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INTRODUZIONE ALL’IMAGING
Dr.ssa Eleonora Santucci

DIAGNOSTICA PER IMMAGINI
Insieme di tecniche e metodiche che permettono di esplorare
"dall'esterno" le strutture corporee attraverso la formazione di
immagini che possono fornire informazioni utili per la diagnosi di
malattia.
RADIOLOGIA TRADIZIONALE
ECOGRAFIA
TOMOGRAFIA COMPUTERIZZATA
RISONANZA MAGNETICA

STRUMENTI FISICI PER LA FORMAZIONE DELL’IMMAGINE
RADIOLOGIA TRADIZIONALE RX
ECOGRAFIA
TOMOGRAFIA COMPUTERIZZATA RX
RISONANZA MAGNETICA
ULTRASUONI
A. RADIAZIONI RADIAZIONI IMPIEGATE
IMPIEGATE
IN DIAGNOSTICA DIAGNOSTICA PER IMMAGINI IMMAGINI
RADIAZIONI RADIAZIONI ELETTROMAGNETICHE
ELETTROMAGNETICHE
ULTRASUONI
- Ecografia
RAGGI X
- Radiologia convenzionale
- Radiologia digitale
- Tomografia Computerizzata
RADIOFREQUENZE
- Risonanza Magnetica
INFRAROSSI
- Termografia
RAGGI
- Scintigrafia
- Tomografia a Emissione di
Positroni
B. RADIAZIONI RADIAZIONI IMPIEGATE IMPIEGATE IN
RADIOTERAPIA RADIOTERAPIA ONCOLOGICA
ONCOLOGICA
RADIAZIONI
RADIAZIONI
ELETTROMAGNETICHE
ELETTROMAGNETICHE
RAGGI X
- Macchine Acceleratrici
RAGGI
-Sostanze Sostanze emittenti
naturali (Radium) (Radium)
o artificiali
(Cobalto Cobalto-70, 70, Cesio-137, Cesio 137, ecc.) ecc.)
ELETTRONI, PROTONI,
NEUTRONI, RAGGI
- Macchine Acceleratrici
CAMPI MAGNETICI E ONDE A
RADIOFREQUENZA
SORGENTI SORGENTI ESTERNE ESTERNE SORGENTI INTERNE
SORGENTI INTERNE
RADIAZIONI
RADIAZIONI
CORPUSCOLARI
CORPUSCOLARI

RADIOLOGIA TRADIZIONALE: tubo da raggi X
1. spiralina di tungsteno(catodo)
2. riflettore focalizzante
3.anticatodo(anodo:parte metallica,
in genere una lamina di tungsteno, che
assicura l’arresto degli elettroni
accelerati; la superficie rivolta verso gli e.
accelerati si chiama “fuoco del tubo”.
All’anodo è collegato un dispositivo di
raffreddamento che ha il compito di
disperdere il calore)
Per produrre raggi X utilizzabili in diagnostica sono necessari:
- una sorgente di elettroni (emessi da una spiralina di tungsteno)
- una forza che li acceleri
- un bersaglio che li freni
QUANDO ELETTRONI CHE SI MUOVONO A GRANDE VELOCITA’ COLPISCONO UN
BERSAGLIO METALLICO, LA LORO ENERGIA CINETICA SI TRASFORMA: 99% IN CALORE
E PARTE RESTANTE IN RAGGI X.

