RM ( Risonanza magnetica)

RM ( Risonanza magnetica)

La risonanza magnetica utilizza un campo magnetico( che si misura in Tesla o Gauss, dove 1 Tesla equivale a 10.000 Gauss )

Per uso clinico noi usiamo campi magnetici che hanno intensità che vanno da 0,2 a 3 Tesla ( da 2000 a 30.000 Gauss quindi ), per uso sperimentale vanno anche da 7 a 10 T.

Il campo magnetico terrestre ha un'intensità di circa 0,5 Gauss ( ovvero quando sottoponiamo un paziente ad un campo di 1,5 T lo sottoponiamo ad un'intensità magnetica da 40.000 a 60.000 volte superiore a quella del campo magnetico terrestre).

Possiamo considerare la risonanza magnetica come un interazione di magnetismo e risonanza .

Il nostro corpo è prevalentemente costituito da acqua e grasso , i quali entrambi contengono

un elevato numero di atomi di H . Quest'utlimi hanno un protone spaiato che svolge un ruolo prevalente nella generazione del segnale di risonanza magnetica , in quanto questo protone dell'atomo di H si comporta come un dipolo magnetico,cioè come una piccola calamita .

Se io prendo un paziente e lo metto all'interno di un forte campo magnetico succede quindi che i dipoli magnetici  dell'idrogeno del paziente ( che prima erano orientati casualmente) si orienteranno secondo l'asse principale del campo magnetico Bcon0 ( B con zero che indicherò con B0) , in senso parallelo o in senso antiparallelo secondo il minore spostamento che devono fare.

Prima dell'esame il paziente va sottoposto ad un questionario di circa 50,60 domande che escludono l'eventualità che esso porti delle protesi metalliche (clips metalliche cerebrali,alcune valvole cardiache o vecchissimi tipi di stunts ) che possano essere influenzate e dislocate dalla forza del campo magnetico della RM portando a conseguenze nefaste . Gli impianti al titanio danno invece solo degli artefatti, poiché il titanio non è ferromagnetico . Pure gli apparecchi ortodontici danno degli artefatti ( le bande soprattutto danno fastidio , i brackets e i fili invece nn danno fastidio essendo fatti in Nichel-Titanio) .

Se un paziente a cui deve essere effettuata una RM al ginocchio possiede una app ortodontico ,

in base al fastidio che il paziente ha durante l'esame di RM l'apparecchio deve essere tolto o può essere lasciato.

Per generare il segnale di RM abbiamo bisogno di inviare un impulso di radiofrequenza che andranno a deflettere i dipoli magnetici dell'H ( di un certo angolo rispetto all'asse di B0) . Al cessare dell'impulso di radiofrequenza questi poli torneranno nella posizione originaria , emettendo a loro volta un segnale di radiofrequenza.

Quindi per formare il segnale in RM abbiamo bisogno di un campo magnetico stazionario, di inviare un impulso di radiofrequenza,e di ricevere il segnale di radiofrequenza di ritorno.

Per inviare le radiofrequenze abbiamo bisogno di bobine  di trasmissione e di ricezione ( che sono delle antenne) , e di un sistema di elaborazione dei dati .

Per quanto riguardi i magneti , questi possono essere magneti permanenti( come delle grosse calamite, che pesano 15,20 tonnellate ) ,resistivi( non più utilizzati) o supercondittivi ( il cui peso è di 3 o 4 tonnellate che sfruttano il principio della superconduttività,proprietà per cui alcuni materiali se portati alla temperatura dello zero assoluto diventano superconduttivi,ovvero non offrono resistenza al passaggio di corrente eletrrica) . Per cui in quest'ultimo tipo di magneti noi daremo la corrente elettrica una sola volta,questa girerà poi in delle spire immerse in elio liquido (per portare il materiale allo zero assoluto) e ottenendo un campo elettrico che genererà di conseguenza un campo magnetico . La RM è un apparecchiatura che ha bisogno di un schermatura in rame della sala magnete creando cosi una "gabbia di faraday" . Infatti a noi interessa che il magnete della RM situato all'interno della sala magnete sia isolato dall'esterno non per il campo magnetico,ma per le radiofrequenze , perchè cosi sarò sicuro che le radiofrequenze che ricevo saranno solo quelle emesse dal paziente , e non altre onde che arrivano dall'esterno (radioline,cavi ad alta tensione) .

