Diffusione anomala dellacqua tramite MRI

Seminario Tesi Magistrale

Silvia Gentili

Principi fisici della Risonanza Magnetica Nucleare (NMR) = I

Spettro energetico

E = 0 BFrequenza di Larmor I=1/2 Iz=1/2 Iz= -1/2

Transizioni : Impulso RF

Parametri che descrivono il rilassamento del sistema

B1 spento

B1 acceso

Eccitazione Differenti

popolazioni di stati Nessuna coerenza di fase

T1 T2 Rilassamento

Uguale popolazione di stati Parziale coerenza di fase

Tempo di rilassamento Spin Reticolo ( T1)M0 Magnetizzazione longitudinale Mxy Magnetizzazione trasversale ( all equilibrio Mxy = 0)

Impulso a RF

Tempo di rilassamento Spin-Spin (T2)

Allequilibrio B1 spento

Principi fisici dell MRIFrequenza locale di precessione

(r) :densit locale degli spin Segnale NMR e spazio k Relazioni fondamentali dell imaging Immagine I (r)

1 step: Phase sentitive

Ricostruzione di immagini1. Selezione di uno strato del campione 2. Codifica spaziale 3. Ricostruzione dellimmagine Saturazione selettiva o Eccitazione selettiva

Ricostruzione 2D ( FOV)

N punti in cui viene campionato k definisce una matrice Codifica in fase e frequenza

Voxel:

Fourier ImagingCodifica di fase Fase acquisita

Codifica in frequenza ( gradiente di lettura) Misurando la frequenza e la fase del segnale : si ricostruisce la posizione occupata

Diffusione MolecolareI legge di Fick mezzo isotropo

Legge di conservazione

Eq.ne diffusione II Legge di Fick

soluzione

In generale:

Diffusione anisotropaDij : contributo al flusso diretto lungo i derivante dal gradiente di concentrazione diretto lungo j diagonalizzabile

Tensore di diffusione

FA Fractional Anisotropy =0 isotropo = 1 max. anisotropia MD Mean Diffusivity

Assi principali di diffusione || autovettori di D

PGSE ( Pulsed Gradient Spin Echo)

Mezzo isotropo D=cost

DTIGeneralizzazione delleq di ST per il tensore di diffusione

PGSE con impulsi g diretti lungo 6 direzioni non collineari Mezzo anisotropo

Diffusione AnomalaAllontanamento forma gaussiana si manifesta ad alti b value b>2500 s/mm2

Hp DTI : prob(r,t) MP

D