Principi fisici dellaPrincipi fisici dellarisonanza magneticarisonanza magnetica

(RF)(RF) MM

MM

Segnale

1 T1 2 T1 3 T1 4 T1 5 T1Tempo

63%86%

95% 98% 100%

Segnale

1 T2 2 T2 3 T2 4 T2 5 T2Tempo

63%

86%95% 98%

100%

Gradiente

B0

3 40 1 2

-1-2

Gradienti di campo magneticoGradienti di campo magnetico

NETWORK

STAMPANTE LASER

ARCHIVIO

ARRAY PROCESSOR

HOST COMPUTER

MEMORIA

AMPLIFICATOREGRADIENTI

TRANSCEIVER

PULSE

CONTROLLER

CONSOLE

Patient:- Fred BlogsSequence:- Fast Spin Echo

TR = 2000 msec

TE eff = 100 msec

Nex = 1

Axial NP FC

Magnete

Bobine dei gradienti

Bobina RF

Tomografo RMTomografo RM

Obbiettivo clinico Obbiettivo clinico elevata informazione diagnostica elevata informazione diagnostica

• elevata risoluzione spaziale e temporaleelevata risoluzione spaziale e temporale• elevata risoluzione di contrastoelevata risoluzione di contrasto• minimizzazione degli artefattiminimizzazione degli artefatti• confort per il pazienteconfort per il paziente• semplicità di utilizzo per gli operatorisemplicità di utilizzo per gli operatori

Criteri che hanno condizionato l’evoluzione Criteri che hanno condizionato l’evoluzione tecnologica e la progettazione dei sistemi RMtecnologica e la progettazione dei sistemi RM

MagneteElevata intensità di campo

Omogeneità spazialeBobina RF

Bobine dei gradienti

Stabilità temporale

MagneteMagnete

Vantaggi :Vantaggi :• non richiede energia elettricanon richiede energia elettrica

• campo di dispersione limitatocampo di dispersione limitato

• non richiede raffreddamentonon richiede raffreddamento

• costi di gestione limitaticosti di gestione limitati

Svantaggi :Svantaggi :• peso elevatopeso elevato

• sensibile alle variazioni termichesensibile alle variazioni termiche

• intensità di campo limitataintensità di campo limitata

BoBoBoBo

PermanentePermanente

Vantaggi :Vantaggi :• non richiede criogeninon richiede criogeni

• può essere disattivatopuò essere disattivato

• campo Bcampo Boo fino a 0.5-0.6 tesla fino a 0.5-0.6 tesla

Svantaggi :Svantaggi :• elevato consumo di energiaelevato consumo di energia

• raffreddamento ad acquaraffreddamento ad acqua

• costi di gestione elevaticosti di gestione elevati

ResistivoResistivo

Vantaggi :Vantaggi :• intensità di campo elevataintensità di campo elevata

• omogeneità di campo elevataomogeneità di campo elevata

• consumo di energia ridottoconsumo di energia ridotto

Svantaggi :Svantaggi :• necessità di criogeninecessità di criogeni

• costi di acquisto elevaticosti di acquisto elevati

SuperconduttivoSuperconduttivo

1.5

0 0.5 1.00

20

40

60

80

100

120

140

160

Intensità di campo (T)

Seg

nal

e/R

um

ore

No Chemical Shift

Rapporto Segnale/RumoreRapporto Segnale/Rumore

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 Le valutazioni che determinano la scelta di

un tomografo si vanno orientando sempre un tomografo si vanno orientando sempre

più sulle applicazioni cliniche piuttosto che più sulle applicazioni cliniche piuttosto che

sull’intensità del campo magnetico.sull’intensità del campo magnetico.

Svantaggi :Svantaggi :• tempi di esame più lunghitempi di esame più lunghi

• sequenze avanzate non disponibilisequenze avanzate non disponibili

Vantaggi :Vantaggi :• esami su pazienti claustrofobiciesami su pazienti claustrofobici

• esami su pazienti obesi esami su pazienti obesi

• miglior gestione degli esami su : miglior gestione degli esami su :

pazienti traumatizzati pazienti traumatizzati

pazienti pediatricipazienti pediatrici

• radiologia interventisticaradiologia interventistica

• rendimento del campo maggiore rendimento del campo maggiore

di almeno il 20% nella direzione Ydi almeno il 20% nella direzione Y

Sistemi apertiSistemi aperti

Sistemi chiusiSistemi 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

MRSMRS DWI - PWIDWI - PWI

fMRIfMRI

Cardio MRICardio MRI

Sistemi dedicatiSistemi dedicati

• indirizzati allo studio di specifici distretti corporeiindirizzati allo studio di specifici distretti corporei

• basso costobasso costo

• buona risoluzione e buon S/Rbuona risoluzione e buon S/R

Magnete

Bobine dei gradienti

Bobina RF

Linearità

Elevata intensità

Elevata rapidità temporale

Gradienti

Slew rateG

t r max

Gradient StrengthmT/m

Time (msec)

Gmax.

tr

Gradienti intensi e rapidi permettono :Gradienti intensi e rapidi permettono :

• risoluzioni spaziali e temporali elevaterisoluzioni spaziali e temporali elevate

• l’ accesso al ‘fast imaging’ (EPI etc)l’ accesso al ‘fast imaging’ (EPI etc)

• minori artefatti (miglior compensazione del minori artefatti (miglior compensazione del flusso)flusso)

Magnete

Bobine dei gradienti

Bobina RF

Bobina trasmittentedeve

generare un campo RF intenso ed omogeneo per un breve periodo

Bobina riceventedeve

possedere un elevata sensibilità

Bobine RF

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.