Il magnete viene riempito con circa 800 litri di elio liquido che se dovesse evaporare occuperebbe un enorme volume . Se dovesse succedere una rapido passaggio di stato da liquido a gassoso (fenomeno detto "quench") dobbiamo assicurarci che l'elio gassoso vada a finire all'esterno e non dentro la sala magnete dove c'è il paziente ( in tal caso si ridurrebbe infatti notevolmente la percentuale di ossigeno ; e inoltre non potremmo neanche aprire la porta della sala magnete a causa della notevole pressione del gas  ) . Per questo motivo tutti i magneti sono forniti di un tubo ( detto tubo di quench) che serve ad aerare il magnete .

La controindicazione assoluta di per i pazienti da sottoporre a RM sono i pazienti con protesi valvolari,i pazienti con pacemaker ( il campo magnetico interferirebbe con il pacemaker, ormai cmq ci sono dei pacemaker RM compatibili ) . Ci sono tuttavia delle RM dette "dedicate" che utilizzano campi magnetici di minore intensità che possono essere eseguite anche su pazienti con pacemaker per esami delle piccole articolazioni (spalla,mano.ecc) .

Altra cosa importante sono le schegge metalliche (pazienti che fanno i carrozzieri che hanno schegge di metallo negli occhi ad es.,o pazienti che hanno avuto il distacco di retina anni addietro in cui si usava il cerchiaggio di retina come intervento terapeutico) .

Anche pazienti con protesi acustiche ( o peniene:)  o con spirali ginecologiche che possono spostarsi in seguito all'esame) non possono fare RM.

Nei tatuaggi c'è materiale ferromagnetico, che in seguito all'esame possono spostarsi  o scolorirsi.

Anche trucchi femminili ( ombretti e mascara ) possono artefare l'esame.

Ritornando al funzionamento della RM :

Per generare le radiofrequenze utilizziamo un amplificatore . In RM noi abbiamo il magnete principale che crea il campo magnetico B0 ( di 15.0000 Gauss nel nostro caso ), e poi abbiamo dei gradienti di campo sull'asse x,y,z che fanno si che questo campo magnetico non sia uguale su tutti i punti di questo volume , ma che ci siano piccole variazioni in base ai parametri che noi impostiamo sui tre assi . Quindi la frequenza di precessione ( moto che l'elettrone ha intorno a se stesso ) dipende dall'intensità del campo magnetico . Perciò variando l'intensità del campo magnetico( insieme ai gradienti dei tre assi) noi non facciamo altro che i punti dello spazio(corpo del paziente) abbiano differenti frequenze di precessione e quindi differenti emissioni di radiofrequenze . Ogni punto di quel determinato volume trasmetterà quindi ad una determinata radiofrequenza, e l'apparecchio sa che quella determinata frequenza mi viene da quel determinato punto di quel volume . Per questo noi abbiamo la possibilità di avere immagini su più piani dello spazio (coronale,sagittale,assiale,obliquo ,doppio obliquo ) e che siano dirette e non ricostruite come avviene in TAC . Quindi quello che noi abbiamo all'interno della sala magnete è il magnete che crea il campo magnetico , le bobine che inviano le radiofrequenze e ricevono quelle emesse dai dipoli di H che tornano nella posizione originaria (come spiegato sopra ) .

Ci sono vari tipi di bobine:per il corpo,per la testa,di superficie, cased-array ultimamente più utilizzate ,endoluminali per l'utero o la vescica .

In RM parleremo di intensità del segnale. ( in radiologia tradizionale parlavamo di opacità- trasparenze,in ecografia di iperecogeno-ipoecogeno,in TAC di densità in base alla scala Hansfield).

