La risonanza magnetica

n. 430

risonanza2Una mia amica, preoccupata di prendersi delle radiazioni, mi ha chiesto di raccontarle come funziona la risonanza magnetica. In realtà di radiazioni, come quelli dei raggi X delle radiografie, non ce ne sono. Una volta si chiamava risonanza magnetica nucleare ma le persone erano troppo spaventate: oggi la parola nucleare è scomparsa. Effettivamente era fuorviante: i nuclei a cui si riferiva la vecchia definizione sono quelli degli idrogeni che formano i nostri tessuti, che vengono “solleticati” da un intenso campo magnetico. Le radiazioni o le emissioni nucleari non c’entrano nulla. Vediamo allora cosa succede quando si entra in quel tubo.

La risonanza magnetica può indagare l’interno del corpo sfruttando il fatto che:

- i nostri tessuti sono pieni d’acqua e grasso: entrambi contengono molti atomi di idrogeno

-ogni nucleo di idrogeno, formato da un solo protone, può essere orientato in direzione di un campo magnetico, proprio  come l’ago della bussola si orienta lungo il campo magnetico terrestre. Tecnicamente si dice che il protone possiede un momento magnetico.

Quindi ogni idrogeno è come un aghetto magnetico e il 60% del nostro corpo è fatto da nuclei di idrogeno, cioè protoni.

Per questo motivo all’interno dell’enorme apparecchio a forma di tunnel, il paziente è esposto a un forte campo magnetico (60.000 più intenso di quello terrestre):  così i suoi protoni si orientano secondo le linee di forza di questo campo magnetico.

L’intensità del campo magnetico applicato può variare a seconda della zona da esplorare.

Da dove arrivano le informazioni che possono far capire al medico se c’è un ematoma, un tumore o un altro problema? Dal tempo di rilassamento. Quando il tecnico “spegne” l’impulso elettromagnetico, gli idrogeni non sentono più la costrizione di rimanere allineati e tornano alla posizione di partenza. Ma questo ritorno non è istantaneo: ci vuole del tempo. Un po’ come avere un pendolo trattenuto in alto con le dita e poi si lascia andare: avrà bisogno di qualche minuto di oscillazione prima di conquistare la posizione di riposo.   

Ebbene a seconda del tempo necessario per tornare in posizione normale, si può dedurre se il tessuto è malato, danneggiato o sano. Per esempio il grasso sano ha un tempo di rilassamento di 240-250 millisecondi, i reni di 650 e i muscoli di 860-900. Inoltre il computer ricostruisce una mappa del tessuto in osservazione attraverso i segnali elettromagnetici emessi dagli idrogeni durante il loro ritorno: come se fossero delle micro-antenne trasmittenti, il segnale emesso è raccolto ed elaborato sotto forma di immagine.

Qualche dettaglio in più

risonanza

I protoni assumano le loro posizioni “comandati” dal campo magnetico della macchina. E quelli che si rifiutano di ubbidire? Sono i più utili.

Immaginiamo i protoni degli idrogeni come barrette magnetiche. Quando parte l’impulso, le barrette-protoni si allineano lungo l’asse testa-piedi del paziente. Alcuni protoni però non si allineano: succede per due protoni ogni milione di protoni. E sono questi anarchici che permettono di fornire un’immagine dettagliata. Infatti quando arriva l’impulso, assorbono energia (entrano in risonanza) e assumono una posizione che non è allineata. Si muovono come delle trottole, girando con una certa frequenza (detta di Larmor, dal fisico irlandese Joseph), che dipende dal tipo di tessuto in esame e dall’intensità del campo magnetico applicato dalla macchina. Quando l’impulso si spegne, i protoni si fermano e l’energia che avevano assorbito viene restituita e raccolta dal computer per creare un’immagine.

Questa immagine può avere fino a 250 sfumature di grigio che permettono di distinguere i vari tessuti.

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