RADIOLOGIA TRADIZIONALE: tubo da raggi X
La corrente che circola nella spiralina si misura in mA; dalla sua variazione
dipende la QUANTITA’ di raggi X prodotti. Aumentando l’intensità della corrente si
può aumentare in numero di elettroni emessi dalla spiralina nell’unità di tempo e
di conseguenza il numero di fotoni X che verranno prodotti a seguito degli urti
nell’anticatodo
La forza che accelera gli elettroni dipende dalla tensione applicata al tubo
radiogeno fra la spiralina(catodo) ed il bersaglio(anodo); da tale d.d.p. (kV)
dipende la QUALITA’ dei raggi X, cioè la loro forza di penetrazione. Aumentando
la d.d.p. aumenterà la l’energia cinetica del singolo elettrone e di conseguenza
verranno prodotti fotoni X di maggiore energia, più penetranti, più “duri”

RADIOLOGIA TRADIZIONALE
I raggi X sono in grado di attraversare i tessuti corporei subendo,
punto a punto,un’attenuazione legata allo spessore,alla
densità ed al numero atomico delle strutture incontrate
L’attenuazione è tanto maggiore quanto più elevati sono lo
spessore,la densità ed il numero atomico della materia
attraversata
Per incrementare l'energia del fascio di raggi X, si deve
aumentare l'energia cinetica degli elettroni che colpiscono
l'anodo. Pertanto, si deve aumentare la differenza di potenziale
(kV) tra anodo e catodo.
Per incrementare il numero di raggi X, si deve aumentare il
numero degli elettroni che colpiscono l'anodo. Pertanto, si
deve aumentare l' intensità della corrente (mA) che attraversa
il catodo e/o la durata dell'emissione dei raggi.

RADIOLOGIA TRADIZIONALE
La scarsa attenuazione del fascio di raggi X (ad es. per
attraversamento dei polmoni) si traduce in forte annerimento
Corpi radio-trasparenti : AREE SCURE
La marcata attenuazione del fascio (ad es. per
attraversamento di strutture scheletriche) determina un ridotto
o assente annerimento
Corpi radio-opachi : AREE CHIARE

Cinque gradini di tonalità
• aerea nero
• adiposa grigio scuro
RADIOLOGIA TRADIZIONALE
• parenchimatosa grigio medio
• ossea grigio chiaro
• metallica bianco

RADIOLOGIA TRADIZIONALE
L’immagine radiografica dei polmoni è costutuita da una
radiotrasparenza di base sulla quale spiccano i vasi polmonari
arteriosi e venosi: è la cosiddetta “trama” o “disegno”.

RADIOLOGIA TRADIZIONALE
RADIO-OPACITA’ E TRASPARENZA SONO
COMUNQUE CONCETTI RELATIVI, NON ASSOLUTI
Si parla di OPACITA’ ogni volta che il normale coefficiente
di attenuazione dei raggi X di un tessuto è aumentato
Es: è opaca una condizione patologica polmonare che
altera la normale trasparenza del polmone
ATELETTASIA :riduzione di volume polmonare

RADIOLOGIA TRADIZIONALE
Si parla di TRASPARENZA quando il normale coefficiente di
attenuazione è ridotto.
Es: è ipertrasparente,rispetto al polmone normale, ogni cavità
polmonare contenente aria

RADIOLOGIA TRADIZIONALE
È una tecnica ad ALTA RISOLUZIONE SPAZIALE (numero di
linee riconoscibili per mm) per ciò che riguarda strutture ad
elevato contrasto naturale come il tessuto polmonare o quello
osseo
Il limite maggiore rimane la scarsa RISOLUZIONE DI CONTRASTO,
ovvero l’incapacità di discriminare strutture contigue con
modeste differenze di densità (come i tessuti molli) per cui si
parla di “barriera del grigio”

ED
TORACE STANDARD
2 proiezioni: PA e LL
BPD
T
BPS
CL
BOLLA GASSOSA
GASTRICA
ES
ST
T
BLD
BLS

RADIOLOGIA TRADIZIONALE
È la modalità più frequentemente usata per la valutazione delle
patologie ossee ed articolari, in particolare nelle condizioni
traumatiche; si dovrebbero effettuare almeno 2 proiezioni dell’osso
convolto.
Di solito i radiogrammi standard comprendono la proiezione
ANTEROPOSTERIORE e la LATERALE; occasionalmente sono necessarie
proiezioni oblique e speciali, in particolare per valutare strutture
complesse come il gomito, il polso, la caviglia e la pelvi.

