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RESONANCIA MAGNÉTICA dirigida a TÉCNICOS SUPERIORES en IMAGEN PARA EL DIAGNÓSTICO Página deliberadamente en blanco RESONANCIA MAGNÉTICA dirigida a TÉCNICOS SUPERIORES en IMAGEN PARA EL DIAGNÓSTICO Joaquín Costa Subias Juan Alfonso Soria Jerez © 2015 Elsevier España, S.L.U. Avda. Josep Tarradellas, 20-30, 1.º 08029 Barcelona, España Fotocopiar es un delito (Art. 270 C.P.) Para que existan libros es necesario el trabajo de un importante colectivo (autores, traductores, dibujantes, correctores, impresores, editores...). El principal beneficiario de ese esfuerzo es el lector que aprovecha su contenido. Quien fotocopia un libro, en las circunstancias previstas por la ley, delinque y contribuye a la «no» existencia de nuevas ediciones. Además, a corto plazo, encarece el precio de las ya existentes. Este libro está legalmente protegido por los derechos de propiedad intelectual. Cualquier uso fuera de los límites establecidos por la legislación vigente, sin el consentimiento del editor, es ilegal. Esto se aplica en particular a la reproducción, fotocopia, traducción, grabación o cualquier otro sistema de recuperación de almacenaje de información. ISBN (versión impresa): 978-84-9022-745-9 ISBN (versión electrónica): 978-84-9022-853-1 Depósito legal (versión impresa): B. 347-2015 Depósito legal (versión electrónica): B. 348-2015 Servicios editoriales: Fotoletra, S.A. Advertencia La imagen para el diagnóstico es un área en constante evolución. Aunque deben seguirse unas precauciones de seguridad estándar, a medida que aumenten nuestros conocimientos gracias a la investigación básica y clínica habrá que introducir cambios en los tratamientos y en los fármacos. En consecuencia, se recomienda a los lectores que analicen los últimos datos aportados por los fabricantes sobre cada fármaco para comprobar la dosis recomendada, la vía y duración de la administración y las contraindicaciones. Es responsabilidad ineludible del médico determinar las dosis y el tratamiento más indicado para cada paciente, en función de su experiencia y del conocimiento de cada caso concreto. Ni los editores ni los directores asumen responsabilidad alguna por los daños que pudieran generarse a personas o propiedades como consecuencia del contenido de esta obra. El Editor v ÍNDICE DE CAPÍTULOS Prólogo ......................................................................................... vii Prefacio ........................................................................................ ix Colaboradores ............................................................................... xi PARTE 1 • Principios físicos e instrumentación CAPÍTULO 1 Fundamentos de la RM .................................................................. 3 Santiago Mahillo Cáceres y María Teresa Corbalán Sevilla CAPÍTULO 2 Contraste tisular............................................................................ 13 Dámaris Rodríguez García y Lara Núñez Moreno CAPÍTULO 3 Sistema de RM: equipo y centro de control. Sala de RM ................... 21 María Isabel Rodríguez Soler CAPÍTULO 4 Parámetros técnicos en la obtención de imágenes ........................... 31 María del Carmen Calle Márquez CAPÍTULO 5 Formación de imagen ..................................................................... 41 Juan Alfonso Soria Jerez CAPÍTULO 6 Secuencias aplicadas en RM .......................................................... 55 Juan Enrique Mahía Cures CAPÍTULO 7 Artefactos en RM .......................................................................... 83 Dámaris Rodríguez García y Lara Núñez Moreno PARTE 2 • Manejo del paciente CAPÍTULO 8 Agentes de contraste ..................................................................... 101 Jorge Cobos Alonso CAPÍTULO 9 Criterios de seguridad en RM ......................................................... 119 Francisco Jiménez Gálvez CAPÍTULO 10 Cuidado del paciente ..................................................................... 133 Francisco Jiménez Gálvez PARTE 3 • Anatomía seccional y procedimientos en imagen CAPÍTULO 11 Neuroimagen................................................................................. 143 Jorge Mario Sánchez Reyes y Joaquín Costa Subias CAPÍTULO 12 Musculoesquelético ....................................................................... 171 Consuelo Paloma Chimeno Herrero CAPÍTULO 13 Abdomen ...................................................................................... 189 Luis Alberto Mullor Delgado y Manuel Delgado Márquez CAPÍTULO 14 Angiografía por RM ........................................................................ 215 Karina Paola Rodríguez Rosales y Rodrigo Pastorín Salís Índice de capítulos vi CAPÍTULO 15 Mama ........................................................................................... 241 Manuel Delgado Márquez y Luis Alberto Mullor Delgado CAPÍTULO 16 Técnicas avanzadas ....................................................................... 253 César Canales Pimentel y Marly Pierina Rubio Sierra Glosario ........................................................................................ 265 Respuestas de la autoevaluación ................................................... 275 Respuestas de los casos prácticos ................................................. 277 Índice alfabético ............................................................................ 