Risonanza Magnetica: Scopri Tutto Quello che Devi Sapere Prima dell'Esame!

La Risonanza Magnetica (RM) è una tecnica diagnostica non invasiva che fornisce immagini dettagliate del corpo umano utilizzando campi magnetici, prodotti da un grande magnete, senza esporre il paziente a radiazioni ionizzanti, come invece avviene con la TC (Tomografia Computerizzata). 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. In oncologia viene utilizzata per la diagnosi, la stadiazione e la valutazione della risposta al trattamento di diversi tipi di cancro.

La risonanza magnetica in campo medico è usata prevalentemente a scopi diagnostici nella tecnica dell'imaging a risonanza magnetica (detta anche tomografia a risonanza magnetica).

Nello specifico una risonanza magnetica alla spalla è prescritta, dopo visita medica, quando si ha un dolore persistente alla spalla dovuta a una lesione della cuffia dei rotatori o ad una tendinite o ad una borsite.

Tipologie di Macchinari per Risonanza Magnetica

Esistono diverse tipologie di macchinari per la risonanza magnetica, ognuna con caratteristiche specifiche e adatta a diverse applicazioni:

Risonanza Magnetica ad Alto Campo 1.5 Tesla

Il sistema di Risonanza Magnetica ad alto campo 1.5 Tesla sfrutta i vantaggi della tecnologia digitale in termini di qualità e velocità. Si caratterizza infatti per un’elevata qualità delle immagini e per la velocità di esecuzione degli esami. L'assenza di radiazioni ionizzanti, inoltre, la rende particolarmente adatta anche per la ripetizione di esami a breve distanza di tempo.

Grazie al magnete ad alto campo 1.5 Tesla è possibile studiare e diagnosticare in modo preciso moltissime patologie. Le macchine di ultima generazione attenuano gli artefatti dati dal movimento naturale dell’organismo umano, limitando il rischio di dover ripetere l’esame.

La Risonanza Magnetica ad Alto Campo Tesla 1.5 offre al paziente il massimo del comfort. L'apparecchiatura è dotata di un tunnel ad ampio diametro di ben 70 cm in grado di far sistemare comodamente il paziente, riducendo fortemente, o azzerando del tutto, la sensazione di oppressione durante l’esame. Gli esami sono estremamente veloci, non solo grazie al ridotto tempo di esecuzione ma anche riguardo la preparazione del paziente ed il suo posizionamento all’interno della macchina che, in alcuni casi, avviene con il supporto dell’intelligenza artificiale.

E’ un esame totalmente innocuo, senza radiazioni ionizzanti (ovvero quelle potenzialmente pericolose per il corpo) e non necessita di alcuna preparazione se effettuato senza mezzo di contrasto. In caso contrario, sono previsti degli esami preliminari che verranno comunicati in fase di prenotazione. E’ sempre necessaria una consulenza medica prima dell’esame per verificare eventuali controindicazioni.

Risonanza Magnetica Aperta ad Alto Campo 1.2 Tesla

La Risonanza Magnetica aperta ad alto campo 1.2 Tesla (modello FUJIFILM OASIS Velocity 1.2T ), è una tecnologia presente in Italia in pochissimi centri.

A differenza della classica Risonanza Magnetica, composta da un “tubo” dove il normale svolgimento dell’esame può essere compromesso dallo stato di disagio dei pazienti claustrofobici, nella Risonanza Magnetica Aperta la macchina è composta due magneti piatti posti uno sopra all’altro. Questi magneti superconduttivi aperti, ad alto campo, con bobine dedicate ai vari distretti corporei, sono in grado di effettuare tutte le indagini diagnostiche di Risonanza magnetica, anche quelli che prima richiedevano l’utilizzo di macchinari ad alto campo tradizionali, mantenendo la stessa qualità diagnostica.

Grazie al magnete ad alto campo 1.2 Tesla è possibile studiare e diagnosticare in modo preciso moltissime patologie. Le macchine di ultima generazione attenuano gli artefatti dati dal movimento naturale dell’organismo umano, limitando il rischio di dover ripetere l’esame.

