Risonanza magnetico nucleare - NMR

La risonanza magnetica nucleare trova molteplici applicazioni sia in ambito medico che in ambito industriale.

In ambito medico con la risonanza magnetica nucleare (MRI – Magnetic Resonance Imaging) si offre la possibilità non solo di vedere all'interno del corpo umano, ma anche di evidenziare funzionalità di movimento di organi interni, come ad esempio per la perfusione cardiaca che, unendo la risonanza all'iniezione di gadolinio permette di vedere il movimento del cuore e di evidenziare eventuali malfunzionamenti a livello valvolare. Sfruttando la capacità di rivelazione della densità protonica risulta inoltre particolarmente adatta per evidenziare i tessuti molli, grazie al loro elevato contenuto in acqua.

In chimica viene utilizzata per indagini spettroscopiche atte a studiare la forma di molecole complesse, in geofisica per studiare la porosità delle rocce, il grado di saturazione in acqua e la permeabilità delle stesse.

Dal punto di vista diagnostico la risonanza magnetico nucleare è una tecnica non invasiva in quanto impiega radiazioni non ionizzanti e quindi non comporta effetti collaterali post esame.

Gli agenti fisici in gioco sono:

•  Un campo magnetico statico ad alta intensità; i campi tipicamente utilizzati per diagnostica MRI variano da 1T fino a 7T, anche se sono in fase di studio tomografi che sfruttano campi statici ancora più elevati

•  Un campo a radiofrequenza variabile a seconda della intensità nominale del campo magnetico statico

•  Gradienti di campo magnetico non sinusoidali a bassa frequenza con intensità dell'ordine di 25-50 mT/m e frequenze attorno al kHz, con componente spettrale variabile tra 100 Hz e 10 kHz

Dal punto di vista espositivo occorre analizzare ad una ad una le singole tipologie di campo. Per quanto riguarda il campo statico, l'esposizione a campi fino a 8T è consentita per operatori opportunamente formati e seguendo procedure specifiche atte a ridurre i movimenti dell'operatore quando si trova all'interno della sala esami.

Per quanto riguarda il campo a radiofrequenza, questo viene generato da particolari bobine sagomate in modo tale da far si che il campo sia massimo all'interno del tomografo e trascurabile nelle zone esterne. Pertanto l'operatore che si trova all'interno della sala durante lo svolgimento di un esame non risulta esposto a livelli di campo elettrico e magnetico a radiofrequenza elevati. Diverso discorso va fatto nel caso che un operatore entri nel gantry (apertura del tomografo); in questo caso il campo elettrico e magnetico risultano superiori ai valori di azione imposti dalle normative.

Per quanto concerne i gradienti di campo magnetico non sinusoidali a bassa frequenza, va sottolineato che le bobine sono progettate per produrre gradienti elevati all'interno del tomografo. Tuttavia, c'è un effetto di dispersione anche all'esterno del gantry che si traduce in una esposizione del personale operante nelle immediate vicinanze.