RESONANCIA MAGNETICA TM1.

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2.1. EL TÉRMINO RMN La resonancia magnética nuclear (RMN)	La capacidad de absorber energía por parte de los protones de átomos con un número Z impar al ser excitados por una onda de Radiofrecuencia. La frecuencia de resonancia de un átomo sometido a un campo magnético se produce cuando se emite una frecuencia de radio que coincide con la frecuencia de precesión de un átomo por la absorción de energía
NUCLEAR	Ya que es el núcleo del átomo el que genera el fenómeno
MAGNÉTICA:	Porque solamente ocurre dentro de un potente campo eléctrico.
LA TÉCNICA	Se trata de un aparato, que envía señales electromagnéticas sobre un cuerpo y cuyas respuestas resonantes son capturadas y tratadas por un computador, y que posteriormente son impresas en una pantalla y en una placa radiográfica, y almacenadas en un sistema de almacenamiento estándar (cintas, CD, MO etc).
una frecuencia de radio, lleva a la resonancia del sistema	produciéndose transiciones entre los niveles energéticos que se pueden detectar, medir y digitalizar para la obtención de imágenes.
su importancia se puede resumir	capacidad de generar finas secciones de modo no invasivo, imágenes funcionales de cualquier parte de la muestra, desde cualquier ángulo y dirección en un periodo relativamente corto
La IRM permite alinear los campos magnéticos de diferentes átomos	en la dirección de un campo magnético externo. La respuesta a este campo externo, depende del tipo de núcleos atómicos, por lo que esta técnica puede utilizarse para obtener información sobre una muestra o un paciente.
La resonancia magnética nuclear hace uso de las propiedades de resonancia aplicando radiofrecuencias a	los átomos o dipolos entre los campos alineados de la muestra, y permite estudiar la información estructural o química de una muestra
El elemento principal del equipo es un imán, capaz de generar un campo magnético constante de gran intensidad	Actualmente se utilizan imanes con intensidades de campo de entre 0.15 y 7 teslas.
Aunque el contraste inherente de los tejidos puede ser manipulado en MR	en muchos casos requiere el uso de agentes de contrastes
Los agentes de contraste comerciales empleados en investigación clínica se basan	en los cambios de los tiempos de relajación longitudinales (T1) y transversales (T2) de los protones del agua y/o en la susceptibilidad magnética del agua de los tejidos en donde se acumulan.
la TC,coincide con ésta en que	se irradia una energía dentro del sujeto y que más tarde se detecta al emerger de él. La energía radiante en RM está formada por ondas de Radiofrecuencia, y al igual que la TC,
Las principales VENTAJAS	La capacidad de penetración sobre el cuerpo humano
Su capacidad	multiplanar, con la posibilidad de obtener cortes o planos primarios en cualquier dirección del espacio;
Mediante su amplia gama de parámetros de adquisición	se pueden variar contrastes o anular señales que permiten distinguir estructuras y tejidos con enorme resolución de contraste,
Se trata de una técnica	no invasiva,
Aporta información	morfológica y funcional
La utilización de medios de contraste	es muy segura permite acortar mucho los tiempos de adquisición.
INCONVENIENTES,	Elevado coste de los equipos
En equipos antiguos el tiempo de adquisición	de imágenes es elevado
El ruido puede	ser intenso
Cualquier persona que se realice una RMN no puede tener	ningún implante metálico no compatible en el cuerpo
El interior de un aparato de RMN es un túnel donde se introduce al paciente.	Se han dado casos de gente con claustrofobia que no han sido capaces de someterse a la técnica. En casos extremos los pacientes son sedados.
