fundamentos fisicos

La resonancia magnética (RMN) es un fenómeno físico por el cual ciertas partículas como los electrones y los núcleos atómicos con un número impar de protones (Z) y/o de neutrones (N) pueden absorber selectivamente energía electromagnética de radiofrecuencia.Por su abundancia y por su alta señal, el núcleo de H-1 es el que se utiliza rutinariamente en la clínica.

Cuando los núcleos bajo un campo magnético entran en RESONANCIA, absorben energía de radiofrecuencia en un proceso llamado de RELAJACIÓN. Durante este proceso de relajación se induce una señal eléctrica a una antena receptora que tratada convenientemente servirá para obtener la imagen tomográfica en IRM (técnicas de imagen) o para realzar el análisis espectrométrico en SRM.

PRINCIPIOS BÁSICOS

      La generación de imágenes mediante RM proviene de la recogida de ondas de radiofrecuencia procedentes de la estimularon de la materia a la que se le ha magnetizado previamente mediante la acción de un campo magnético (B). Los núcleos (con los mas abundantes son los de H en el organismo humano) son capaces de aceptar y emitir energía (resuenan) al ser sometidos a la acción de las ondas de RF, que cumplen la ley de LARMOR:

FP = cte B

Donde:

- FP: Frecuencia de precesión.

- Cte: Constante giromagnética propia de cada núcleo magnetizable.

- B: Intensidad del campo magnético principal.

Los componentes fundamentales de un tomógrafo por RM son:

                  -Imán: Creador de un campo magnético.

        -Antena Emisora: De frecuencia.

        -Antena receptora: Donde se recoge la señal.

        -Ordenador: Sistema de representación de imagen o de análisis espectrométrico.

Para realizar la imagen tomográfica, el ordenador recogerá la señal que proviene de los distintos elementos de volúmenes (voxeles) en el que se supone dividido el paciente (voxeles) se define por matriz de adquisición y el espesor del corte.

       Al colocar a un individuo bajo el campo magnético Bo, en cada uno de los voxeles aparecen, derivando de los núcleos de H, propiedades magnéticas que se definen mediante lo que se define como MAGNETIZACIÓN DE VOXEL, ESTA MAGNETIZACIÓN es también una magnitud vectorial orientada en la dirección del campo magnético Bo. 

      El valor de la magnetización del voxel depende de la intensidad de H que se encuentra en el voxel. En estas condiciones si sometemos el voxel a ondas electromagnéticas de (RF) y vamos variando la frecuencia determinada, el vector de magnetización se desvía de su posición inicial de equilibrio.

     Diremos que se ha producido el fenómeno de RESONANCIA MAGNÉTICA DE LOS NÚCLEOS DE HIDROGENO, o bien, que los núcleos de H han entrado en resonancia con la emisión de radiofrecuencia.

     El vector magnetización realiza un movimiento de giro sobre la dirección del campo magnético a la frecuencia de la radiación absorbida. A este movimiento del vector M se le denomina movimiento de mutación.

      EL ÁNGULO DE INCLINACIÓN que forma la magnetización con la posición inicial depende entre otros factores de la duración de la emisión.

La importancia del pulso se contrasta por el valor de ÁNGULO DE INCLINACIÓN que consigue. Se habla de un pulso de 90º, un pulso inversor de 180º o simplemente un PULSO DE ÁNGULO DE INCLINACIÓN.

     Las imágenes de RM se obtiene enviando pulsos de diversos valores, separados a intervalos de tiempo adecuados, lo que constituye LAS SECUENCIAS DE PULSOS.

     Después de enviar un pulso de ángulo de inclinación, los núcleos de H van a liberar el exceso energético que han absorbido de la (RF) mediante un proceso de RELAJACIÓN ENERGÉTICA.

  Relajación energética

      Durante esta relajación, la magnetización del voxel va a volver a su posición de equilibrio alineada con B. Esta variación de posición representa una variación magnética que induce sobre una ANTENA RECEPTORA una corriente eléctrica que servirá para realizar la imagen.

  El campo magnético

      El campo magnético es una magnitud vectorial, en una RM este campo lo crea el IMÁN.

      El campo magnético se expresa en unidades de inducción magnética, las utilizadas son:

- Tesla (T)

- Gauss

la equivalencia es 1T =10.000 Gauss

Los aparatos de RM se enumeran como de bajo, medio o alto campo magnético, según el valor del campo magnético.

TIPOS DE IMANES

- Electroimanes: crean el campo magnético mediante corriente eléctrica.