Quindi chiameremo iperintensa una struttura ad alto segnale,isointensa a medio segnale e ipointensa una struttura a basso segnale . La struttura iperintensa sarà bianca,la struttura ipointensa o anintensa sarà nera. Mentre in TAC sappiamo che utilizziamo una determinata scala di densità ( acqua 0,aria -1000 , compatta osso +1000) in RM questo tipo di misura nn c'è più ,quindi dobbiamo cercare di capire come cambia il segnale a seconda della struttura . In RM abbiamo inoltre un altro parametro,noi la stessa immagine la possiamo vedere  in modi diversi cambiando il tipo di acquisizione dell'immagine. Perciò mentre nella TAC possiamo mutare pochi parametri nella RM

possiamo acquisire su vari piani dello spazio e possiamo dare alle immagini una diversa pesatura ( una in t1 e una in t2 ) . La diversa pesatura in t1 e in t2 è una caratteristica tipica di ogni struttura , e consiste nell'interazione spin-reticolo in t1 e nell'interazione spin-spin nella pesatura t2 (il prof. Da per buono questi concetti dicendo che sono cose allucinanti da spiegare, quindi datele per scontate perchè nn le chiederà mai nello specifico!) .

Sul piano pratico , dice dopo per spiegarlo alla larga, ogni tessuto ha un proprio tempo di rilassamento t1 e un suo tempo di rilassamento in t2 ; quindi saprò che i liquidi hanno una ipointensità in t1, e una iperintensità in t2 ,che la sostanza bianca cerebrale è iperintensa in t1 e ipointensa in t2 e poi posso fare in modo che posso utilizzare delle sequenze che sopprimano il segnale dell'acqua (detto FLAIR ovvero fluid attenuated inversion recovery) o il segnale del grasso e quindi avere delle ulteriori immagini filtrate da questi parametri .

Una cosa particolare in RM è il sangue stravasato ( in TC lo vediamo iperdenso bianco ) , in RM lo vediamo ipointenso nero in t2, è iperdenso bianco ( il ferro dell'Hb può abbattere il segnale). Quindi se devo controllare un ematoma recente preferisco la TC alla RM.

La RM può essere utile per gli esami alla sostanza bianca del SNC e a diagnosticare le malattie demielinizzanti del SNC ,in particolare la sclerosi multipla . Le metastasi dei tumori possiamo vederle in RM anche se non è l'esame d'elezione poiché possiamo benissimo vederle anche in TC .

Un'altra cose che possiamo andare a studiare con la RM sono le strutture vascolari con flusso, questo lo possiamo fare con o senza mezzo di contrasto.

Cenni di anatomia sul circolo del willis e vascolarizzazione cerebrale:

il sangue arriva al cervello tramite la circolazione carotidea e tramite la circolazione vertebro-basilare.

Dalle carotide,si diparte la carotide interna che penetrata nel cranio dando origine in seguito alla cerebrale media,alla cerebrale anteriore,comunicante anteriore e comunicante posteriore. Questa si anastomizza con la cerebrale posteriore derivante dall'arteria basilare originata a sua volta dalle due arterie vertebrali(derivanti dalle succlavie dx e sx) , mettendo in comunicazione il sistema carotideo con quello vertebro-basilare compensando cosi le pressioni dei due sistemi ( circolo del Willis ) .

Con un esame di 3 minuti quindi possiamo valutare la vascolarizzazione encefalica senza dover ricorrere all'angiografia , questo perchè noi utilizziamo delle sequenze con tempi di ripetizione molto piccoli per cui tutte le strutture vascolarizzate saranno iperintense e le visualizziamo subito ( vediamo solo le strutture arteriose e non quelle venose perchè abbiamo messo delle "bande di saturazione" (non spiega cosa sia) eliminando il segnale di tutte le strutture venose . Quindi possiamo fare un'angioRM areriosa e un'angioRM venosa encefalica senza mezzo di contrasto.

Con l'angio RM possiamo evidenziare anche le vie biliari (dotto epatico dx ,sx ,dotto epatico comnune ,dotto cistico,dotto coledoco) dando al paziente un mezzo di contrasto non che ci evidenzi le vie biliare,ma che ci permetta di eliminare il segnale che proviene dai liquidi del tubo gastrointestinale . L'esame RM è quindi un esame multiparametrico dove in base alla  richiesta del paziente e della struttura da esaminare, faremo l'esame in un modo o in un altro modo cambiando varie impostazioni.

L'angioRM la possiamo fare anche con mezzo di contrasto riuscendo a vedere in circa 18 secondi l'aorta ascendente o discendente. Questo tipo di esame era prevalente quando ancora nn c'erano le TC multistrato con la quale oggi otteniamo un dettaglio anatomico nettamente superiore.