39358 - FISICA RM, CONTROLLI DI QUALITA', PROTEZIONISTICA RM

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del modulo, lo studente conosce la fisica di base e avanzata della Risonanza Magnetica.

Contenuti

Campo Magnetico e SPIN
Slice, voxel, pixel.
Lo spettro delle onde e.m.
Le modulazioni (ampiezza, frequenza e fase) e il trasporto dell'informazione.
Il campo magnetico.
Lo spin

SPIN in Campo Magnetico
Equazione di Larmor.
Statistica di Boltzmann.
Abbondanza isotopica e abbondanza biologica.

Tempi di Rilassamento T1 e T2
Tempi di rilassamento T1 e T2.
Onda e.m. polarizzata.
Free Induction Decay (puro e inomogeneo).

Formazione del Contrasto
Contrasto dell'immagine.
Sistemi di riferimento per I tempi T1 e T2 (TE e TR).
Il segnale (come risposta del sistema di spin).
Saturazione e flip angle.

Codifiche di Frequenza e di Fase
Sistema di riferimento rotante.
Codifica di frequenza.
Banda passante in trasmissione e impulso SYNC.
Crosstalk e sua minimizzazione.
Struttura delle bobine di gradiente.
Codifica di fase.
Equazione della fase.

Il k-Space
Serie e Trasformata di Fourier.
Struttura del k-space.
Il chemical-shift. Struttura di alcuni artefatti nel k-space. Wrap-around.
Fattori che determinano la qualità dell'immagine.
FOV, NEX, banda passante di ricezione e Rapporto Segnale-Rumore.
Protezione dai campi e.m. e SAR.

Fourier Transform Imaging
Sequenze e Componenti delle sequenze.
Eccitazione (slice selection).
Codifica di fase.
Generazione dell'Echo.
Misura del segnale.
Riempimento del k-space. Metodi di riempimento del k-space.

Le Sequenze Fondamentali
Spin-echo.
Inversion-recovery.
Gradient-echo.
Approfondimento sulla formazione dell'echo nei tre casi.

Struttura del MRI
Analisi fotografica della struttura del MRI.
Schemi a blocchi funzionali.
Struttura e funzionamento delle bobine più importanti e loro applicazioni.
Cenni sulla superconduttività.

Approfondimenti
Struttura elettrica delle bobine più utilizzate.
Slew-rate, e sua importanza.
Sequenze che necessitano di slew-rate elevati.
Tecniche di soppressione dei tessuti.
Tecniche per la visualizzazione dei flussi sanguigni.
Cenni su alcune sequenze avanzate.

Testi/Bibliografia

Dispense del docente
La materia è particolarmente complessa e i testi in commercio sono o troppo elementari
per il livello di conoscenze di un Tecnico di Radiologia Medica in possesso del Diploma
di Laurea oppure troppo dettagliati nell'esposizione matematica e/o fisica.
Sono pertanto state preparate - e migliorate negli anni - una serie di dispense molto
dettagliate che, insieme alla presenza costante alle lezioni e agli appunti integrativi presi
dallo studente, dovrebbero coprire tutte (o quasi) le necessità didattiche.

Un testo facilmente comprensibile ma, per molti versi, insufficiente è il seguente:
Weishaupt, Kochli, Marincek - How does MRI work ? - Springer

Lo studente interessato ad una trattazione di alto livello può leggere il testo:
Liang, Lauterbur - Principles of Magnetic Resonance Imaging - IEEE Press

Un testo più generale (con una trattazione matematica non troppo estesa) dedicato allo specialista di imaging medicale è:
Princes, Links - Medical Imaging Signals and Systems - Pearson Prentice Hall

Metodi didattici

Lezioni frontali.
Si cercherà di stimolare l'interazione dello studente con il docente al fine di ottimizzare
la comprensione della materia.
Saranno utilizzati programmi didattici, applet java, programmi di simulazione.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Colloquio orale durante il quale lo studente è invitato a discutere degli argomenti trattati durante le lezioni, nei testi consigliati per lo studio e nel materiale didattico presentato e discusso durante le lezioni.
Il colloquio sarà valutato sulla base dei seguenti parametri:
- conoscenza, padronanza ed approfondimento dei contenuti
- capacità critica ed espositiva
- correttezza terminologica tecnico-scientifica.

Strumenti a supporto della didattica

Lezioni frontali.
Si utilizzeranno programmi di simulazione dei fenomeni fisici e matematici
(modulazioni, decomposizione armonica dei segnali e delle immagini) per
renderli più facilmente comprensibili.
Sarà utilizzato un programma di elaborazione delle immagini (ImageJ) per
visualizzare i fenomeni nello spazio delle frequenze.
Sarà utilizzato un programma di simulazione del MRI per favorire
l'apprendimento dei parametri operativi e la loro influenza
sull'immagine diagnostica.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Giuseppe Baldazzi