Con la Risonanza magnetica si possono studiare tutte le parti del corpo umano; gli esami più frequenti riguardano il cranio e la colonna vertebrale. La tipologia degli esami eseguibili riguarda anche l’apparato osseo articolare.

Durante l’esecuzione dell’esame vengono garantiti al paziente sia la vista al di fuori del magnete che la possibilità per un accompagnatore di restare vicino al paziente (estremamente utile in caso di pazienti non autosufficienti). In aggiunta, grazie all’umanizzazione degli spazi tramite cromoterapia e pannelli naturalistici retroilluminati, l’apparecchiatura abbina un elevato potere diagnostico a un bassissimo impatto claustrofobico.

La Risonanza Magnetica Aperta ad alto campo presenta anche alcuni vantaggi di tipo più tecnico, dovuti alla configurazione fisica del magnete stesso. Infatti l’ampio spazio disponibile, compreso fra il lettino dove si trova il paziente e la piastra sovrastante, unitamente al campo magnetico di 1.2 Tesla (12.000 gauss) a “vettore verticale”, consente alla persona di assumere posizioni e posture particolari, impossibili nelle apparecchiature chiuse, per poter effettuare indagini particolari. Il paziente durante l’esame non avvertirà su di sé nessun tipo costrizione o di dolore.

Questo tipo di risonanza è un esame totalmente innocuo, senza radiazioni ionizzanti (ovvero quelle potenzialmente pericolose per il corpo) e non necessita di alcuna preparazione se effettuato senza mezzo di contrasto. In caso contrario, sono previsti degli esami preliminari che verranno comunicati in fase di prenotazione. E’ sempre necessaria una consulenza medica prima dell’esame per verificare eventuali controindicazioni.

Risonanza Magnetica ad Alto Campo 3 Tesla

La Risonanza Magnetica ad alto campo 3 Tesla è una delle apparecchiature più performanti nel campo della diagnostica ad alta specializzazione. E’ un’apparecchiatura di ultima generazione che, oltre ad avere un altissimo campo magnetico (3 Tesla), ha una tecnologia di acquisizione delle immagini completamente digitalizzata, con un software di ottimizzazione delle immagini che ne accrescono l’accuratezza.

Le caratteristiche di questo macchinario migliorano la qualità, la specificità e la predittività diagnostica, in quanto si sfrutta l’alto campo e la tecnologia avanzata per studiare e fare diagnosi, in modo assai più preciso, di moltissime patologie. La risonanza magnetica ad alto campo 3 Tesla riesce ad ottenere immagini di elevato dettaglio anatomico permettendo di studiare strutture molto piccole e riconoscere quanto prima alterazioni tissutali ai primi stadi, consentendo di individuare la patologia e trattarla con più alte probabilità di successo e guarigione.

Con la Risonanza Magnetica si possono studiare tutte le parti del corpo umano; gli esami più frequenti riguardano il cranio e la colonna vertebrale. La tipologia degli esami eseguibili riguarda anche l’apparato osseo articolare. La qualità delle immagini rende questa strumentazione il riferimento per gli esami dei distretti cerebro-vascolari e neurologici, oltre a consentire di effettuare esami funzionali, di spettroscopia, della prostata e del pancreas.

Questa nuova strumentazione consente una maggiore risoluzione spaziale, con immagini sempre più dettagliate, e anche, in alcuni casi, una più veloce esecuzione dell’esame rispetto alle risonanze magnetiche più diffuse. Gli esami sono estremamente veloci, non solo grazie al ridotto tempo di esecuzione ma anche riguardo la preparazione del paziente ed il suo posizionamento all’interno della macchina che, in alcuni casi, avviene con il supporto dell’intelligenza artificiale.