279 vii Durante mis años de médico radiólogo he vivido la evolución de la resonancia magnética, que ha permitido realizar estudios con mayor resolu- ción y con marcada reducción en su duración, proporcionando un gran avance en el estudio de las diversas áreas de la anatomía humana y de- mostrando una gran utilidad en áreas impensa- bles hasta hace pocos años, como el corazón, la mama o la próstata, entre otras. Los equipa- mientos actuales permiten estudios del cuerpo entero y la realización de técnicas funciona- les como la difusión-perfusión y la espectroscopia, consiguiendo una mejor caracterización tisular de las lesiones. El conocimiento técnico es fundamental para la realización de estudios de calidad, siendo vi- tal la colaboración entre técnico y radiólogo. En mis años de médico he aprendido mucho de los téc- nicos en imagen para el diagnóstico, que me han ayudado a optimizar los protocolos, mejorando los tiempos y la calidad de los estudios para llegar a lo que me parece más importante en el trabajo diario: lograr la mejor atención al paciente, lo que se traduce en un diagnóstico correcto. En el presente libro se cubren las diferentes áreas de la resonancia magnética, permitiendo una mejor comprensión de la técnica y resul- tando de utilidad para técnicos, residentes y médi- cos en general. Creo que el libro proveerá al lector de una revisión de los aspectos esenciales de la resonancia magnética. Santiago E. Rossi Director Médico Centro de Diagnóstico Dr. Enrique Rossi Buenos Aires, Argentina PRÓLOGO Página deliberadamente en blanco ix Es un honor y un placer participar en esta obra necesaria en el mercado bibliográfico de la técnica radiológica de la resonancia magnética. En el año 1983 se instaló la primera resonancia magnética en España, en el Centro Diagnóstico Pedralbes de Barcelona. En el transcurso de tan solo treinta y un años, esta técnica ha experimen- tado una importantísima evolución tecnológica y de aplicaciones en la práctica médica. En muchas ocasiones, el colectivo de técni- cos superiores de imagen para el diagnóstico (TSID) y los centros de enseñanza han deman- dado una obra de este tipo, y no me cabe la me- nor duda de la calidad de sus contenidos y de que servirá como guía de recuerdo para los más veteranos y de libro de estudio para aquellos estu- diantes técnicos de este campo de la radiología, ya que estas páginas abarcan desde los princi- pios básicos de física e instrumentación hasta el desarrollo de técnicasfuncionales, secuencias, me- dios de contraste, cuidados al paciente, etc. Tenemos que agradecer las inquietudes cien- tífico-técnicas de algunos compañeros, ya que gracias a ellos se ha podido llevar a cabo el desa- rrollo de este libro. Trabajando codo con codo, técnicos y radiólogos editan una obra de gran valor para el colectivo. Mi más sincera enhorabuena y mis felicitacio- nes por la obra. María Jesús Suárez Hernández Presidenta Asociación Española de Técnicos en Radiología (AETR) PREFACIO Página deliberadamente en blanco xi María del Carmen Calle Márquez TSID en el Servicio de Radiodiagnóstico, Hospital Universitario de Getafe, Madrid, España. Cesar Canales Pimentel Médico adjunto y facultativo especialista de área en el Servicio de Radiodiagnóstico, Hospital Universitario de Getafe, Madrid, España. Consuelo Paloma Chimeno Herrero Profesor asociado, Ciclo Formativo Grado Superior en Imagen para el Diagnóstico, TSID, Centro de Estudios Profesionales Santa Gema, Madrid, España. Jefe de Servicio y facultativo especialista de área en el Servicio de Radiodiagnóstico, Hospital Universitario de Getafe, Madrid, España. Profesor asociado, Departamento de Diagnóstico por Imagen, Facultad de Medicina, Universidad Europea de Madrid, Villaviciosa de Odón, Madrid, España. Jorge Cobos Alonso Profesor asociado, Departamento de Diagnóstico por Imagen, Facultad de Medicina, Universidad Europea de Madrid, Villaviciosa de Odón, Madrid, España. Profesor colaborador, Ciclo Formativo Grado Superior en Imagen para el Diagnóstico, TSID, Centro de Estudios Profesionales Santa Gema, Madrid, España. Médico adjunto y facultativo especialista de área en el Servicio de Radiodiagnóstico, Hospital Universitario de Getafe, Madrid, España. Miembro de la SERAM, España. María Teresa Corbalán Sevilla Médico interno residente en el Servicio de Radiodiagnóstico, Hospital Universitario de Getafe, Madrid, España. Joaquín Costa Subias Profesor asociado y coordinador, Departamento de Diagnóstico por Imagen, Facultad de Medicina, Universidad Europea de Madrid, Villaviciosa de Odón, Madrid, España. Médico adjunto y facultativo especialista de área en el Servicio de Radiodiagnóstico, Hospital Universitario de Getafe, Madrid, España. Manuel Delgado Márquez Profesor colaborador, Ciclo Formativo Grado Superior en Imagen para el Diagnóstico, TSID, Centro de Estudios Profesionales Santa Gema, Madrid, España. Médico adjunto y facultativo especialista de área en el Servicio de Radiodiagnóstico, Hospital Universitario de Getafe, Madrid, España. Profesor colaborador, Departamento de Diagnóstico por Imagen, Facultad de Medicina, Universidad Europea de Madrid, Villaviciosa de Odón, Madrid, España. Francisco Jiménez Gálvez Profesor asociado, Departamento de Radiología, Universidad de la Cruz Roja, Lisboa, Portugal. TSID, Servicio de Radiología, Hospital Universitario de Getafe, Madrid, España. Secretario general de la Asociación Española de Técnicos en Radiología, España. Juan Enrique Mahía Cures TSID en el Servicio de Radiología, Hospital Universitario de Getafe, Madrid, España. Santiago Mahillo Cáceres TSID en el Servicio de Radiología, Hospital Universitario de Getafe, Madrid, España. Luis Alberto Mullor Delgado Médico adjunto y facultativo especialista de área en el Servicio de Radiodiagnóstico, Hospital Universitario de Getafe, Madrid, España. Socio de la Sociedad Española de Radiología Médica, España. Lara Núñez Moreno Médico interno residente en el Servicio de Radiodiagnóstico, Hospital Universitario de Getafe, Madrid, España. Rodrigo Pastorín Salís Médico adjunto y facultativo especialista de área en el Servicio de Radiodiagnóstico, Hospital Infanta Leonor, Madrid, España. Damaris Rodríguez García Profesor colaborador, Ciclo Formativo Grado Superior en Imagen para el Diagnóstico, TSID, Centro