STRUMENTAZIONE
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 l tecnologica e la progettazione dei sistemi RM
MAGNETE Elevata intensità di campo Omogeneità spaziale Stabilità temporale
ermanente 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
Resistivo Vantaggi : Βο non richiede criogeni può essere disattivato campo B o fino a 0.5-0.6 0.6 tesla Svantaggi : elevato consumo di energia raffreddamento ad acqua costi di gestione elevati
uperconduttivo Vantaggi : intensità di campo elevata omogeneità di campo elevata consumo di energia ridotto Svantaggi : necessità di criogeni costi di acquisto elevati
Rapporto tra la lunghezza del magnete (L) ed il diametro (D) dell aperura utile per il paziente. L/D piccolo maggior confort per il paziente L/D grande maggior omogeneità di campo L D
Per aumentare il confort del paziente i moderni tomografi tendono ad avere L/D più basso possibile (magneti corti, svasati) Diventa critica l omogeneità Diventa essenziale il design del solenoide per la ottimizzazione dell omogeneità del campo alle estremità del tomografo
Schermatura del campo magnetico passiva attiva L'introduzione della schermatura attiva del campo magnetico ha consentito di ottenere tomografi molto più leggeri rispetto a quelli di prima generazione e maggior semplicità di installazione.
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 intensit intensità del campo magnetico.
Sistemi chiusi antaggi : alta intensità di campo sequenze di acquisizione ultra-rapide sequenze di acquisizione avanzate MRS, fmri, perfusion, diffusion etc.) vantaggi : in genere minor comfort per il paziente
istemi 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
B 0 Tipo Gradienti Tomografi RM aperti a basso campo Slew rate GE Profile Adv. 0.2 T permanente 15 mt/m 25 mt/m/s Ovation 0.35 T permanente 15 mt/m 25 mt/m/s Hitachi Airis II 0.3 T permanente 15 mt/m 20 mt/m/s Siemens Open Viva 0.2 T resistivo 15 mt/m 17 mt/m/s Marconi Outlook 0.23 T resistivo 16 mt/m (x,y) 25 mt/m/s (x,y) Proview 18 mt/m (z) 40 mt/m/s (z) Fonar Quad 7000 0.35 T resistivo 12 mt/m 20 mt/m/s Philips Panorama 0.23 T resistivo 16 mt/m (x,y) 25 mt/m/s (x,y) 18 mt/m (z) 40 mt/m/s (z) Toshiba Opart 0.35 T superconduttivo 10 mt/m 20 mt/m/s
Tomografi RM aperti a campo medio alto B 0 Tipo Gradienti Slew rate Fonar Quad 12000 0.6 T resistivo 12 mt/m 20 mt/m/s GE Open speed 0.7 T superconduttivo 15 mt/m 25 mt/m/s 25 mt/m 40 mt/m/s Siemens Magnetom Open 1.0 T superconduttivo 20 mt/m 50 mt/m/s Hitachi Altaire 0.7 T superconduttivo 22 mt/m 55 mt/m/s Marconi Infinion HFO 0.6 T superconduttivo 25 mt/m 50 mt/m/s Philips Panorama 1.0 T superconduttivo 30 mt/m 75 mt/m/s 30 mt/m 150 mt/m/s
Sistemi dedicati indirizzati allo studio di specifici distretti corporei basso costo buona risoluzione e buon S/R
Elevata rapidità temporale Gradienti Linearità Elevata intensi
Slew rate G = max t r G max. Gradient Strength mt/m t r Time (msec)
Gradienti intensi e rapidi permettono : risoluzioni spaziali e temporali elevate l accesso al fast imaging (EPI etc) minori artefatti (miglior compensazione del flusso)
Evoluzione tecnologica : intensità e rapidità dei gradienti gradienti attivi schermati (minimizzazione delle eddy currents) gradienti silenziosi
Bobine RF Bobina trasmittente deve generare un campo RF intenso ed omogeneo per un breve periodo 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.
La demodulazione del segnale RM viene effettuata con i moderni ADC (Analogic Digital Converter), con il vantaggio (rispetto ai vecchi convertitori analogici) di un accresciuto range dinamico, di un accresciuto rapporto segnale/rumore e di una pressochè totale libertà da artefatti come quelli della quadratura d'immagini e di spike nella linea di base. La sintesi digitale diretta del segnale RF trasmesso permette di ottenere un segnale estremamente stabile in termini di ampiezza, frequenza e fase. L'incorporazione del pre-amplificatore direttamente nella bobina RF permette di evitare possibili problemi di adattamenti di impedenze ed aumentare quindi il rapporto segnale/rumore.
L'introduzione di bobine RF in quadratura, sia per la trasmissione che per la ricezione, ha permesso di ottenere un aumento di un fattore 2 nel rapporto segnale/rumore ed una riduzione di un fattore 2 nella potenza trasmessa rispetto alle bobine lineari. lineare in quadratura
Lo sviluppo di bobine 'dedicate' (sia di superficie che non, rigide o flessibili) ha permesso l'esplorazione ottimale di specifici distretti corporei. Segnale Rumore
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.
La 'rivoluzione' informatica ha avuto un ruolo fondamentale nello sviluppo dell'imaging mediante RM, che per sua stessa natura necessita di risorse di calcolo considerevoli.
La potenza di calcolo oggi a disposizione permette di ottenere e manipolare immagini praticamente senza tempi morti (sono anzi possibili acquisizioni in realtime), di ricostruire in 3D le immagini, calcolare le maximum intensity projection (MIP) e generare animazioni sulla stessa console di acquisizione, il tutto con un'interfaccia estremamente user friendly e tempi di apprendimento molto ridotti.
Work in progress