Un estudio de RMN requiere que el paciente permanezca	quieto, esto es un problema en el caso de los niños.
angiografías) es necesario el uso de	un contraste, que en algún caso producen reacciones alérgicas
No detecta el	el calcio
DIFERENCIA CON OTRAS TÉCNICAS	los métodos radiológicos se basan en la atenuación de radiaciones (rayos X), la RM se basa en las propiedades magnéticas de los núcleos de hidrógeno
Mientras la Tomografía computarizada se fundamenta en la transmisión de los rayos X,	a RM lo hace en la emisión al medio de la energía absorbida en los tejidos
FÍSICA DE LA RESONANCIA MAGNÉTICA	La RM es la capacidad de determinados átomos, con número impar de protones y electrones, de absorber selectivamente energía electromagnética de radiofrecuencia RF al ser sometidos a un potente campo magnético.
PROPIEDADES DE LA MATERIA Los átomos de la materia que orbitan constantemente, junto con sus	cargas asociadas generan un microcampo magnético que dotan a la materia que constituyen de propiedades magnéticas características según su composición
CUERPOS DIAMAGNÉTICOS	El movimiento de los e- de los átomos de estos materiales se realizan de manera que el campo magnético elemental se anulan unos a otros. Son llamados de baja susceptibilidad magnética
- Exógenos	oro, plata, platino, titanio, tungsteno, tántalo, materiales cerámicos y fibras sintéticas
Endógenos:	cuerpo humano
CUERPOS PARAMAGNÉTICOS	El movimiento de los e- de los átomos de estos materiales se realizan de manera que el campo magnético elemental no se anulan unos a otros. Son de mayor susceptibilidad magnética, el campo magnético que estos cuerpos generan es superior al campo al que son sometidos.
Exógenos	contrastes basados en gadolino, nanopartículas de óxido férrico y manganeso
Endógenos:	hemosiderina
FUNDAMENTOS DE LA RM La adquisición de imágenes y espectros por RM se basa en la propiedad que muestran ciertos núcleos atómicos que al ser sometidos a un potente campo magnético son capaces de	absorber energía en forma de ondas electromagnéticas de RF para posteriormente liberar al medio la energía absorbida en forma de onda de RF, dicha liberación induce una señal en una antena receptora en forma de corriente eléctrica (μvoltios)
El hidrogeno es el más	utilizado para la obtención de imágenes por su abundancia en los tejidos biológicos (el 63% del cuerpo es H2O y tejido adiposo -CH2-), también se pueden utilizar sodio, litio, flúor, etc.
Es este núcleo de H, formado por un solo	protón, el único protagonista actual en la obtención de imágenes por RM.
El MOMENTO MAGNÉTICO de los núcleos de Hidrógeno del organismo han de ser orientados en la dirección de	un campo magnético (constante, homogéneo y de alta intensidad 0’5-3T, donde 1T=10000Gauss)
Un PULSO DE ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS (ONDAS DE RADIO) precesa igual a la frecuencia de resonancia	los núcleos de hidrógeno, hace que el momento magnético de estos átomos se oriente en oro sentido, así los núcleos de hidrógeno absorben la energía del haz de radiofrecuencia y empiezan a girar acompasados.
Al cesar el pulso de RF se libera energía y la señal de relajación (energía liberada) portadora de una gran cantidad de informació	es detectada en una antena y analizada.
Las señales provenientes de cada volumen elemental de la zona explorada son Sometidas a tratamiento informático que proporCIONA	una imagen de dicha zona.
EL PROCESO FÍSICO DE LA RM PUEDE SER DIVIDIDO EN	4 FASES DISTINTAS
COLOCAR AL PACIENTE DENTRO	DE UN IMÁN
ENVIAR UNA ONDA DE	RF
INTERRUMPIR	LA ONDA DE RF
RECONSTRUCCIÓN IMAGEN A PARTIR DE LA	EÑAL EMITIDA POR EL PACIENTE
Todos los núcleos que tienen número impar de protones, de neutrones o ambos, tienen un movimiento rotatorio sobre si mismo, este movimiento constante de denomina	ESPÍN (movimiento de rotación individual alrededor de un eje que pasa por el centro de cada partícula, SPIN= girar) El
El movimiento rotatorio junto con la carga positiva del protón genera un pequeño	campo magnético bipolar (N-S) orientado en una dirección determinada y con una intensidad definida (vector magnético = μ)
Movimiento de precesión	los protones dejan de oscilar de forma aleatoria en el espacio y orientar su vector magnético respecto a las líneas de fuerza del campo magnético externo (B0),
cuando aparece el vector magnético macroscópico M	A CONTINUACION DE LA SEÑAL DE RF PERO ES PEQUEÑA CON RESPECTO A BO
La combinación del movimiento producido por la fuerza magnética que ejerce B0 sobre el protón, sumado al movimiento del espín del protón genera un nuevo movimiento cónico	ligeramente inclinado alrededor de la líneas del campo magnético llamado movimiento de PRECESIÓN.
