Risonanza Magnetica
Tecnica di studio tomografica che produce immagini con qualunque orientamento
spaziale ed utilizza, per la formazione delle Immagini, campi magnetici ed onde radio.
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Risonanza Magnetica Nucleare
Più in dettaglio, le immagini si ottengono dal segnale radio indotto in una bobina
ricevente da parte di alcuni nuclei atomici sottoposti a campi magnetici ed onde
radio.
P.S. Il termine nucleare è stato eliminato
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Le onde
Sono perturbazioni che si propagano nello spazio trasportando energia, senza il trasporto di materia.
Le onde possono essere:
Meccaniche Elettromagnetiche
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Le onde meccaniche
Si propagano attraverso un mezzo materiale, producendo oscillazioni
Le onde elettromagnetiche
Sono perturbazioni del campo elettrico e magnetico variabili, si propagano nel vuoto alla
velocità della luce.
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Che cos’è il campo elettrico?
Un campo elettrico è quella regione di spazio che viene deformata da una o più cariche ferme
Che cos’è il campo magnetico?
Il campo magnetico è quella regione di spazio che viene deformata da una o più cariche in movimento di moto
uniforme
Se tali cariche vengono accelerate esse perderanno energia sottoforma di
onde elettromagnetiche
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L’insieme delle onde elettromagnetiche costituisce lo spettro elettromagnetico
Le prime, ossia i raggi gamma,
avendo una piccolissima lunghezza d’onda
vengono dette onde corte, le ultime ossia le onde radio avendo una grande lunghezza
d’onda di 10km vengono dette onde lunghe.
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La frequenza
Numero di oscillazioni che compie l’onda in un secondo, si misura in Herz.
c = λ x ν
C = velocità della luce ( circa 300.000 Km\s ) λ = lunghezza d’ onda
v = frequenza
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Onde a radio frequenza
Esse occupano la fascia bassa dello spettro con lunghezze d’onda comprese tra (10 km e 10 cm).
Le onde radio possono essere trasmesse a distanza di diverse migliaia di km grazie alla riflessione che esse subiscono da parte degli strati ionizzanti dell’atmosfera.
Il telefonino, la radio e la televisione fanno uso di onde a radio frequenza.
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B zero è pari a circa 5000 –
10.000 volte il campo magnetico terrestre (da 0,3 a 0,7 Gauss) 1 Tesla = 10.000 Gauss
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La frequenza di Larmor coincide con La frequenza di precessione che è uguale alla frequenza di risonanza
Gamma è il rapporto giromagnetico che è
costante per i diversi nuclei
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T1 è una misura del tempo necessario a recuperare la magnetizzazione
longitudinale
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T2 è una misura del tempo di mantenimento della
magnetizzazione trasversale
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In genere i liquidi possiedono T1 più breve e T2 più lungo mentre i solidi mostrano T1 più lungo e T2 più breve.
L’acqua ha perciò valori diversi in relazione con il suo stato fisico.
I magneti I gradienti Le bobine
Il calcolatore
Elementi della tecnologia RM
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Magneti
• Permanenti
• Resistivi
• Superconduttivi
• Chiusi
• Aperti
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Magneti permanenti
• Il campo magnetico è generato da blocchi di particolari materiali aventi la proprietà di
mantenere indefinitamente la magnetizzazione
dopo essere stati preventivamente trattati con una corrente elettrica di elevata intensità.
• Permettono potenzialmente campi sino a 0,5 T
• Campo magnetico non stabile nel tempo:
deterioramento qualitativo delle immagini
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Magneti resistivi
• Sono assimilabili ad un’elettrocalamita
• Il campo magnetico, anche in questo caso a
geometria verticale, è generato dal passaggio della corrente elettrica in bobine circolari a volte
abbinate tra loro
• Limite: difficoltà ad ottenere una omogeneità di campo accettabile
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Magneti superconduttivi
• Rappresentano la maggioranza dei dispositivi
elettromagnetici utilizzati nelle apparecchiature whole body, perché garantiscono intensità di
campo magnetico statico a geometria orizzontale, assai più elevata dei tipi precedenti, sino a 2 T ed oltre, con omogeneità di campo e gradienti di
potenza i più performanti possibili.
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Cosa si intende per superconduttività?
• È il principio fondamentale su cui si basa la creazione del campo magnetico: questo fenomeno fa si che in un
conduttore il valore della resistenza elettrica tende ad azzerarsi a temperature vicine allo 0 assoluto.
• In altri termini, considerando la legge di Ohm (V=RI), a resistenza elettrica vicina allo 0 la corrente necessaria a
mantenere il campo magnetico, dopo l’applicazione iniziale, è teoricamente nulla. In queste condizioni nulla sarà anche la produzione di calore indotta. Il conduttore viene portato ad una temperatura vicina allo 0 assoluto (0 k = - 273 °C), immergendo le spire metalliche costituenti il magnete nell’elio liquido.
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Magneti aperti
• Intensità di campo
massime generalmente non > 0,5 T
• Minore sensazione claustrofobica
• Più facile monitoraggio dei pazienti (esami in
sedazione o in anestesia generale)
• Possibilità di eseguire esami dinamici
(ortopedia: valutazione della congruità di alcune articolazioni e il
comportamento dei legamenti)
• Minore performance
rispetto ai sistemi chiusi Whole Body
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Magneti chiusi
• Sono configurati come un grosso cilindro
• Nella prime versioni raggiungeva la lunghezza di 3,5-4 m
• I sistemi più moderni non superano 1,6 m e hanno un diametro di 60 cm
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I gradienti
• Per la localizzazione spaziale di un volume è necessario sovrapporre al campo magnetico statico principale campi magnetici lievemente
differenti per entità nelle tre direzioni dello spazio; tali campi magnetici aggiuntivi sono generati da bobine particolari, definite appunto bobine di gradiente
• L’intensità dei gradienti nelle apparecchiature disponibili sul mercato varia da 30 a 75 mT/m (millitesla per metro)
• Elevata intensità dei gradienti: aumento della risoluzione spaziale, possibilità di utilizzare sequenze del tipo fast e ultrafast,
particolarmente utili in angio-RM
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Le bobine
• Costituiscono gli elementi per la ricezione dei
segnali dei protoni stimolati e, in molti casi, anche per la trasmissione della radiofrequenza.
surface coils quadrature coils phased array coils
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Bobine body
Sono di solito trasmittenti-riceventi
Consentono lo studio di cospicui volumi anatomici (>50 cm)
Risoluzione spaziale ridotta
Bobine di superficie
In genere solo riceventi
Vengono disposte vicino al volume anatomico da studiare
Elevata risoluzione spaziale
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Bobine phased array
Sono un compromesso tra le bobine body e quelle di superficie
Elevata risoluzione spaziale Studio di volumi ampi
Si basano sul principio di far funzionare contemporaneamente ed in accordo
(phased) varie bobine di superficie
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Calcolatore
• È il cuore gestionale di un tomografo a RM
• Il computer coordina gradienti e radiofrequenze
• Ricostruzione dei dati concernenti la formazione dell’immagine
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