La diagnostica per immagini del futuro: la Risonanza Magnetica 7 Tesla

A partire dal 2012 presso la Fondazione di Ricerca Imago7, a Pisa, è operativo un sistema di Risonanza Magnetica (RM) con un campo magnetico di intensità pari a 7 Tesla. Fino ad allora i magneti in uso nella diagnostica per immagini arrivavano ad un massimo di 3 Tesla. La Fondazione di Ricerca Imago7 è stata costituita nel 2010 dalla Fondazione Stella Maris con gli IRCCS Medea e Giannina Gaslini, l’Università di Pisa, l’Azienda Ospedaliera Universitaria (AOU) Meyer e l’AOU Pisana.

L’utilizzo principale della metodica è finalizzato allo sviluppo della ricerca interdisciplinare nelle neuroscienze e nella diagnostica per immagini. La particolarità di questa apparecchiatura è data dalla possibilità di applicazioni in vivo sull’uomo, ed è la prima installata in Italia.

I vantaggi della metodica

Il primo scanner di Risonanza Magnetica a 7 Tesla è un Magnetom Terra di Siemens. Le sue applicazioni principali si basano sulla ricerca in ambito neurologico e muscolo-scheletrico con l’ottenimento di immagini con altissima risoluzione spaziale. Per risoluzione spaziale di un’immagine si intende la capacità di distinguere due elementi singoli adiacenti nello spazio e, quindi, la minima distanza che devono avere i due elementi per essere riconosciuti come separati.

Le applicazioni cliniche

Il suo utilizzo è molto valido nei pazienti affetti da patologie neurodegenerative e che, quindi, hanno una graduale perdita delle funzionalità di base o dei tessuti del sistema nervoso. Viene introdotta per ottenere una serie di vantaggi rispetto ai sistemi con campo magnetico minore (1.5T e 3.0T). I vantaggi si ritrovano nella qualità di immagine grazie ad un elevato rapporto segnale/rumore e, di conseguenza, ad una risoluzione spaziale in grado di descrivere più dettagliatamente l’anatomia, la patologie e le funzionalità molecolari.

Grazie a questa apparecchiatura vi è la possibilità di eseguire studi di RM funzionale (fMRI) basati sulle variazioni di concentrazioni di ossigeno in una determinata area cerebrale attivata da stimoli esterni somministrati al paziente (effetto BOLD). Gli stimoli possono essere di varia natura come, per esempio, motori, sensitivi, visivi, uditivi, ecc. e, in base ad essi, saranno necessari una serie di strumenti come cuffie o occhialini specifici. Si può eseguire anche lo studio perfusionale dell’encefalo e gli studi di diffusione, cioè del movimento casuale delle molecole di acqua all’interno delle varie strutture. Ulteriori applicazioni possono riguardare le analisi dei vasi cerebrali, dei processi biochimici e della concentrazione di metaboliti in determinate aree o in sospette lesioni.

Alcune delle patologie studiabili

L’evoluzione tecnologica delle metodiche di Risonanza Magnetica permette uno studio assai più approfondito nelle patologie come l’Alzheimer, il morbo di Parkinson e la sclerosi multipla. Malattie come queste sono destinate ad avere un’incidenza sempre maggiore per via dell’aumento della speranza di vita alla nascita. La prevalenza dell’Alzheimer è, infatti, stimata all’8% negli over 65 fino ad aumentare al 20% dopo gli ottant’anni.

Con l’utilizzo dei nuovi scanner di Risonanza Magnetica è stata introdotta la possibilità di ottenere modelli 3D dell’encefalo con un dettaglio anatomico tale da evidenziare anche lievi modificazioni strutturali del parenchima cerebrale. Con l’utilizzo del 7 Tesla sarebbero riconoscibili atrofie causate dalle malattie neurodegenerative consentendone una diagnosi precoce. In alcuni casi, quindi, sarebbe possibile iniziare un percorso terapeutico appropriato verificandone l’efficacia nei controlli a distanza.

È stato dimostrato un notevole miglioramento anche nella visualizzazione di piccoli aneurismi, malformazioni artero-venose (MAV) e nella stadiazione oncologica. È possibile, perciò, migliorare il planning endovascolare o chirurgico nelle patologie vascolari e riconoscere con maggiore accuratezza i limiti di una lesione neoplastica.

