Unit NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE PRINCIPLES AND APPLICATIONS

Course
Physics
Study-unit Code
GP005505
Curriculum
Fisica medica
Teacher
Roberto Tarducci
CFU
6
Course Regulation
Coorte 2017
Offered
2018/19
Learning activities
Affine/integrativa
Area
Attività formative affini o integrative
Sector
FIS/07
Type of study-unit
Opzionale (Optional)
Type of learning activities
Attività formativa monodisciplinare
Language of instruction
Italiano
Contents
La risonanza magnetica per immagini (in letteratura Magnetic Resonance Imaging, MRI) è un campo in rapido sviluppo, sia nell'ambito delle scienze di base (soprattutto fisica, ma anche chimica e biologia) che nella pratica clinica e l'intento del corso è presentarne una solida introduzione all’argomento.
La prima parte del corso si sviluppa in maniera auto-consistente e mira alla presentazione delle principali caratteristiche delle immagini di risonanza e delle loro tecniche di acquisizione.
Nella seconda parte vengono presentati i fondamenti fisici di due applicazioni avanzate della MRI, corredati di esempi e metodi di elaborazione.
Reference texts
C. Costantinides "Magnetic Resonace Imaging - the basic" CRC Press (2014)
Prerequisites
1. Meccanica quantistica
2. analisi di Fourier
Teaching methods
Lezioni frontali
Learning verification modality
Esame orale
Extended program
1) Fondamenti fisici della risonanza magnetica
a. Trattamento dei fondamenti fisici della risonanza magnetica;
b. Struttura di una scanner NMR per uso clinico;

2) Aspetti biofisici del rilassamento degli spin nucleari
a. Meccanismi di rilassamento;
b. Contrasti in T1, T2 e densità protonica;
c. Mezzi di contrasto paramagnetici.

3) Ricostruzione delle immagini di risonanza magnetica
a. Gradienti di campo magnetico e selezione degli strati;
b. Codifica di fase e di frequenza;
c. Traiettorie nello spazio k;
d. Sequenza spin eco;
e. Immagini basate sulla eco di gradiente;
f. Simulazione delle equazioni di Bloch.

4) Caratteristiche dell'immagine di risonanza magnetica;
a. Sorgenti di rumore e rapporto segnale rumore;
b. Rapporto contrasto rumore;
c. Artefatti.

5) Misure quantitative in tomografi clinici
a. Spettroscopia MNR in vivo;
i. Meccanismo di accoppiamento di spin nei metaboliti;
ii. Quantificazione assoluta;
iii. Immagini spettroscopiche;
b. Tecniche di misurazione dell’attività cerebrale;
i. Risposta emodinamica ed effetto BOLD;
ii. Modelli quantitativi;
iii. Connettività cerebrale.