- Oggetto:
- Oggetto:
Neuroimaging technologies II
- Oggetto:
Neuroimaging technologies II
- Oggetto:
Academic year 2024/2025
- Course ID
- NEU0270B
- Teacher
- Federico D' Agata (Lecturer)
- Year
- 2nd year
- Teaching period
- First semester
- Type
- Related or integrative
- Credits/Recognition
- 1
- Course disciplinary sector (SSD)
- SSD: FIS/07 - applied physics (a beni culturali, ambientali, biologia e medicina)
- Delivery
- Formal authority
- Language
- English
- Attendance
- Obligatory
- Type of examination
- Oral
- Type of learning unit
- modulo
- Modular course
- Neuroimaging I (NEU0270)
- Oggetto:
Sommario del corso
- Oggetto:
Course objectives
At the end of the module, the main physical aspects of magnetic resonance (MR) imaging will be discussed, including tissues' magnetization, and the characterization of their properties with MR technology to quantify it.
Al termine del modulo si conosceranno i principali aspetti fisici dell'Imaging eseguito con Risonanza Magnetica (RM) comprendendo il concetto di magnetizzazione dei tessuti e la caratterizzazione delle loro proprietà attraverso l'utilizzo delle tecnologia RM per effettuarne la quantificazione.- Oggetto:
Results of learning outcomes
1. Knowledge and Understanding
Students will acquire a solid understanding of the theoretical foundations of Magnetic Resonance Imaging (MRI), including concepts such as proton spin behavior, resonance, relaxation times, and Bloch equations. They will also be able to analyze different types of MRI sequences (e.g., Spin Echo, Inversion Recovery, EPI, Stejskal-Tanner) and understand key contrast mechanisms (T1w, T2w, PD, BOLD, DW). Historical and modern developments in MRI technology will be explored, along with the fundamentals of signal detection, Fourier transform, and imaging in one- and multi-dimensional spaces.
2. Applying Knowledge and Understanding
Students will be able to apply the principles learned to design and interpret MRI experiments, understanding proton behavior in a magnetic field and how different variables affect image quality and contrast. They will also be capable of solving problems related to selecting optimal MRI sequences and parameters for specific clinical or research applications, managing noise, and improving image quality.
3. Making Judgments
Students will develop the ability to critically assess MRI image results, identifying potential errors or anomalies and proposing solutions. They will be able to make informed decisions on which sequence or protocol is most suitable for obtaining specific types of contrast or answering particular clinical or research questions.
4. Communication Skills
Students will be able to clearly explain the fundamental concepts of MRI to both technical and non-specialist audiences. They will also be able to present and discuss MRI experimental results effectively, using appropriate scientific language supported by data and images.
5. Learning Skills
The course will encourage students to develop independent learning skills, enabling them to explore new developments in the field of MRI autonomously. They will be capable of following technological and methodological advancements through scientific literature and participation in specialized conferences.
1. Conoscenza e capacità di comprensione
Gli studenti acquisiranno una solida conoscenza delle basi teoriche della Risonanza Magnetica (MRI), comprendendo concetti come il comportamento dello spin del protone, la risonanza, i tempi di rilassamento e le equazioni di Bloch. Inoltre, saranno in grado di analizzare i diversi tipi di sequenze MRI (ad es. Spin Echo, Inversion Recovery, EPI, Stejskal-Tanner) e di comprendere le principali modalità di contrasto (T1w, T2w, PD, BOLD, DW). Verranno esplorati aspetti storici e moderni della tecnologia MRI, inclusi i fondamenti del rilevamento del segnale, la trasformata di Fourier e l’imaging in spazi monodimensionali e multidimensionali.
2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Gli studenti saranno in grado di applicare i principi appresi per progettare e interpretare esperimenti MRI, comprendendo il comportamento dei protoni in un campo magnetico e l'influenza delle variabili sulla qualità dell'immagine e sul contrasto. Potranno anche risolvere problemi relativi alla scelta di sequenze e parametri MRI ottimali per specifiche applicazioni cliniche o di ricerca, gestendo il rumore e migliorando la qualità dell'immagine.