Gli svantaggi della metodica

La Risonanza Magnetica 7 Tesla, nonostante i suoi numerosi vantaggi nella qualità delle immagini, ha anche degli svantaggi degni di nota. Tra i principali è da citare una forte disomogeneità di campo magnetico con conseguente compromissione dei contrasti nell’immagine e un aumento del SAR in alcune regioni. La sigla SAR sta per “Specific Absorption Rate”, cioè la misura della percentuale di energia elettromagnetica assorbita dal corpo umano quando è sottoposto a impulsi di radiofrequenza (RF). Gli impulsi RF rappresentano la base imprescindibile delle immagini di RM ma bisogna tenere in considerazione che al minor valore di SAR corrisponde un minore riscaldamento dei tessuti del corpo.

Ulteriore difficoltà che si riscontra nell’utilizzo del 7 Tesla è dovuta al design delle bobine, soprattutto per grandi zone anatomiche. Le bobine di radiofrequenza hanno lo scopo di creare dei campi magnetici tali da eliminare le disomogeneità di campo nella zona in esame. Apparecchiature di così alto campo necessitano, perciò, di bobine con un volume ridotto al minimo e con più canali di trasmissione del segnale.

Possibili conseguenze sul paziente

Come in tutte le apparecchiature di Risonanza Magnetica bisogna assicurarsi che il paziente che si sottopone all’esame sia idoneo alla metodica. Per via del campo magnetico presente, infatti, i pazienti portatori di pacemaker o con protesi non compatibili (ferromagnetiche) non possono entrare nella sala del macchinario.

Al livello di salute del paziente non sono state evidenziate particolari complicanze dopo l’utilizzo di una Risonanza Magnetica 7T. Secondo degli studi eseguiti su apparecchiature 3T, avendo un campione di 28 figure professionali sanitarie, il 67,8% ha riscontrato difficoltà di concentrazione, il 57% ha riportato cefalea e il 39% nausea e vertigini. La comparsa di questo tipo di problematica è stata rilevata anche con l’utilizzo dei 7T, senza una particolare differenza tra i due macchinari.

In Italia le Risonanze Magnetiche 7T sono rarissime e sono utilizzate principalmente per scopi di ricerca. Vengono eseguiti degli studi su alcuni pazienti selezionati ma, in generale, l’uso di queste apparecchiature è molto limitato soprattutto per via dei costi di costruzione, installazione e manutenzione.

Per quale motivo andrebbe promosso lo sviluppo di queste tecnologie?

L’evoluzione della diagnostica per immagini pone tutte le sue attenzioni sulla diagnosi precoce di qualsiasi tipo di patologia per una terapia immediata e una migliore prognosi del paziente. Le apparecchiature di RM 7T hanno come obiettivo l’ottenimento di una maggiore risoluzione spaziale con uno stesso tempo di acquisizione o comunque un’immagine di pari risoluzione ma con tempi di acquisizione ridotti. Un macchinario di questo tipo, quindi, gioverebbe sia al paziente che alla struttura sanitaria che lo possiede.

Monica De Santis

Monica De Santis è una laureanda dell’Università “La Sapienza” di Roma, dove frequenta il corso di laurea triennale “Tecniche di radiologia medica, per immagini e radioterapia (abilitante alla professione sanitaria di Tecniche di radiologia medica). Nasce a Tivoli il 24 novembre 2000. Si forma presso il Liceo Scientifico “Lazzaro Spallanzani” di Tivoli. Negli anni del liceo ha partecipato alle attività di volontariato per il “FAI” nel “Parco Villa Gregoriana” di Tivoli. Ha partecipato al progetto “Imprese Formative Simulate (IFS)” per l’alternanza scuola-lavoro e ha contribuito al workshop “IFS On Board” organizzato da Grimaldi Lines e CONFAO. Durante i tre anni di università ha maturato esperienze di tirocinio ospedaliero nei reparti di radiologia tradizionale, Tomografia Computerizzata (TC), Risonanza Magnetica (RM) e medicina nucleare del Policlinico Umberto I di Roma. 

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