RADIOLOGIA TRADIZIONALE
Indicata per lo studio delle
alterazioni dei capi ossei
Indicata per la valutazione dei
rapporti articolari
Utile per lo studio delle calcificazioni
dei tessuti molli
Non permette la valutazione delle
strutture capsulo-legamentose né
tendino-muscolari

RADIOLOGIA TRADIZIONALE
b spongiosa
c corticale
a compatta
d linea epifisaria

Radiologia tradizionale: alterazioni radiologiche
fondamentali dell’osso
OSTEOPOROSI: riduzione della massa ossea
OSSO NORMALE
OSSO
OSTEOPOROTICO

Radiologia tradizionale: alterazioni radiologiche
fondamentali dell’osso
OSTEOSCLEROSI: addensamento della struttura ossea
NORMALE BAMBINO AFFETTO DA OSTEOPETROSI O
MALATTIA DELLE “OSSA DI MARMO”

RADIOLOGIA TRADIZIONALE
FRATTURA : Soluzione di continuo di un osso, causata da una qualsiasi
sollecitazione meccanica che abbia superato i limiti di elasticità,
deformabilità e resistenza del segmento interessato
T
R
A
U
M
A
T
I
C
A
F. della testa del femore
P
A
T
O
L
O
G
I
C
H
E
F. Da cisti ossea
F. da meta osteolitica

OSTEOLISI : risultato di una distruzione o di un riassorbimento focale
osseo
OSTEOSARCOMA
DEL FEMORE
S reazione periostale con
aspetto a sperone

RADIOLOGIA TRADIZIONALE: altre applicazioni
UROGRAFIA
Metodica radiologica contrastografica utilizzata per lo studio
morfologico delle vie escretrici urinarie; introduzione di mdc e.v. che
viene escreto attraverso l’emuntorio renale e conseguentemente
opacizza l’urina
Fase cistografica
Fase nefrografica
Fase calico-pielografica

URO-TC

RADIOLOGIA TRADIZIONALE: altre applicazioni
Metodiche per lo studio dell’apparato digerente
Clisma a DC del tenue
(pasto baritato seguito da una
soluzione di metilidrossietilcellulosa
Clisma opaco del tenue
(solo pasto baritato)

TC
È una tecnica radiologica digitale che fornisce una serie di immagini
assiali del corpo distinguendo i vari organi e tessuti in base alla loro
DENSITÀ grazie ad un fascio di radiazioni X che attraversa il corpo da
differenti punti di vista.
Viene rappresentata una sezione trasversale del corpo ottenuta
mediante la rotazione attorno ad esso di un fascio di raggi X.
Le radiazioni trasmesse vengono misurate da un sistema di
rilevazione (detettori) ad ogni grado di rotazione in modo da
ottenere una serie di profili di attenuazione di raggi x del soggetto
esaminato a differenti angoli.
I dati delle varie “viste” vengono inviati ad un calcolatore elettronico
che è in grado, attraverso processi matematici complessi, di
ricostruire il corpo in esame.

Tc di ultima generazione
SPIRALE il fascio radiogeno ruota intorno al
pz compiendo 360°
MULTISTRATO ad ogni giro del sistema tubo
detettori, vengono acquisite più fette
contemporaneamente.
Un grande numero di detettori (600-1200) è disposto lungo una
completa corona circolare intorno al paziente. Il fascio radiogeno a
ventaglio ruota formando una spirale intorno al paziente, mentre i
detettori rimangono fissi.

TC
Le immagini sono formate da punti detti PIXEL.
Il numero di pixel da cui è formata l’immagine è detto MATRICE.
A ciascun pixel viene assegnato un valore numerico che è in rapporto
al coefficiente di attenuazione lineare della corrispondente porzione di
tessuto in esame.
Poiché ogni fetta ha uno spessore, ad ogni pixel corrisponde un volume
di tessuto, detto VOXEL.
A ciascun pixel viene assegnato un valore numerico detto numero TC o
unità Hounsfield. Tale valore rappresenta l’attenuazione MEDIA del
corrispondente volume di tessuto esaminato (voxel).

