Ressonància Magnètica (RM): Definició, Usos i Tecnologia

Definició de Ressonància Magnètica (RM)

La Ressonància Magnètica (RM) és un fenomen físic que es produeix en els nuclis dels àtoms d’alguns elements químics, especialment l'hidrogen, quan estan sotmesos a l'influx d’un camp magnètic intens i, al mateix temps, són excitats amb polsos d’ones electromagnètiques de radiofreqüència. S'introdueix el pacient en un camp magnètic creat per un gran imant. Mitjançant l'aplicació d’estímuls, aconseguim la ressonància.

Usos de la Ressonància Magnètica

• Examinar cor, cervell, fetge i teixits tous.
• Avaluar el flux sanguini.
• Detectar infeccions.
• Avaluar lesions en ossos i articulacions.
• Realitzar proves cardíaques i cerebrals.
• Estudiar lesions tumorals.

Avantatges de la Ressonància Magnètica

• No utilitza radiació ionitzant; la imatge s'obté mitjançant camps magnètics.
• Proporciona imatges multiplans directes.
• No presenta reconstruccions complexes com la Tomografia Computada (TC).
• Generalment, no presenta artefactes ossis que dificultin la visualització de teixits adjacents.
• Les mides són directes, per exemple, en angiografies.
• És una tècnica poc invasiva.
• No causa dolor.
• Es manté la comunicació amb el pacient durant la prova.
• No altera significativament la vida quotidiana del pacient després de la prova.

Inconvenients de la Ressonància Magnètica

• Cal mantenir precaució en l'ambient de treball a causa del camp magnètic intens.
• Cost econòmic alt de l'equipament i el manteniment.
• Possible absorció d'energia per part del pacient (SAR - Taxa d'Absorció Específica), que ha de ser controlada.
• Artefactes en la imatge deguts a interferències electromagnètiques externes o a implants metàl·lics.
• Artefactes per moviments voluntaris (respiració, deglució) i involuntaris (peristaltisme, flux sanguini) del pacient.
• Contraindicada en pacients amb certs tipus de marcapassos, desfibril·ladors implantables o altres dispositius electrònics no compatibles amb RM.
• Algunes vàlvules cardíaques, clips vasculars o pròtesis metàl·liques poden estar contraindicades o requerir precaucions especials.
• Pot provocar claustrofòbia en alguns pacients.
• Requereix actualitzacions i modificacions del programari per a noves aplicacions i millores.
• Temps d'exploració generalment llarg en comparació amb altres tècniques d'imatge.
• Genera un soroll acústic considerable durant l'adquisició de les imatges.
• Possibles efectes biològics a llarg termini per exposició a camps magnètics molt alts (encara en estudi i principalment rellevant per a camps ultra-alts).

Mètodes de Diagnòstic per RM

La primera utilització de l'espectròmetre de ressonància magnètica en laboratoris va ser per analitzar la composició química de substàncies. El 1981 es va introduir el primer tomògraf de RM per a l'ús clínic en humans.

Funció dels Tomògrafs de RM

• Realitzar exploracions de Tomografia per Ressonància Magnètica (RM) en éssers humans per obtenir imatges detallades de l'anatomia i detectar patologies.
• Realitzar espectroscòpia per RM in vivo, una tècnica dirigida a l'anàlisi no invasiva de la composició bioquímica de teixits, útil en l'estudi de tumors, inflamacions o abscessos.

Els tomògrafs clínics són aparells considerablement més grans que els espectròmetres de laboratori, tot i que la intensitat del camp magnètic del seu imant pot ser menor que la d'alguns espectròmetres d'investigació d'alt camp dedicats a l'anàlisi de mostres.

Aplicacions Clíniques de la RM

RM Morfològica

Consisteix en l'obtenció d’imatges que detecten qualsevol alteració estructural o anatòmica. Representa aproximadament el 95% de les exploracions de RM. S'utilitza per investigar una àmplia gamma de processos patològics (com tumors, inflamacions, infeccions, malformacions congènites, traumatismes), però pot no ser tan útil per a malalties que no produeixen canvis morfològics evidents en els teixits. El senyal de RM prové principalment dels protons que formen part de les molècules d'H₂O i del greix en els teixits.

RM Fisiopatològica

Aquesta categoria inclou tècniques de RM que detecten modificacions anormals en processos fisiològics, com per exemple els moviments de difusió de les molècules d’aigua en els teixits (RM de difusió), la perfusió sanguínia tissular (RM de perfusió) o el moviment del líquid cefalorraquidi. Representa aproximadament el 4% de les exploracions.

RM Funcional

La Ressonància Magnètica Funcional (RMf) s'utilitza principalment per a l'estudi del funcionament neuronal (per exemple, mapatge de l'activitat cerebral en resposta a estímuls) i té un paper important en l'àmbit de la investigació neurocientífica i, cada cop més, en la planificació neuroquirúrgica.

RM Analítica (Espectroscòpia per RM)

L'RM Analítica, més coneguda com a Espectroscòpia per Ressonància Magnètica (ERM), permet detectar i quantificar diferents metabòlits presents en els teixits, indicant alteracions metabòliques que es produeixen en diverses patologies. S'aplica en òrgans com l'encèfal, la pròstata o la mama. Aquest tipus d'estudis pot constituir al voltant del 3% del total de les exploracions de RM.

Organització Física d'una Unitat de Tomografia per RM

Les unitats de RM estan situades generalment en el Servei de Radiodiagnòstic dels hospitals o en centres de diagnòstic per imatge especialitzats.

