Principi fisici della risonanza magnetica

w = g Bo

(RF) M M

S e g n a l 1 T1 2 T1 3 T1 4 T1 5 T1 Tempo 63% 86% 95% 98% 100%

S e g n a l 1 T2 2 T2 3 T2 4 T2 5 T2 Tempo 63% 86% 95% 98% 100%

Gradienti di campo magnetico Gradiente B 3 4 1 2 -1 -2

Tomografo RM Bobina RF CONSOLE HOST COMPUTER MEMORIA Magnete Patient:- Fred Blogs Sequence:- Fast Spin Echo TR = 2000 msec TE eff = 100 msec Nex = 1 Axial NP FC CONSOLE NETWORK STAMPANTE LASER P HOST COMPUTER U ARCHIVIO L S ARRAY PROCESSOR E MEMORIA C Magnete O N Bobine dei gradienti T TRANSCEIVER R Bobina RF O L L AMPLIFICATORE GRADIENTI E R

Obbiettivo clinico  elevata informazione diagnostica elevata risoluzione spaziale e temporale elevata risoluzione di contrasto minimizzazione degli artefatti confort per il paziente semplicità di utilizzo per gli operatori Criteri che hanno condizionato l’evoluzione tecnologica e la progettazione dei sistemi RM

Elevata intensità di campo Magnete Elevata intensità di campo Magnete Bobine dei gradienti Bobina RF Omogeneità spaziale Stabilità temporale

Permanente Vantaggi : Svantaggi : non richiede energia elettrica campo di dispersione limitato non richiede raffreddamento costi di gestione limitati Permanente Svantaggi : peso elevato sensibile alle variazioni termiche intensità di campo limitata

Resistivo Vantaggi : Svantaggi : non richiede criogeni può essere disattivato campo Bo fino a 0.5-0.6 tesla Resistivo Svantaggi : elevato consumo di energia raffreddamento ad acqua costi di gestione elevati

Superconduttivo Vantaggi : Svantaggi : intensità di campo elevata omogeneità di campo elevata consumo di energia ridotto Superconduttivo Svantaggi : necessità di criogeni costi di acquisto elevati

Rapporto Segnale/Rumore 160 140 No Chemical Shift 120 100 80 Segnale/Rumore 60 40 20 0.5 1.0 1.5 Intensità di campo (T)

Criogeni Inizialmente per il raffreddamento dei sistemi superconduttivi venivano usati azoto + elio. Successivamente si è passati all’uso del solo elio, con un consumo tipico di 0,15-0,20 l/h. Attualmente il consumo dell’elio è dell’ordine di 0,03-0,05 l/h.

Le valutazioni che determinano la scelta di un tomografo si vanno orientando sempre più sulle applicazioni cliniche piuttosto che sull’intensità del campo magnetico.

Vantaggi : Sistemi aperti Svantaggi : esami su pazienti claustrofobici esami su pazienti obesi miglior gestione degli esami su : pazienti traumatizzati pazienti pediatrici radiologia interventistica rendimento del campo maggiore di almeno il 20% nella direzione Y Sistemi aperti Svantaggi : tempi di esame più lunghi sequenze avanzate non disponibili

Sistemi chiusi Vantaggi : Svantaggi : alta intensità di campo sequenze di acquisizione ultra-rapide sequenze di acquisizione avanzate (MRS, fMRI, perfusion, diffusion etc.) Svantaggi : in genere minor confort per il paziente

MRS DWI - PWI

Cardio MRI fMRI

Sistemi dedicati indirizzati allo studio di specifici distretti corporei basso costo buona risoluzione e buon S/R

Elevata rapidità temporale Gradienti Linearità Magnete Bobine dei gradienti Bobina RF Elevata intensità Elevata rapidità temporale

Gradienti intensi e rapidi permettono : risoluzioni spaziali e temporali elevate l’ accesso al ‘fast imaging’ (EPI etc) minori artefatti (miglior compensazione del flusso)

Bobine RF Bobina trasmittente deve generare un campo RF intenso ed omogeneo per un breve periodo Magnete Bobine dei gradienti Bobina RF Bobina ricevente deve possedere un elevata sensibilità

Molti progressi sono stati compiuti rispetto alle bobine usate negli scanner di prima generazione, grazie soprattutto all'introduzione della tecnologia digitale.

Lo sviluppo delle bobine phased-array con ricevitori multipli permette di acquisire volumi grandi (ad esempio l'intera colonna toracica e lombare) in tempi estremamente ridotti e con un elevato rapporto segnale/rumore.