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Risonanza magnetica

Di

Mehmet Kocak

, MD, Rush University Medical Center

Ultima modifica dei contenuti mag 2019
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La RM utilizza campi magnetici e onde radio per produrre immagini a strato sottile di tessuti (immagini tomografiche). Normalmente, i protoni all'interno dei tessuti ruotano, generando piccoli campi magnetici che sono allineati in modo casuale. Quando sono circondati dal forte campo magnetico della RM, il loro asse magnetico si allinea lungo quel campo. Successivamente l'applicazione di un impulso di radiofrequenza fa in modo che l'asse di molti protoni si allinei momentaneamente nel verso opposto rispetto al campo, in una condizione di elevata energia. Dopo l'impulso, i protoni si rilassano e riprendono il loro allineamento originario nel campo magnetico della RM. L'entità e la velocità del rilascio energetico che si verifica con il ritorno all'allineamento basale dei protoni (rilassamento T1) e con la loro oscillazione (precessione) durante la cessione di energia (rilassamento T2) vengono registrati come intensità di segnale localizzata spazialmente da una bobina (antenna) presente all'interno dell'apparecchio RM. Algoritmi computerizzati analizzano questi segnali e producono immagini anatomiche dettagliate.

L'intensità relativa del segnale (luminosità) dei tessuti in un'immagine RM è determinata da fattori come

  • Impulsi di radiofrequenza e gradienti utilizzati per ottenere l'immagine

  • Caratteristiche T1 e T2 intrinseche dei diversi tessuti

  • Densità protonica dei differenti tessuti

Controllando gli impulsi di radiofrequenza e le oscillazioni del gradiente, alcuni programmi informatici producono specifiche sequenze di impulsi che determinano come l'immagine è ottenuta (pesata) e come appaiono i diversi tessuti. Le immagini possono essere

  • Pesate in T1

  • Pesate in T2

  • Pesate in densità protonica

Per esempio, il grasso appare bianco (iperintenso) nelle immagini pesate in T1 e relativamente scuro (ipointenso) nelle immagini pesate in T2; acqua e liquidi appaiono relativamente scuri nelle immagini pesate in T1 e chiare nelle immagini pesate in T2. Le immagini pesate in T1 mostrano in modo ottimale l'anatomia normale dei tessuti molli e il tessuto adiposo (p. es., per confermare la componente adiposa di una massa). Le immagini pesate in T2 mostrano in maniera ottimale il liquido e le condizioni patologiche (p. es., tumori, infiammazione, trauma). In pratica, le immagini pesate in T1 e in T2 forniscono informazioni complementari, quindi entrambe sono importanti per caratterizzare le patologie.

Gli scanner RM ad alta risoluzione recentemente introdotti aumentano la qualità delle immagini e l'accuratezza diagnostica.

Usi della RM

La RM è preferita alla TC quando la risoluzione di contrasto dei tessuti molli deve essere molto dettagliata (p. es., per valutare anomalie endocraniche o del midollo spinale, infiammazioni, traumi, sospetti tumori muscolo-scheletrici, o lussazioni). La RM è anche utile per:

  • Imaging vascolare: l'angio-RM è utilizzata per visualizzare le arterie con una buona accuratezza diagnostica ed è meno invasiva dell'angiografia convenzionale. Talvolta viene usato come mezzo di contrasto il gadolinio. L'angio-RM può essere utilizzata per visualizzare l'aorta toracica e addominale e le arterie del cranio, collo, organi addominali, reni e degli arti inferiori. Imaging venoso (venografia con risonanza magnetica) fornisce le migliori immagini di anomalie venose, tra cui la trombosi e altri disturbi.

  • Patologie epatiche e delle vie biliari: la colangiopancreatografia in RM è particolarmente utile in quanto metodo non invasivo ed estremamente preciso per l'imaging dei dotti biliari e pancreatici.

  • Masse dell'apparato genitale femminile: la RM integra l'ecografia per caratterizzare ulteriormente le masse annessiali e per stadiare i tumori uterini.

  • Alcune fratture: per esempio, la RM è in grado di fornire immagini accurate di fratture dell'anca in pazienti con osteopenia.

  • Infiltrazione del midollo osseo e metastasi ossee

La RM può sostituire la TC con contrasto in pazienti ad alto rischio di reazioni al mezzo di contrasto iodato.