- Resistivos: están construidos por bobinas por las que circula corriente eléctrica continua de alta intensidad.

- Superconductivos: se basan en la propiedad de ciertas aleaciones como el Titanio-Niobio,  pierden su resistencia eléctrica al ser enfriados cercanas al cero absoluto.

LA MATERIA Y SUS PROPIEDADES

      Al colocar un cuerpo en un campo magnético, se comporta de una forma particular de acuerdo con su configuración interna. Este comportamiento se cuantifica mediante SUBCEPTIBILIDAD MAGNÉTICA (X).

      Si X<0 los cuerpos se denominan DIAMAGNÉTICOS. En su interior el campo magnético es menor que el campo magnético al que esta sometido.  Estos cuerpos en general no presentan movimientos al colocarlos en un campo magnético,   o si a caso tenderían mínimamente a desplazarse hacia las regiones donde el campo magnético es menor.

     Si X>O PARAMAGNÉTICOS. En su interior el campo magnético es superior que el campo al que esta sometido y tienden a desplazarse a zonas donde el campo magnético es mayor. Los quelatos de iones, como el gadolinio utilizados como contraste  en IRM, aprovechan el paramagnetismo del ion gadolinio. 

ASPECTOS TÉCNICOS EN LA OBTENCIÓN DE IMÁGENES CON EQUIPOS RM.

     La calidad de las señales de resonancia emitidos por la materia dependen de varios parámetros fundamentales.

     Los tiempos de relajación (TI y T2), densidad de los núcleos resonantes y velocidad de flujo de materia estudiada, los tiempos de relajación (TI y T2), son fundamentalmente tiempos que miden la rapidez o lentitud de como se recuperan los núcleos resonantes al ser sometidos o perturbados por las ondas de radiofrecuencia adecuados. Los tiempos de relajación de los protones (o de cualquier núcleo resonante) son completamente dependientes del resto de los átomos que los rodean, ya que estos modifican sus características de movimiento físico en relación con su entorno midiéndose mediante el T1 o TIEMPO DE RELAJACIÓN LONGITUDINAL o el T2 o TIEMPO DE RELAJACIÓN TRANSVERSAL.

     Para obtener imágenes adecuadas se requieren equipos de media o alta intensidad de campo magnético (mas de 0,3 T) los mas utilizados son los de 0,5 T o 1,5 T. En estudios convencionales las secuencias de pulso habituales son los Spin-eco (SE) obteniéndose dos tipos de imágenes principales:

- Corto tiempo de repetición TR

- T1

- Corto tiempo de eco

        (imágenes que son de mayor calidad anatómica)

LOS TRES PARÁMETROS FUNDAMENTALES EN RMI

•  DENSIDAD PROTÓNICA

- Densidad de spines

- Densidad de Hidrógeno

•  RELAJACIÓN T1

- Relajación spin-malla

- Relajación longitudinal

• RELAJACIÓN T2

- Relajación spin-spin

- Relajación transversal

DENSIDAD PROTÓNICA

• BLAI\ICO (MAYOR)

- Agua

- Grasa

- H. medular

- LCR

- Sustancia gris

- Sustancia blanca

- Músculo

- Ligamentos, tendones

- Hueso cortical

- Aire

• NEGRO(MENOR)

T1

• BLANCO T1(MENOR)

- Grasa

- H.medular

- Sust. blanca

- Sust. gris

- Músculo

- LCR

- Agua

- Ligamentos, tendones

- Aire

- H.cortical

• NEGRO T1(MAYOR)

T2

• BLANCO T2 (MAYOR)

- Agua

- LCR

- Grasa

- H. medular

                              - Sust. gris

                              - Sust. blanca

                              - Músculo

                              - Lilamentos, tendones

                              - H. Cortical

                              - Aire

• NEGRO T2 (MENOR)

          largo tiempo de repetición

T2

         largo tiempo de eco

     Menor detalle anatómico, requieren mas tiempo en su obtención pero en términos generales son de mayor sensibilidad en la detención de patología. En ultimo termino es la comparación de las imágenes en ambas secuencias TI y T2 los que proporcionan la información de la lesión.

Existe una secuencia intermedia DENSIDAD PROTÓNICA que fundamentalmente lo que detecta es la calidad de protones. A esta frecuencia estándar (SE), ampliamente utilizada se le añaden otros dependiendo del órgano o de la patología que se quiere detectar. 

SEÑALES DE TEJIDOS Y ÓRGANOS