de Estudios Profesionales Santa Gema, Madrid, España. TSID en el Servicio de Radiología, Hospital Universitario de Getafe, Madrid, España. Karina Paola Rodríguez Rosales Médico adjunto y facultativo especialista en Radiodiagnóstico, Hospital Universitrio de Getafe, Madrid, España. María Isabel Rodríguez Soler Profesor colaborador, Ciclo Formativo Grado Superior en Imagen para el Diagnóstico, TSID, Centro de Estudios Profesionales Santa Gema, Madrid, España. TSID en el Servicio de Radiología, Hospital Universitario de Getafe, Madrid, España. COLABORADORES Colaboradores xii Marly Pierina Rubio Sierra Médico interno residente en el Servicio de Radiodiagnóstico, Hospital Universitario de Getafe, Madrid, España. Jorge Mario Sánchez Reyes Profesor colaborador, Departamento de Diagnóstico por Imagen, Facultad de Medicina, Universidad Europea de Madrid, Villaviciosa de Odón, Madrid, España. Médico adjunto y facultativo especialista de área en el Servicio de Radiodiagnóstico, Hospital Universitario de Getafe, Madrid, España. Juan Alfonso Soria Jerez Profesor asociado, Departamento de Procesado de Imagen II y Departamento de Informática, Grado en Radiología, Escuela Superior de Salud de la Cruz Roja Portuguesa, Lisboa, Portugal. Pro- fesor asociado, Departamento de Imagen I, TSID, Centro de Estudios Profesionales Santa Gema, Madrid, España. TSID, Servicio de Radiodiagnós- tico, Hospital Universitario de Getafe, Madrid, España. Vicesecretario general y director de Tecno- logía Radiológica, revista de la Asociación Española de Técnicos en Radiología (AETR), España. 1PARTE Principios físicos e instrumentación 1. Fundamentos de la RM 3 2. Contraste tisular 13 3. Sistema de RM: equipo y centro de control. Sala de RM 21 4. Parámetros técnicos en la obtención de imágenes 31 5. Formación de imagen 41 6. Secuencias aplicadas en RM 55 7. Artefactos en RM 83 Página deliberadamente en blanco 3 © 2015. Elsevier España, S.L.U. Reservados todos los derechos CAPÍTULO 1 Fundamentos de la RM Santiago Mahillo Cáceres y María Teresa Corbalán Sevilla INTRODUCCIÓN. EVOLUCIÓN TECNOLÓGICA DE LA RM La resonancia magnética (RM) se ha convertido en una técnica de obtención de imágenes funda- mental, incluida en múltiples protocolos diag- nósticos, debido en gran parte a que no utiliza radiaciones ionizantes. No obstante, es una de las técnicas que conlleva mayores dificultades con- ceptuales debido a sus complicados principios físicos, los cuales se describen en los diferentes apartados que componen este capítulo. Pero antes de emprender la andanza por sus funda- mentos, es esencial echar la vista atrás en un breve recorrido histórico por quienes contribuyeron en el desarrollo de la RM tal y como se la conoce hoy en día. Uno de los cimientos no sólo de la RM, sino también de la tomografía computarizada y de gran parte de la tecnología actual, es la trans- formada de Fourier, expresión perteneciente a la obra Théorie analytique de la chaleur publicada en 1822 por el famoso matemático francés Jean Baptiste Joseph Fourier, más de un siglo antes de que Bloch y Purcell, considerados por algunos los padres de la RM, fueran galardonados en 1952 con el Premio Nobel en Física. Otro concepto fundamental, que ya desde 1920 empezaron a plantear varios físicos, es el del espín nuclear. Uno de estos físicos, Wolfgang Pauli, propuso su existencia y la del momento magnético del protón en un intento de explicar la estructura hiperfina del espectro atómico. En 1940, Felix Bloch publicó un método cuantitativo para medir el momento magnético del núcleo, pero la Segunda Guerra Mundial interrumpió de forma temporal las investigaciones en este campo. Una vez finalizada la guerra, dos grupos inde- pendientes de investigadores capitaneados por el físico Felix Bloch (Universidad de Stanford) y el ingeniero eléctrico Edward M. Purcell (Universidad de Harvard) retomaron sus anteriores trabajos sobre la medición de la resonancia magnética en materia condensada. Ambos investigadores llegaron a conclusiones similares, y describieronque algunos núcleos atómicos colocados en un campo magnético y estimulados con una onda de radiofrecuencia son capaces de absorber energía. Posteriormente estos núcleos liberan la energía ex- cedente, transmitiendo así ondas de radio que pueden ser captadas mediante una antena; pre- cisamente en esto se basa la imagen por RM. Los dos trabajos se publicaron simultáneamente y obtuvieron un gran reconocimiento que les sirvió para ganar el Premio Nobel. En las dos décadas siguientes varios científicos partieron de este punto para realizar progresos significativos en la aplicación de la RM en medi- cina, estudiando los tiempos de relajación en san- gre y músculo, el concepto de difusión y la adqui- sición de señales en modelo animal. Entre ellos, el médico estadounidense Raymond Damadian demostró en su trabajo “Tumor detection by nu- clear magnetic resonance”, publicado en la revista Science en 1971, que los tiempos de relajación del agua presente en tumores de hígado y riñón de ratas diferían de los del tejido normal, resultados que posteriormente corroboró en tejido humano. Introducción. Evolución tecnológica de la RM 3 La física de la RM 4 Propiedades de la materia. Diamagnetismo y paramagnetismo 4 Campos magnéticos y electricidad 4 Núcleo atómico. Núcleo de hidrógeno 5 Movimiento de precesión 6 Ecuación de Larmor 7 Estados energéticos. Protones en paralelo y antiparalelo 7 PARTE 1 Principios físicos e instrumentación 4 En 1973, Paul Lauterbur (Universidad de Nue- va York) planteó la codificación espacial de la señal aplicando gradientes magnéticos en tres pla- nos; gracias a ello consiguió las primeras imáge- nes tomográficas de objetos obtenidas mediante técnicas de RM. De forma simultánea, el físico inglés Peter Mansfield hizo una descripción ma- temática de la transformación de una señal tem- poral