Risonanza Magnetica O-Scan

O-Scan è il nuovo sistema di Risonanza Magnetica per la diagnosi degli arti. È costituito da un magnete molto compatto e da una seduta ergonomica per il paziente in grado di assicurargli un’esperienza ottimale.

La RM OSCAN è una metodologia di rilevante importanza nella valutazione diagnostica delle patologie muscolo-scheletriche. Fornisce informazioni che altre metodiche diagnostiche non possono fornire. Praticamente priva di effetti collaterali e con pochissime controindicazioni, la risonanza magnetica fornisce immagini tridimensionali chiare e dettagliate dei cosiddetti tessuti molli (nervi, muscoli, legamenti, adipe, vasi sanguigni ecc.) e dei cosiddetti tessuti duri (ossa e cartilagini).

Risonanza Magnetica con Mezzo di Contrasto

Esistono diversi mezzi di contrasto, impiegabili in occasione di una risonanza magnetica con contrasto. I mezzi di contrasto più noti e utilizzati sono quelli a base di gadolinio, un metallo delle terre rare, disciolto in una soluzione acquosa. Tra i meno usati e conosciuti, si segnalano quelli a base di ossido di ferro e quelli a base di manganese.

Come una risonanza magnetica convenzionale, anche la risonanza magnetica con contrasto è rumorosa. Di norma, l'iniezione del mezzo di contrasto avviene in una vena del braccio, mediante siringa, e ha una durata compresa tra i 10 e i 30 secondi. Per la maggior parte dei pazienti, l'iniezione del mezzo di contrasto è indolore e non provoca alcun tipo di malessere particolare; per una minoranza dei pazienti, invece, è associata a sensazioni/disturbi temporanei, come per esempio: brividi di freddo, nausea, mal di testa e/o vomito. Gli effetti più consistenti del mezzo di contrasto sono in atto nelle prime ore che seguono l'iniezione; dopodiché si assiste a una loro graduale attenuazione.

Rischi della Risonanza Magnetica con Contrasto

La risonanza magnetica con contrasto è una procedura diagnostica sicura per la maggior parte delle persone. Tra gli effetti avversi lievi - che sono, fortunatamente, i più comuni - si registrano principalmente: mal di testa, nausea e/o vertigini.

Effetti avversi più rari includono:

Moderata reazione allergica al gadolinio.
Severa reazione allergica al gadolinio.
Fibrosi nefrogenica sistemica.
Ritenzione di gadolinio nei tessuti.

La gravidanza rappresenta una controindicazione relativa alla risonanza magnetica con contrasto.

Risonanza Magnetica Funzionale (RMF)

Da più di cento anni, è noto che le variazioni del flusso sanguigno e dell'ossigenazione sanguigna nel cervello (emodinamica) sono strettamente correlate all'attività neurale. Quando le cellule nervose sono attive, consumano l'ossigeno trasportato dall'emoglobina degli eritrociti che attraversano i capillari sanguigni locali. Effetto di questo consumo di ossigeno è un aumento del flusso sanguigno nelle regioni ove si verifica maggiore attività neurale, che avviene con un ritardo da 1 a 5 secondi circa.

L'emoglobina è diamagnetica quando ossigenata ma paramagnetica quando non ossigenata e il segnale dato dal sangue nella risonanza magnetica nucleare (RMN) varia in funzione del livello di ossigenazione. Questi differenti segnali possono essere rilevati usando un'appropriata sequenza di impulsi RMN, ad esempio il contrasto Blood Oxygenation Level Dependent (BOLD).

Maggiori intensità del segnale BOLD derivano da diminuzioni nella concentrazione di emoglobina non ossigenata, dal momento che la suscettività magnetica del sangue risulta avere un valore più vicino a quello dei tessuti. Mediante analisi con scanner per imaging a risonanza magnetica, usando parametri sensibili alla variazione della suscettività magnetica, è possibile stimare le variazioni del contrasto BOLD, che possono risultare di segno positivo o negativo in funzione delle variazioni relative del flusso sanguigno cerebrale e del consumo d'ossigeno.

