STUDIO E IMPLEMENTAZIONE DI ALGORITMI DI SOTTOCAMPIONAMENTO E RICOSTRUZIONE PER L ACQUISIZIONE RAPIDA DI IMMAGINI DI RISONANZA MAGNETICA CARDIOVASCOLARE.

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L’obiettivo di questo studio è di mettere in risalto i principali vantaggi che la risonanza magnetica offre, come tecnica di indagine medica per l’acquisizione di immagini dinamiche inerenti al sistema cardiovascolare, attraverso l’ausilio del metodo Unfold, che permette di ottenere eccellenti risultati servendosi di tecniche di trasformazione, filtraggi, ricezioni e domini di lavoro (vedi k-spazio) particolari analizzati in dettaglio nel corso di questo elaborato. Si parte da una presentazione rapida di informazioni generali inerenti alla risonanza magnetica soffermandosi in modo particolare su alcuni aspetti quali quello della generazione del contrasto nelle immagini e della localizzazione spaziale del segnale emesso, indispensabili per una comprensione adeguata di argomenti trattati successivamente. Durante tale trattazione ci si soffermerà infatti sulla definizione di alcuni parametri come tempo di eco, tempi di rilassamento longitudinale e trasversale, impulsi a RF e gradienti di campo frequentemente menzionati in seguito. Si passerà successivamente alla descrizione dello spazio sul quale verranno effettuate le nostre indagini. La gestione di problematiche riguardanti la qualità dell’immagine nonchè la velocizzazione dei tempi di acquisizione possono essere affrontati con maggior flessibilità lavorando più che sull’immagine di partenza, sulla sua trasformata contenuta in un ambiente particolare definito k-spazio. Verranno esposte tecniche particolari per la gestione del suo contenuto informativo proponendo alcune strategie di lettura tra le quali l’acquisizione interallacciata dell’immagine, il Parallel Imaging, i metodi EPI e Spiral per poi soffermare l’attenzione su varie forme di sottocampionamento lineare e non, su fantoccio e immagini reali, al fine di ridurre i tempi di acquisizione per rendere la fase di ottenimento dei risultati desiderati più breve possibile pur mantenendo l’obiettivo fisso di ottenere immagini con un livello elevato di qualità. Degrado dell’immagine, artefatti dovuti al movimento del cuore, problemi inerenti alla presenza del respiro e di flusso sanguigno nelle zone circostanti a quelle di interesse, sovrapposizione spaziale del contenuto informativo provocato da perdita di informazioni generate da particolari strategie di sottocampionamento(aliasing), rappresenteranno per noi i punti critici che si cercherà di contrastare, cercando di individuare strategie specifiche per ogni singolo problema. Si parlerà quindi di particolari forme di sincronizzazione, di filtraggi adeguati, di acquisizioni in apnea, dell’uso di alcuni farmaci da usare prima di sostenere l’esame di risonanza magnetica per contrastare forme particolari di aritmie che affliggono alcuni pazienti, di parametri da gestire per raggiungere un buon compromesso tra tempi e qualità dell’informazione. Si costruirà un fantoccio del cuore analizzato in asse corto grazie all’ausilio di Matlab (particolare linguaggio di programmazione) per fare le prime prove di simulazione, per poi passare a immagini reali mettendo a confronto i risultati ottenuti evidenziandone pregi e difetti.