L’acqua ha sempre valore 0
L’aria è sempre –1000
Strutture con densità
intermedie tra l’acqua e l’aria
avranno valori negativi.
Strutture con densità
maggiore dell’acqua avranno
valori positivi.
TC: scala di Housfield
Valori di attenuazione di
alcuni organi e tessuti
normali

TC
Le apparecchiature moderne hanno una capacità di 4096
toni di grigio, che rappresentano diversi livelli densitometrici in
UH. Il monitor può mostrare al massimo 256 toni di grigio;
tuttavia l’occhio umano ne coglie solo circa 20.
Dal momento che le densità dei tessuti umani si estendono in
un ristretto raggio (FINESTRA) dello spettro totale, è possibile
selezionare un livello di finestra che rappresenti la densità del
tessuto in esame.

Ampiezza della finestra: range
di rappresentazione dei grigi. I
livelli al di sopra ed al di sotto
dei limiti della finestra
corrisponderanno al bianco
ed al nero. I livelli intermedi
verranno distribuiti in maniera
lineare all’interno della
finestra.
Centro della finestra: sposta il
livello intermedio di grigio
utilizzato sulla densità che
vogliamo studiare.
TC: finestra della scala dei grigi
NB: il livello di densità medio della finestra dovrebbe essere
stabilito il più vicino possibile a quello del tessuto in esame

Finestra per tessuti molli Finestra polmonare
La finestra si stabilisce in modo tale che i muscoli, i vasi ed il piano adiposo
siano ben rappresentati nei toni ottimali di grigio. La finestra è centrata
intorno a 50UH con un’ampiezza di circa 350UH. Si avrà una
rappresentazione dei valori di densità compresi tra -125 e +225 UH; quindi
tutti i tessuti con densità inferiori a -125 (come il polmone) sono
rappresentati in nero, mentre quelli con densità maggiori di +225 in
bianco e la loro struttura interna non potrà essere distinta.
In tal caso è
necessario abbassare
il centro della finestra

TC Finestra per il parenchima
TC polmonare
Finestra per il mediastino e
parete toracica
empiema pleurico
polmonite lobare superiore e
media destra da S. pneumoniae

TC
finestra parenchimi
finestra osso

TC: un po’ di terminologia
1 3
2
1. Lesione ipodensa (cisti
displasica)
2. Lesione iperdensa (nodulo
calcifico)
3. Lesioni miste (metastasi)

TC in ambito osteoarticolare
Ottima rappresentazione delle
strutture ossee
Buona rappresentazione dei
tessuti molli e delle strutture
intraarticolari
L’utilizzo di mdc ev può
mettere in evidenza lesioni
riccamente vascolarizzate
(infiammazioni o tumori)
Dose di radiazione superiore a
quelle delle tecniche
radiografiche usuali

ECOGRAFIA
Gli UltraSuoni (US) sono un particolare tipo di onde meccaniche, cioè
onde elastiche, le cui modalità di propagazione dipendono dalle
forze elastiche che legano tra loro le particelle dei mezzi attraversati.
Queste onde non possono, quindi, propagarsi nel vuoto in assenza di
materia.
L’orecchio umano è in grado di percepire onde meccaniche,
definite sonore, di frequenza compresa tra 20 e 20000 cicli al
secondo (Hz); quelle di frequenza inferiore sono chiamate infrasuoni,
quelle di frequenza superiore ultrasuoni (US).

