Contenuto
- Come funziona la risonanza magnetica
- Il magnete primario
- I magneti sfumati
- La bobina
- Mettere tutto insieme
- Il rumore
- Lo spazio
La risonanza magnetica si basa sui principi fisici e chimici della risonanza magnetica nucleare (NMR), una tecnica utilizzata per ottenere informazioni sulla natura delle molecole.
Come funziona la risonanza magnetica
Per iniziare, diamo un'occhiata alle parti della macchina per la risonanza magnetica. I tre componenti di base della macchina MRI sono:
- Il magnete principale
- La parte più grande della risonanza magnetica è il file magnete primario. Lo sviluppo di un campo magnetico di forza adeguata per creare immagini MRI è stato un primo ostacolo da superare nello sviluppo di questa tecnologia.
- I magneti sfumati
- Il magneti sfumati sono la parte di "messa a punto" della macchina MRI. Consentono alla risonanza magnetica di concentrarsi su una parte specifica del corpo. I magneti a gradiente sono anche responsabili del "rumore metallico" in una risonanza magnetica.
- La bobina
- Accanto alla parte del tuo corpo che viene ripresa c'è la bobina. Ci sono bobine fatte per spalle, ginocchia e altre parti del corpo. La bobina emetterà una radiofrequenza che rende possibile una risonanza magnetica.
Il magnete primario
Un magnete permanente (come il tipo che usi sulla porta del frigorifero) abbastanza potente da essere utilizzato in una risonanza magnetica sarebbe troppo costoso da produrre e troppo ingombrante da conservare. L'altro modo per creare un magnete è avvolgere il filo elettrico e far passare una corrente attraverso il filo. Questo crea un campo magnetico all'interno del centro della bobina. Per creare un campo magnetico sufficientemente forte per eseguire la risonanza magnetica, le bobine di filo non devono avere resistenza; quindi sono immersi in elio liquido a una temperatura di 450 gradi Fahrenheit sotto lo zero! Ciò consente alle bobine di sviluppare campi magnetici da 1,5 a 3 Tesla (la forza della maggior parte delle risonanze magnetiche mediche), più di 20.000 volte più forti del campo magnetico terrestre.
I magneti sfumati
Ci sono tre magneti più piccoli all'interno di una macchina per la risonanza magnetica chiamati magneti a gradiente. Questi magneti sono molto più piccoli del magnete primario (circa 1/1000 più forte), ma consentono di alterare il campo magnetico in modo molto preciso. Sono questi magneti a gradiente che consentono di creare "fette" di immagine del corpo. Modificando i magneti del gradiente, il campo magnetico può essere focalizzato in modo specifico su una parte selezionata del corpo.
La bobina
La risonanza magnetica utilizza le proprietà degli atomi di idrogeno per distinguere tra i diversi tessuti all'interno del corpo umano. Il corpo umano è composto principalmente da atomi di idrogeno (63%), altri elementi comuni sono ossigeno (26%), carbonio (9%), azoto (1%) e quantità relativamente piccole di fosforo, calcio e sodio. La risonanza magnetica utilizza una proprietà degli atomi chiamata "spin" per distinguere le differenze tra i tessuti come muscoli, grasso e tendine.
Con un paziente in una macchina per la risonanza magnetica e il magnete acceso, i nuclei degli atomi di idrogeno tendono a ruotare in una delle due direzioni. Questi nuclei di atomi di idrogeno possono trasferire il loro orientamento di spin, o precessione, all'orientamento opposto. Per girare nell'altra direzione, la bobina emette una radiofrequenza (RF) che causa questa transizione (la frequenza di energia richiesta per effettuare questa transizione è specifica e chiamata Frequenza Larmour).
Il segnale utilizzato nella creazione di immagini MRI deriva dall'energia rilasciata dalle molecole in transizione o precessione, dal loro stato ad alta energia a quello a bassa energia. Questo scambio di energia tra stati di spin è chiamato risonanza, da cui il nome risonanza magnetica.
Mettere tutto insieme
La bobina funziona anche per rilevare l'energia emessa dall'induzione magnetica dalla precessione degli atomi. Un computer interpreta i dati e crea immagini che mostrano le diverse caratteristiche di risonanza dei diversi tipi di tessuto. Vediamo questo come un'immagine di sfumature di grigio: alcuni tessuti del corpo appaiono più scuri o più chiari, il tutto a seconda dei processi di cui sopra.
Ai pazienti che sono programmati per sottoporsi a una risonanza magnetica verranno poste alcune domande specifiche al fine di determinare se la risonanza magnetica è sicura per quel paziente. Alcuni dei problemi che verranno affrontati includono:
- Metallo nel corpo
- I pazienti con impianti metallici nel corpo devono avvisare il personale MRI prima di sottoporsi a un test MRI. Alcuni impianti metallici sono compatibili con la risonanza magnetica, compresa la maggior parte degli impianti ortopedici. Tuttavia, alcuni impianti impediscono ai pazienti di sottoporsi a una risonanza magnetica, come clip per aneurisma nel cervello e impianti oculari metallici.
- Dispositivi impiantati
- I pazienti con pacemaker o defibrillatori interni devono allertare il personale MRI, poiché questi dispositivi impediscono l'uso di un test MRI.
- Abbigliamento / gioielli
- Eventuali indumenti o gioielli in metallo devono essere rimossi prima di sottoporsi a uno studio di risonanza magnetica.
Gli oggetti metallici nelle vicinanze di una risonanza magnetica possono essere pericolosi. Nel 2001, un bambino di sei anni è stato ucciso quando una bombola di ossigeno ha colpito il bambino. Quando il magnete per risonanza magnetica è stato acceso, la bombola di ossigeno è stata risucchiata nella risonanza magnetica e il bambino è stato colpito da questo oggetto pesante. A causa di questo potenziale problema, il personale di MRI è estremamente attento nel garantire la sicurezza dei pazienti.
Il rumore
I pazienti spesso lamentano un rumore "tintinnante" causato dalle macchine per la risonanza magnetica. Questo rumore proviene dai magneti del gradiente descritti in precedenza. Questi magneti a gradiente sono in realtà piuttosto piccoli rispetto al magnete principale per la risonanza magnetica, ma sono importanti per consentire alle sottili alterazioni del campo magnetico di "vedere" al meglio la parte appropriata del corpo.
Lo spazio
Alcuni pazienti sono claustrofobici e non amano entrare in una macchina per la risonanza magnetica. Fortunatamente, sono disponibili diverse opzioni.
- Risonanza magnetica delle estremità
- Le nuove risonanze magnetiche non richiedono di sdraiarsi all'interno di un tubo. Piuttosto, i pazienti che hanno una risonanza magnetica del ginocchio, della caviglia, del piede, del gomito o del polso, possono semplicemente posizionare quella parte del corpo all'interno della macchina per la risonanza magnetica. Questo tipo di macchina non funziona per la risonanza magnetica di spalle, colonna vertebrale, fianchi o bacino.
- Risonanza magnetica aperta
- La risonanza magnetica aperta presentava problemi di qualità significativi, ma la tecnologia dell'immagine è migliorata parecchio negli ultimi anni. Sebbene la risonanza magnetica chiusa sia ancora preferita da molti medici, la risonanza magnetica aperta può essere un'alternativa adeguata.
- Sedazione
- Alcuni pazienti hanno problemi a stare fermi per i 45 minuti necessari per completare una risonanza magnetica, soprattutto con il rumore metallico. Pertanto, potrebbe essere appropriato assumere un farmaco per rilassarsi prima di effettuare uno studio di risonanza magnetica. Discutine con il tuo medico prima di programmare lo studio MRI.