un principio sofisticato, ma sicuro. Il paziente entra all’interno del tunnel del macchinario (o “gantry”) che genera un potente campo magnetico, provocando una reazione delle molecole di idrogeno presenti nei tessuti. Grazie alle onde radio inviate attraverso il corpo, la macchina è in grado di registrare i segnali inviati dagli atomi di idrogeno e di elaborarli per creare un’immagine dettagliata.

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.

È bene precisare che la risonanza magnetica non utilizza radiazioni, quindi non espone il paziente agli stessi rischi di una TAC o di una radiografia: questo particolare aspetto la rende adatta anche a soggetti giovani o a chi necessita di controlli frequenti.

Risonanza Magnetica Funzionale (fMRI)

La risonanza magnetica funzionale (fMRI) è una tecnica intordotta 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.

Tipologie di Risonanza Magnetica

Esistono diverse tipologie di risonanza magnetica, che si differenziano in base al macchinario utilizzato o alla modalità di esecuzione dell’esame. Le principali sono:

Risonanza magnetica chiusa - la più comune, costituita da un tunnel lungo e stretto dove si genera il campo magnetico; offre immagini di altissima qualità, ma può rappresentare un’esperienza spiacevole per chi soffre di claustrofobia.
Risonanza magnetica aperta - pensata per alcune esigenze particolari, il macchinario risulta più spazioso e “aperto” lateralmente, rendendo l’esame meno stressante, anche se la qualità visiva può essere leggermente inferiore.
Risonanza magnetica con mezzo di contrasto - viene somministrata una sostanza (a base di gadolinio) per via endovenosa, evidenziando infiammazioni, vasi sanguigni, tumori o alterazioni non facilmente visibili con una normale risonanza.

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.

La potenza del campo magnetico si misura in Tesla e più è alto il valore migliore è la qualità delle immagini.

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.

A cosa serve la Risonanza Magnetica?

La risonanza magnetica permette di visualizzare con estrema precisione i tessuti molli del corpo (organi, muscoli, tendini, legamenti e vasi sanguigni); è invece poco indicata per esaminare le ossa, che vengono analizzate meglio con una TAC o una radiografia.

Nello specifico, la risonanza magnetica è frequentemente impiegata per esaminare:

Cervello e midollo spinale, eventuali patologie neurologiche;
Colonna vertebrale, ernie o problemi discali;
Articolazioni, ad esempio ginocchia, spalle o anche;
Organi interni, tra cui fegato, reni, utero e prostata;
Vasi sanguigni, attraverso tecniche specifiche (come l’angio-RM).

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.

In oncologia viene utilizzata per la diagnosi, la stadiazione e la valutazione della risposta al trattamento di diversi tipi di tumore.

Inoltre, è spesso utilizzata per monitorare l’evoluzione delle condizioni mediche nel tempo.

Preparazione all'Esame

La preparazione per una risonanza magnetica è abbastanza semplice, ma può variare in base alla zona da esaminare e all’eventuale mezzo di contrasto. Tipicamente è consigliato:

Seguire le indicazioni del medico, che in alcuni casi potrebbe richiedere il digiuno di alcune ore, soprattutto se è previsto il mezzo di contrasto;
Portare la documentazione sanitaria necessaria: eventuale ricetta o prescrizione dell’esame, analisi utili svolte in precedenza, i referti più recenti;
Comunicare allergie, patologie o condizioni particolari, in particolare la gravidanza, la presenza di pacemaker, protesi o tatuaggi di ampie dimensioni;
Indossare abiti comodi e senza componenti metalliche: in molti centri viene fornito un camice adeguato per effettuare l’esame in sicurezza.

Ecco invece cosa non fare prima di una risonanza magnetica:

Non indossare oggetti metallici (orologi, gioielli, piercing, fermagli, occhiali e vestiti);
Evita di applicare cosmetici e creme, in particolare nella zona da esaminare;
Non assumere cibi o bevande nelle ore precedenti, se richiesto dal medico.

