TECNICHE DIAGNOSTICHE II
2018/2019
2019/2020
DM270
FIS/07 (FISICA APPLICATA (A BENI CULTURALI, AMBIENTALI, BIOLOGIA E MEDICINA))
DIPARTIMENTO DI FISICA
SCIENZE FISICHE
Fisica biosanitaria
PRIMO SEMESTRE (30/09/2019 - 17/01/2020)
6
48 ore di attività frontale
Italiano
ORALE
LASCIALFARI ALESSANDRO (titolare) - 6 CFU
Fondamenti dell’elettromagnetismo, meccanica statistica e meccanica quantistica
Il corso si propone di fornire le basi fisiche della Risonanza Magnetica Nucleare, i fondamenti della Risonanza Magnetica per Immagini e i principi delle tecniche di ricostruzione di immagini. Lo studente dovrà aver acquisito una sufficiente padronanza di questi argomenti, tale da consentirgli di seguire con sufficiente autonomia parte della letteratura nel settore e di interagire in modo proficuo con i ricercatori che svolgono esperimenti di Risonanza Magnetica Nucleare.
Viene trattato il fenomeno della risonanza magnetica, le equazioni fenomenologiche di Bloch, la relazione fra lo spettro NMR e il segnale di precessione libera. Successivamente vengono descritti gli effetti dell’interazione dipolare nucleo-nucleo sugli spettri e l’interazione iperfine. Particolare enfasi viene data all’effetto delle dinamiche sugli spettri NMR, sul segnale di eco di spin e sul tempo di rilassamento spin-reticolo. Il corso prosegue con la presentazione della Magnetic Resonance Imaging: imaging in una dimensione (1D), lo spazio K, gli echi di gradiente, l’imaging 3D medinte la decodifica in spazio (slice selection), fase e frequenza. Sarà quindi descritta la pesatura delle immagini in densità nucleare, T1 e T2, le sequenze MRI 2D e 3D. Verranno illustrate le tecniche di ricostruzione delle immagini: la trasformata di Fourier (caso discreto e continuo), il campionamento e l’aliasing, la ricostruzione di immagini per proiezione e retroproiezione, la trasformata di Radon e M-filtering, il caso dei raggi-X. Saranno infine descritte le misure pesate in diffusione, le proprietà magnetiche dei tessuti, la tecnica BOLD, l’MRI funzionale, le tecniche di acquisizione veloce e gli agenti di contrasto paramagnetici e superparamagnetici.
In ultimo si affrontano gli argomenti di Radiomica e DTI, in breve, anche tramite seminari.
Vengono svolte lezioni frontali in aula, esercitazioni e vengono illustrati esempi di sequenze tipiche di risonanza magnetica. Le lezioni della seconda parte sono state videoregistrate e sono consultabili dagli studenti attraverso la piattaforma multimediale KIRO.
E.M. Haacke, R.W. Brown, M.R. Thompson, R. Venkatesan, Magnetic Resonance Imaging – Physical Principles and Sequence Design – ed.Wiley-Liss
C.P.Slichter, Principles of Magnetic Resonance (Springer Series in Solid State Physics, 3rd edition)
Esame orale. Si raccomanda di concentrarsi sulla comprensione fisica degli argomenti trattati e sulle aprossimazioni fatte nelle derivazioni. E’ importante saper illustrare i principi di funzionamento delle sequenze di impulsi a radiofrequenza e gradienti di campo utilizzate nella tomografia e spettroscopia a risonanza magnetica nucleare.
* email docente:
alessandro.lascialfari@unipv.it
* tel. docente : 0382 987499
* ricevimento studenti : appuntamento da concordare via email col docente
* sito web slides lezioni :
https://sites.unimi.it/lascialfari/didactics.htm