Spettroscopia e risonanza magnetica funzionale: due diverse applicazioni della risonanza magnetica

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di Gemma Delle Cave

Nell’immaginario collettivo sono ben presenti termini di uso medico, riferiti, ad esempio, ai tradizionali esami diagnostici, a volte, associati anche ad un certo timore da parte dei pazienti che vi si devono sottoporre. Tra questi la risonanza magnetica è uno dei più conosciuti, ma forse in pochi sanno che esistono diverse applicazioni di quest’esame, grazie alla sua versatilità ed efficacia nella visualizzazione dei tessuti, sia in condizioni statiche, che per la caratterizzazione dell’attività metabolica di un distretto anatomico.

Riguardo a quest’ultimo obiettivo, si sono sviluppate due metodologie diagnostiche molto avanzate, che permettono una di quantificare le concentrazioni di sostanze chimiche in un organo, e l’altra di visualizzare l’attività metabolica cerebrale. La prima è chiamata spettroscopia: si basa su una tecnica avanzata di analisi del segnale recepito dalle bobine a radiofrequenza della macchina di risonanza, chiamata Singular Value Decomposition (SVD).

Il segnale, che si deve elaborare con questa tecnica di esplorazione di dati, è costituito da una somma di tante onde a frequenze differenti (ognuna associata a una specie chimica differente) e ad ampiezze diverse (da cui è possibile ricavare la concentrazione associata ad ognuna di esse). Una volta sviluppato l’algoritmo, si riescono ad individuare nello spettro del segnale tanti picchi quante sono le specie chimiche differenti e le aree sottese ad essi quantificano le relative concentrazioni nell’organo analizzato.

La seconda metodologia, invece, è un esame “interattivo”, ovvero si somministrano al paziente, tenuto all’interno della macchina di risonanza magnetica, delle stimolazioni visive o uditive, andando a valutare la risposta allo stimolo in termini di variazioni del flusso sanguigno nelle zone maggiormente reattive. Anche in questo caso si utilizzano delle tecniche di analisi dei segnali, che permettono di pesare in maniera differente le risposte in base all’ammontare dell’afflusso di sangue, sulla base di stime statistiche dei parametri del modello matematico utilizzato.

Come questi, ovviamente esistono anche altri esami diagnostici, il cui sviluppo tecnologico permetterà di migliorare la precisione e l’efficacia del lavoro dei medici e il benessere dei pazienti, specialmente quelli più timorosi di sottoporsi a tali indagini.

Gemma Delle Cave

Adora l’arte e i viaggi, cui si dedica appena ho del tempo libero. Parla due lingue, inglese e francese, e sta imparando la terza. Leggere è il suo pane quotidiano: ha una piccola libreria piena di grandi classici, una continua fonte di ispirazione per lei. Dipingere è la sua passione da sempre, tanto che si può dire sia nata con matite e pennelli in mano e non avrebbe mai immaginato che, a breve, sarebbe diventata un ingegnere chimico…