In caso di dubbi o problemi è sempre bene informare in anticipo il centro medico, così da valutare altre possibili soluzioni (tra cui la sedazione o l’uso di un macchinario aperto).

Prima di tutto è importante sapere che l’esame deve essere prescritto da uno specialista.

Come si svolge l'esame

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.

Per eseguire l’esame, alla paziente viene chiesto di stendersi su un lettino, che viene fatto scorrere dentro a un’apposita macchina, e di restare ferma e rilassata per tutta la durata dell’esame.

Durante l’esame, il paziente rimarrà in comunicazione costante con il personale medico o tecnico attraverso un microfono o un sistema di interfono. Il paziente deve rimanere il più immobile possibile durante questo processo per evitare artefatti nelle immagini.

Tipicamente si tratta di protesi, chiodi e viti applicate in ortopedia, ma esistono anche altri dispositivi in uso in altri rami della chirurgia (per esempio in interventi di angioplastica su arterie e vene), realizzati con materiali che potrebbero rendere rischioso l'esame.

Per evitare inconvenienti, comunque, la paziente viene di norma invitata a togliersi tutti i vestiti a esclusione della biancheria intima (purché priva di parti metalliche) e a indossare un camice, fornito dal personale, e calzari monouso.

Durata dell'esame

La durata di una risonanza magnetica, in media, va dai 20 ai 50 minuti, a seconda dell’area da esaminare, dall’uso del mezzo di contrasto e dalla tecnologia utilizzata.

Durante l’esame il paziente deve rimanere immobile: è possibile percepire dei suoni ritmici abbastanza intensi, che fanno parte del normale funzionamento del macchinario.

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. Molti possono trovarsi in difficoltà a mantenersi immobili, come richiesto perché l'esame riesca bene, per tutto il tempo. Si può però chiedere al tecnico che la esegue la possibilità di sgranchirsi un po’ tra una sequenza e l’altra.

Effetti Collaterali e Rischi

La risonanza magnetica è un esame sicuro, non invasivo e senza radiazioni: come per qualsiasi procedura, però, è utile conoscere i possibili effetti collaterali, seppur molto rari.

Nella risonanza magnetica con mezzo di contrasto, alcune persone possono avvertire:

Lievi risposte allergiche, come rossore, prurito o nausea;
Sensazione di calore durante l’iniezione.

Non esistono evidenze di rischi per la salute a lungo termine derivanti dalla risonanza magnetica: normalmente, anche il mezzo di contrasto viene smaltito dai reni in poche ore.

Controindicazioni

La risonanza magnetica è un esame sicuro per la maggior parte delle persone, ma esistono alcune controindicazioni che il medico deve valutare attentamente. L’esame è generalmente controindicato, o richiede precauzioni particolari, nei pazienti con:

Pacemaker o defibrillatori (non compatibili con la risonanza magnetica);
Neurostimolatori, protesi metalliche, valvole cardiache artificiali o clip vascolari;
Schegge metalliche nel corpo, soprattutto nella zona del viso e degli occhi.

I portatori di pacemaker cardiaco, neurostimolatori e clip intracraniche per aneurisma non devono sottoporsi a risonanza poiché i campi magnetici prodotti dall’apparecchiatura potrebbero alterare il loro funzionamento.

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.

Se necessaria, la risonanza magnetica può essere eseguita in gravidanza, all’interno del primo trimestre: salvo diversa indicazione medica, è bene evitare il mezzo di contrasto (èperò necessario che il medico ginecologo ne motivi la richiesta). Nei bambini l’esame è sicuro, ma può essere necessaria la sedazione per i più piccoli.

Infine, anche se oggi esistono strumenti a campo aperto, chi soffre di claustrofobia (paura dei luoghi chiusi) può avere delle reazioni ansiose all’interno della macchina.