Risonanza Magnetica Nucleare: quale futuro?

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1 Università degli Studi di Messina Dipartimento di Protezionistica Ambientale, Sanitaria, Sociale ed Industriale Scuola di Specializzazione in Fisica Sanitaria Risonanza Magnetica Nucleare: quale futuro? Prof. Giuseppe Vermiglio Dipartimento di Protezionistica Ambientale, Sanitaria, Sociale ed Industriale

2 Il tema dei lavori che questo breve intervento intende introdurre, richiede due riflessioni sui seguenti punti: 1. Gli sviluppi tecnologici a mediolungo termine della tecnica RMN 2. L esigenza di affrontare, dal punto di vista normativo, le problematiche legate alla sicurezza

3 Per quanto riguarda il primo aspetto, può essere utile fare riferimento al travolgente sviluppo che tale tipo di indagine ha avuto nell arco del settantennio che è seguito al suo esordio

4 1937 RABI (esperimenti su fasci atomici per misurare momenti magnetici nucleari) 1942 GORTER e BROER (primo tentativo non riuscito probabile causa tempi di rilassamento lunghi) 1946 PURCELL ad Harvard & BLOCK a Standford (Premio Nobel per la Fisica per aver osservato per primi il fenomeno della risonanza magnetica ) Richard R. Ernst (Premio Nobel per la Chimica) "per il suo contributo alla spettroscopia RM ad alta risoluzione Kurt Wüthrich (Premio Nobel per la Chimica) "per il suo contributo allo studio della struttura tridimensionale di macromolecole biologiche con spettroscopia RM ad alta risoluzione 2003 Paul C. Lauterbur e Sir Peter Mansfield (Premio Nobel per la Medicina per le loro scoperte relative all imaging in risonanza magnetica

5 Oggi che nel mondo operano tomografi di RM (di cui 500 in Italia) e si effettuano circa 60 milioni di esami per anno, quali sono le prospettive future della RMN che si possono intravedere?

6 L impiego dei CAMPI MAGNETICI in MEDICINA coinvolge due ambiti disciplinari BIOMAGNETISMO MAGNETOBIOLOGIA

7 BIOMAGNETISMO: studio dei campi magnetici generati nel corpo umano da correnti bioelettriche MAGNETOBIOLOGIA: studio degli effetti dei campi magnetici esterni sugli organismi animali

8 Parlare di Imaging RMN, allo stato attuale, comporta principalmente riferimenti alla MAGNETOBIOLOGIA

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12 Allo stato attuale possiamo dire che, da un iniziale impiego esclusivamente in campo neuroradiologico, che ha consentito di visualizzare in 3D, in maniera dettagliata, gli organi del Sistema Nervoso Centrale, si è passati all utilizzo della RM nella diagnostica degli altri organi ed apparati.

13 Le attuali linee di sviluppo della diagnostica RMN diciamo convenzionale, sono rivolte a: Ampliamento delle potenzialità diagnostiche ad organi ed apparati che, per le proprie caratteristiche biofisiche, non si sono inizialmente dimostrati adatti all impiego delle tecniche in uso

14 Le tecniche più avanzate attualmente consentono Lo studio della cinetica e della vascolarizzazione cardiaca (CARDIO-RM) Lo studio del metabolismo cellulare e della vascolarizzazione cerebrale (PERFUSIONE e DIFFUSIONE RM) Lo studio dell attivazione delle aree funzionali della corteccia cerebrale (RM FUNZIONALE) [fmri]

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16 Le attuali linee di sviluppo della diagnostica NMR diciamo convenzionale, sono rivolte a: Sviluppo di tomografi a gantry aperto, inizialmente per eliminare i problemi di claustrofobia, ma, oggi più che mai, per consentire la conduzione di indagini RM in corso di intervento chirurgico (RMN INTERVENTISTICA)

17 L'evoluzione delle potenzialità diagnostiche MR open Il recente tomografo Columbus Asg- Paramed a gantry aperto

18 Le attuali linee di sviluppo della diagnostica NMR diciamo convenzionale, sono rivolte a: Sviluppo di magneti a campo statico (CSM) sempre più elevati per la conduzione in vivo di indagini diagnostiche di tipo spettroscopico su nuclei diversi da quello di Idrogeno

19 La Spettroscopia è una tecnica che propone un modo moderno di concepire la diagnostica per immagini, che va al di là dell immagine e si sposta dentro la patologia, in un ambito clinico ancora scientificamente da esplorare.

