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PRINCIPI DI RISONANZA MAGNETICA - Coggle Diagram
PRINCIPI DI RISONANZA MAGNETICA
INTRO
LA RM E’ UNA TECNICA DIAGNOSTICA CHE, SFRUTTANDO LE CAPACITÀ MAGNETICHE ED ELETTRICHE DELL’ELETTRONE,
PERMETTE DI STUDIARE I TESSUTI BIOLOGICI ATTRAVERSO LA VALUTAZIONE DELL’ASSORBIMENTO DI ENERGIA
DA PARTE DELL’ELETTRONE SOTTOPOSTO AD UN CAMPO MAGNETICO ESTERNO.
CARATTERISTICA FONDAMENTALE DELLA RISONANZA MAGNETICA (MR) È QUELLA DI IMPIEGARE RADIAZIONI ELETTROMAGNETICHE A BASSO CONTENUTO ENERGETICO
CHE NON MODIFICANO NÉ DISTRUGGONO LE SOSTANZE DA STUDIARE E CHE NON HANNO EFFETTI DANNOSI SULLE MOLECOLE BIOLOGICHE.
QUANDO INTRODUCIAMO UN PAZIENTE IN UN MAGNETE
IL CAMPO MAGNETICO DEL PAZIENTE, X INFLUENZA DEL CAMPO MAGNETICO ESTERNO, SUBISCE UNA VARIAZIONE,
PER CUI TUTTI GLI ATOMI (PROTONI) SI ORIENTANO IN SENSO PARALLELO O ANTIPARALLELO ALLA DIREZIONE DELLE LINEE DI FORZA DEL CAMPO MAGNETICO ESTERNO.
E RUOTANO INTORNO AL PROPRIO ASSE AD UNA FREQUENZA SPECIFICA (FREQUENZA DI LARMOR).
ESSENDO QUESTA MAGNETIZZAZIONE ORIENTATA IN SENSO LONGITUDINALE A QUELLA DEL CAMPO MAGNETICO ESTERNO È CHIAMATA
MAGNETIZZAZIONE LONGITUDINALE
.
SI DETERMINA IN TAL MODO UN MOMENTO MAGNETICO SIGNIFICATIVO,
ESPRESSIONE DEL CAMPO MAGNETICO DEL PZ STESSO.
INVIANDO ENERGIA SOTTOFORMA DI RADIOFREQUENZA SINTONIZZATA SULLA FREQUENZA DI LARMOR, IL NUCLEO ASSORBE QUESTA ENERGIA E SI PONE IN UNO STATO INSTABILE.
NEL MOMENTO IN CUI L’IMPULSO È CESSATO, IL NUCLEO TORNA ALLA CONDIZIONE INIZIALE
EMETTENDO UN
SEGNALE DI RISONANZA
CHE VIENE CAPTATO DA RICEVITORI RADIO E CONVERTITO IN IMPULSI DIGITALI ED ELABORATO PER LA COSTRUZIONE DELL’IMMAGINE
IMMAGINE IN SCALA DI GRIGI IN BASE ALL’INTENSITÀ DEL SEGNALE DI RISONANZA
FUNZIONAMENTO
I PROTONI RUOTANO COSTANTEMENTE INTORNO AL PROPRIO ASSE,
QUESTO MOVIMENTO È DETTO
SPIN
;
LO SPIN (DETTO ANCHE MOMENTO ANGOLARE) È UNA GRANDEZZA VETTORIALE, CHE HA UN VALORE PARI A +/- ½ .
OGNI NUCLEO MAGNETICO POSSIEDE ANCHE UN’ALTRA IMPORTANTE PROPRIETÀ FISICA:
LA CARICA ELETTRICA, CUI È ASSOCIATO UN MOMENTO MAGNETICO:և
IN DEFINITIVA POSSONO ESSERE CONSIDERATI DEI DIPOLI CHE SONO NORMALMENTE ORIENTATI CASUALMENTE
MA CHE SE SOTTOPOSTI ALL’AZIONE ESTERNA DI UN CAMPO MAGNETICO SI ALLINEANO SECONDO LA DIREZIONE DI QUEST’ULTIMO.
ALCUNI NUCLEI ATOMICI, COME H1
RUOTANO SUL PROPRIO ASSE, GENERANDO UN CAMPO MAGNETICO, DETTO MOMENTO MAGNETICO NUCLEARE.
IN NUCLEO E' COSTITUITO:
DA NEUTRONI, CON CARICA NULLA,
E DA PROTONI, CON CARICA POSITIVA.
IN
RM
IL NUCLEO STUDIATO È L’H1 CHE HA SPIN 1/2
E PUÒ, QUINDI, ESSERE OSSERVATO IN 2 SOLI STATI: SPIN-INSU E SPIN-IN-GIÙ.
