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RISONANZA MAGNETICA. Prof. M. Zompatori. RISONANZA MAGNETICA NUCLEARE. RISONANZA MAGNETICA NUCLEARE. RM. Non utilizza radiazioni ionizzanti Multiparametrica, approccio multiplanare Elevata risoluzione di contrasto. FASI DI ESECUZIONE ESAME RM. Il paziente è posto in un magnete

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Presentation Transcript
risonanza magnetica
RISONANZA MAGNETICA

Prof. M. Zompatori

slide2
RISONANZA

MAGNETICA

NUCLEARE

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RISONANZA

MAGNETICA

NUCLEARE

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RM

  • Non utilizza radiazioni ionizzanti
  • Multiparametrica, approccio multiplanare
  • Elevata risoluzione di contrasto
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FASI DI ESECUZIONE ESAME RM

Il paziente è posto in un magnete

E’ inviato impulso RF (onde e.m. ad elevata lunghezza d’onda: ambito delle onde radio)

Viene interrotto impulso RF

Il paziente emette un segnale usato per

La ricostruzione delle immagini

slide6

NUCLEO ATOMICO

Protone

Neutrone

Elettrone

Istituto di Radiologia – Università di Parma

principi tecnici
PRINCIPI TECNICI

Nuclei atomici con proprietà magnetiche:

  • numero dispari di protoni
  • possiedono carica ed un impulso rotatorio attorno al proprio asse: spin ≠ 0: dipoli magnetici con un polo N e un polo S
  • nucleo d’H: abbondante in acqua e lipidi (corpo umano: 70% acqua)
  • Altri nuclei: P31, C13, Na23, F19
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La carica in movimento rappresenta una corrente elettrica che a sua volta induce un campo magnetico.
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N

S

RISONANZA MAGNETICA

Istituto di Radiologia – Università di Parma

slide10

In natura i dipoli magnetici sono orientati a caso in tutte le direzioni: agitazione termica

Immessi in forte campo magnetico omogeneo e costante nel tempo (CMS B0): i vettori si allineano lungo le linee di forza del CMS

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RISONANZA MAGNETICA

N

Campo magnetico

S

Istituto di Radiologia – Università di Parma

slide12
Il verso parallelo è energeticamente favorito: perché a più bassa energia potenzialeLieve prevalenza dell’orientamento parallelo

10.000000

10.000007

slide13

Per restrizioni di natura quantistica l’allineamento

non può essere perfetto:

PRECESSIONE

Protone: moto diprecessioneattorno alla direzione del campo

La frequenza di precessione (di Larmor) è direttamente proporzionale all’intensità del campo magnetico applicato.

SPIN

slide14

= frequenza di precessione (MHz)

= forza campo magnetico esterno (in Tesla)

= costante giromagnetica: differente per diverse sostanze (per H: 42,5 MHz/T)

Equazione di Larmor:

0 = B0

0

B0

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z

z

y

y

x

x

8 - 4 =4

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La magnetizzazione longitudinale non è direttamente misurabile dal momento che è orientata in direzione parallela al campo magnetico esterno

Abbiamo bisogno di magnetizzazione trasversale al campo magnetico esterno

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RADIOFREQUENZA

onda e.m. ad elevata lunghezza d’onda: ambito

delle onde radio

IMPULSO DI RF: di breve durata

Non casuale ma selettivo: l’impulso RF ed i protoni

devono avere la stessa frequenza (Larmor) per

scambiare energia: fenomeno della risonanza

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1)

Riduce la magnetizzazione longitudinale: maggior numero di protoni in allineamento antiparallelo

Determina la comparsa di una magnetizzazione trasversale: sincronizzazione dei moti di precessione

L’impulso di radiofrequenza,cedendo energia al sistema, determinadue diversi effetti

2)

slide19
Dopo RF: protoni tornano alla condizione iniziale (allineamento prevalentemente parallelo, assenza di sincronismo dei moti di precessione).

L’energia introdotta con l’impulso viene restituita sotto forma di segnali elettromagnetici (RF).