ECO
La diagnostica ecografica si ottiene utilizzando la tecnica dell’eco
pulsata. La sonda ecografica o trasduttore converte l’energia
elettrica in un breve impulso di energia acustica ad alta frequenza
che viene poi trasmessa ai tessuti del paziente in esame.
In un secondo momento la sonda funziona come ricevente,
captando gli echi di energia acustica riflessi dai tessuti.
L’immagine finale è il risultato di multiple eccitazioni dei tessuti
compresi nel campo di vista mediante multipli impulsi sonori
strettamente ravvicinati nel tempo.

ECO
Esistono sonde a diversa frequenza; quelle a frequenza più alta (5-10
MHz) garantiscono una maggiore risoluzione spaziale ma hanno un
potere di penetrazione più limitato; quelle a frequenza più bassa
permettono una migliore penetrazione dei tessuti ma perdono in
risoluzione spaziale.
La sonda si posiziona direttamente a contatto con la cute del
paziente, utilizzando un gel idrosolubile per ottimizzare il contatto
sonda-cute e migliorare la trasmissione degli ultrasuoni.

US: impedenza acustica (Z)
È la forza con la quale ogni mezzo si oppone al passaggio degli US
È il prodotto della densità del mezzo per la velocità di propagazione
degli US e si misura in Rayls
L’importanza dell’IMPEDENZA ACUSTICA è data dal fatto che in
corrispondenza delle superfici di separazione tra mezzi ad
impedenza acustica diversa (INTERFACCE ACUSTICHE), hanno luogo
i fenomeni di riflessione e di diffusione da cui originano gli echi alla
base della formazione delle immagini ecografiche.
Quando il fascio pulsato di onde sonore incontra un’interfaccia tra
tessuti a differente impedenza acustica avviene una riflessione o una
rifrazione. Le onde sonore riflesse indietro verso il trasduttore sono
registrate e convertite in immagini.

ECO
La visualizzazione delle strutture anatomiche mediante l’ecografia è
limitata dall’osso e dalle strutture contenenti aria.
L’energia acustica viene quasi completamente assorbita a livello
delle interfacce tra tessuti molli e osso, determinando così un’ombra
acustica posteriore che non permette la visualizzazione delle
strutture localizzate profondamente alla superficie ossea.
A livello delle interfacce tra tessuti molli ed aria si determina una
riflessione quasi totale del fascio ultrasonoro con conseguente
impossibilità di visualizzare le strutture più profonde.

ECO-DOPPLER
L’effetto Doppler consiste in una variazione della frequenza degli
echi di ritorno rispetto all’impulso trasmesso, causata dalla riflessione
delle onde sonore da parte di strutture in movimento.
Nella pratica clinica le strutture in movimento di interesse sono i
gl.rossi del sangue che scorre nei vasi.
Se il flusso sanguigno si allontana dalla superficie della sonda, la
frequenza degli echi di ritorno risulterà più bassa; se invece il flusso
sanguigno si avvicina , la frequenza degli echi risulterà più alta.
La differenza delle due frequenze, quella trasmessa e quella di
ritorno, è proporzionale alla velocità dei gl.rossi e quindi del flusso
sanguigno.
Quindi dimostra la presenza di sangue e
ne determina la direzione e la velocità

ECO-COLOR-DOPPLER
Rappresenta la combinazione su una singola immagine delle
informazioni in scala di grigi con quelle Doppler con codifica
di colore.
I tessuti stazionari con echi che non subiscono variazioni di
frequenza vengono rappresentati in scala di grigi mentre il
flusso sanguigno che producono effetto Doppler vengono
rappresentati a colori.
Il flusso sanguigno che si avvicina alla superficie della sonda di
solito viene rappresentato dalle gradazioni di rosso, mentre il
flusso che si allontana nelle gradazioni del blu.

