Test of multiple sensor set-up for head motion characterization during MRI acquisition

L'Imaging a Risonanza Magnetica (MRI) è una tecnica di imaging ampiamente utilizzata in ambito medico. La ricerca in questo campo si sta focalizzando sullo sviluppo di scanner a campi molto intensi, come lo scanner a 7 T utilizzato in questa tesi. La risoluzione delle immagini e l'entità degli artefatti creati dai movimenti involontari del paziente sono proporzionali all'intensità di campo magnetico e diventano rilevanti ad intensità molto elevate. Le tecniche di Motion Correction, nota la cinetica dei movimenti, permettono di correggere queste distorsioni. La tesi è inserita in un progetto che ha come scopo la misura indiretta dei movimenti della testa durante la scansione MRI. In particolare, mi sono concentrata sui miglioramenti da apportare al set-up e sulla caratterizzazione dei tre strumenti usati per la misura: la telecamera di campo magnetico (Clip on Camera Head, CCH) formata da 16 sonde fissate in una struttura cilindrica posizionata attorno alla testa del paziente; la telecamera ottica (Moiré Phase Tracking System, MPT) che misura i movimenti tramite l'immagine di un marker olografico supportato da un bite tenuto nella bocca del volontario; il dispositivo (Physlog) dello scanner che fornisce i parametri fisiologici (respirazione e battito cardiaco). La comunicazione hardware degli strumenti avviene grazie a un segnale di trigger, di cui ho ottimizzato la sincronizzazione. Inoltre, abbiamo acquisito dataset completi di tre volontari, a diverse condizioni. I dati sono stati sincronizzati e analizzati, tramite analisi multivariate, per caratterizzare la risposta e la stabilità del sistema e la variabilità individuale dei pazienti. L'analisi ha permesso di capire meglio le proprietà dello strumento e ha consentito di associare le misure del campo magnetico al di fuori del cranio ai valori fisiologici dei volontari.