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RISONANZA MAGNETICA Prof. M. Zompatori. RISONANZAMAGNETICANUCLEARE.

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Presentazione sul tema: "RISONANZA MAGNETICA Prof. M. Zompatori. RISONANZAMAGNETICANUCLEARE."— Transcript della presentazione:

1 RISONANZA MAGNETICA Prof. M. Zompatori

2 RISONANZAMAGNETICANUCLEARE

3 RISONANZAMAGNETICANUCLEARE

4 Non utilizza radiazioni ionizzanti Multiparametrica, approccio multiplanare Elevata risoluzione di contrasto RM

5 FASI DI ESECUZIONE ESAME RM Il paziente è posto in un magnete E inviato impulso RF (onde e.m. ad elevata lunghezza donda: ambito delle onde radio) Viene interrotto impulso RF Il paziente emette un segnale usato per La ricostruzione delle immagini

6 NUCLEO ATOMICO Istituto di Radiologia – Università di Parma Protone Neutrone Elettrone

7 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 dH: abbondante in acqua e lipidi (corpo umano: 70% acqua) Altri nuclei: P 31, C 13, Na 23, F 19

8 La carica in movimento rappresenta una corrente elettrica che a sua volta induce un campo magnetico.

9 Istituto di Radiologia – Università di Parma N S RISONANZA MAGNETICA

10 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 B 0 ): i vettori si allineano lungo le linee di forza del CMS

11 Istituto di Radiologia – Università di Parma RISONANZA MAGNETICA Campo magnetico N S

12 Il verso parallelo è energeticamente favorito: perché a più bassa energia potenziale Lieve prevalenza dellorientamento parallelo

13 Protone: moto di precessione attorno alla direzione del campo La frequenza di precessione (di Larmor) è direttamente proporzionale allintensità del campo magnetico applicato. Per restrizioni di natura quantistica lallineamento non può essere perfetto: PRECESSIONE SPIN

14 Equazione di Larmor: 0 = B 0 0 = frequenza di precessione (MHz) = forza campo magnetico esterno (in Tesla) = costante giromagnetica: differente per diverse sostanze (per H: 42,5 MHz/T) B0 B0

15 z y x =4 z y x

16 La magnetizzazione longitudinale non è direttamente misurabile dal momento che è orientata in direzione parallela al campo magnetico esterno 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 Abbiamo bisogno di magnetizzazione trasversale al campo magnetico esterno

17 RADIOFREQUENZA onda e.m. ad elevata lunghezza donda: ambito delle onde radio IMPULSO DI RF: di breve durata Non casuale ma selettivo: limpulso RF ed i protoni devono avere la stessa frequenza (Larmor) per scambiare energia: fenomeno della risonanza

18 Limpulso di radiofrequenza, cedendo energia al sistema, determina due diversi effetti Riduce la magnetizzazione longitudinale: maggior numero di protoni in allineamento antiparallelo Determina la comparsa di una magnetizzazione trasversale: sincronizzazione dei moti di precessione 1) 2)

19 Dopo RF: protoni tornano alla condizione iniziale (allineamento prevalentemente parallelo, assenza di sincronismo dei moti di precessione). Lenergia introdotta con limpulso viene restituita sotto forma di segnali elettromagnetici (RF).

20 Questi segnali elettromagnetici vengono raccolti dalla stessa bobina trasmittente limpulso di radiofrequenza, che funziona ora come antenna ricevente.

21 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

22 I protoni cedono lenergia assorbita dalla RF al mezzo circostante (reticolo o lattice): rilassamento spin-lattice Tornano allallineamento parallelo T1: tempo necessario per il recupero della magnetizzazione longitudinale RILASSAMENTO LONGITUDINALE

23 Tempo di rilassamento longitudinale (lungo) o T1 (lungo)

24 Dopo RF i protoni vanno fuori faseDopo RF i protoni vanno fuori fase Disomogeneità di campo: ogni protone è influenzato dai piccoli campi magnetici dei nuclei viciniDisomogeneità di campo: ogni protone è influenzato dai piccoli campi magnetici dei nuclei vicini Rilassamento spin-spinRilassamento spin-spin T2: tempo di decremento magnetizzazione trasversaleT2: tempo di decremento magnetizzazione trasversale RILASSAMENTO TRASVERSALE

25 Tempo di rilassamento trasversale o T2 (breve)

26 DP: densità protonica Rappresenta il numero di protoni, cioè dei nuclei di H risonanti per unità di volume di tessutoRappresenta il numero di protoni, cioè dei nuclei di H risonanti per unità di volume di tessuto Allaumentare di tale numero aumenta anche lintensità del segnale RMAllaumentare di tale numero aumenta anche lintensità del segnale RM

27 SEQUENZE RM Insieme di impulsi di RFInsieme di impulsi di RF Danno la possibilità di ottenere immagini dipendenti in maggior misura dal T1 o dal T2Danno la possibilità di ottenere immagini dipendenti in maggior misura dal T1 o dal T2 TR: Tempo di ripetizione: intervallo di tempo tra linizio di una sequenza e la successivaTR: Tempo di ripetizione: intervallo di tempo tra linizio di una sequenza e la successiva TE: Tempo di Eco: Intervallo di tempo tra linizio della sequenza e la rilevazione del segnaleTE: Tempo di Eco: Intervallo di tempo tra linizio della sequenza e la rilevazione del segnale

28 TR breve 1500 ms TE breve 80 ms Sequenza T1 pesata: TR breve e TE breveSequenza T1 pesata: TR breve e TE breve Sequenza DP pesata: TR lungo e TE breveSequenza DP pesata: TR lungo e TE breve Sequenza T2 pesata: TR lungo e TE lungoSequenza T2 pesata: TR lungo e TE lungo

29 SEQUENZE RM Inversion Recovery, Spin Echo, Turbo o Fast Spin Echo, Gradient Echo, Echo Planar Loperatore sceglie il tipo di sequenza per ottenere il massimo contrasto tra i tessuti prescelti esaltando le differenze in T1, DP e T2

30 MEZZI DI CONTRASTO Agiscono indirettamente sullimmagine modificando i tempi di rilassamento dei nuclei di HAgiscono indirettamente sullimmagine modificando i tempi di rilassamento dei nuclei di H Paramagnetici: Chelati di Gadolinio: accorciano il T1Paramagnetici: Chelati di Gadolinio: accorciano il T1 Superparamagnetici: ossidi di Fe: accorciano il T2Superparamagnetici: ossidi di Fe: accorciano il T2

31 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

32 Patologia multicistica

33 ANGIO-RM Segnale RM: sensibile al flusso che coinvolge i nuclei di HSegnale RM: sensibile al flusso che coinvolge i nuclei di H Posso visualizzare i vasi anche senza il mdcPosso visualizzare i vasi anche senza il mdc

34 RM FUNZIONALE DIFFUSIONE: movimento casuale molecole dacqua per agitazione termicaDIFFUSIONE: movimento casuale molecole dacqua per agitazione termica PERFUSIONE: emodinamica microvascolarePERFUSIONE: emodinamica microvascolare BOLD: stato di ossigenazione ematicaBOLD: stato di ossigenazione ematica SPETTROSCOPIA: attività metabolica cellulareSPETTROSCOPIA: attività metabolica cellulare

35 spettroscopia RM in vivo del fosforo SPETTROSCOPIA RM: nuclei di fosforo in varie molecole ATP, ADP, esteri fosforici

36 Istituto di Radiologia – Università di Parma 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

37 Istituto di Radiologia – Università di Parma 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


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