Come funziona una macchina per la risonanza magnetica per ortopedia
La RM è basata 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 di risonanza magnetica sono:- Il magnete principale
- La maggior parte della risonanza magnetica è il magnete primario. Lo sviluppo di un campo magnetico di forza adeguata per creare immagini MRI è stato un ostacolo da superare nello sviluppo di questa tecnologia.
- I magneti a gradiente
- Il magneti a gradiente sono la parte "messa a punto" della macchina per la risonanza magnetica. Permettono alla risonanza magnetica di concentrarsi su una parte specifica del corpo. I magneti a gradiente sono anche responsabili del "rumore del clanging" in una risonanza magnetica.
- La bobina
- Accanto alla parte del tuo corpo che viene fotografata è la bobina. Ci sono bobine fatte per spalle, ginocchia e altre parti del corpo. La bobina emetterà una radiofrequenza che rende possibile la risonanza magnetica.
Il magnete primario
Un magnete permanente (come il tipo che usi sulla tua 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 quello di 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 del filo non devono avere resistenza; quindi sono immersi in elio liquido a una temperatura di 450 gradi Fahrenheit sotto zero! Questo permette alle bobine di sviluppare campi magnetici da 1,5 a 3 Tesla (la forza della maggior parte dei risonanza magnetica medica), più di 20.000 volte più forti del campo magnetico terrestre.I magneti sfumati
Ci sono tre piccoli magneti all'interno di una macchina per la risonanza magnetica chiamata magneti a gradiente. Questi magneti sono molto più piccoli di quelli del magnete primario (circa 1/1000 di quelli forti), 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 specificamente focalizzato su una parte selezionata del corpo.La bobina
La risonanza magnetica utilizza le proprietà degli atomi di idrogeno per distinguere 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 di atomi chiamata "spin" per distinguere le differenze tra tessuti come muscolo, 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 trasformare il loro orientamento di rotazione, o precessione, nell'orientamento opposto. Per girare l'altra direzione, la bobina emette una radiofrequenza (RF) che provoca questa transizione (la frequenza di energia richiesta per rendere 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 precessing, dalla loro alta energia al loro stato di bassa energia. Questo scambio di energia tra stati di spin è chiamato risonanza, e quindi il nome di 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 di diversi tipi di tessuto. La vediamo come un'immagine di sfumature di grigio: alcuni tessuti del corpo appaiono più scuri o più chiari, il tutto dipende dai processi sopra descritti.Ai pazienti che sono in programma di sottoporsi a una risonanza magnetica verranno poste alcune domande specifiche per determinare se la risonanza magnetica è sicura per quel paziente. Alcuni dei problemi che verranno affrontati includono:
- Metallo nel corpo
- I pazienti con protesi metalliche nel corpo devono avvertire lo staff della risonanza magnetica prima di sottoporsi a un test di risonanza magnetica. Alcuni impianti metallici sono compatibili con la risonanza magnetica, compresa la maggior parte degli impianti ortopedici. Tuttavia, alcuni impianti impediscono ai pazienti di avere sempre una risonanza magnetica, come clip di aneurisma nel cervello e protesi metalliche.
- Dispositivi impiantati
- I pazienti con pacemaker o defibrillatori interni devono avvisare il personale dell'MRI, poiché questi dispositivi impediscono l'uso di un test MRI.
- Abbigliamento / Gioielli
- Eventuali indumenti metallici o gioielli dovrebbero essere rimossi prima di sottoporsi a uno studio RM.
Il rumore
I pazienti lamentano spesso un rumore "clanging" causato dalle macchine MRI. Questo rumore proviene dai magneti a gradiente descritti in precedenza. Questi magneti a gradiente sono in realtà piuttosto piccoli rispetto al magnete MRI primario, ma sono importanti per consentire lievi alterazioni nel campo magnetico per meglio "vedere" la parte appropriata del corpo.Lo spazio
Alcuni pazienti sono claustrofobici e non amano entrare in una macchina per risonanza magnetica. Fortunatamente, ci sono diverse opzioni disponibili.- Risonanza magnetica
- Le nuove risonanze magnetiche non richiedono di giacere in un tubo. Piuttosto, i pazienti con una risonanza magnetica di ginocchio, caviglia, piede, gomito o polso, possono semplicemente posizionare quella parte del corpo all'interno della macchina per risonanza magnetica. Questo tipo di macchina non funziona per risonanza magnetica di spalle, colonna vertebrale, fianchi o bacino.
- Open MRI
- Le risonanze magnetiche aperte presentavano notevoli problemi di qualità, ma la tecnologia delle immagini è migliorata parecchio negli ultimi anni. Mentre la risonanza magnetica chiusa è ancora preferita da molti medici, la risonanza magnetica può essere un'alternativa adeguata.
- La sedazione
- Alcuni pazienti hanno problemi a stare seduti fermi per i 45 minuti necessari per completare una risonanza magnetica, soprattutto con il rumore del clangore. Pertanto, può essere opportuno assumere un farmaco per rilassarsi prima di fare uno studio RM. Discutere con il proprio medico prima di programmare lo studio RM.
