COME FUNZIONA LA RISONANZA MAGNETICA?
ACQUA, PROTONI, CAMPI MAGNETICI.
L’acqua costituisce circa il 70% del corpo umano.
Una molecola d’acqua (H2O) è molto semplice, e composta da due atomi di idrogeno ed uno di ossigeno.
Una molecola d’acqua (H2O) è molto semplice, e composta da due atomi di idrogeno ed uno di ossigeno.
L’atomo di idrogeno è l’elemento più semplice in natura, ha un solo protone (carica positiva) nel nucleo ed un elettrone (carica negativa) che orbita intorno al nucleo.
Il comportamento dell’atomo di idrogeno è alla base del funzionamento della risonanza magnetica.
Il protone dell’atomo di idrogeno ruota sia su se stesso (attorno al proprio asse) sia attorno ad un altro asse, e questo movimento è detto precessione (è un movimento che ricorda quello di una trottola).
In condizioni normali la direzione degli assi di precessione dei nuclei di idrogeno nel nostro corpo è aleatoria (casuale), quindi non si registra una emissione ordinata di energia.
In un campo magnetico invece tutti gli assi di precessione dei protoni si allineano assorbendo energia, quando si smette di immettere energia i protoni si “rilassano” emettendo energia, proprio questa energia captata ed interpretata dal computer permette di creare l’immagine.
COME FUNZIONA QUINDI LA RISONANZA MAGNETICA?
La risonanza magnetica (Rm, o risonanza magnetica nucleare, Rmn) analizza il comportamento delle molecole di acqua quando sono sottoposte a particolari campi magnetici.
Precisamente è il campo magnetico dei protoni che viene monitorato. Normalmente questi campi magnetici sono orientati in modo casuale (le “trottole” di cui abbiamo parlato girano inclinate in ogni direzione).
La macchina della risonanza magnetica è dotata di un grosso magnete che produce un campo magnetico migliaia di volte più intenso di quello della Terra. Il paziente viene immesso disteso all’interno dell’apparecchio e, entrando nel suo campo, tutti i campi magnetici dei protoni si allineano parallelamente. Poco meno della metà è orientata nel verso del campo magnetico della Rm, l’altra metà nel verso opposto. Il corpo umano si trasforma così in una calamita il cui campo magnetico è orientato nella direzione della maggioranza dei protoni.
A questo punto la macchina produce una serie di onde radio a una frequenza ben precisa, che fanno ruotare di 90° il campo magnetico dei protoni. Il segnale radio è quindi interrotto e i protoni tornano nella posizione precedente. Questo ritorno ha lo stesso effetto di una calamita che ruota: induce un segnale elettrico. Questo segnale è registrato dai ricettori della macchina e fornisce l’informazione necessaria. Infatti questo segnale si esaurisce rapidamente, ma in tempi diversi a seconda del tessuto in cui si trovano i protoni. Una certa durata del segnale corrisponde all’osso, un’altra al tessuto adiposo, eccetera. I segnali elettrici sono quindi registrati, digitalizzati e inviati a un computer che costruisce un’immagine. Sullo schermo del medico appaiono tutti i tessuti, in sezione o in tre dimensioni: in grigio chiaro quelli ricchi d’acqua, più scuri quelli che ne sono poveri. Le immagini possono essere successivamente colorate.
Precisamente è il campo magnetico dei protoni che viene monitorato. Normalmente questi campi magnetici sono orientati in modo casuale (le “trottole” di cui abbiamo parlato girano inclinate in ogni direzione).
La macchina della risonanza magnetica è dotata di un grosso magnete che produce un campo magnetico migliaia di volte più intenso di quello della Terra. Il paziente viene immesso disteso all’interno dell’apparecchio e, entrando nel suo campo, tutti i campi magnetici dei protoni si allineano parallelamente. Poco meno della metà è orientata nel verso del campo magnetico della Rm, l’altra metà nel verso opposto. Il corpo umano si trasforma così in una calamita il cui campo magnetico è orientato nella direzione della maggioranza dei protoni.
A questo punto la macchina produce una serie di onde radio a una frequenza ben precisa, che fanno ruotare di 90° il campo magnetico dei protoni. Il segnale radio è quindi interrotto e i protoni tornano nella posizione precedente. Questo ritorno ha lo stesso effetto di una calamita che ruota: induce un segnale elettrico. Questo segnale è registrato dai ricettori della macchina e fornisce l’informazione necessaria. Infatti questo segnale si esaurisce rapidamente, ma in tempi diversi a seconda del tessuto in cui si trovano i protoni. Una certa durata del segnale corrisponde all’osso, un’altra al tessuto adiposo, eccetera. I segnali elettrici sono quindi registrati, digitalizzati e inviati a un computer che costruisce un’immagine. Sullo schermo del medico appaiono tutti i tessuti, in sezione o in tre dimensioni: in grigio chiaro quelli ricchi d’acqua, più scuri quelli che ne sono poveri. Le immagini possono essere successivamente colorate.
Ogni punto dell’immagine della risonanza magnetica è quindi un’interpretazione del segnale che si ottiene dal comportamento dei protoni.
Nella maggior parte dei casi è più efficace e più precisa della Tac (tranne che per l’esame dei polmoni), oltre che a essere innocua perché non utilizza radiazioni ionizzanti. E’ molto utile nella diagnosi di malattie come la sclerosi multipla, tumori, ed analisi del midollo spinale, per individuare l’artrosi (perché è in grado di visualizzare la cartilagine) e per evidenziare problemi articolari di varia natura.
Le risonanze magnetiche più moderne, come quella in dotazione a SE.FA.MO. evitano al paziente la sensazione sgradevole di “soffocamento” in quanto non sono più formate da un “tubo” all’interno del quale il paziente deve stare immobile, ma sono “aperte”, come nella foto che vedete in alto.
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