US: un po’ di terminologia
-Anecogeno (cisti)
-Iperecogeno con attenuazione
posteriore del fascio ultrasonoro (calcoli)
-Iperecogeno
-Isoecogeno
-Ipoecogeno
Il fascio di US che attraversa un liquido,non viene né assorbito e né
attenuato e non produce echi

Cono d'ombra posteriore
US
Strutture con impedenza acustica particolarmente elevata possono
causare la completa riflessione del fascio ultrasonoro. Tale fenomeno
produce posteriormente un’ombra acustica priva di echi, dovuta al
fatto che i tessuti situati in piani posteriori non vengono raggiunti dal
fascio di US.
Può essere prodotto da calcoli, gas, strutture ossee e strutture fibrose
dense (cicatrici).
Cono d'ombra posteriore da
calcolo biliare

Cisti mammaria:lesione anecogena
con rinforzo acustico posteriore
Angioma epatico: lesione iperecogena
Adenoma epatico:lesione ipoecogena Calcoli della colecisti:lesioni iperecogene
con cono d’ombra posteriore

Ecostruttura normale del muscolo; le fibre
muscolari, comprese tra la fascia
superficiale (1) e la fascia profonda
(2)presentano ecostruttura relativamente
ordinata con alternanza di bande
ipoecogene(fibre muscolari di III ordine,
asterisco)e iperecogene(perimisio,punta di
freccia)
ECOGRAFIA
Ecostruttura normale del tendine; al di
sotto del piano sottocutane(S) si apprezza
la caratteristica ecostruttura fibrillare
tendinea (punte di freccia),costituita da
echi fibrillari stipati disposti ordinatamente
secondo l’asse > del tendine.

ECOGRAFIA in ambito osteoarticolare
Utile per lo studio dei tessuti molli e delle strutture
fibrose articolari
Utile per la valutazione dei versamenti intraarticolari
Utile per la valutazione dei traumi
muscolari
Non permette una visione d’insieme

ECOGRAFIA in ambito osteoarticolare
Consigliabile l’utilizzo di un ecografo fornito di un trasduttore a
frequenza molto elevata per il corretto studio della strutture più
superficiali e di un trasduttore multifrequenza almeno intorno ai
7,5-12,5 MHz per la valutazione più generale, comprendente
anche le strutture muscoloscheletriche localizzate in sedi più
profonde e di conseguenza più difficilmente accessibili con i
trasduttori ad altissima frequenza. (In assenza di
apparecchiature allo stato dell’arte utile l’utilizzo di distanziatori
costituiti da materiale sonoconduttore quale il silicone)
Fondamentale è il costante mantenimento della inclinazione
del fascio ultrasonoro che deve essere perpendicolare alle
strutture anatomiche in esame

RM
I sistemi RM producono immagini utilizzando le
proprietà magnetiche del nucleo dell’idrogeno,
che è l’elemento più abbondante nell’organismo.
Tali nuclei,introdotti nel contesto di un campo
magnetico uniforme, si rivelano capaci di assorbire
energia elettromagnetica apportata dall’esterno
allorquando questa è erogata con opportuna
frequenza.
NB: la frequenza di risonanza è definita dal tipo di
nucleo in considerazione e dall’intensità del campo
magnetico

PROTONI RM
• Sono quelli che si trovano nei nuclei degli
atomi di idrogeno nell’acqua libera nel
corpo del paziente (non legato a
macromolecole) e nei nuclei degli atomi
con un numero dispari di elettroni che sono
nel corpo umano il carbonio 13, il fluoro 19,
il sodio 23 ed il potassio 39
• Gli atomi che hanno un numero pari di
elettroni hanno un momento magnetico
nullo

I PROTONI
• Sono particelle nucleari
• Ruotano intorno al proprio asse e sono
caratterizzati da un proprio spin
• Essendo dotati di carica elettrica positiva in
movimento (corrente elettrica) inducono un
CAMPO MAGNETICO con un proprio vettore
• Si comportano come dei piccoli magneti

....che cos’è un nucleo RM
spin
attivo?
+ -
E’ un nucleo dotato di un
MOMENTO MAGNETICO

Il MOMENTO MAGNETICO
• dipende dal NUMERO dei
PROTONI (dispari)
• è indipendente dal numero
dei neutroni
Idrogeno 1
Carbonio 13
Azoto 15
Ossigeno 17
Fluoro 19
Sodio 23
Fosforo 31