La corretta relazione tra segnali neurali e BOLD è ancora soggetto di ricerca ma in generale, le modifiche del segnale BOLD sono correlate alle variazioni del flusso sanguigno. Numerosi studi, svolti nelle ultime decadi, hanno identificato un accoppiamento tra il flusso sanguigno e il tasso metabolico; ovvero l'apporto di sangue è strettamente regolato nello spazio e nel tempo in funzione dell'apporto delle sostanze nutrienti necessarie al metabolismo del cervello.

Le osservazioni sulle correnti elettriche indicherebbero che i potenziali di campo locale, indici dell'attività elettrica integrata, hanno una maggiore correlazione con il flusso sanguigno rispetto ai potenziali d'azione che sono più direttamente in relazione con le comunicazioni neurali.

Risultati di recenti ricerche suggeriscono che un lieve calo iniziale precedente al segnale BOLD positivo avrebbe dimensione più localizzata e sarebbe in relazione con le diminuzioni locali della concentrazione d'ossigeno nei tessuti (forse riflettendo l'aumentato metabolismo locale durante l'attivazione dei neuroni). Con l'analisi di questo segnale BOLD negativo e maggiormente localizzato, è stato possibile l'imaging delle colonne di dominanza oculare nella corteccia visiva primaria con una risoluzione di circa 0,5 mm.

Il segnale BOLD è generato dal complessivo afflusso sanguigno cerebrale da parte delle grandi arterie e vene, piccole arteriole e venule e da parte dei capillari. I risultati sperimentali indicano che il segnale BOLD può essere stimato dai vasi più piccoli, quindi più vicini ai neuroni attivi, usando campi magnetici più intensi. Per esempio, mentre circa il 70% del segnale BOLD deriva dai vasi maggiori in uno scanner da 1,5 tesla, circa il 70% deriva dai vasi minori in uno scanner da 4 tesla. Inoltre, l'entità del segnale BOLD aumenta circa con il quadrato dell'intensità del campo magnetico. Vi è stato quindi uno aumento dell'attenzione nei confronti di scanner a campo più intenso, sia per aumentare la localizzazione delle misure che per aumentare il segnale rilevabile.

Il segnale BOLD è misurato mediante rapida acquisione volumetrica di immagini con contrasto a pesata T2 o T2*. Tali immagini possono essere acquisite con discreta risoluzione spaziale e temporale: esse sono acquisite con periodo che va da 1 a 4 secondi e ciascun voxel rappresenta un cubo di tessuto di circa 2-4 mm per lato. Recenti sviluppi tecnologici, come l'uso di intensi campi magnetici e ricezione a radiofrequenza multicanale, hanno reso possibile una risoluzione spaziale sulla scala del millimetro.

Critiche alla RMF

La RMF è stata spesso usata per individuare dove avvengano le attivazioni neurali nel cervello e ciò ha portato al nascere di critiche che la accusano di essere quasi una nuova forma di frenologia. La maggior parte degli scienziati preferisce modelli che spieghino come funzionino i meccanismi psicologici. In risposta a questa critica, è sostenuto che è di vitale importanza il dove sia situata una determinata funzione cognitiva.

La RMF è spesso usata per visualizzare l'attivazione localizzata in regioni specifiche, senza rappresentare adeguatamente la natura distribuita del funzionamento delle reti neurali biologiche. Alcune recenti tecniche di statistica multivariata studiano questo problema caratterizzando le interazioni tra le regioni attivate, analizzate con tradizionali tecniche univariate.

Nonostante sia una tecnica non invasiva, la RMF fornisce una risoluzione spaziale abbastanza buona. Tuttavia, la risposta temporale relativa all'afflusso sanguigno, su cui si basa la RMF, è piuttosto lieve in relazione ai segnali elettrici veicolo delle comunicazioni neuronali. Alcuni gruppi di ricerca stanno quindi lavorando su questo problema, combinando la RMF con dati forniti da altri tipi di esami, come l'elettroencefalografia (EEG) o magnetoencefalografia (MEG).