Este movimiento no es constante, la velocidad a la que precesa depende de la frecuencia de precesión y ésta varía para cada núcleo atómico y depende	de la intensidad del Campo Magnético externo (es directamente proporcional a la intensidad B0
Ecuación de Larmor	ωo= γ • Bo
Ecuación de Larmor: se deduce la importancia de la Intensidad del CM externo en la señal de RM.	A mayor I del CM mayor frecuencia de precesión
Estados energéticos Todos los p+ sometidos al campo magnético externo de alinean en la misma dirección , pero	no todos sus vectores se orientan en el mismo sentido, ya que existen dos estados energéticos que determinan esta orientación.
Protones en paralelo (UP	de baja energía, N-S, o estado de relajación (mismo sentido que las líneas de fuerza del campo magnético externo.
Protones en antiparalelo (DOWN)	de alta energía, S-N, o estado de excitación (sentido contrario que las líneas de fuerza del campo magnético externo.
Normalmente aparecen más p+ en	paralelo que en antiparalelo
a mayor potencia del campo	menor número de p+ en antiparalelo.
Además de la fuerza del campo magnético externo, también depende de	la temperatura, que en nuestro caso es la corporal
Los p+ en estado energético opuesto se anulan, de manera que sólo obtienen datos para la formación de la IRM	de un número reducido de p+ (por ejemplo para Bo=1,5T solo 9 p+ de cada millón de p+ prevalece en estado paralelo)
(En ausencia de un campo magnético externo los vectores magnéticos de los protones apuntan hacia todas las direcciones del espacio, anulándose	los unos a los otros, por ello el comportamiento del cuerpo humano es de tipo diamagnético)
Magnetización longitudinal	Se produce cuando los p+ que no han sido anulados por sus homólogos, suman sus fuerzas generando un vector magnético macroscópico (M) en la misma dirección y sentido que Bo.
M representa el estado de equilibrio de los p+ usados para la obtención de	imágenes por RM, estado al que retornará en caso de producirse algún tipo de perturbación.
En el estado de equilibrio, el M (=	Mz) presenta la mismo dirección del vector magnético externo Bo, situado en el eje 0Z sin componente transversal (Mzy), es decir, sin magnetización transversal.
En resumen, los efectos producidos en los protones al ser introducidos en un CM:	Orientación de los protones del H2O y la grasa con el CM - Frecuencia de precesión: movimiento de giro de los protones alrededor del CM. A la misma velocidad pero con distinta fase - Aparición del vector de magnetización neto en la dirección del exceso de protones - Magnetización del elemento de volumen total o Vóxel
Por convenio, en RM el eje Z	es el que sigue la dirección del imán en su longitud o eje longitudinal, y los ejes X e Y son ejes transversales, perpendiculares a la dirección del campo magnético.