Imaging del nucleo di
IDROGENO
• il PIU’ ABBONDANTE
• ELEVATA MAGNETIZZAZIONE
+ =
+
-

+
…se sottoposti a campo
+
+
+
magnetico…
+
i PROTONI si ALLINEANO
+
+
+
B0
+
+

…con verso PARALLELO o
PARALLELO = bassa energia
(up)
Magnetizzazione netta
ANTIPARALLELO
B0
+ +
+
+
+
ANTI-PARALLELO = alta energia
(down)
+
+

B0
MAGNETIZZAZIONE NETTA = magnetizzazione
media dei protoni in un dato istante all’equilibrio;
è orientata longitudinalmente per questo detta
anche MAGNETIZZAZIONE LONGITUDINALE

La Magnetizzazione del Pz
Se sottoposti a campo magnetico i protoni
PRECEDONO cioè ruotano in senso parallelo (o
antiparallelo) alle linee di campo con una frequenza
(FREQUENZA di PRECESSIONE) pari a:
w = B0
Eq. di Larmor
precessione
spin

Frequenza di
precessione
w = B0
B0

Invio di un impulso di RF
La magnetizzazione netta non può essere rilevata
in quanto ha la stessa direzione del campo quindi
si utilizzano impulsi di RF che perturbano l’equilibrio.
L’impulso di RF deve avere la
stessa frequenza della
frequenza di precessione del
nucleo di idrogeno per entrare
in RISONANZA con esso e
scambiarvi energia…

+
+
+
+
+
+
RF
+
scomparsa della ML
Sincronizzazione in fase dei protoni
B0
+
+
+
+
+

Invio dell’impulso di RF
a) Eccitazione nucleare
scomparsa della ML
b) Sincronizzazione di fase dei
protoni
(i protoni non puntano più in qualsiasi direzione
ma precedono in sincronia: sono “in fase”)

RF
Magnetizzazione TRASVERSALE

ML
I
MT
t
RF
FID
“free induction decay”
Ritorno dei protoni ad un
livello energetico più basso,
più stabile
ML
MT
L’ampiezza è massima
quando il segnale di
eccitazione (onda
elettromagnetica, RF) viene
creato ma decade
velocemente

Principali Determinanti del
segnale RM
1. Tempo di rilassamento T1
2. Tempo di rilassamento T2
3. Densità protonica

Tempo di rilassamento T1
- velocità con cui viene recuperata la ML
- tempo necessario a raggiungere il 63% della ML
ML%
Ambiente molecolare
(H2O libera e legata,
proteine, lipidi aggregati
macromolecolari)
100
0
63%
T1
- spin-reticolo (scambio di energia che i protoni cedono al
reticolo per tornare al loro stadio originario)
t

Tempo di rilassamento T1
Il T1 può essere considerato espressione degli scambi
termodinamici intercorrenti fra H (spin) e reticolo
(ambiente molecolare).
Tali scambi sono tanto più efficienti quanto più
prossima la frequenza precessionale degli spin a
quella rotovibrazionale del reticolo (correlata a
dimensioni e morfologia delle strutture molecolari)
Il T1esprime quindi un processo di “recupero” legato
ai movimenti del reticolo che si verificano ad una
frequenza sovrapponibile a quella di precessione dei
nuclei: può essere quindi immaginato come
espressione della tendenza alla minima energia
potenziale e restituzione dell’energia acquisita
durante l’impulso RF.