Molti modelli teorici utilizzati per descrivere i segnali RMF sono poco precisi, tanto da non essere falsificabili (la falsificabilità è un principio fondamentale del metodo scientifico). Di conseguenza, secondo alcuni, la RMF non avrebbe basi scientifiche sufficientemente solide. Contro questa critica viene sostenuto che gli studi condotti con la RMF, se ben strutturati, possono fornire prove in grado di falsificare una teoria precedente.

Come per ogni altra tecnica, la valenza della RMF è fortemente influenzata dalla progettazione dell'esperimento che ne coinvolge l'uso. Molti ricercatori hanno usato la RMF invano poiché non avevano adeguate conoscenze di tutti gli aspetti coinvolti nella tecnica, o perché hanno ricevuto insegnamenti in discipline caratterizzate da meno rigore rispetto ai rami della psicologia e delle neuroscienze qui coinvolti.

Preparazione e Svolgimento di un Esame RMF

I soggetti che partecipano ad un esame di RMF devono semplicemente stendersi sul lettino dello scanner. Sono solitamente usati dei cuscinetti morbidi per impedire che piccoli movimenti possano interferire con la misurazione. Alcuni laboratori adoperano uno strumento fatto per essere morso dal paziente in modo che la testa rimanga ferma, ma non è pratica molto diffusa dato che causa spesso disagio. È possibile correggere l'effetto di piccolissimi movimenti nella fase di post-elaborazione dei dati, ma oltre i tre millimetri di spostamento la misura è irrimediabilmente invalidata.

Un esame RMF ha una durata generalmente compresa tra 15 minuti e 2 ore, dipendentemente dall'obiettivo dello studio. I soggetti possono essere sottoposti a vari test come visione di video, ascolto di suoni, percezione di odori, esecuzione di operazioni cognitive come memorizzare o immaginare qualcosa, premere alcuni pulsanti o altri tipi di compiti.

Sicurezza nella RMF

La sicurezza è un importante fattore in tutti gli esperimenti coinvolgenti la RMF. I soggetti devono assicurarsi di essere nelle condizioni di compiere un esame che coinvolga la RMN. A causa della tecnica usata (RMN), è infatti presente un campo magnetico molto intenso in prossimità dello scanner (1,5 T o più). I pazienti devono prima essere esaminati attentamente per individuare qualsiasi tipo di oggetto ferromagnetico (orologi, occhiali, pacemaker, placche ossee, viti ossee etc.) che renderebbe pericoloso anche solo l'avvicinamento allo scanner.

Altre Tecniche di Imaging a Risonanza Magnetica

Oltre alla RMF e alla risonanza magnetica con contrasto, esistono altre tecniche di imaging basate sulla RMN, tra cui:

Imaging spettroscopico a risonanza magnetica: Valutazione delle specie chimiche presenti in piccole regioni.
Imaging con tensore di diffusione (DTI): Misura della connettività anatomica tra le aree.
Arterial spin labeling (ASL): Misura di perfusione.

TAC Coronarica e Risonanza Magnetica Cardiaca

TAC coronarica e risonanza magnetica cardiaca sono esami “di secondo livello”, ai quali i pazienti vengono avviati dopo esser stati sottoposti ad esami “tradizionali” ed attentamente selezionati dal medico curante. Sono esami semplici, non invasivi e a carattere ambulatoriale che possono fornire risposte essenziali per la cura dei pazienti cardiopatici o per escludere una possibile cardiopatia.

Si tratta di due metodiche non invasive, fruibili in regime ambulatoriale dalla maggior parte dei pazienti, accuratamente selezionati dal Medico Curante o dal Cardiologo di fiducia. Esse permettono di studiare rispettivamente l’anatomia del circolo coronarico (la TAC coronarica) e l’anatomia e la funzione del cuore in toto (la risonanza magnetica cardiaca).

