Risonanza Magnetica per Immagini: fondamenti fisici e applicazioni diagnostiche

Magnetic Resonance Imaging (MRI) is a tomographic imaging modality that operates in the radiofrequency range and, therefore, does not involve the use of ionizing radiation. It produces images of the internal anatomical and functional features of an object through externally measured signals generated by the phenomenon of nuclear magnetic resonance. Particularly in the field of medical diagnostics, this technique provides images characterized by extremely rich informational content, in which the value of each pixel depends on a wide range of selectable parameters. This makes it possible to obtain images of the same anatomical region that emphasize different soft-tissue properties while maintaining high contrast resolution across various anatomical structures. In particular, this thesis aims to outline, from a signal processing perspective, the physical principles underlying the MR signal and the image reconstruction process. Finally, several applications of the technique are presented, together with a discussion of its advantages, limitations, and possible future developments.

La Risonanza Magnetica per Immagini (MRI) è una modalità di imaging tomografico che opera nell’intervallo della radiofrequenza e, pertanto, non impiega radiazioni ionizzanti. Essa produce immagini di caratteristiche anatomiche e funzionali interne di un oggetto mediante segnali misurati esternamente e generati sulla base del fenomeno di risonanza magnetica nucleare. Questa tecnica, soprattutto nell’ambito della diagnostica medica, consente di ottenere immagini caratterizzate da un contenuto informativo estremamente ricco, in cui il valore di ciascun pixel dipende da un’ampia gamma di parametri selezionabili. Ciò permette di ottenere immagini dello stesso distretto anatomico che evidenziano differenti proprietà dei tessuti molli, mantenendo al contempo un’elevata risoluzione di contrasto in diverse regioni anatomiche. In particolare, l'elaborato si propone di delineare, da una prospettiva di elaborazione del segnale, i principi fisici alla base del segnale MR e il processo di ricostruzione dell'immagine. Infine, vengono presentate alcune applicazioni della tecnica, discutendone vantaggi, limiti e possibili sviluppi futuri.