Trasferimento di magnetizzazione (MTC - MT)

Luca Bartalini
By Luca Bartalini in Tecnica e tecnologia RM,
La tecnica di trasferimento di magnetizzazione in risonanza magnetica trova varie applicazioni sia nella routine clinica che negli studi avanzati. L'obiettivo di tale tecnica, come dice il nome stesso, è quello di indurre un passaggio di magnetizzazione fra strutture molecolari che hanno caratteristiche fisiche diverse, utilizzando impulsi RF dedicati aggiuntivi a quelli standard previsti dalla sequenza. Generalmente trattiamo di impulsi spettralmente selettivi con BW ben definita ceduti ad ogni ripetizione (TR), come succede negli scanner clinici, oppure impulsi continui generati da bobine di trasmissione dedicate, come invece ritroviamo negli scanner avanzati o di ricerca. L'invio e la tipologia degli impulsi di radiofrequenza dedicati può variare molto in funzione della tecnica specifica utilizzata. Possiamo infatti riconoscerne tre: 1) Tecnica off resonance 2) Tecnica in resonance binomiale 3) Tecnica in resonance trinomiale Per semplicità verrà illustrata successivamente solo la tecnica OFF resonance. Per comprendere il processo di trasferimento, si possono riconoscere due grandi comparti all'interno dei tessuti biologici, basati ovviamente sul protone dell'idrogeno: A) Comparto libero (Free pool) B) Comparto legata (Bound pool) L'esempio principale per il comparto libero può essere il gruppo ossidrilico (-OH) legato alla molecola di acqua, caratterizzata da tempi T2 relativamente lunghi e banda spettrale ristretta (10-100Hz). Mentre per il comparto legato possiamo portare ancora l'esempio del gruppo ossidrilico legato ad una struttura macromolecolare. In questo caso invece trattiamo di tempi T2 brevi-ultrabrevi, non valutabili con sequenze di impulsi standard e banda di frequenze molto ampia (10-50KHz). Dalla figura successiva si nota chiaramente come la densità di protoni appartenenti ai due comparti sia molto diversa in funzione della banda spettrale. L'invio di un impulso RF off-resonance comporta una eccitazione e saturazione della ML del comparto legato, creando successivamente un trasferimento della magnetizzazione sui tessuti adiacenti appartenenti al comparto libero. In questo modo si induce una riduzione della magnetizzazione trasversa disponibile e, conseguentemente, del segnale con l'obiettivo di aumentare la risoluzione di contrasto. La caratteristica che deve avere l'impulso RF dedicato è quello di saturare selettivamente il comparto legato, lasciando più possibile intoccato quello libero,in modo da evitare perdite di segnale diretto non utile all'aumento del contrasto di immagine. Per questo la bandwidth, durata temporale, forma, amplificazione e frequenza di off-set dell'impulso MTC devono essere ponderate in funzione dell'obiettivo voluto. Le applicazioni pratiche di tale tecnica si ritrovano principalmente nello studio Angio-RM intracranico con tecnica 3D TOF, al fine di abbattere il segnale dei tessuti stazionari, con aumento della risoluzione di contrasto del sistema vascolare, specialmente dei piccoli vasi. Rispettivamente senza e con MTC. In questo caso specifico però la tecnica off-resonance porta ad avere un netto incremento del TR minimo con svantaggi nelle tempistiche di imaging. Vantaggi invece si hanno con le tecniche IN-resonance e con la nuova tecnica SVORF (Spatially Varying Off-Resonance Frequency) [3] Altre applicazioni si ritrovano nello studio delle placche di SM, nella differenziazione dei tumore con MDC, nelle sofferenze muscolari, compreso il miocardio, e nelle osteoartriti nel campo osteo-articolare. In quest'ultimo caso infatti, tramite l'utilizzo di sequenze GRE T2*, si ha una riduzione del segnale cartilagineo con mantenimento del segnale del liquido intrarticolare e conseguente incremento della risoluzione di contrato [3] Rispettivamente senza e con MTC Bibliografia [1] Matt. Bernstein et all. Handbook of MRI pulse sequences. (book) [2]de. Boer. Magnetization transfer contrast (part one). Philips Medical, Systems, Best the Netherlands (64-73) [3]de. Boer. Magnetization transfer contrast (part two). Philips Medical, Systems, Best the Netherlands (74-83)
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