2016/2017

2016/2017

DM270

FIS/07 (FISICA APPLICATA (A BENI CULTURALI, AMBIENTALI, BIOLOGIA E MEDICINA))

DIPARTIMENTO DI FISICA

SCIENZE FISICHE

Fisica biosanitaria

1°

Primo Semestre (03/10/2016 - 20/01/2017)

6

48 ore di attività frontale

Italiano, English-friendly

ORALE

CARRETTA PIETRO (titolare) - 3 CFU
LASCIALFARI ALESSANDRO - 3 CFU

Fondamenti dell’elettromagnetismo, meccanica statistica e meccanica quantistica

Il corso di propone di fornire le basi fisiche della Risonanza Magnetica Nucleare, i principi della polarizzazione dinamica dei nuclei; le basi fisiche della Risonanza Magnetica per Immagini e i principi delle tecniche di ricostruzione di immagini.

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, l’interazione dipolare indiretta e lo spostamento chimico. Sono quindi illustrati gli effetti dell’interazione quadrupolare elettrica e dell’interazione iperfine elettrone-nucleo sugli spettri. Particolare enfasi viene data all’effetto delle dinamiche sugli spettri NMR, sul segnale di eco di spin e sul tempo di rilassamento spin-reticolo. Vengono quindi illustrati esperimenti di doppia risonanza, le tecniche di iperpolarizzazione dei nuclei e i principi della risonanza magnetica bidimensionale. 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.

=

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

Esame orale