20 Infatti, oltre ad H, nei tessuti biologici sono presenti altri nuclei dotati di proprietà magnetiche, quali il C 13, N 14, F 19, Na 23, P 31 e K 39, tutti caratterizzati dalla presenza di un numero dispari di protoni e/o neutroni, e pertanto, grazie alla presenza di un nucleone non appaiato, in possesso di un momento dipolare magnetico diverso da zero

21 H 64 MHz P31 26 MHz I segnali derivanti da differenti isotopi ( H, P, C13,Na24 ) sono distinguibili perché, se posti in un campo magnetico, risuonano a frequenze note, ma diverse.

22 L evoluzione delle potenzialità diagnostiche Ciò li rende idonei alla studio con RM, ma essendo in concentrazione nettamente inferiore a quella dell H, la loro presenza risulterà apprezzabile soltanto a Campi Magnetici Statici piuttosto alti, poiché l intensità del segnale NMR risulta ad esso proporzionale: ma

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24 Parlare di RMN oggigiorno significa quindi parlare anche di SICUREZZA sul lavoro, argomento invero piuttosto attuale: in che termini?

25 5 Settore controllo dosimetrico del personale Riferimento punto 6 dell allegato 4 (pag.38 della Gazzetta Ufficiale) Compiti dell esperto responsabile. Indicare le modalità espletate per ottemperare ai limiti di legge, per quanto riguarda la relazione tempo-intensità di campo :.. Indicare la periodicità delle valutazioni dosimetriche:. Indicare la periodicità dei controlli espletati:.

26 5 Settore controllo dosimetrico del personale Riferimento punto 6 dell allegato 4 (pag.38 della Gazzetta Ufficiale) Compiti dell esperto responsabile Indicare se è stata approntata una scheda dosimetrica nella quale vengono riportati i controlli periodicamente espletati per confermare la permanenza della idoneità allo svolgimento dell attività lavorativa specifica: Indicare se copia della scheda viene inviata al MRAM con periodicità semestrale (\\\) o annuale (///).

27 alla voce Gestione prevede che nell uso di tutte le apparecchiature diagnostiche a risonanza magnetica, l Esperto Responsabile della sicurezza fisica deve svolgere le proprie competenze periodicamente per le esigenze connesse con la sicurezza dei pazienti, lavoratori e visitatori, fornendo le valutazioni e le indicazioni di protezione inerenti l attività in questione

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35 EC Directive for safety of workers: Impact on MR Janet de Wilde, MagNET, UK Inger-Lena Lamm, EFOMP, SE Hans Engels, Philips Medical Systems Georg Frese, Siemens Medical Solutions ESMRMB 2004 Roundtable Discussion Safety aspects in MR

36 EC Directive: Outline EC Directive to protect workers from exposure to electromagnetic fields protection for known short term effects, statement: suggested long term effects are not addressed the Directive defines exposure limits for electric and magnetic fields (EMF) for frequencies ranging from 0 Hz 300 GHz the exposure limits are based on the ICNIRP Guideline

37 EC Directive: Outline MA...

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39 EC Directive: Outline OVVERO: La Physical Agents Directive dell U.E., che nel 2008 dovrebbe entrare in vigore, detta nuove norme per proteggere i lavoratori dai possibili rischi per la salute causati dall esposizione alle radiazioni elettromagnetiche

40 EC Directive: Outline Ma le nuove norme sembra che potranno impedire anche ai medici di sfruttare tutte le potenzialità della RMN, essendo il tomografo sorgente di radiazioni e.m., al punto da poterne addirittura precluderne la pulizia

41 NEL FRATTEMPO, la ricerca scientifica.

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46 EEG e MEG di un soggetto con crisi epilettiche psicomotorie dovute ad un oligodendroglioma visibile alla TAC. Quando il sensore è posizionato sopra il tumore, l attività epilettica è evidenziata nel MEG, mentre è quasi inesistente nell EEG

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48 A QUESTO PUNTO SI PUO AFFERMARE, SENZA OMBRA DI DUBBIO, CHE SENZA NORME CHIARE ED ATTUALI NON SARÀ POSSIBILE DELINEARE UN FUTURO PROFICUO NEMMENO PER LA RISONANZA MAGNETICA NUCLEARE

49 QUALI LE PROSPETTIVE IN MATERIA?