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neurali:risonanza_magnetica

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neurali:risonanza_magnetica [2015/01/03 14:16]
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 +======Risonanza magnetica======
  
 +=====Principi di fisica=====
 +
 +Il corpo umano è composto prevalentemente di molecole di acqua.
 +Ogni molecola d'acqua è composta da atomi di idrogeno, cioè protoni.
 +I protoni possono essere immaginati come trottole che ruotano poiché possiedono uno spin.
 +I protoni sono caricati elettricamente e quindi il loro movimento genera anche un campo magnetico, quindi, ogni atomo produce un campo magnetico orientato casualmente.
 +
 +=====Perturbazioni esterne=====
 +
 +Quando una trottola ruota intorno ad un asse inclinato rispetto al campo della forza di gravità il suo moto è perturbato e la trottola, prima di cadere, inizia ad oscillare, per la legge sulla conservazione del momento della quantità di moto.
 +Quando un protone è sottoposto ad un campo magnetico orientato in modo diverso da quello prodotto in proprio, viene perturbato fino a che è presente il campo esterno, producendo un campo uguale ed opposto.
 +
 +Quando il campo esterno cessa, il protone ritorna nella posizione di riposo, emettendo l'energia assorbita come onda elettromagnetica.
 +L'intensità dell'energia emessa sarà proporzionale al numero di atomi di idrogeno presenti, che sarà proporzionale alla quantità di acqua presente nel corpo.
 +Questo permette di distinguere tessuti più densi da quelli meno densi.
 +
 +=====Il campo magnetico=====
 +
 +==== Potenza del campo ====
 +
 +Un telefono cellulare produce un onda elettromagnetica che si propaga di potenza dell'ordine di 1 W.
 +Un sistema usato per la Risonanza magnetica produce un campo di potenza dell'ordine di 1 kW, cioè mille volte superiore.
 +
 +==== Frequenza del campo ====
 +
 +Il telefono cellulare produce onde di frequenza 1 GHz, assorbite dal corpo umano sotto forma di calore.
 +Il campo della risonanza magnetica produce onde di frequenza 1 MHz.
 +
 +==== Localizzazione del campo ====
 +
 +Il telefono cellulare deve produrre un campo elettromagnetico che diventa radiante (si propaga a distanza).
 +Il campo della risonanza magnetica non è emesso perché è confinato nella bobina in cui è generato.
 +
 +==== Modulazione del campo ====
 +
 +Esistono tecniche di modulazione di ampiezza e/o di fase del campo magnetico che permettono di distinguere anche da quale regione dello spazio è stato emessa l'energia.
 +
 +La tecnica della //trasformata di Fourier// permette di ricostruire le immagini a partire dall'analisi del segnale del campo magnetico.
 +
 +=====Trasformata di Fourier=====
 +La frequenza di un segnale periodico è per definizione l'inverso del suo periodo
 +
 +La tradizione trasformata di Fourier è una tecnica che si può applicare ad un segnale (non periodico) che varia nel dominio del tempo (assumendo diversi valori di ampiezza), per ottenere una sua trasformazione in un nuovo dominio (quello della frequenza) dove assume valori nel dominio dei //numeri complessi//, e permettere  di analizzare più facilmente le sue componenti armoniche generali (intensità e fase per diverse frequenze temporali).
 +
 +Tale trasformazione matematica è invertibile
 +
 +Tale trasformata di Fourier si può applicare anche nel dominio dello piano (x,y) o nello spazio, permettendo di passare dall'analisi di come cambia l'intensità di un segnale nello spazio (come un segnale visivo che proviene da un piano) mettendo in evidenza le sue componenti armoniche generali (per diverse frequenze spaziali)
 +
 +=====Frequenza spaziale=====
 +Un'immagine con elevate componenti a bassa frequenza spaziale sarebbe una immagine priva di dettagli, opaca o di un colore piatto.
 +Un'immagine con elevate componenti ad elevata frequenza spaziale sarebbe ricca di dettagli e bordi ad elevato contrasto, come righe bianche e nere che si alternano in piccoli spazi.
 +
 +Per rappresentare al computer una immagine con elevata frequenza spaziale, si dovrebbero usare molti pixel, altrimenti si avrebbe il problema del campionamento e dell'aliasing, come accade per il campionamento delle frequenze audio elevate.
 +
 +Esempio di immagine che possiede una frequenza spaziale crescente da sinistra verso destra
 +
 +{{ :neurali:frequenza_spaziale.png?nolink&200 |}}
neurali/risonanza_magnetica.txt · Last modified: 2020/06/08 22:20 (external edit)