en una representación espacial e intro- dujo el concepto del espacio K. Estos hallazgos revolucionaron el mundo de la imagen, trazando el camino a seguir por otros investigadores. Así por ejemplo, Vahan Damadian construyó en 1976 un tomógrafo de RM de cuerpo entero, publicó en Science la primera imagen de un tumor en una rata y años más tarde reconstruyó la imagen de un tórax, y en 1979 Bill Moore obtuvo las primeras imágenes tomográficas de la cabeza. Por estos trabajos y su posterior trascendencia, Peter Mans- field y Paul C. Lauterbur fueron galardonados con el premio Nobel de Fisiología y Medicina en 2003, quedando al margen Damadian, motivo de gran polémica. El primer equipo para obtener imágenes por RM se instaló en 1981, y en 1983 el American College of Radiology consideró la RM como una técnica estándar en el campo del diagnóstico clí- nico. A partir de entonces las grandes compañías comerciales vieron el potencial de la RM, hecho que aceleró los estudios en nuevas técnicas y equipamiento. Así, en 1986 Herning y su equipo empezaron a desarrollar las secuencias rápidas denominadas spin eco y casi simultáneamente, las aún más rápidas eco de gradiente. Desde ese momento hasta la actualidad, la evolución tecnológica en el ámbito de la RM no ha tenido pausas, y cada vez las máquinas son más potentes, los estudios más rápidos, la resolución más precisa y los cortes más finos, y además existen multitud de aplicaciones a las que se dedican otros capítulos de este libro. LA FÍSICA DE LA RM El objetivo de este apartado consiste en realizar una breve introducción de la física básica de la RM, en un intento de aprender de forma sencilla los mecanismos mediante los cuales se obtienen las imágenes, algo fundamental en una técnica en la que la imagen cambia drásticamente depen- diendo de cómo se lleve a cabo la adquisición de datos. Para empezar, es preciso familiarizarse con la definición de RM e ir desarrollando a posteriori algunos conceptos más específicos. La RM es un fenómeno físico fundamentado en las propiedades mecanicocuánticas de los nú- cleos atómicos y se basa en la inducción de transi- ciones entre diferentes estados de energía. Ocurre al someter partículas (electrones y protones) de núcleos atómicos de número impar a un potente campo magnético, de forma que éstos puedan absorber selectivamente energía en la frecuencia de ondas de radio (8 a 130 MHz) dentro del es- pectro electromagnético. Por otro lado, la imagen por RM en medicina es una técnica diagnóstica en la que se introduce al paciente en un campo magnético creado por un gran imán y mediante la aplicación de ondas electromagnéticas se consigue la “resonancia” de los núcleos de sus átomos y posteriormente se recoge la energía liberada en forma de señal. Dado que los distintos tejidos devuelven una se- ñal específica, ésta se puede transformar en una imagen tomográfica si es tratada adecuadamente, obteniendo imágenes de gran precisión de las distintas partes del cuerpo. La RM es una interacción entre un campo magnético externo, ondas de radiofrecuencia y núcleos atómicos. Cuando se somete a un cuerpo a un campo magnético y posteriormente se lo estimula mediante ondas electromagnéticas (ondas de radiofrecuencia), se consigue la resonancia de los núcleos de sus átomos. La base de la obtención de imágenes radica en medir la energía liberada y el tiempo en que vuelven a su estado de relajación una vez que dejan de estar estimulados. Propiedades de la materia. Diamagnetismo y paramagnetismo Según el comportamiento de un material al ser sometido a un campo magnético, se puede clasi- ficar en tres categorías: paramagnético, diamag- nético y ferromagnético. Los materiales paramagnéticos son débilmente atraídos hacia la zona más intensa del campo magnético. Éste alinea todos los momentos mag- néticos ya existentes que componen el material, produciendo un momento magnético global que se suma al del campo magnético. Los materiales diamagnéticos son aquellos que son débilmente repelidos hacia las regiones de menor campo magnético. Cuando se introdu- ce un material diamagnético en un campo mag- nético, se induce en él un momento magnético de sentido opuesto al campo. Por último, los materiales ferromagnéticos son fuertemente atraídos hacia la zona de mayor intensidad del campo. Campos magnéticos y electricidad Gran parte de los fenómenos observables en la naturaleza se pueden entender en forma de interacciones entre fuerzas, como es el caso del electromagnetismo. De forma resumida, esta in- teracción se basa en el hecho de que los campos magnéticos se generan por partículas cargadas eléctricamente, que están en movimiento. CAPÍTULO 1 Fundamentos de la RM 5 © E ls ev ie r. Fo to co pi ar s in a ut or iz ac ió n es u n de lit o. La carga eléctrica es una propiedad intrínseca y fundamental de las partículas elementales que forman la materia. Habitualmente, la materia posee el mismo número de cargas positivas que negativas, por lo que es neutra. Un cuerpo está cargado eléctricamente cuando posee un exceso de carga en uno u otro sentido, siendo entonces capaz de ejercer una fuerza eléctrica con otros cuerpos cargados (las partículas con cargas igua- les se repelen y con carga contraria se atraen). Cuando además estas partículas se encuentran en situación de movimiento, aparece la fuerza magnética. Toda fuerza lleva asociado un campo. Se habla en este contexto de campo magnético y campo eléctrico. Tanto las fuerzas como sus campos asociados son magnitudes vectoriales y para ser definidas necesitan una magnitud, una dirección y un sentido. La carga es el elemento básico del campo eléctrico, mientras que el dipolo o mo- mento dipolar magnético lo es para el campo magnético. El momento magnético es un vector perpendicular a la dirección del movimiento que tienen las cargas que lo han generado. Un ejem- plo de ello son los