Risonanza magnetica

RISONANZA

Partiamo da com'è fatta esattamente una risonanza magnetica e come funziona. Un campo

magnetico crea un campo magnetico ordinato. C'è un impulso di radiofrequenza che eccita i

protoni. Questo impulso viene registrato, nel momento in cui si rilassa il sistema emette un segnale

che poi viene intercettato. E poi c'è un computer che registra tutte queste informazioni, le

ricostruisce e ce le rende in nelle nostre immagini, viene formata una matrice con delle scale di grigi

e che poi una formula matematica che era trasformata di furier viene trasformata da questo

computer e ce la fa vedere la nostra immagine che corrisponde alla nostra realtà immaginativa che

abbiamo del nostro corpo.

1. Elementi Costitutivi della Macchina

La macchina per la risonanza magnetica è composta da diversi componenti che lavorano in modo

sincronizzato:

●​ Magnete principale: Rappresenta il cuore del sistema e genera un campo magnetico statico

B

denominato , che deve essere intenso e uniforme per allineare i protoni del corpo.

0

●​ Gradienti: Forniscono le coordinate spaziali per localizzare il segnale. B

●​ Sistema di Radiofrequenza (RF): Uno strumento che emette impulsi (campo ) per

1

eccitare i protoni alla loro frequenza di risonanza.

●​ Bobine di ricezione: Hanno il compito di captare il segnale emesso dai protoni quando

tornano allo stato iniziale.

●​ Computer e Console: Sincronizzano i segnali, digitalizzano i dati grezzi e ricostruiscono

l'immagine finale.

il magnete è il cuore del sistema, senza di questo non potrebbe succedere nulla. Genera il campo

magnetico statico B0.

7. Sicurezza e Tipologie di Magneti

Il campo magnetico B0 deve essere intenso e uniforme perché deve far sì che tutti i protoni

all'interno del nostro corpo, si eccitino nella stessa maniera in modo che i protoni vengano allineati

nella stessa maniera e deve essere uniforme. La capacità di uniformità e sicurezza necessitano di

due strumenti

●​ Shimming: Procedura per rendere uniforme il campo magnetico.Tante volte lo facciamo

quando facciamo una saturazione del segnale del grasso, per esempio, e se ci sono delle

protesi mammarie, perché il segnale del la macchina potrebbe confondere tra il picco del

grasso e quello del silicone, quindi a dare un abbattimento del segnale disomogeneo.

●​ Shielding (Gabbia di Faraday): Protegge il magnete dalle interferenze delle radiofrequenze

esterne attraverso la Gabbia di Faraday che funziona come uno schermo che blocca le

frequenze provenienti dall’esterno.

●​ Quench: Spegnimento d'emergenza che interrompe il ciclo dell'elio criogenico, da usare per

esempio se un oggetto metallico intrappola qualcuno contro il magnete (che è sempre attivo).

●​ Tipi di Magneti: Si dividono in

permanenti (basso campo, pesanti). consuma poca energia, costa poco e non necessita di

calettamento. Uno dei principali problemi delle macchine rm moderne è che producono

tantissima energia con grande dispersione di calore, quindi hanno bisogno di un sistema di

raffreddamento altrimenti rischiano di bloccarsi per eccesso di calore. L'unico problema di

questi magneti che potrebbe sembrare uno dei vantaggi e che permettono hanno un campo

magnetico bassissimo 0.3 Tesla. Un tempo si utilizzavano lo semplice, per esempio, per le

articolazioni che potevano avere un basso campo magnetico. sono molto pesanti e non

hanno la possibilità di fare il quench

resistivi (consumano molta energia) costa abbastanza poco ed è abbastanza leggero, ma

consuma tantissima corrente e tantissima energia. Basso campo magnetico e in forza

magnetica di 0,2. Sistema di raffreddamento complicato, utilizzato per piccole articolazioni (in

disuso)

superconduttori. Questi ultimi sono i più diffusi oggi perché permettono campi elevati (fino a

3 Tesla) e immagini di alta qualità. Permette un ampio campo di vista, un'alta omogeneità del

campo magnetico, consuma abbastanza poco, fa delle immagini che hanno altissimo

rapporto segnale rumore, con una velocità delle acquisizioni molto rapida. Costa tanto tanto

rispetto agli altri, soprattutto il sistema di raffreddamento e può dare degli artefatti da

movimento, degli artefatti del campo magnetico, però diciamo che attualmente è quello che

si utilizza proprio perché è più performante.

Componenti del magnete RM

Il magnete della risonanza magnetica è costituito da diverse bobine disposte concentricamente (come cerchi

uno dentro l'altro), ognuna con una funzione specifica:

●​ Bobina principale (B0) → genera il campo magnetico statico principale.

●​ Bobine di shim → correggono e rendono più omogeneo il campo magnetico.

●​ Bobine di gradiente → modificano in modo controllato il campo B0 per localizzare il segnale nello

spazio.

●​ Bobina RF (B1) → trasmette gli impulsi di radiofrequenza.

●​ Gabbia di Faraday → schermatura esterna (shielding) contro interferenze elettromagnetiche.

Gradienti

Funzione

Il campo magnetico B0 allinea i protoni, ma non permette di sapere da quale punto anatomico proviene il

segnale.

Le bobine di gradiente modificano il campo magnetico in modo controllato, consentendo di:

●​ attribuire coordinate spaziali al segnale;

●​ localizzare ogni voxel;

●​ associare ogni segnale a una precisa regione anatomica.

In questo modo è possibile costruire l'immagine finale.

Bobina RF (B1)

La bobina B1 genera gli impulsi di radiofrequenza che eccitano i protoni.

Frequenza di risonanza

I protoni assorbono energia solo quando l'impulso RF ha la stessa frequenza della loro frequenza di

risonanza.

Ogni protone possiede una propria frequenza di precessione (movimento continuo), che dipende:

●​ dal tipo di nucleo;

●​ dal tessuto in cui si trova;

●​ dall'intensità del campo magnetico.

Ad esempio, i protoni dell'acqua e quelli del grasso hanno frequenze di precessione differenti.

Di conseguenza, scegliendo una determinata frequenza RF, è possibile eccitare selettivamente alcuni protoni

e non altri.

Bobine di ricezione

Le bobine di ricezione captano il segnale emesso dai protoni quando ritornano al loro stato di equilibrio dopo

l'eccitazione.

Trasmissione e ricezione possono essere:

●​ separate → una bobina trasmette e un'altra riceve;

●​ integrate → la stessa bobina svolge entrambe le funzioni.

Tipi di bobine

Le bobine possono essere:

Bobine volumetriche

●​ Circondano completamente la regione anatomica.

●​ Utilizzate sia per trasmissione sia per ricezione.

Bobine di superficie

●​ Posizionate vicino alla zona di interesse.

●​ Migliorano il rapporto segnale/rumore (SNR).

Bobine phased-array (multicanale)

●​ Costituite da più elementi riceventi.

●​ Consentono:

○​ maggiore sensibilità;

○​ segnale più omogeneo;

○​ migliore rapporto segnale/rumore.

Esempi:

●​ Body coil, Spine coil

Computer di sistema

Il computer coordina l'intero esame RM.

Funzioni principali

●​ sincronizzazione di radiofrequenze e gradienti;

●​ gestione dell'acquisizione;

●​ digitalizzazione del segnale;

●​ organizzazione dei dati grezzi;