Aplicación de pulsos de radiofrecuencia (RF) A partir de aquí, estaríamos en la 2ª Fase = FASE DE EXCITACIÓN O DE PERTURBACIÓN DEL ESTADO DE EQUILIBRIO.	La M es la responsable de la obtención de imágenes, pero cuando está en paralelo a Bo (M=ML=Mz)
no podemos leerla directamente, porque es infinitamente	pequeña en relación con Bo,
para medir la M hay que hacerla	hay que hacerla bascular hasta el plano transversal (Mxy=MT) mediante un segundo campo magnético, es decir, se envía un pulso de radiofrecuencia
pulso de radiofrecuencia	onda electromagnética muy rápida y de frecuencia corta
Una fuente de energía del pulso de RF selectiva significa	que debe coincidir con la frecuencia de Larmor a la que están precesando los protones para poder “perturbarlos
Mediante la ecuación de Larmor analizamos la frecuencia de precesión	de modo que podemos enviar la onda de radio (RF) a la misma velocidad a la que los protones están oscilando (precesando), a través de una antena emisora que se localiza perpendicular a Bo
a esta onda la llamamos “pulso de	RF o de excitación” (campo (electro)magnético oscilante=B1).
Cuando la frecuencia del pulso coincide con la frecuencia de precesión de los p+, estos	absorben la energía y entran en resonancia (nuevo estado energético)
ω B1= ωo, como ωo se halla dentro del espectro de las frecuencias de las ondas de radio, el campo oscilante B1 es	una onda de RF
La absorción de energía provoca que un determinado número de p+	cambie de estado energético y pasen de baja energía a alta energía, igualando el nº de p+ que se encuentran en antiparalelo y en paralelo.
El efecto de anulación propiciado por los diferentes estados energéticos provoca que la magnetización longitudinal	(Mz=ML desaparezca progresivamente.
Magnetización transversal La absorción de la energía del pulso de RF junto con el movimiento de precesión, ocasiona el	abatimiento progresivo de los protones, es decir, los vectores de magnetización de los protones se desplazan hasta quedar perpendiculares a Bo. Este abatimiento se llama Movimiento de Nutación.
Como M se abate 90o desde su posición de equilibrio, al pulso que lo consigue también se le llama pulso de	90o (pulso de π/2):
Un pulso de 90º bascula M en el plano X0Y	- Antes del pulso de RF, M presenta la misma dirección que 0Z, luego sus componentes vectoriales en el tiempo t=0 es ML(Mz o Mo)=M y MT(Mxy)= 0
Un pulso de 90º bascula M en el plano X0Y	Durante el pulso bascula M alrededor de B1, con lo que ML disminuye y MT aumenta
Un pulso de 90º bascula M en el plano X0Y:	Al final del pulso, el vector M está situado por completo en el plano X0Y (a 90º de 0Z), su valor es igual a Mz(ML) pero se denomina Mxy (MT
Mientras siga habiendo emisión de RF se mantendrá este nuevo estado de equilibrio de magnetización llamado	Magnetización Transversal.
También podríamos tener un pulso de	180º (o pulso π), lo que haría que Mz se invirtiera –Mz.
Estos ángulos de inclinación (90º o 180º) son los llamados	FLIP ANGLE
La duración de los pulsos de 90º o 180º debe ser respectivamente de	T/4 y T/2, donde T es el período del pulso (giro completo de 360º).
Con lo que para un pulso de 180º se debe aplicar durante un t doble que para	90
la energía de RF que incide sobre los tejidos biológicos , es de una frecuencia e intensidad tales que no	distorsiona los enlaces electroestáticos de los átomos y los moléculas que constituyen los tejidos, por ello no hay efectos indeseables que perturben el proceso de RM
Relajación transversal y relajación longitudinal Tras el pulso de 90º, desaparece la componente	ML y la MT es máxima
Esta situación es inestable, se produce un regreso al estado de equilibrio de todos los protones implicados y se producen los	fenómenos inversos
3ª Fase = FASE DE RELAJACIÓN.	Cuando finalizan las emisiones de RF, M vuelve a su posición inicial, es decir, paralelo a Bo
Cuando finalizan las emisiones	paralelo a Bo, mediante un proceso de liberación de energía absorbida por la emisión del pulso de RF
esa liberación se debe a que cuando los p+ vuelven al equilibrio electromagnético,	(se relajan) ceden el exceso de energía (microvoltios) a la misma frecuencia (RF) a la que fueron sometidos, relajación longitudinal (T1)
Simultáneamente p+ se desfasan, es decir dejan de precesar a la misma velocidad, produciéndose una rápida	disminución de la magnetización transversal, este proceso se llama relajación transversal (T2)
La liberación de energía y la disminución de la magnetización transversal ocurren a la vez pero	son independientes. Conforme
Conforme disminuye la relajación transversal,	va aumentando la relajación longitudinal
En la relajación longitudinal el vector magnético ML vuelve a crecer progresivamente	mientras que el MT disminuye.
La aparición y desaparición de esta imantación tisular es consecuencia de dos mecanismos muy distintos que se producen a la vez	Para Mz: la transición de los protones entre los niveles de energía. - Para Mxy: la puesta en fase y desfase de los spins
T1 (Tiempo de relajación longitudinal o espín entorno	Es el resultado de la cesión de la energía absorbida durante el pulso de RF al medio que rodea al p+.
Una vez finalizado el pulso los p+ vuelven a equilibrio electromagnético transfiriendo al medio	el exceso de energía.
La velocidad de esta cesión depende de la capacidad que tenga el entorno molecular del p+ para	absorber dicha energía
La velocidad está influenciada por:	a) La movilidad de las moléculas (traslación, rotación y vibración), que rodean al protón excitado. La cesión es más lenta en las moléculas pequeñas como el agua que tiene gran movilidad, y es más rápida en las moléculas grandes como la grasa que tienen menor movilidad.
La velocidad está influenciada por:	b) La composición molecular y la uniformidad o pureza del medio que rodea al p+ excitado, ya que aquellos entornos moleculares que tengan un movimiento más próximo a la frecuencia con la que el p+ emite los excedentes energéticos, permitirán una cesión de energía más rápida, mientras que entornos con movimientos más distantes a la frecuencia de emisión energética del p+, retrasarán el proceso de relajación.
Los movimientos naturales del agua libre suceden a una frecuencia	mayor que la frecuencia de precesión de los protones, esta diferencia por tanto, dificulta la transferencia de energía que permite al protón relajarse.
En cambio, el agua ligada tiene una frecuencia más parecida a la de precesión	de los protones, facilitando la transferencia de energía a su entorno. Esto es, el T1 es más largo en los líquidos que en los sólidos, esta diferencia hacen que aparezca el contraste en la imagen final.
Las células de los tejidos patológicos (infecciones, tumoraciones, procesos degenerativos, edemas, etc) tienen una mayor permeabilidad, por lo tanto su contenido en agua libre es mayor	lo que implica una relajación más dificultosa y larga que los tejidos sanos.
Los movimientos naturales de las moléculas de grasa tienen una frecuencia próxima a la frecuencia con la que los p+ emiten sus	excedentes energéticos, por tanto relajación más fácil y rápida.
Al grado de dificultad hallado en la cesión energética del protón excitado hacia el entorno se le conoce como,	Interacción espínred, interacción espín-látex o interacción espín-plasma.
A la velocidad a la que transcurre esta relajación de p+ se la denomina:	T1 (Tiempo de relajación longitudinal
on lo que la relajación es tanto más rápida	cuanto más corto es el T1 y viceversa.
La T1 de un tejido se define como “el tiempo necesario para que la magnetización longitudinal recupere el	63% de su valor inicial”. El 27% restante tarda mucho más tiempo (aprox. 5 veces más) en recuperarse.
La recuperación de la magnetización longitudinal comienza a los	100-200 mseg
Desde el cese del pulso RF, con los tejidos que liberan fácilmente la energía, y finaliza a los	2-3 seg. con los tejidos que liberan la energía con mayor dificultad.
Cuanto mayor sea el campo magnético externo Bo	ento será el proceso de relajación, porque modifica la frecuencia de resonancia y por tanto también el T1.
Los p+ contenidos en una molécula de grasa sometida a un c. mag.	0,5T requiere 210 ms. para alcanzar su T1.