electrones girando en torno al núcleo. Como se verá en el siguiente apartado, el núcleo del átomo se comporta como un campo magnético similar al de un imán en barradebido a sus protones con carga positiva (fig. 1.1), mien- tras que los electrones girando a su alrededor representan el momento magnético. Los campos magnéticos se miden en unidades conocidas como teslas (T). Núcleo atómico. Núcleo de hidrógeno El átomo está formado por tres partículas elemen- tales: los protones y los neutrones, que se encuen- tran en una pequeña región central denominada núcleo, y los electrones, que giran en torno al nú- cleo en un área hasta 10.000 veces mayor, la lla- mada corteza. Sin embargo, prácticamente toda la masa del átomo se concentra en el núcleo, y se llama número másico al número total de proto- nes y neutrones. Los protones poseen carga positiva y los elec- trones, negativa; por eso, al estar formados por el mismo número de protones que de electrones, los átomos son eléctricamente neutros. El número de protones que tiene un átomo es el número ató- mico. Los átomos con el mismo número atómico determinan un elemento químico, mientras que el número de neutrones varía en los distintos isótopos que existen de un elemento. El elemento más simple es el hidrógeno, que está formado únicamente por un protón y un electrón. Para la obtención de imágenes en RM se utilizan los átomos de hidrógeno, en cuyo núcleo sólo hay un protón, ya que son los más abundantes en el cuerpo humano. En el cuerpo humano hay gran cantidad de áto- mos de hidrógeno, debido a su alta proporción en agua. El núcleo del átomo de hidrógeno contiene un único protón, que gira de forma constante al- rededor de su eje, actuando como una carga eléc- trica en continuo movimiento. Este movimiento intrínseco del protón se llama espín y es la base del magnetismo del núcleo (fig. 1.2). El espín nuclear es una característica intrínseca del núcleo de hidrógeno. Consiste en que el protón gira de forma continua alrededor de su eje, comportándose así como un pequeño imán. Cuando el átomo de hidrógeno no se ve sometido a una fuerza externa, muestra una disposición totalmente aleatoria, apuntando en cualquier dirección del espacio; así globalmente existe una FIGURA 1.1 Esquema del campo magnético de un imán en barra. FIGURA 1.2 Esquema representativo del espín de un protón. PARTE 1 Principios físicos e instrumentación 6 anulación mutua y se da un equilibrio electro- magnético (fig. 1.3). Los estudios de imagen por RM se basan en el comportamiento de estos núcleos de hidró- geno bajo la influencia de campos magnéticos externos. Cuando se somete a un paciente a un campo magnético, los protones de los átomos de hidrógeno presentes en los tejidos, que se comportan como pequeños imanes, se alinean con dicho campo magnético, unos en paralelo y otros en antiparalelo (fig. 1.4). Una vez alineados, son estimulados con una onda de radiofrecuencia y cambian su orientación, es decir, los protones entran en resonancia. Al interrumpir la onda de radiofrecuencia, los núcleos liberan energía en forma de onda electromagnética y vuelven a su situación inicial, proceso que se conoce como tiempo de relajación. Este tiempo de relajación y las diferencias en la densidad de protones pre- sentes en los tejidos determinarán la intensidad de la señal. Movimiento de precesión Ya se ha descrito cómo los protones se alinean con un movimiento sobre su propio eje al so- meter al organismo a la presencia de un campo magnético externo. Este proceso de alineación se acompaña de un movimiento similar al de una peonza, es decir, no gira en una posición vertical exacta, sino que en el extremo del eje dibuja una FIGURA 1.3 Distribución aleatoria en un conjunto de átomos de hidrógeno sin someterlos a un campo magnético. FIGURA 1.4 Distribución orientada en paralelo y antiparalelo de átomos de hidrógeno sometidos a un campo magnético. CAPÍTULO 1 Fundamentos de la RM 7 © E ls ev ie r. Fo to co pi ar s in a ut or iz ac ió n es u n de lit o. circunferencia en torno a la dirección del campo magnético hasta que consigue alinearse con él. Este fenómeno se conoce como movimiento de precesión (fig. 1.5) y se produce por la interac- ción del campo magnético externo y el campo magnético nuclear. En presencia de un campo magnético externo, los protones se alinean con éste siguiendo un movimiento de precesión similar a una peonza, resultado de la interacción del campo magnético nuclear y el campo magnético externo. Ecuación de Larmor Como se ha dicho anteriormente, cuando se colo- ca a un paciente en un campo magnético externo, los protones se alinean con dicho campo en un movimiento de precesión y a una determinada velocidad angular, denominada frecuencia de precesión de Larmor. Para poder perturbar estos protones, el pulso de radiofrecuencia que se envíe debe ser de la misma frecuencia que la frecuencia de precesión que tienen, y para ello se utiliza la ecuación de Larmor, resultante del producto de dos parámetros: Boω = ⋅ γ donde w es la frecuencia de precesión en mega- hercios (MHz), Bo es la fuerza del campo mag- nético externo (T) y g es la constante o relación giromagnética, característica para cada núcleo, que se mide en MHz/T (en el caso del hidrógeno es de 42,5 MHz/T). Los protones alineados pueden absorber energía cuando son expuestos a ondas de radiofrecuencia, siempre que éstas tengan la misma frecuencia de precesión que los protones, lo que se puede calcular con la ecuación de Larmor. Estados energéticos. Protones en paralelo y antiparalelo En un campo magnético, los protones pueden tener dos estados energéticos: 1. estado paralelo o estado de baja energía, en el que los protones se encuentran alineados con el campo magnético externo, y 2. estado antiparalelo o estado de alta energía, en el que los protones han sido estimulados por ondas de radiofrecuencia (a la frecuencia