Fundamentos de la Física y Secuencias en Resonancia Magnética (RM)
Relajación y Ponderación del Contraste
Relajación Longitudinal (T1: Espín-Red)
La Relajación Longitudinal (R. Long), o T1 (espín-red), ocurre cuando el protón se realinea con el Campo Magnético (CM), libera energía y recupera la magnetización longitudinal (mag. long.). Depende del tejido y la fuerza del CM.
- Campo más fuerte = T1 largo (relajación lenta).
- T1 corto = hiperintensa (brillante, más intenso, más energía).
- T1 largo = hipointensa (negro, menos intenso, menos energía).
Relajación Transversal (T2: Espín-Espín)
La Relajación Transversal (R. Trans), o T2 (espín-espín), ocurre cuando los protones pierden coherencia de fase y liberan energía. Mide el tiempo que el protón permanece en fase tras el pulso de Radiofrecuencia (RF). Cuanto mayor es la distancia entre protones, menor es la interacción y T2 es más largo.
Características de los Tejidos en Ponderación T1 y T2
La intensidad de la señal varía según el tejido y la ponderación:
- Agua: T1 Largo / T2 Largo / Hipo / Hiper (Hipointensa en T1 / Hiperintensa en T2)
- Grasa: T1 Corto / T2 Corto / Hiper / Hipo (Hiperintensa en T1 / Hipointensa en T2)
- Tejido (Genérico): T1 Corto / T2 Largo / Hipo / Hiper (Hipointensa en T1 / Hiperintensa en T2)
Densidad Protónica y Movimiento
Densidad Protónica (DP)
La Densidad Protónica (DP) es la cantidad de protones en el tejido. Más protones resultan en más señal y una apariencia más blanca (brillante). Protones en movimiento crean vacío de señal, devolviendo energía fuera de la zona de estudio. El movimiento de líquidos causa: aumento de señal (realce por flujo) y reduce el brillo.
Difusión
La Difusión detecta el movimiento de moléculas de agua.
- Condición Normal (CN): Las moléculas difunden libres en el espacio y la bomba sodio-potasio (s-p) funciona bien.
- Condición Anormal (CA): Disminuye el flujo sanguíneo, la bomba s-p falla y el agua entra en la célula (edema citotóxico).
Parámetros de Secuencia y Control de Contraste
Los Parámetros Extrínsecos (PE) se manipulan y no dependen de los tejidos. Los Parámetros Intrínsecos (PI) no se modifican y dependen del tejido.
Tiempo de Repetición (TR)
El Tiempo de Repetición (TR) es el tiempo entre un pulso de RF y el siguiente. Determina el tiempo T1 y la ponderación DP (Corto: <500 ms / Largo: >1500 ms).
Tiempo de Eco (TE)
El Tiempo de Eco (TE) es el tiempo entre el pulso de RF y la recogida del eco. Controla la ponderación en T2 (Corto: <30 ms / Largo: >80 ms).
Ángulo de Inclinación (Flip Angle)
El Flip Angle es el ángulo que el pulso de RF inclina el vector de magnetización longitudinal de los protones. Controla la intensidad de la señal y determina la potenciación de la imagen.
Ponderación por Densidad Protónica (DP)
La ponderación DP depende de la densidad de núcleos en el tejido y el tamaño del vóxel. Se logra con TR largo (libera el exceso de energía) y TE corto (evita la pérdida de fase en la relajación). DP alta resulta hiperintensa / DP baja resulta hipointensa.
Ponderación T1
La ponderación T1 se logra con TR corto, lo que aumenta la diferencia entre tejidos. Los tejidos con T1 largo no emiten señal, resultando en menos contraste entre tejidos. Se utiliza TE corto para evitar el desfase durante la relajación.
- Grasa: Absorbe energía fácil, recuperación rápida, T1 corto.
- Agua: Energía lenta, recupera lentamente, T1 largo.
Ponderación T2
La ponderación T2 es interdependiente del CM. Se logra con TR largo (el protón pierde energía durante el pulso de RF) y TE largo (pérdida de fase y magnetización transversal).
- Grasa: Moléculas juntas, interacción espín-espín rápida, T2 corto.
- Agua: Moléculas separadas, pérdida gradual de magnetización, T2 largo.
Secuencias de Pulso Comunes
La Señal FID (Free Induction Decay) es la señal electromagnética oscilatoria generada tras el pulso de RF.
Secuencias Basadas en Spin Echo (SE)
- SE (Spin Echo): Aplica un pulso de RF de 90° para excitar el espín y después un pulso de 180° para reenfocarlos, formando el eco.
- SR (Saturation Recovery): Imagen potenciada en DP con TR largo.
- SRP (Saturation Recovery Parcial): Imagen en T1 con TR corto.