Mezzo di contrasto

Con la RM il mezzo di contrasto è spesso usato per evidenziare le strutture vascolari e per aiutare a caratterizzare infiammazioni e tumori.

Gli agenti più comunemente usati sono derivati del gadolinio, che hanno proprietà magnetiche che influenzano i tempi di rilassamento dei protoni. La RM delle strutture intra-articolari può richiedere l'iniezione di un derivato del gadolinio diluito in un'articolazione.

Varianti della RM

RM pesata in diffusione

L'intensità del segnale è legata alla diffusione delle molecole di acqua nei tessuti. Questo tipo di RM può essere usata

  • Per rilevare precocemente ischemia cerebrale e infarto

  • Per rilevare alterazioni della sostanza bianca cerebrale

  • Per stadiare vari tumori come il carcinoma polmonare non a piccole cellule

Imaging ECO planare

Questa tecnica ultraveloce (immagini ottenute in < 1 secondo) è usata per la diffusione, la perfusione e l'imaging funzionale del cervello e del cuore. I suoi potenziali vantaggi comprendono una rappresentazione dell'attività del cervello e del cuore e una riduzione degli artefatti da movimento. Tuttavia, il suo uso è limitato perché richiede speciali hardware ed è più suscettibile ai vari artefatti rispetto alla RM convenzionale.

RM funzionale

La RM funzionale è utilizzata per valutare l'attività cerebrale nelle diverse aree.

Nel tipo più diffuso, il cervello viene scansionato a bassa risoluzione in rapida frequenza (p. es., ogni 2 o 3 secondi). La variazione nell'emoglobina ossigenata può essere individuata e utilizzata per dare una stima dell'attività metabolica nelle diverse aree cerebrali.

I ricercatori a volte eseguono la RM funzionale mentre i soggetti svolgono diverse funzioni cognitive (p. es., risolvere un'equazione matematica); si pensa che le parti metabolicamente attive del cervello siano le strutture più coinvolte in questi particolari compiti. Correlare la funzione cerebrale e l'anatomia in questo modo si chiama mappatura del cervello.

La RM funzionale è utilizzata principalmente in ricerca, ma è sempre più usata in clinica.

Gradient echo imaging

La gradient echo è una sequenza di impulsi che può essere utilizzata per l'imaging rapido del flusso ematico e del liquido cerebrospinale (p. es., nell'angio-RM). Trattandosi di una tecnica veloce, può ridurre gli artefatti da movimento (p. es., la sfocatura) durante l'imaging che richiede ai pazienti di trattenere il respiro (p. es., durante l'imaging delle strutture cardiache, polmonari e addominali).

Spettroscopia con risonanza magnetica

La spettroscopia con risonanza magnetica combina le informazioni ottenute dalla RM (principalmente basate sul contenuto di acqua e di grasso nei tessuti) con quella di RM nucleare. La RM nucleare fornisce informazioni su metaboliti dei tessuti e anomalie biochimiche; queste informazioni possono aiutare a differenziare alcuni tipi di tumori e altre patologie.

Enterografia con risonanza magnetica

L'enterografia con Risonanza Magnetica è diventata comune, in particolare per l'imaging di follow up dei bambini con note malattie infiammatorie del piccolo intestino.

Poiché l'entero-RM non richiede radiazioni ionizzanti, ha un vantaggio rispetto all'enterografia con TC.

RM di perfusione

La RM con perfusione è un metodo di valutazione del flusso sanguigno cerebrale relativo. Può essere utilizzata per rilevare

  • Aree di ischemia durante l'imaging dell'ictus

  • Aree di maggiore vascolarizzazione che possono indicare i tumori

Queste informazioni possono aiutare a indirizzare la biopsia.

PET RM

La PET RM combina la PET funzionale con la RM di tutto il corpo. Sequenze pesate in T1 e short T1 inversion recovery vengono utilizzate di frequente. Questo metodo è nuovo ed è disponibile solo in alcuni di maggiori centri medici.

Svantaggi della RM

La RM è relativamente costosa, richiede tempi di acquisizione più lunghi rispetto alla TC e potrebbe non essere immediatamente disponibile in tutto il territorio.