3. Autonomia di giudizio
Gli studenti svilupperanno la capacità di valutare criticamente i risultati di immagini MRI, identificando eventuali errori o anomalie e proponendo soluzioni. Saranno in grado di prendere decisioni informate su quale sequenza o protocollo sia più adatto per ottenere determinati tipi di contrasto o per rispondere a specifiche domande di ricerca o cliniche.
4. Abilità comunicative
Gli studenti saranno in grado di spiegare chiaramente i concetti fondamentali della MRI sia a un pubblico tecnico che non specialista. Essi potranno anche presentare e discutere i risultati di esperimenti MRI in modo efficace, utilizzando un linguaggio scientifico appropriato e supportato da dati e immagini.
5. Capacità di apprendimento
Il corso incoraggerà gli studenti a sviluppare abilità di apprendimento autonomo, permettendo loro di esplorare in modo indipendente nuovi sviluppi nel campo della MRI. Saranno in grado di continuare a seguire progressi tecnologici e metodologici attraverso la letteratura scientifica e la partecipazione a conferenze specializzate.
- Oggetto:
Program
Introduction to Magnetic Resonance: proton spin
A brief history of MRI developments
Response of a single proton to a magnetic field
Rotating reference frame and resonance
Magnetization, relaxation times, and Bloch equation
Signal detection, contrast, and noise
FID, Spin Echo, Inversion Recovery
K one-dimensional and multidimensional space
Fourier transform and imaging
T1w, T2w, PD contrasts
MRI sequences' diagrams
EPI sequence
Stejskal-Tanner sequence
BOLD contrast
DW contrast
Introduzione alla Risonanza Magnetica: spin protonico, storia degli sviluppi della RM
Risposta di un singolo nucleo ad un campo magnetico
Sistema di riferimento rotante e risonanza
Magnetizzazione, tempi di rilassamento e equazione di Bloch
Detezione del segnale, contrasto e rumore
FID, Spin Echo, Inversion Recovery
K spazio unidimensionale e multidimensionale
Trasformata di Fourier e formazione dell'immagine
Contrasti pesati in T1, T2 e densità protonica
Diagrammi delle sequenze RM
Sequenza EPI
Sequenza di Stejskal-Tanner
Contrasto BOLD
Contrasto pesato in Diffusione- Oggetto:
Course delivery
Class lectures, with the aid slide projection.
Lezioni frontali con l’ausilio di slide proiettate.- Oggetto:
Learning assessment methods
Written exam with an open question randomly drawn from a list that can be found on Moodle.
Esame scritto con una domanda aperta estratta a caso da una lista che si può trovare su Moodle.Suggested readings and bibliography
- Oggetto:
- Article
- Title:
- Introduction to Magnetic Resonance Imaging Techniques
- Journal title:
- Danish Research Centre for Magnetic Resonance
- Year of publication:
- 2009
- Author:
- Hanson
- Required:
- Yes
- Oggetto:
- Book
- Title:
- Magnetic Resonance Imaging: Physical Principles and Sequence Design
- Year of publication:
- 2014
- Publisher:
- Wiley
- Author:
- Brown, Cheng, Haacke, Thompson, Venkatesan
- ISBN
- Chapters:
- 1, 2, 3, 4, 7, 8, 9, 10
- Required:
- No
- Oggetto:
- Book
- Title:
- Handbook of MRI Pulse Sequences: A Guide for Scientists, Engineers, Radiologists, Technologists
- Year of publication:
- 2004
- Publisher:
- Elsevier
- Author:
- Bernstein, King, Zhou
- ISBN
- Chapters:
- 8, 9, 16
- Required:
- No
- Oggetto:
Class schedule
Lessons: from 04/10/2022 to 25/10/2022
- Oggetto:
