Magnetic Resonance Spectroscopy (MRS)

La Spettroscopia con tecnica di Risonanza Magnetica (MRS) è un metodo di studio neuroradiologico non invasivo di recente applicazione clinica che consente di ottenere informazioni metaboliche e istologiche ultrastrutturali in vivo del tessuto in esame. Il principio chimico-fisico su cui verte la metodica si basa sul principio secondo cui una determinata specie chimica presenta diverse frequenze di risonanza in rapporto all’ambiente molecolare a cui è chimicamente legato. Il segnale viene rappresentato da un insieme di “picchi” che identificano le diverse molecole, disposti lungo un asse cartesiano in base alle varie frequenze di risonanza di ciascuna molecola. Il grafico che si ottiene viene chiamato “spettro”. La Spettroscopia all’idrogeno (1H-MRS) rappresen­ta oggi la metodica principalmente utilizzata a scopo clinico perché permet­te di ottenere spettri ad alta risoluzione e consente di individuare numerosi metaboliti cerebrali con diverso significato biochimico, variabili secondo i parametri di acquisizione e il tipo di sequenza utilizzati.

PossibilitĂ  di rilevazione 

La MRS Ă¨ in grado di rilevare N-Acetil-Aspartato (NAA), Colina (Cho), Creatina fosfocreatina (Cr), Lattato (Lac), Glutammato Glutammina (Glx), Mio-inositolo (Mi) e Acido Gamma-AminoButirrico (GABA).
L’NAA rappresenta un indice di funzionalitĂ  neuronale in quanto presente solo nei neuroni e non nelle cellule gliali mature; si registra una riduzione permanente dell’NAA nelle malattie degenerative (malattia d’Alzheimer) e nella morte neuronale (ictus), oppure transitoria nelle disfunzioni neuronali acute come le malattie demielinizzanti o nelle aree di penombra ischemica. Elevati livelli di Cho (colina, acetilcolina, glicerofosforicolina e fosfocolina) sono associati ad un aumento della proliferazione cellulare come nei tumori cerebrali o nelle malattie demielinizzanti. Il Mi è un indice di densitĂ  delle cellule gliali, considerato utile nella diagnosi differenziale delle demenze. Il Lac è prodotto dalla glicolisi anaerobica in condizioni di ischemia e ipossia, ma anche indicativo di elevato metabolismo cellulare, ad esempio, nei tumori cerebrali. La Cr riflette, infine, le riserve di metabolismo energetico delle cellule.

La spettroscopia di Risonanza Magnetica permette di ottenere dei grafici, chiamati spettri (nel cerchio rosso), che rappresentano la presenza e la quantitĂ  dei diversi metaboliti (i diversi picchi) in una certa zona del cervello campionata (quadrato rosso), mediante applicazione di particolari sequenze che vengono successivamente analizzate mediante software dedicati.

Esecuzione dell’esame

La sequenza di MRS viene acquisita durante una normale sessione di esame. Al paziente viene chiesto di rimanere fermo per circa 6 minuti, il tempo necessario per l’acquisizione delle immagini. La sequenza particolarmente sensibile al movimento richiede l’assoluta immobilitĂ  della testa, per lo studio dell’encefalo, affinchĂ© sia possibile rilevare in modo corretto gli spettri dei vari metaboliti. E’ da considerarsi tra le sequenze meno invasive di RM poichĂ© poco rumorosa. 

Campi di applicazione

Poiché la MRS viene considerata una sorta di biopsia non invasiva, essa viene principalmente utilizzata per la diagnosi differenziale delle neoplasie. La presenza o l’assenza di alcuni metaboliti, e soprattutto i rapporti tra gli stessi, permette allo specialista di discriminare tra lesioni tumorali diverse (alto o basso grado di malignità) fornendo un’informazione importante per la scelta del piano terapeutico (ad esempio, radioterapia o intervento chirurgico), per il monitoraggio della crescita neoplastica e dell’efficacia della terapia.
Viene tuttavia utilizzata con successo anche per altri campi di ricerca sia clinica che sperimentale. Nell’ambito delle tossicodipendenze la MRS rappresenta un marker innovativo in grado di definire l’alterazione metabolica dopo assunzione di diverse sostanze d’abuso, il grado di compromissione dei metaboliti dopo uso cronico, i tempi di recupero cerebrale dopo astinenza completa. La MRS può quindi essere usata per individuare il piĂą corretto piano terapeutico che porti al riequilibrio metabolico cerebrale in soggetti con problemi di dipendenza. Offre inoltre un’opportunitĂ  di prevenzione nello studio delle dinamiche metaboliche nei giovani ragazzi che fanno uso di droghe, per prevenire ulteriori e piĂą severe alterazioni cerebrali.