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Questi segnali elettromagnetici vengono raccolti dalla stessa bobina trasmittente l’impulso di radiofrequenza, che funziona ora come

antenna ricevente.

slide21
Questo segnale analogico è convertito in digitale e viene fatto corrispondere al segnale proveniente da ciascun voxel in studio un tono di grigio sul pixel corrispondente del video
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RILASSAMENTO LONGITUDINALE

I protoni cedono l’energia assorbita dalla

RF al mezzo circostante (reticolo o

lattice): rilassamento spin-lattice

Tornano all’allineamento parallelo

T1: tempo necessario per il recupero della magnetizzazione longitudinale

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RILASSAMENTO TRASVERSALE

  • Dopo RF i protoni vanno fuori fase
  • Disomogeneità di campo: ogni protone è influenzato dai piccoli campi magnetici dei nuclei vicini
  • Rilassamento spin-spin
  • T2: tempo di decremento magnetizzazione trasversale
dp densit protonica
DP: densità protonica
  • Rappresenta il numero di protoni, cioè dei nuclei di H risonanti per unità di volume di tessuto
  • All’aumentare di tale numero aumenta anche l’intensità del segnale RM
sequenze rm
SEQUENZE RM
  • Insieme di impulsi di RF
  • Danno la possibilità di ottenere immagini dipendenti in maggior misura dal T1 o dal T2
  • TR:Tempo di ripetizione: intervallo di tempo tra l’inizio di una sequenza e la successiva
  • TE:Tempo di Eco: Intervallo di tempo tra l’inizio della sequenza e la rilevazione del segnale
tr breve 500 ms tr lungo 1500 ms te breve 30 ms te lungo 80 ms
TR breve < 500 msTR lungo > 1500 msTE breve < 30 msTE lungo > 80 ms
  • Sequenza T1 pesata: TR breve e TE breve
  • Sequenza DP pesata: TR lungo e TE breve
  • Sequenza T2 pesata: TR lungo e TE lungo
sequenze rm1
SEQUENZE RM
  • Inversion Recovery, Spin Echo, Turbo o Fast Spin Echo, Gradient Echo, Echo Planar
  • L’operatore sceglie il tipo di sequenza per ottenere il massimo contrasto tra i tessuti prescelti esaltando le differenze in T1, DP e T2
mezzi di contrasto
MEZZI DI CONTRASTO
  • Agiscono indirettamente sull’immagine modificando i tempi di rilassamento dei nuclei di H
  • Paramagnetici: Chelati di Gadolinio: accorciano il T1
  • Superparamagnetici: ossidi di Fe: accorciano il T2
esempi
ESEMPI
  • Demielinizzazione: aumento del T2: si sceglie la sequenza che esalti le differenze in T2 per contrastare meglio le aree di demielinizzazione
  • Grasso e acqua: T1 molto diversi e T2 simili . Per contrastarli scelgo sequenza T1 pesata
angio rm
ANGIO-RM
  • Segnale RM: sensibile al flusso che coinvolge i nuclei di H
  • Posso visualizzare i vasi anche senza il mdc
rm funzionale
RM FUNZIONALE
  • DIFFUSIONE: movimento casuale molecole d’acqua per agitazione termica
  • PERFUSIONE: emodinamica microvascolare
  • BOLD: stato di ossigenazione ematica
  • SPETTROSCOPIA: attività metabolica cellulare
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SPETTROSCOPIA RM: nuclei di fosforo in varie molecole ATP, ADP, esteri fosforici

spettroscopia RM in vivo del fosforo

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RISONANZA MAGNETICA

VANTAGGI DELLA RM

Alta risoluzione di contrasto

Non radiazioni ionizzanti

Caratterizzazione dei tessuti

Rare reazioni al mdc

SVANTAGGI

Controindicazioni: pace-makers, schegge metalliche, protesi etc.

Bassa risoluzione spaziale

Costi

Istituto di Radiologia – Università di Parma

slide37

RISONANZA MAGNETICA

NO

Ai pazienti con

Pace makers

Protesi metalliche mobili

Operati di cataratta prima del 1982 circa

Schegge di metallo etc…

IUD

Gravidanza prima del 3° trimestre

Istituto di Radiologia – Università di Parma