de Larmor) y han absorbido energía. El vector de magnetización de los protones paralelos tiene el mismo sentido que el del campo magnético externo, mientras que el de los antiparalelos tiene el sentido opuesto. Los protones se reparten casi de forma equitativa entre el sentido paralelo y el antiparalelo, pero siempre existe un pequeño exceso de protones en paralelo, es decir, en estado de baja energía. Aunque esta diferencia es muy pequeña (como ejemplo, en un campo magnético de 0,5 T y a temperatura corporal es de 2 por millón), hace posible la producción de señal en RM. La separa- ción entre los dos niveles de energía –paralelo y antiparalelo– es proporcional al campo magnéti- co, siendo la señal de resonancia magnética mejor cuanto mayor sea el campo magnético aplicado. Dentro de un campo magnético, los protones se reparten en estado paralelo y antiparalelo, con un pequeño exceso en estado paralelo o de baja energía. La descripción anterior es válida desde el punto de vista del átomo y ayuda a entender qué ocurre a escala macroscópica. MAGNETIZACIÓN LONGITUDINAL En RM se trabaja con el momento magnético total, que resulta de la suma de todos los mo- mentos magnéticos individuales de cada núcleo. En ausencia de campo magnético, los protones se distribuyen uniformemente, lo que supone la anulación de sus fuerzas. Recuerde que los proto- nes se alinean con el campo magnético externo al que están sometidos y que habrá más protones en sentido paralelo. El exceso de protones en parale- lo origina un vector de magnetización o momento magnético (M), cuya magnitud es directamente proporcional a la intensidad del campo magnéti- co externo y tiene su misma dirección. Este vector se conoce como magnetización longitudinal, que precesiona sobre el eje del campo magnético ex- terno a la frecuencia de Larmor (fig. 1.6). La magnetización neta en equilibrio es paralela al eje z del campo magnético externo y se conoce como magnetización longitudinal. El valor de este vector depende de la densidad de protones, de modo que cuantos más protones haya en el tejido estudiado, mayor será su valor. w=Bo⋅g FIGURA 1.5 Esquema gráficodel movimiento de precesión de un protón. PARTE 1 Principios físicos e instrumentación 8 APLICACIÓN DE PULSOS DE RADIOFRECUENCIA Cuando los protones se encuentran en estado de equilibrio, alineados con el campo magnético y formando el vector de magnetización longitudi- nal, se puede utilizar este vector para obtener la señal de RM, pero no se puede cuantificar porque está en paralelo a las líneas del campo magnéti- co externo. Para hacerlo, se necesita cambiar su posición, lo que se consigue enviando un pulso de radiofrecuencia. Existen dos tipos de pulsos de radiofrecuencia: 1. un pulso de 90°, que hace que el vector de magnetización longitudinal (z) gire en trans- versal hacia el eje xy (fig. 1.7), y 2. un pulso de 180°, que hace que la magne- tización gire hacia el eje z pero en sentido opuesto a la dirección del campo magnético principal (fig. 1.8). Pero no todo pulso perturba a los protones. Como ya se ha comentado al hablar de la ecuación de FIGURA 1.6 Esquema gráfico de la magnetización longitudinal. FIGURA 1.7 Pulso de radiofrecuencia a 90° sobre el vector de magnetización longitudinal. CAPÍTULO 1 Fundamentos de la RM 9 © E ls ev ie r. Fo to co pi ar s in a ut or iz ac ió n es u n de lit o. Larmor, el pulso de radiofrecuencia debe tener la misma frecuencia de precesión que los protones. En este caso los protones son capaces de captar energía y pasar de estar en paralelo con respecto al campo magnético a estar en antiparalelo, que es un estado de mayor energía, entrando así en resonancia. Cuanto más fuerte y más prolongado sea el pulso de radiofrecuencia, más protones girarán. Cuando los protones se desplazan del estado de baja energía al de alta energía, lo hacen por un doble movimiento de precesión llamado movi- miento de nutación; al desplazarse describen un ángulo de rotación o slip angle (fig. 1.9) y se dice que los protones o espines están en fase. MAGNETIZACIÓN TRANSVERSAL La RM puede detectarse sólo si se crea una mag- netización transversal, perpendicular a la longitu- dinal, que es capaz de inducir una tensión a una bobina receptora. Si se aplica un pulso de radiofrecuencia con 90° que además gire de forma sincronizada con los espines en precesión, se logrará que el vector de magnetización longitudinal se aparte de su orientación de equilibrio. Cuando la on- da de radiofrecuencia es capaz de inducir en la magnetización neta un giro de 90°, la magne- tización longitudinal se convierte en transversal (fig. 1.10). Un pulso de radiofrecuencia en la frecuencia de Larmor reorienta la magnetización longitudinal hacia el plano transversal, magnetización que podemos detectar. RELAJACIÓN TRANSVERSAL Y RELAJACIÓN LONGITUDINAL Cuando cesa el pulso de radiofrecuencia, los protones que han captado energía comienzan a ceder la energía excedente para volver al estado de equilibrio, fenómeno que se conoce como relaja- ción. La relajación no es un proceso espontáneo, sino que necesita que las estructuras del entorno sean capaces de absorber esa energía, es decir, se produce un trasvase de energía de los protones a las moléculas de su alrededor. Esta cesión de la energía sucede de dos formas de manera simultánea. Por un lado, los protones pierden la fase de precesión y, por otro, vuelven a alinearse con el campo magnético en sentido paralelo. Se denomina relajación longitudinal, relajación T1 o relajación espín-red al fenómeno de realineamiento en paralelo con el eje z. El fenómeno de pérdida energética en el plano xy se denomina relajación transversal o relajación espín-espín, y está relacionada sobre todo con la pérdida de fase de los protones. FIGURA 1.8 Pulso de radiofrecuencia a 180° sobre el vector de magnetización longitudinal. FIGURA 1.9 Representación del