Grafico che mostra il rilassamento T1 (o rilassamento longitudinale)
Immagine ottenuta tramite risonanza magnetica dell'encefalo con pesatura in T1.

Il tempo di rilassamento longitudinale o rilassamento spin-reticolo o spin-lattice relaxation o T1, è una costante di tempo della risonanza magnetica nucleare, che è un fenomeno della fisica nucleare sfruttato per tecniche d'indagine della materia, anche in campo biomedico a scopo diagnostico.

Descrizione

Il segnale raccolto al termine dell'irraggiamento dei nuclei con onde elettromagnetiche è costituito da onde aventi la medesima frequenza caratteristica della precessione nucleare. L'andamento del tempo di questo segnale è determinato da due costanti di tempo chiamate T1 e T2.[1]

Se si perturba un campo magnetico con una magnetizzazione longitudinale, a 180°, i nuclei atomici immersi nel campo invertiranno il proprio vettore di magnetizzazione, fenomeno che avviene in aumento nel corso del tempo.[2][3]

In ogni momento l'apparecchio RMN misura i valori della magnetizzazione residua a un determinato tempo di eco (TE) dal quale, mediante una formula esponenziale, risulta facile risalire al valore di T1. La scelta del tempo TE è molto importante, poiché ne viene il contrasto che l'immagine può ottenere. In genere T1 ha un tempo più lento rispetto a T2 poiché, essendo incrementale, occorre un tempo sufficientemente lungo per permetterne l'apprezzamento (ma non troppo lungo da eliminare il contrasto).[2]

Essendo la formula di T1 esponenziale, si dice comunemente che il T1 di una sostanza è pari al tempo impiegato a riportare la sua magnetizzazione longitudinale al 63,21% del suo valore originario (essendo 1-e-1≈0.6321). Inoltre, T1 dipende non dall'omogeneità del campo, come T2, ma dalla sua intensità: ciò significa che aumentando questa, migliora la qualità dell'immagine. T1 sarà quindi sempre maggiore di T2.[4]

Da un punto di vista chimico il T1 di una sostanza è determinato dalla libertà di movimento delle molecole in essa contenute: T1 è elevato per acqua e fluidi acquosi fermi, a causa della scarsa interazione fra le molecole; è elevato anche per le strutture solide, nei quali i rigidi legami intermolecolari ostacolano un'efficiente interazione energetica; è breve per le soluzioni e i parenchimi, in relazione comunque alla quantità di acqua; è minimo per i tessuti adiposi. T1 permette quindi una brillante differenziazione dei tessuti a simile densità ma con contenuto fisico chimico diverso, presentando immagini ben contrastate.[5][6]

Confronto tempi di T1 e T2

Di seguito sono riportati esempi di tempi di rilassamento longitudinale e trasversale per alcuni tessuti biologici (il tempo T1 è riferito ad un campo magnetico statico di 1,5 T)[7]:

Tessuto biologicoT2T1 (a 1,5 T)
Sostanza grigia101920
Sostanza bianca76780
Liquido cerebrospinale16603270
Muscoli scheletrici47860
Cuore57860
Fegato43520
Reni581220
Milza621070
Grasso sottocutaneo85230

Note

  1. ↑ Coriasco & Rampado & Bradac, 2014, pp. 27-28.
  2. 1 2 Coriasco & Rampado & Bradac, 2014, pp. 32-35.
  3. ↑ Coriasco & Rampado & Bradac, 2014, pp. 41-42.
  4. ↑ Coriasco & Rampado & Bradac, 2014, pp. 16, 32-35.
  5. ↑ Coriasco & Rampado & Bradac, 2014, p. 35.
  6. ↑ Petitclerc L, Sebastiani G, Gilbert G, Cloutier G, Tang A, Liver fibrosis: Review of current imaging and MRI quantification techniques, in J Magn Reson Imaging, vol. 45, n. 5, May 2017, pp. 1276–1295, DOI:10.1002/jmri.25550, PMID 27981751.
  7. ↑ Coriasco & Rampado & Bradac, 2014, p. 20.

Bibliografia

  • Mario Coriasco, Osvaldo Rampado e Gianni Boris Bradac, Elementi di risonanza magnetica, Springer, 2014, ISBN 978-88-470-5640-4.

Voci correlate

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