Los p+ contenidos en una molécula de grasa sometida a un c. mag	1,5T requiere 260 ms. para alcanzar su T1.
T2 (Tiempo de relajación transversal o espín-espín) y T2*	Resultado de la interacción de los microcampos magnéticos de los protones colindantes y de la heterogeneidad del campo magnético principal.
La emisión del pulso RF provoca	la alineación de la fase de todos aquellos protones que han absorbido energía
Una vez finalizado el RF los	dejan de precesar en fase (a la misma velocidad) debido a la heterogeneidad propias del Bo
Estas alteraciones dan lugar a que cada p+ esté	sometido a un c. magnético diferente al de sus protones colindantes en función de su localización.
Estas pequeñas variaciones locales de la intensidad Bo van a producir que	los p+ precesen a diferentes frecuencias en función de su ubicación y su entorno, lo que conllevará a que los p+ excitados con el pulso RF pierda la fase (dejen de precesar sincrónicamente Debido a ello la magnetización transversal desaparece progresivamente
Este desfase de frecuencias de precesión es constante y característico para	cada tejido y se determina en unidades de tiempo conocido como T2, tiempo de relajación transversal.
La T2 de un tejido se define como	el tiempo necesario para que la magnetización transversal haya perdido el 63% de su valor inicial”. El 27% restante tarda mucho más.
T2 varía con	la estructura molecular y con el estado de la materia
T2 más largo en	los líquidos que en los sólidos o en tejidos formados por grandes moléculas.
La intensidad de Bo no influye	en la relajación T2.
Las alteraciones producidas por las heterogeneidades propias de Bo son evitables, si	sometemos a los p+ a un segundo pulso de RF conocido como pulso de 180o.
Cuando la relajación transversal depende únicamente de las alteraciones producidas por los p+ colindantes (espín-espín) sin tener en cuenta las alteraciones producidas por la heterogeneidad del Bo, hablamos de	tiempo de relajación transversal T2.
Cuando la relajación transversal depende de ambos factores (interacción espín-espín y heterogeneidad del Bo) hablamos de	tiempo de relajación transversal T2*.
Todas las imágenes generadas por RM tienen T1 y T2, en función de los parámetros seleccionados predominaran	uno de los dos factores.
LA SEÑAL Cuando se detiene el pulso de RF, los spins vuelven a su estado de equilibrio restituyendo	la energía adquirida bajo forma de señal
Esta señal es una onda de RF específica y posee una amplitud máxima de salida que	disminuye rápidamente.
Esta señal es una onda de RF específica y posee una amplitud máxima de salida que	disminuye rápidamente
La antena receptora de la señal está colocada en el plano XY, dado que	sobre el eje Z se encuentra el campo principal
Así, podremos recibir la señal eléctrica inducida de los protones durante	el proceso de relajación
El trazado de la señal tendrá un sentido oscilatorio, debido al	movimiento de precesión, y decreciente respecto de la medida de magnetización transversal a medida que se relaja.
Cuando los núcleos precesan en fase, la señal tiene	su máxima amplitud.
Pero los núcleos empiezan a precesar a	distintas frecuencias, unos más rápidos y otros más lentos. Se acorta el vector Mx
La señal pierde magnitud y al final	desaparece
Cuando Mxy=0, los protones vuelven	a estar al azar.
Esta señal se conoce como caída libre de la inducción o	o FID (Free Induccion Decay
La FID no es la señal utilizada para la formación de imágenes ya que da comienzo de forma inmediata después de finalizar el pulso de RF, por lo que habitualmente ambas señales	se superponen.
ara conseguir señal suficiente de la FID para representarla nos valemos de	del ECO.
TE (Tiempo de eco)	El tiempo que transcurre desde que finaliza el pulso de RF hasta que la antena recoge la señal (milisegundos) se denomina Tiempo de eco o TE
durante este tiempo se deja caer la señal antes de medirla, después de este tiempo la señal aparece en forma de	eco y puede medirse. Así, el TE está relacionado con la relajación transversal.

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