ángulo de nutación (slip angle). PARTE 1 Principios físicos e instrumentación 10 El retorno al equilibrio induce modificaciones en el campo magnético capaces de producir una señal eléctrica que puede ser recogida por una an- tena receptora y obtener así las imágenes de RM. Esta señal eléctrica se conoce como Free Induc- tion Decay (FID) y es una señal sinusoide amorti- guada. Estudiando la señal de la relajación y me- diante los parámetros T1 y T2, se puede obtener información sobre la densidad de los protones y el medio en el que se encuentran. T1-T2 Cuando cesa el pulso de radiofrecuencia, la ener- gía absorbida por los protones se libera al medio, pasando éstos a un estado de menor energía y recuperando la magnetización longitudinal. Esta recuperación es diferente para cada tipo de tejido, ya que no todos los protones se relajan al mis- mo tiempo porque se encuentran en distintas es- tructuras moleculares. El T1 de un tejido se define como el tiempo que tarda en recuperarse el 63% de su magnetización longitudinal. Cuanto más corto sea el T1 de un tejido, es de- cir, cuanto menos tiempo tarden los protones de sus moléculas de hidrógeno en volver a su estado de reposo y recuperar su vector de magnetización longitudinal, más hiperintenso se visualizará. Un ejemplo es la grasa, que tiene un T1 corto, lo que hace que se muestre con mayor intensidad, más brillante; otro ejemplo es el hígado, que tiene un T1 más corto que el bazo, por lo que la señal del hígado será más intensa que la del bazo. En el cerebro, el líquido cefalorraquídeo tie- ne un T1 muy largo, ya que los protones de sus moléculas de hidrógeno tardan más en volver a su estado de reposo. Esto se traduce en una señal poco intensa. Por otro lado, como la sustancia gris tiene un T1 más largo que la sustancia blanca, se puede ver la sustancia gris hipointensa con res- pecto a la sustancia blanca. El tiempo de relajación T2 de un tejido se define como el tiempo que tarda en perderse el 63% de la magnetización transversal o, lo que es lo mismo, el tiempo que tarda en recuperar- se el 37% de su valor inicial. El T2 mide por tanto el tiempo que los protones permanecen en fase después de un pulso de radiofrecuencia. Este desfase se ve favorecido por los pequeños cambios magnéticos de los núcleos vecinos de cada protón. El T2 también se denomina relaja- ción espín-espín, porque los protones pierden la coherencia de fase, dejando de precesar sin- crónicamente. El agua tiene un T2 largo; por lo tanto, todos los tejidos con componente líquido tendrán una señal mayor y se verán hiperintensos; así por ejemplo, el líquido cefalorraquídeo, que tiene un elevado porcentaje de agua en su com- posición y por tanto un T2 largo, se verá hiper- intenso. En realidad la relajación transversal se realiza en paralelo a la recuperación longitudinal, por lo que no existen imágenes T1 y T2 puras, sino que todas las imágenes de RM tienen componentes T1 y T2. Lo que sucede es que al determinar los parámetros de exploración, se elige que cada imagen tenga un predominio T1 o T2, es decir, se elige la potenciación en T1 o en T2 de cada imagen. FIGURA 1.10 Incidencia de la radiofrecuencia sobre la magnetización longitudinal para convertirla en transversal. CAPÍTULO 1 Fundamentos de la RM 11 © E ls ev ie r. Fo to co pi ar s in a ut or iz ac ió n es u n de lit o. AUTOEVALUACIÓN 1. ¿Cuál de las siguientes no es una característica del átomo de hidrógeno? a. Su número atómico es 1. b. Está formado por una sola partícula ele- mental llamada protón. c. El protón del núcleo representa práctica- mente la totalidad de la masa del átomo. d. La carga eléctrica del protón es positiva. e. Es el átomo más abundante en el cuerpo humano. 2. Entre los siguientes enunciados, indique la respuesta falsa: a. Cuando se encuentran en movimiento, las partículas cargadas eléctricamente son capaces de generar un campo magnético. b. El magnetismo del núcleo se basa en el movimiento continuo alrededor de su eje o espín nuclear. c. Los protones se encuentran alineados en paralelo cuando no están sometidos a un campo magnético externo. d. Los protonesen paralelo se encuentran en estado de baja energía. e. Los protones pasan a estado antiparalelo cuando son estimulados por ondas de radiofrecuencia. 3. Respecto a la ecuación de Larmor: a. Se usa para calcular la velocidad de giro del espín nuclear. b. Sirve para calcular la frecuencia de prece- sión de los protones. c. Sirve para calcular la carga eléctrica del átomo. d. Uno de los parámetros de la ecuación es la fuerza del campo magnético y se mide en MHz. e. La constante giromagnética es la misma para todos los átomos. 4. Señale la respuesta falsa: a. El vector de magnetización longitudinal se encuentra en paralelo con el campo magnético externo. b. Para poder cuantificar el vector de mag- netización es necesario modificar su dirección aplicándole un pulso de radio- frecuencia. c. La magnetización transversal se produce cuando la onda de radiofrecuencia es capaz de inducir un giro de 90° sobre el momento magnético. d. Para que un pulso de radiofrecuencia es- timule a los protones, debe tener la misma frecuencia de precesión que los protones. e. Un pulso de radiofrecuencia con la fre- cuencia de Larmor reorienta la magnetiza- ción longitudinal en sentido opuesto a la dirección del campo magnético principal. 5. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones no se puede aplicar al tiempo de relajación T1? a. Se denomina también tiempo de relaja- ción espín-espín. b. Se denomina también tiempo de relaja- ción longitudinal. c. Representa el tiempo que tardan los pro- tones de hidrógeno en recuperar el vector de magnetización longitudinal. d. El T1 de un tejido se define como el tiem- po que tarda en recuperarse el 63% de su magnetización longitudinal. e. Los tejidos con un T1 corto se visualizan más hiperintensos. Bibliografía Almadoz T. Guía práctica para profesionales de resonancia magnética. Bilbao: Osatek; 2003. Bradley W, Stark D. Resonancia magnética. 