Differenza tra il T1
del grasso e del
muscolo
Intensità T1
grasso
muscolo
tempo

Tempo di rilassamento T2
- velocità con cui decade la MT (essa
decresce nel tempo)
- tempo necessario a perdere il 63% della MT
MT%
0
100
T2
63%
37%
-- spin-spin (ogni protone è influenzato dai campi magnetici dei nuclei
vicini)
t

Differenza tra il T2
del fegato e della
milza
Intensità T2
fegato
milza
tempo

Il T1 dipende
• Dalla capacità dei protoni di
dissipare l’energia all’interno del
tessuto (reticolo)
Il T2 dipende
• Dalla velocità di defasamento dei
protoni all’interno del tessuto

Il segnale dipende dalla Sequenza applicata
• Per determinare il CONTRASTO tra i
vari tipi di tessuti si effettuano delle
sequenze: si inviano ordinatamente
più impulsi di radiofrequenza con
diversi angoli e frequenze e con
tempi diversi

RM
La densità protonica (DP) esprime il numero dei
nuclei di idrogeno risonanti per unità di volume di
tessuto
Le costanti di tempo T1 e T2 rappresentano,
invece, le modalità del rilassamento nucleare,
cioè del ritorno in condizioni di equilibrio al cessare
dell’impulso di RF perturbante: la loro influenza sul
segnale è conosciuta e quantificabile e può
essere modulata dai “parametri estrinseci”
operatore dipendenti

RM
Le sequenze sono quell’insieme di parametri
estrinseci, operatore dipendenti che
determinano il grado di intensità del segnale,
contrasto e risoluzione spaziale dell’immagine
di risonanza magnetica

RM
I parametri “estrinseci” operatore dipendenti
indispensabili per ottenere immagini “pesate in T1
T2 o DP” sono:
-TR (tempo di ripetizione) è definito come
l’intervallo fra due successive eccitazioni.
-TE (tempo di eco) è definito come l’intervallo fra
centro dell’eccitazione e centro del periodo di
campionamento del segnale. Il tempo trascorso il
quale effettuiamo la registrazione del segnale

Variando il TR ed il TE determino la
PESATURA della sequenza:
• La variazione del TR permette di modulare la
dipendenza della sequenza dal T1: se il TR è
corto alcuni tessuti non avranno recuperato la
magnetizzazione longitudinale, al successivo
impulso sarà differente tra i vari tessuti
• La variazione del TE determina la modulazione
della sequenza rispetto al T2: se il TE è lungo gli
spin saranno sempre più sfasati in relazione al
tessuto in esame

RM
TR TE
breve breve T1 pesata
lungo lungo T2 pesata
lungo breve
densità
protonica
breve lungo NO segnale

I liquidi appaiono ipointensi nelle immagini
T1 pesate, mentre mantengono segnale
nelle scansioni T2 pesate.
Il grasso è caratterizzato da un breve T1 e
quindi da una netta iperintensità di segnale
che ne facilita il riconoscimento, in
particolare nelle sequenze T1 dipendenti.
L’aria e la corticale ossea sono
caratterizzate da ipointensità di segnale in
tutti i tipi di acquisizione

SAG T1(tratto cervicale) SAG T2(tratto lombare)

RM
È la metodica di scelta per lo studio delle
articolazioni
Non utilizza radiazioni ionizzanti
Permette l’esecuzione di scansioni
multiplanari
Permette la differenziazione dei vari tessuti
e di eventuali raccolte fluide grazie alle
differenti sequenze di acquisizione
Ottima rappresentazione dei tessuti molli

Medicina nucleare
Specialità medica che nella diagnostica impiega RADIOISOTOPI (atomi
radioattivi di elementi chimici).
Le sostanze radioattive (RADIOFARMACI) sono somministrate al
pz in modo che egli stesso diventi una sorgente di radiazioni;
appositi strumenti permetteranno poi di rilevare dall’esterno del
corpo la distribuzione del radiofarmaco al suo interno.
Risultato di un’indagine radioisotopica è un insieme di immagini
prevalentemente funzionali nelle quali la concentrazione di un
certo radiofarmaco in un certo organo (o la sua variazione di
concentrazione nel tempo) è strettamente legata ai processi
biochimici che determinano e definiscono la funzione stessa di
quell’organo.