La fisica e l’ingegneria della risonanza magnetica (MRI)

La risonanza magnetica (MRI: Magnetic Resonance Imaging) è un metodo di imaging a radiofrequenza non invasiva che sfrutta l'intensa energia di un campo magnetico per fornire in tempo reale viste tridimensionali di varie parti del corpo.  La procedura MRI è considerata indispensabile da molti medici, in particolare per la valutazione delle lesioni muscolari e per la diagnosi di malattie croniche. Una risonanza magnetica può rilevare danni di lieve entità a tendini e legamenti. Inoltre, sono in grado di fornire precocemente l'avanzare di malattie legate al cuore e alle arterie, e ad aiutare a localizzare i tumori cancerosi. In questo articolo faremo una panoramica sulla risonanza magnetica, sia dal punto di vista fisico sia ingegneristico.

Introduzione

Il fenomeno della risonanza magnetica è stato dimostrato nel 1946 da Felix Bloch e Edward Purcell. Dopo la scoperta, il fenomeno è stato utilizzato solo per l'analisi della materia inanimata. Successivamente, è stato utilizzato per mappare il cervello umano e da quel momento è entrato a pieno regime nel campo della medicina. La scienza della risonanza magnetica è ancora considerata nella sua infanzia. Le future applicazioni suggerite comprendono la diagnosi e il trattamento di condizioni di malattia ancora sconosciute. Anche lo studio dei disturbi comportamentali, il controllo verità e il pensiero sono stati discussi come potenziali applicazioni indirette. La tecnica di imaging MRI è talvolta chiamata anche come risonanza magnetica nucleare (NMRI), poiché coinvolge nel suo funzionamento complessivo i nuclei degli atomi.

Il funzionamento

La risonanza MRI impiega potenti bobine che producono un forte campo magnetico che costringe i protoni del corpo ad allinearsi al vettore campo. Quando una corrente a radiofrequenza viene pulsata attraverso il paziente, i protoni sono stimolati andando fuori equilibrio e tendendo contro la forza del campo magnetico. Quando il campo a radiofrequenza viene spento, i sensori MRI sono in grado di rilevare l'energia rilasciata durante il riallineamento dei protoni con il campo magnetico. Il tempo necessario per i protoni a riallinearsi con il campo magnetico e la quantità di energia rilasciata cambiano a seconda dell'ambiente e della natura chimica delle molecole. I medici sono in grado di distinguere le differenze tra i vari tipi di tessuti in base a determinate proprietà magnetiche. Per ottenere un'immagine MRI, un paziente viene posto all'interno di un grande magnete e deve rimanere immobile durante il processo affinchè l'immagine non sia sfocata e perfettamente nitida. I mezzi di contrasto possono essere somministrati ad un paziente per via endovenosa, prima o durante la MRI, per aumentare la velocità con cui i [...]

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Una risposta

  1. Maurizio Di Paolo Emilio Maurizio 20 ottobre 2016

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