L’evento era atteso. Questa domenica 9 giugno 2024, il Brain Institute ha accolto tra le sue mura un’attrezzatura eccezionale: l’ultima generazione 7T MRI MAGNETOM Terra X (Siemens Healthineers). L’installazione di questa tecnologia, prevista da tempo, è stata oggetto di una notevole preparazione logistica e tecnica. Dietro le quinte di un progetto che segnerà la storia dell’Istituto.
Questo è un magnete di una ventina di tonnellate, costituito da una bobina di lega superconduttiva di niobio-titanio, immersa in un bagno di elio liquido a bassissima temperatura, il tutto creando un campo magnetico di 7 Tesla, ovvero 140.000 volte il campo magnetico terrestre… installa tali apparecchiature in il cuore del 13° arrondissement non si improvvisa.
Arrivo della risonanza magnetica 7T davanti alla facciata del Brain Institute
“Abbiamo preso in considerazione l’acquisizione di questa risonanza magnetica sin dalla creazione dell’Istituto nel 2010. Tuttavia, ci sono voluti diversi anni per ottimizzare la tecnologia 7T per l’esplorazione del cervello. D’altro canto, l’acquisto di tali attrezzature richiedeva finanziamenti eccezionali. Gli è stata riservata una stanza sin dalla costruzione dell’edificio, la cui struttura è stata progettata per sostenere un peso di 40 tonnellate”, indica il Il professor Stéphane Lehericy, direttore scientifico della piattaforma di imaging del Brain Institute (CENIR) che ora ospita il dispositivo. Nonostante tutto, restava da completare l’attrezzatura di questa stanza e da immaginare il modo più rapido e semplice per inserire il magnete nella piattaforma di imaging, che richiedeva lo smantellamento di un muro esterno e delle partizioni interne dell’edificio per raggiungere la stanza di destinazione della risonanza magnetica. »
Come funziona la risonanza magnetica 7T
©Siemens
Il magnete è al centro del funzionamento di una risonanza magnetica. Quest’ultimo crea un campo magnetico con una potenza di 7 Tesla, unità di misura stabilita dal fisico serbo Nikola Tesla. In confronto, il campo magnetico della Terra è solo 0,00005 Tesla. Come il campo magnetico terrestre che orienta l’ago di una bussola verso il Nord, il campo magnetico della risonanza magnetica, detto campo principale, permette agli atomi di idrogeno contenuti nelle molecole d’acqua del corpo della persona scansionata di orientarsi lungo un asse parallelamente al tunnel (frecce rosse nel diagramma).
Gli impulsi magnetici chiamati radiofrequenze, trasversali al campo principale, generati da bobine di gradiente, modificano in modo transitorio le proprietà magnetiche degli atomi di idrogeno. Il ritorno allo stato di equilibrio genera un segnale magnetico registrato da un’antenna.
Il modo in cui gli atomi “rispondono” a questi impulsi e l’intensità del segnale MRI generato sono funzioni delle proprietà del tessuto in cui si trovano gli atomi. Il segnale MRI viene registrato da una bobina ricevente e “tradotto” dalla macchina in immagini 2D o 3D.
Costruisci una stanza rigorosamente ermetica, una gabbia di Faraday
L’installazione di una risonanza magnetica impone vincoli al corretto funzionamento del dispositivo (vedi sopra). Il campo magnetico principale deve essere strettamente limitato alla stanza in cui si trova la risonanza magnetica, per ragioni di sicurezza, in modo da non attrarre o disturbare il funzionamento di elementi metallici o elettronici che transitano nelle vicinanze.
Sala che ospita la risonanza magnetica 7T
Per questo, le pareti e il pavimento della stanza furono ricoperti da una schermatura realizzata con una lega chiamata mumetal, composta per il 21% da ferro e per il 74% da nichel. Inoltre, per produrre un segnale di qualità utilizzabile nell’imaging medico e scientifico, la risonanza magnetica deve essere protetta da tutte le interferenze elettromagnetiche esterne da una gabbia di Faraday, realizzata in lamina di rame.
La sala di controllo e acquisizione, da dove i radiomanipolatori controllano il dispositivo, è dotata di una finestra affacciata sulla sala MRI, dotata di vetri ermetici contro i campi magnetici ed elettrici.
Messa in servizio e aggiustamenti della risonanza magnetica, un’ultima sfida prima dell’utilizzo nella ricerca
Il magnete MRI 7T installato al Brain Institute è l’ultima generazione di questa tecnologia: è il magnete di questa potenza più leggero al mondo. Utilizza la tecnologia di evaporazione zero dell’elio utilizzando un sistema che ricondensa il vapore di elio in elio liquido. Il dispositivo ha ottenuto la marcatura CE.
Il magnete per risonanza magnetica 7T
Dopo la messa in campo del magnete, prevista per l’estate, sarà necessaria una fase di aggiustamenti e aggiustamenti del dispositivo, grazie alla competenza del personale della piattaforma CENIR e di un ingegnere della società Siemens Healthineers distaccato a tempo pieno l’Istituto del cervello. Questa fase di aggiustamento ottimizzerà l’applicazione di questa tecnologia all’esplorazione del cervello e del midollo spinale.
I primi protocolli di ricerca dovrebbero iniziare all’inizio del 2025. Il salto tecnologico atteso risiede principalmente nell’aumento del rapporto segnale-rumore che consentirà di osservare strutture tissutali più piccole di un millimetro grazie al miglioramento del potere di risoluzione spaziale 7T MRI e per ottenere immagini di molecole il cui segnale è troppo debole ai campi inferiori e nel migliorare il contrasto delle immagini consentendo di acquisire immagini di strutture invisibili a campi magnetici inferiori.