IL CORPO UMANO PUÒ ESSERE CONSIDERATO COME UN INSIEME DI ATOMI,
FORMATI DA UN NUCLEO CENTRALE E DA UNA NUBE ELETTRONICA CIRCOSTANTE.
APPLICANDO UN CAMPO MAGNETICO ESTERNO (OMOGENEO E COSTANTE NEL TEMPO)
LE SINGOLE PARTICELLE SI ORIENTANO SECONDO LA DIREZIONE DEL CAMPO MAGNETICO,
COSÌ COME L’AGO DI UNA BUSSOLA SI ORIENTA SECONDO LA DIREZIONE DEL CAMPO MAGNETICO TERRESTRE,
DISPONENDOSI CON VERSO PARALLELO O ANTIPARALLELO.
LA CARICA ELETTRICA CONNESSA AL PROTONE GIRA INSIEME AD ESSO:
UNA CARICA ELETTRICA IN MOVIMENTO DETERMINA UN CAMPO ELETTRICO.
DOVE È PRESENTE UN CAMPO ELETTRICO È SEMPRE PRESENTE UN CAMPO MAGNETICO.
QUESTI ALLINEAMENTI PRESENTANO DI UN DIVERSO LIVELLO ENERGETICO;
NATURALMENTE LO STATO ENERGETICO PREFERITO È QUELLO A LIVELLO ENERGETICO MINORE:
IN ASSENZA DI UN CAMPO MAGNETICO ESTERNO,
OGNI PROTONE SI ORIENTA IN MANIERA CASUALE NELLO SPAZIO,
PER CUI IL MOMENTO MAGNETICO SARÀ ZERO.
I PROTONI NON SONO FISSI; GIRANO SUL PROPRIO ASSE CON UN MOVIMENTO DETTO
PRECESSIONE
.
LA VELOCITÀ DI QUESTO MOVIMENTO È MISURATA COME FREQUENZA DI PRECESSIONE: N° PRECESSIONI IN UN SECONDO.
QUESTA VELOCITÀ AUMENTA ALL’AUMENTARE DEL CAMPO MAGNETICO
LA RELAZIONE CHE LEGA QUESTE GRANDEZZE È DETTA
EQUAZIONE DI LARMOR
.
Ω0 = G B0
FASI DI ESECUZIONE DI UN ESAME RM:
È INVIATO UN IMPULSO DI RADIOFREQUENZA
VIENE INTERROTTO L’IMPULSO
IL PAZIENTE È POSTO ALL’INTERNO DI UN CAMPO MAGNETICO
IL PZ EMETTE UN SEGNALE CHE VIENE RILEVATO E IMPIEGATO PER LA FORMAZIONE DELL’ IMMAGINE.
QUANDO VADO A CAMPIONARE IL SEGNALE
LA PERDITA DI MAGNETIZZAZIONE SUL PIANO TRASVERSALE
È CARATTERIZZATA DAL
TEMPO DI RILASSAMENTO T2
DETERMINATO NEI SINGOLI TESSUTI DALLE DISOMOGENEITÀ STRUTTURALI
TRASCORSO UN TEMPO PARI AD ALCUNE VOLTE T2, NON SI HA + SEGNALE RILEVABILE DALLA BOBINA DI RICEZIONE
MA GLI SPIN SONO ANCORA NELLA CONDIZIONE “ECCITATA”
(OVVERO HANNO ANCORA UN ANGOLO DIVERSO DA ZERO RISPETTO ALLA DIREZIONE DEL CAMPO MAGNETICO).
ESSI TORNERANNO LENTAMENTE A RIPOSO (NELLA CONDIZIONE INIZIALE DI ORIENTAMENTO).
LA COSTANTE DI TEMPO CHE RAPPRESENTA QUESTO RITORNO ALL’EQUILIBRIO È CONVENZIONALMENTE DENOMINATA
T1
.
LO POSSO LEGGERE TENENDO CONTO DEL RECUPERO DELLA MAGNETIZZAZIONE LONGITUDINALE o TRASVERSALE
ALCUNI TESSUTI RECUPERANO LA LONGITUDINALE/ TRASVERSALE PRIMA DI ALTRI,
PER CUI
SE IO CAMPIONO IL SEGNALE MOLTO RAPIDAMENTE OTTENGO LE INFORMAZIONI DAI TESSUTI CHE RECUPERANO PRIMA LA LONGITUDINALE/ TRASVERSALE
QUINDI QUESTO È UN SISTEMA MEDIANTE IL QUALE POSSO DIFFERENZIARE I DIVERSI TESSUTI IN RISONANZA MAGNETICA.