RMN STORIA E TECNICA

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Francesco Marino
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1 RMN STORIA E TECNICA

2 F. Bloch Scoperta indipendentemente nel 1946 dai fisici Felix Bloch (Stanford University) ed Edward Purcell (Harvard University) per cui entrambi ricevettero il Premio Nobel per la fisica nel Tra il 1950 e il 1970 venne utilizzata primariamente nell'analisi della chimica molecolare e della struttura dei materiali. E. Purcell

3 Raymond Damadian : nel 1971, in un articolo apparso su Science, dimostrava che la risonanza magnetica nucleare era in grado di distinguere tra cellule normali e cellule cancerose, stimolando così i ricercatori a prendere in considerazione la risonanza magnetica per la rivelazione delle malattie

5 Lauterbur P.C. Chimico americano Ottenne il premio Nobel per la medicina nel 2003 insieme a Peter Mansfield (fisico) per la sua ricerca sugli effetti biologici dei campi elettromagnetici, che ha reso possibile lo sviluppo della MRI

6 A Lauterbur fu attribuita l'idea secondo la quale i gradienti di ingresso dell'onda magnetica consentono l'individuazione dell'origine delle onde radio emesse dai nuclei dell'oggetto in esame, e quindi la creazione di immagini bidimensionali. Il contributo di Mansfield: analisi matematica dei segnali radio provenienti dalla RM, trasformandoli in una immagine utile a fini diagnostici. Ottenimento veloce di immagini dalla MRI fino al punto da visualizzare immagini in movimento degli organi umani, come per esempio del cuore.

7 Il primo esame di risonanza magnetica applicato a un essere umano risale al 3 luglio 1977: all'epoca ci vollero ben cinque ore per ottenere una sola, brutta, immagine, con un'apparecchiatura gigantesca (soprannominata "indomabile") ora ospitata all'istituto Smithsonian di Washington.

8 1977

9 In Europa la prima RM fu installata nel 1983 nel Dipartimento di Radiologia dell Università di Manchester Apparecchio RM al Science Museum - Londra

10 Presso l Ospedale S.Martino di Genova viene installata la prima apparecchiatura RM in una struttura pubblica. Tomografo RM con magnete resistivo da 0,15 T (Esatom MR1500/Esaote). Aprile 1984

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

12 Resistivo Βο Vantaggi : non richiede criogeni può essere disattivato campo B o fino a tesla Svantaggi : elevato consumo di energia raffreddamento ad acqua costi di gestione elevati

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

15 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.

Sistemi aperti Vantaggi : esami su pazienti claustrofobici esami su pazienti obesi miglior gestione degli esami su : pazienti traumatizzati pazienti pediatrici

16 Sistemi aperti Vantaggi : 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 Svantaggi : tempi di esame più lunghi sequenze avanzate non disponibili

17 Sistemi chiusi Vantaggi : 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

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

19 Esempi di bobine di ricezione del segnale Sono paragonabili ad antenne che ricevono i segnali riemessi dal corpo.

20 LA RISONANZA MAGNETICA (R.M( R.M.).) IL VANTAGGIO E una tecnica che impiega un campo magnetico e radiofrequenze.

21 Momento magnetico il moto rotatorio (spinning) di un protone intorno all asse nucleare genera un momento magnetico μ=γp proporzionale al momento angolare P μ=0 se coppie di protoni ruotano uno in senso orario e l altro in senso antiorario il rapporto giro magnetico γ e una costante caratteristica del nucleo

22 In assenza di campo magnetico gli spin sono orientati in maniera casuale

23 Applicando un campo magnetico esterno B 0 Allineamento Parallelo a B 0 Antiparallelo a B 0 Magnetizzazione longitudinale

24 (RF) M Applicazione di una radiofrequenza M Creazione di una Magnetizzazione trasversale

25 Segnale di ritorno Cessazione della radiofrequenza M Ripristino della Magnetizzazione longitudinale M Perdita della magnetizzazione trasversale

26 S e g n a l e 63% 86% 95% 98% 100% 1 T1 2 T1 3 T1 4 T1 5 T1 Tempo T1 tempo di ripristino del 63% della magnetizzazione Longitudinale (tempo di rilassamento longitudinale) M M

27 S e g n a l e 63% 86% 95% 98% 100% 1 T2 2 T2 3 T2 4 T2 5 T2 Tempo T2 tempo di perdita del 37% della magnetizzazione Trasversale (tempo di rilassamento trasversale) M M

28 I tessuti hanno variabili tempi di rilassamento

29 Controindicazioni Assolute Pace-maker Protesi acustiche fisse Clips chirurgiche (alcune) Protesi articolari (alcune) Protesi valvolari cardiache (alcune) Titanio materiale amagnetico Relative Gravidanza

30 T2w addome T2w senza saturazione del grasso T2w con saturazione del grasso

31 T1 pesata T1w senza mdc T1w con mdc

32 Colangio-RM T2w pelvi

33 Angio-RM con gadolinio

34 RM muscolo scheletrica - ginocchio PD sag FS T1w sag TSE

35 RM colonna vertebrale

36 RM cuore

37 RM encefalo T2-WEIGHTED IMAGE T1-WEIGHTED IMAGE WITH CONTRAST

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