La risonanza magnetica cardiaca consente, invece, di studiare l’anatomia e la funzione cardiaca del cuore in toto o di una determinata porzione di esso. Essa permette inoltre la caratterizzazione tissutale delle strutture e l’individuazione dell’eventuale presenza di fibrosi nel muscolo miocardico.

Gli impieghi e le indicazioni propri alla risonanza magnetica cardiaca sono svariati: dallo studio delle cardiomiopatie (e della loro possibile eziologia), allo studio delle valvulopatie, alla conferma della presenza di trombosi intracavitaria, allo studio delle masse cardiache (in termini di dimensioni, posizione, rapporti anatomici, ma anche - e soprattutto - di caratterizzazione tissutale).

Anche in questo caso si tratta di una metodica sicura e non invasiva; essa non sottopone nemmeno i pazienti a radiazioni ionizzanti, ma necessita unicamente (non nella totalità dei casi ma in una grande maggioranza) della somministrazione di mezzo di contrasto paramagnetico. Anche in questo caso dunque l’unica vera limitazione è rappresentata da una funzionalità renale severamente alterata, oltre alla presenza nel corpo del paziente di dispositivi non compatibili con il campo magnetico (l’esempio più noto è rappresentato da alcuni pace-maker).

Tale esame può fornire risposte molto più articolate rispetto alla TAC, in termini di conferma o meno di un sospetto diagnostico ed in termini di stratificazione prognostica (grazie al dato di fibrosi miocardica), che possono poi guidare le scelte del clinico per quanto riguarda la terapia medica e non solo.

Come accennato, il punto di forza della risonanza cardiaca è dato dal fatto di poter studiare con estrema precisione ogni porzione cardiaca, di effettuare la caratterizzazione tissutale e di definire l’eventuale presenza di fibrosi.

Anche il paziente ha però un ruolo attivo nello svolgimento dell’esame: la sua compliance consiste nel mantenimento di adeguati periodi di apnea, essenziali per l’ottenimento di immagini di buona qualità e quindi interpretabili con sicurezza.

Campi Magnetici e Stimolazione dei Tessuti

In un sistema RM ad uso diagnostico sono presenti contemporaneamente tre campi magnetici: un campo magnetico statico, campi magnetici variabili prodotti da bobine di gradiente e campi a radiofrequenza prodotti da bobine a radiofrequenza. Nelle sequenze di acquisizione i campi magnetici prodotti dalle bobine di gradiente vengono attivati (accesi e spenti rapidamente) con modalità dipendenti dalla particolare sequenza utilizzata. Per la legge di Faraday tali campi variabili inducono campi elettrici all’interno del paziente e quindi correnti indotte. In particolare la densità di corrente indotta nel corpo può dare luogo alla stimolazione del sistema nervoso periferico e alla stimolazione cardiaca.

La stimolazione dei tessuti è un effetto a soglia. Per quanto concerne la stimolazione dei tessuti neuronali va evidenziato che diversi studi hanno mostrato da tempo come le soglie di stimolazione, in termini di campo elettrico indotto, sono di circa un ordine di grandezza maggiori delle soglie di stimolazione per nervi periferici.

La stimolazione del sistema nervoso periferico, quella con la soglia più bassa, è utilizzata come parametro fisiologico di sicurezza, perchè il non superamento della sua soglia protegge anche dalla stimolazione cardiaca e dalla più importante fibrillazione ventricolare. Gli effetti di stimolazione per loro natura sono effetti transitori che cessano al termine della stimolazione, ovvero alla conclusione dell’esame.

I sistemi di generazione e controllo dei gradienti di campo delle apparecchiature a RM in commercio sono comunque progettati al fine di non superare dei livelli che vengono ritenuti di “sicurezza”. In entrambi questi casi possono essere indotti effetti transitori, quali vertigini, nausea e fosfeni. Un altro fenomeno biologico transitorio riportato in letteratura è l’orientamento di sistemi molecolari diamagnetici o paramagnetici lungo la direzione del campo statico.