Ambas (SR y SRP) usan pulso de 90°. (TR corto: tejido con T1 largo, señal baja, hipointenso / T1 corto: señal alta, hiperintenso).
Secuencias de Inversión-Recuperación (IR)
La secuencia IR (Inversion Recovery) es una imagen potenciada en T1 con doble contraste, que ofrece más detalle que en SR pero es más lenta. Inicia con pulso de 180°, se espera el Tiempo de Inversión (TI) y luego pulso de 90° para recoger la señal (T1 corto = brillante / T2 largo = poco brillante).
- STIR (Short Tau Inversion Recovery): Utiliza un TI corto para alterar la alineación del protón. La grasa no se recupera y aparece oscura (supresión de grasa). Se usa en imagen musculoesquelética para resaltar lesiones.
- FLAIR (Fluid Attenuated Inversion Recovery): Suprime la señal del Líquido Cefalorraquídeo (LCR), mejorando lesiones superficiales en el cerebro y detectando patologías. El LCR aparece oscuro y resalta anomalías.
Eco de Gradiente (EG)
La secuencia EG (Eco de Gradiente) utiliza pulsos de 10°-35° y gradientes. Tiene un tiempo de adquisición corto y permite ver tejido en movimiento. Detecta hemorragias. La intensidad de la señal depende del ángulo de inclinación y T2*. Mayor potencia en T1, los vasos sanguíneos muestran señal intensa, lo que ahorra tiempo.
Calidad de Imagen y Parámetros Espaciales
Relación Señal/Ruido (S/R)
La Relación Señal/Ruido (S/R) compara la intensidad de la señal útil con la intensidad del ruido de fondo.
- Alto S/R: Señal fuerte, imagen nítida y alta calidad.
- Bajo S/R: Ruido, imagen granulada o borrosa.
Señal y Ruido
La Señal es el voltaje inducido en la bobina receptora cuando los protones excitados se relajan. Representa la información útil del tejido y depende de la DP y los tiempos de relajación T1 y T2.
El Ruido es una señal aleatoria, no deseada, que se superpone a la señal útil. Es causado por el movimiento térmico de electrones, es constante y no depende de TR o TE. El efecto de superposición es mayor cuando la señal es baja.
Contraste y Matriz
El Contraste es la diferencia de intensidad.
La Matriz está compuesta por celdas en filas y columnas.
- Píxel: Celda que representa un punto de la imagen.
- Vóxel: Unidad cúbica tridimensional mínima procesable de una matriz 3D.
Resolución Espacial y Tamaño de Vóxel
El Tamaño de la Matriz es el número de píxeles, que se obtiene multiplicando filas por columna. Funciones asociadas: Reducción de ruido, segmentación, extracción de características.
La Resolución Espacial (Reso. Espa) es la capacidad para distinguir estructuras pequeñas y próximas. Aumenta al aumentar la matriz y disminuye el tamaño del píxel. Depende del Grosor de Corte (cuanto menor es, mayor resolución espacial).
El Grosor de Corte es la dimensión del plano de imagen perpendicular a la dirección de escaneo. (+ grosor = + señal/ruido / – grosor = + resolución, – señal/ruido).
El FOV (Field of View) es la región de interés representada (dimensiones). El tamaño del píxel es igual a FOV / matriz de imagen.
La Profundidad de Bits o Escala de Grises es la cantidad de bits para definir cada píxel. A mayor profundidad de bits, mayor cantidad de grises.
Artefactos Comunes en la Imagen de RM
Artefactos de Captura de Imagen
Los Artefactos de Captura de Imagen son errores en la recolección o reconstrucción de datos.
- Aliasing: El área de interés es mayor que el FOV, causando superposición de tejidos.
- Desplazamiento Químico: Diferencia de frecuencia entre grasa y agua, creando un borde brillante y oscuro.
- Truncamiento (Gibbs): Causado por pocos datos de alta frecuencia, manifestándose como una línea brillante y oscura.
Artefactos de Campo Magnético
Los Artefactos de Campo Magnético son causados por la falta de uniformidad del CM o materiales.
- Susceptibilidad Magnética: Materiales ferromagnéticos distorsionan el campo, causando pérdida de señal y un vacío negro.
- Falta de Uniformidad: El campo no es homogéneo, lo que provoca distorsión, sombreado o variación de intensidad.
Artefactos de Dispositivo RF
Los Artefactos de Dispositivo RF son fallos en la bobina de RF o en la transmisión de señal.
- Banding: Bandas de intensidad alternas por falta de uniformidad.
- Shading (Sanding): Disminución de señal lejos de la bobina por fallo o falta de uniformidad.
Planos Anatómicos
- Axial: Superior e inferior.
- Coronal: Anterior y posterior.
- Sagital: Derecha e izquierda.