UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI MODENA E REGGIO EMILIA Facoltà di Medicina e Chirurgia

1. Prof. Tolmino Corazzari Dott. Andrea Righini Anno Accademico 2006-07 UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI MODENA E REGGIO EMILIA Facoltà di Medicina e Chirurgia RISONANZA MAGNETICA DELL’ENCEFALO FETALE: PARAMETRI PER L’OTTIMIZZAZIONE DELLE SEQUENZE DI ACQUISIZIONE DI IMMAGINE

2. INTRODUZIONE La principale indicazione allo studio R.M. dell’encefalo fetale viene eseguito di solito dopo indicazione scaturita da indagine ecografica, in merito a dubbie e non chiare anomalie. Il ruolo della neuroradiologia nella valutazione di sospetta patologia o malformazioni a carico del SNC è stato modificato con l’attuale sviluppo tecnologico della R.M. (1,5 T), ad elevata risoluzione spaziale di contrasto, consentendo un’ottima rappresentazione, con studio multiplanare, l’ anatomica del cervello. Le sequenze “ultraveloci” hanno incrementato le potenzialità della R.M. fetale eliminando le problematiche legate agli artefatti da movimento materno/fetale riducendo contestualmente la durata dell’esame. Finalità dello Studio Scopo del presente studio è l’individuazione dei parametri che definiscono la sequenza “ottimale” per lo studio dell’encefalo fetale. La sequenza “ottimale” è quella che presenta il minore valore di S.A.R., a fronte del più elevato valore del rapporto segnale rumore e di risoluzione spaziale.

3. Anatomia R.M. dell’Encefalo Fetale La R.M. viene eseguita a partire dalla 18a. settimana di gestazione per valutazioni qualitative e quantitative dello sviluppo cerebrale. comparsa primi solchi corticali 19a 23a 25a 18a margine corticale solchi corticali sempre più complessi 30a 33a 28a Immagini pesate in T2 sezione sagittale. Si evidenzia l’evoluzione dell’encefalo fetale nelle varie settimane di gestazione.

4. STUDIO DELL’ENCEFALO FETALE In ambito di ricerca e studi funzionali le sequenze “ultra-fast imaging” rappresentano un metodo primario di indagine, (soprattutto per le applicazioni cliniche riguardanti eventi dinamici) in quanto riduce il tempo di acquisizione e di conseguenza limita gli artefatti legati ai movimenti fisiologici della paziente

5. BOBINE UTILIZZATE IN R.M. FETALE Il piccolo volume dell’encefalo fetale è più facilmente valutabile con bobine di Superficie, mentre a partire dalla 27° sett. vengono utilizzate le bobine Phase-Array Le bobine di Superficie sono planari e sono poste sull’addome materno nelle immediate vicinanze della porzione corporea del feto che deve essere esaminata. La qualità dell’immagine dipende dalla vicinanza della testa fetale al centro del campo di sensibilità della bobina stessa. Quanto maggiore sarà la distanza, tanto minore sarà il S.N.R.. Bobina di superficie Per quanto riguarda le bobine Phase-Array accoppiate, la posizione della testa rispetto alla bobina stessa influenza in modo meno importante il valore del S.N.R. dell’immagine acquisita, ottenendo un campo di vista maggiore e una visione più ampia della regione da esaminare. Bobina Phase-Array

6. In considerazione alle limitazioni delle dimensioni del parenchima fetale, abbiamo mantenuto anche nel fantoccio le ROI possibili nella paziente. Il diametro ROI parenchima è < 1/5 di quelle esterne come nel fantoccio. La prima parte dello studio ha riguardato l’acquisizione d’immagini di un fantoccio, abitualmente utilizzato per i test di qualità dell’immagine, inserito nel magnete da 1,5 T sul quale è stato posizionata una bobina phase-array a 4 canali e sono state eseguite varie sequenze variando di volta in volta i parametri TE, TR, VOXEL DI ACQUISIZIONE e GAP. E’ stato calcolato il rapporto segnale rumore di ogni sequenza, per scegliere tra i valori di SAR, di risoluzione spaziale e rapporto segnale rumore, quelle ottimali. Aree di ROI Piccole nel parenchima cerebrale Bassi Conteggi Aree di ROI Grandi posizionate nell’immagine di fondo della paziente nelle vicinanze del feto otteniamo istogrammi di tipo Gaussiano Mono e Bimodale

7. DEFINIAMO LA S.A.R. E IL RAPPORTO SEGNALE RUMORE

8. Il rapporto segnale/rumore è un criterio essenziale per la qualità dell’immagine. La sua determinazione avviene con il rilievo del valore medio dei conteggi all’ interno di piccole regioni d’interesse (ROI) individuate sulla base dell’anatomia, nel parenchima cerebrale. Questo valore medio viene posto a confronto con il valore medio del segnale in ROI individuate al di fuori della paziente, nell’immagine del fondo, in corrispondenza della zona di presenza del feto. A seguire calcoliamo il rapporto tra il valore medio di segnale all’interno delle ROI dell’encefalo e il valore medio di segnale rilevato all’interno delle ROI esterne (fondo). S.N.R = S.A.R. • La S.A.R. è definita come la quantità di energia assorbita dalla unità di massa corporea, investita dalla radiofrequenza e dalla variazione nel tempo dei gradienti di campo magnetico. • Tale energia elettromagnetica assorbita è espressa in Watt/Kg. • Per monitorare il valore della S.A.R. i fattori selezionati sono : • il peso della paziente • i parametri della sequenza • Il valore misurato della S.A.R. è essenziale per poter valutare e contenere il possibile incremento di temperatura a carico del feto e della paziente durante un esame tipico. S.N.R.

9. Gli Organismi Internazionali (IEC) hanno individuato un set standard di valori limiti per garantire la sicurezza della paziente per l’intero corpo, ottenuti da un modello di calcolo delle differenze finite nel dominio del tempo (FDTP). I risultati di questo modello teorico sono rappresentati in questo grafico, dove la S.A.R. risulta maggiore dai valori emersi nel nostro studio con valori tutti vicini a 25 Watt/Kg. S.A.R. = 27

10. CONCLUSIONI Le sequenze individuate in questo studio e che hanno risposto all’ottimizzazione dei parametri riportati sugli assi, sono contenuti all’interno del volume del parallelepipedo. S.N.R. Range Valori da 9,9 a 31,2 31,22 3 GAP 9,9 Range Valori da 0,1 a 3,0 Risoluzione Spaziale Range Valori da 4,6 a 9,9