Altri svantaggi includono problemi legati a

  • Campi magnetici

  • Claustrofobia del paziente

  • Reazioni al mezzo di contrasto

Campi magnetici

La RM è relativamente controindicata nei pazienti con impianti che possono essere influenzati dai potenti campi magnetici. Questi materiali comprendono

  • Metalli ferromagnetici (ossia, contenenti ferro)

  • Dispositivi medici attivati magneticamente o controllati elettronicamente (p. es., pacemaker, defibrillatori impiantabili, impianti cocleari)

  • Fili elettrici o materiali non ferromagnetici (p. es., fili pacemaker, alcuni cateteri arteriosi polmonari)

Il materiale ferromagnetico può essere spostato dal forte campo magnetico, lesionando un organo adiacente; per esempio, la dislocazione di clip vascolari può causare un'emorragia. Lo spostamento è più probabile se il materiale è stato impiantato da < 6 settimane (prima che si formi tessuto cicatriziale). Il materiale ferromagnetico può inoltre causare artefatti nelle immagini.

I dispositivi medicali attivati magneticamente possono malfunzionare quando esposti a campi magnetici.

I campi magnetici possono indurre in tutti i materiali conduttivi una corrente sufficientemente intensa da produrre abbastanza calore da bruciare i tessuti.

Che un determinato dispositivo possa essere compatibile o meno con la RM dipende dal tipo di dispositivo, dai suoi componenti e dal produttore (vedi il MRI safety web site). I pazienti con un dispositivo impiantabile non devono essere collocati nel campo magnetico finché il personale non sia certo che l'esame RM sia sicuro con tale dispositivo in sede. Inoltre, le macchine RM con diversa intensità del campo magnetico hanno differenti effetti sui materiali, così la sicurezza di un'apparecchiatura non garantisce la stessa sicurezza in un'altra.

Il campo magnetico della RM è molto forte e può essere sempre attivo. Così, un oggetto ferromagnetico (p. es., bombole di ossigeno, aste metalliche) all'entrata della sala per la RM può essere attratto nel campo magnetico ad alta velocità e ferire qualcuno che si trova sulla sua traiettoria. L'unico modo per separare l'oggetto dal magnete sarebbe interrompere (spegnere) il campo magnetico.

Claustrofobia

Il tubo per l'imaging RM è uno spazio ristretto e circoscritto che può scatenare claustrofobia anche nei pazienti senza fobie o ansia preesistenti. Inoltre, alcuni pazienti obesi non si adattano al tavolo o all'apparecchiatura. La premedicazione con un ansiolitico (p. es., alprazolam o lorazepam da 1 a 2 mg per via orale) da 15 a 30 minuti prima dell'esame è efficace per la maggior parte dei pazienti ansiosi.

Le RM con un lato aperto possono essere utilizzati per i pazienti con claustrofobia (o coloro che sono molto obesi). Le immagini ottenute durante una RM aperta possono risultare di qualità inferiore rispetto a quelle prodotte da scanner chiusi a seconda dell'intensità del campo magnetico, ma sono in genere sufficienti per una diagnosi.

I pazienti devono essere avvertiti che la macchina di RM produce forti rumori.

Reazioni al mezzo di contrasto

Gli agenti di contrasto basati sul gadolinio iniettati per EV possono provocare mal di testa, nausea, dolore, e alterazioni del gusto, come anche una sensazione di freddo nella sede di iniezione.

Gravi reazioni al contrasto sono rare e molto meno frequenti rispetto a quelle con agenti di contrasto iodato.

Tuttavia, la fibrosi sistemica nefrogenica è un rischio nei pazienti con funzione renale compromessa. La fibrosi sistemica nefrogenica è una malattia rara ma pericolosa per la vita che coinvolge la fibrosi della pelle, dei vasi sanguigni e degli organi interni, con conseguente rischio di grave disabilità o di decesso. Per i pazienti con insufficienza renale, devono essere valutati i rischi e i benefici della RM con contrasto; inoltre si raccomanda quanto segue:

  • Utilizzare gadolinio solo quando è necessario e alla dose più bassa possibile.

  • Verificare la funzionalità renale se clinicamente sono sospettati diabete, disidratazione e insufficienza cardiaca, se i pazienti stanno assumendo alcuni farmaci che possono causare insufficienza renale o se i pazienti sono anziani. (Ai pazienti che hanno una velocità di filtrazione glomerulare < 30 mL/min/1,73 m2 non deve essere somministrato mezzo di contrasto con gadolinio. Se la velocità di filtrazione glomerulare è tra 30 e 60 mL/min/1,73 m2, i pazienti possono essere idratati per EV prima della somministrazione di contrasto.)

  • Prendere in considerazione metodi di imaging alternativi.

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