Gàbia de Faraday

La sala on s'ubica l'imant de RM està construïda com una gàbia de Faraday. És una estructura metàl·lica (normalment de coure o alumini) que blinda l'interior de camps electromagnètics externs (especialment radiofreqüències) que podrien interferir amb l'adquisició de les imatges de RM. També evita que les potents ones de radiofreqüència generades per l'equip de RM surtin a l'exterior i interfereixin amb altres equips electrònics sensibles. A l'interior d'una gàbia de Faraday ideal, el camp elèctric extern és nul.

Imant o Camp Magnètic Principal

L'imant principal és el component més gran i costós de l'equip de RM. Produeix el camp magnètic estàtic (B₀), molt intens i homogeni, necessari per alinear els protons dels teixits. La seva potència es mesura en Tesles (T). Un imant típic d'ús clínic pot pesar diverses tones (fins i tot 50 tones o més per a sistemes d'alt camp). Degut al seu gran pes i a les consideracions sobre el camp magnètic dispers, els imants de RM s’instal·len habitualment en soterranis, plantes baixes o primers pisos amb estructures de suport especialment reforçades.

Sistema de Gradients

El sistema de gradients consisteix en un conjunt de bobines (normalment tres parells ortogonals: X, Y, Z) situades a l'interior del túnel de l'imant (bore). Aquestes bobines generen camps magnètics addicionals, de menor intensitat que el B₀, que varien linealment la intensitat del camp magnètic en una direcció específica. L'activació ràpida i precisa d'aquests gradients permet seleccionar el pla de tall de la imatge (axial, sagital, coronal o oblic) i codificar espacialment el senyal de RM provinent del pacient, la qual cosa és fonamental per a la formació de la imatge.

Sala de Control

És la zona de treball del tècnic especialista en radiodiagnòstic o de l'operador de RM, situada adjacent a la sala de l'imant i separada per una finestra amb blindatge de RF. Des d'aquí es pot mantenir contacte visual i auditiu (mitjançant un intercomunicador) amb el pacient dins del túnel de l'imant. És important una adequada il·luminació i ergonomia en aquesta sala.

A la sala de control trobarem:

• Ordinador principal (consola d'operació):
  • Es registren les dades administratives i clíniques del pacient.
  • Es seleccionen i programen els protocols d'adquisició, es modifiquen paràmetres i s’envien les seqüències d’imatges a l'equip.
  • Es visualitzen en temps real o quasi real les imatges adquirides.
  • Es realitza un primer control de qualitat de les imatges.
  • Es processen bàsicament i, si cal, s'envien a imprimir (encara que actualment predomina l'arxiu i visualització digital en sistemes PACS).
  • S’arxiven les imatges i dades de l'estudi, generalment en sistemes PACS (Picture Archiving and Communication System).
  • Es monitoritza l'estat del pacient (paràmetres vitals si l'equip disposa de monitoratge compatible amb RM) i el funcionament correcte de l'equip de RM.
• Arxiu d’imatges: Sovint integrat en el sistema PACS de l'hospital o centre.
• Disc dur addicional o sistemes d'emmagatzematge local: Per a emmagatzematge temporal, còpies de seguretat d'estudis o dades d'investigació.
• Pantalla de visualització del pacient: Pot ser un monitor de circuit tancat de televisió (CCTV) per observar el pacient dins de l'imant.
• Consola de control de l'equip: Interfície principal on es controla tot el procés de l'exploració per RM i es detecten possibles errors o alertes del sistema.
• Estació de treball de postprocessament (opcional a la sala de control): Un ordinador addicional, sovint amb programari especialitzat, per al postprocessament avançat d'imatges (reconstruccions 3D, anàlisis funcionals, etc.), que pot estar a la sala de control, en una sala adjacent o en el despatx del radiòleg.

Sala Tècnica (o Sala d'Equipaments)

Normalment situada al costat de la sala de l'imant (sala d'exploració) o, de vegades, integrada o propera a la sala de control, però sempre fora de la gàbia de Faraday principal. Conté els components electrònics de potència i de suport necessaris per al funcionament de l'equip de RM. Aquests components solen estar organitzats en armaris o prestatges (racks) i poden generar calor i soroll, per la qual cosa la sala requereix una ventilació i refrigeració adequades:

• Armari/Prestatge del sistema de refrigeració de l'imant: Per exemple, el capçal fred i el compressor del sistema de criorefrigeració (per a l'heli líquid en imants superconductors).
• Armaris/Prestatges dels amplificadors de gradient: Contenen les potents fonts d'alimentació i els amplificadors que subministren els corrents elèctrics necessaris a les bobines de gradient.
• Armari/Prestatge del sistema de Radiofreqüència (RF): Inclou el transmissor de RF (que genera els polsos de radiofreqüència), els amplificadors de RF i el receptor de RF (que detecta i digitalitza el senyal de RM).
• Armari/Prestatge de control principal de l'equip: Conté:
  • Fonts d’alimentació per a diversos components electrònics del sistema.
  • Sistemes de control i monitoratge de l'imant (per exemple, nivell d'heli, temperatura).
  • L'ordinador o processador que controla la seqüència de medició (temporització precisa dels polsos de RF i l'activació dels gradients).
  • Electrònica per a la generació i control dels corrents de les bobines shim (utilitzades per ajustar i millorar l'homogeneïtat del camp magnètic principal B₀).
• Altres sistemes de suport com unitats de distribució d'energia elèctrica, sistemes de refrigeració per a l'electrònica (intercanviadors de calor amb aigua refrigerada), etc.