3.ª ed. Madrid: Harcourt/Elsevier; 2000. Bushong SC. Manual de radiología para técnicos. Física, bio- logía y protección radiológica. 9.ª ed. Barcelona: Elsevier; 2010. Canals M. Historia de la resonancia magnética. De Fourier a Lauterbur y Mansfield. Revista Chilena de Radiología 2008;(14):39-45. Elmaoglu M. MRI Handbook.: MR Physics, patient positioning and protocols. New York: Springer; 2012. Oleaga Zufiría L, Lafuente Martínez J. Aprendiendo los fun- damentos de la resonancia magnética. Monografía Seram. Madrid: Panamericana; 2007. Pooley RA. AAPM/RSNA Physics tutorial for residents: funda- mental physics of MR imaging. Radiographics 2005;25(4): 1087-99. Westbrook C. MRI in practice. 4.ª ed. Oxford: Wiley-Blackwell; 2008. Página deliberadamente en blanco 13 © 2015. Elsevier España, S.L.U. Reservados todos los derechos CAPÍTULO 2 Contraste tisular Dámaris Rodríguez García y Lara Núñez Moreno Introducción 13 Contraste de los tejidos 13 Parámetros intrínsecos 13 Parámetros extrínsecos 15 Resumen 17 INTRODUCCIÓN El contraste es un elemento clave en la imagen, necesario para realizar diagnósticos, y se puede definir como la intensidad que permite diferen- ciar estructuras anatómicas adyacentes o vecinas. En la imagen de RM, el contraste entre los dife- rentes tejidos se produce por una interacción com- pleja entre múltiples variables, unas intrínsecas, inherentes al propio tejido, y otras extrínsecas, dependientes de factores técnicos o de aplicaciones. En la RM, como sucede en otras técnicas de ima- gen médica (radiología convencional o tomografía axial computarizada), el contraste depende de la relación señal/ruido, pero la superioridad obtenida en la RM se relaciona con su mayor capacidad de analizar y utilizar más variables de las caracterís- ticas tisulares. Por ello, a diferencia de otras técni- cas, el uso de contraste externo es menos frecuente. El excelente detalle de las estructuras anatómi- cas y sus anomalías en áreas tales como el sistema nervioso central o en regiones musculoligamen- tosas, hacen de la RM una modalidad de elección para diagnosticar las patologías. Una imagen diagnóstica debe mostrar diferencias de contraste entre la anatomía normal y la patológica. Si no existe diferencia de contraste, es imposible llegar a un diagnóstico. CONTRASTE DE LOS TEJIDOS El contraste de la imagen está controlado por una serie de factores que deben ser entendidos para poder obtener una imagen con calidad diagnóstica. Parámetros intrínsecos Los parámetros intrínsecos son aquellos que no se pueden cambiar porque son inherentes a los tejidos. Para poder obtener una imagen de RM, en primer lugar se aplica un pulso de radiofrecuencia que provoca que los protones de los distintos tejidos entren en fase. Al finalizar el pulso de radiofrecuencia, los protones buscan el equilibrio electromagnético, produciéndose una liberación de energía que se recoge en forma de señal eléc- trica. Al mismo tiempo se produce un desfase de los protones, por lo que habrá una disminución de la magnetización transversal. Después de la fase de excitación, la relajación de cada tejido tiene unas características específicas para la señal de RM. Por este motivo se considera un factor intrínseco, que condiciona el contraste de la imagen. Cada tejido tiene una relajación diferente, y por ello, una señal de RM diferente, expresada en el contraste tisular. Un mismo teji- do puede presentar contrastes diferentes al estar enfermo o haber un tumor; en estos casos en la imagen se aprecian áreas de alta señal y áreas de baja señal. Otro factor intrínseco del contraste es el número o la densidad de protones en el tejido a estudiar, que tiene una relación directa con la señal y con el contraste. RELAJACIÓN T1 Y CONTRASTE T1 El tiempo de relajación es un concepto clave para entender el contraste de los tejidos en la imagen. El tiempo de relajación T1, explicado en el capítulo 1, Fundamentos de la RM, es el tiempo que necesitan los protones para volver a su estado inicial una vez ha cesado el pulso de excitación. Los protones de los tejidos recuperan la magneti- zación longitudinal de manera creciente. En este tiempo, llamado T1, el espín interacciona con el entorno que le rodea, y por ello cada tejido tiene un T1 diferente. PARTE 1 Principios físicos e instrumentación 14 El T1 no sólo depende del tejido (tiene relación directa con la tasa de crecimiento de la magnetiza- ción longitudinal), sino también de la fuerza del campo magnético. Así, a mayor fuerza del campo magnético, más lenta es la relajación T1. En un entorno de grasa, el espín es muy rápido para incrementar la magnetización longitudinal, y algo similar ocurre en la sustancia blanca. En cambio, en un entorno líquido la relajación lon- gitudinal se alcanza más lentamente y por ello el T1 es más largo, como sucede en el líquido cefalorraquídeo, donde es unas diez veces más lento que en la grasa. Cuando el T1 es corto, hay más señal de RM y el contraste es más brillante. Por tanto, los tejidos con mayor facilidad para la liberación energética serán los primeros en alcanzar la magnetización longitudinal, y más tarde, la alcanzarán los tejidos que tienen una mayor dificultad en la cesión de energía. Así pues, cada tejido tiene una tasa de cre- cimiento de la magnetización longitudinal, que se expresa en una curva exponencial creciente, determinando un tipo de contraste en la imagen (fig. 2.1). La imagen tiene mejor contraste si se obtiene en el momento de mayor diferencia o separación de las diferentes curvas; por el con- trario, si hay poca diferencia entre las curvas, no hay diferencias de contraste T1. El T1 de un tejido se define como el tiempo necesario para que la magnetización longitudinal recupere el 63% de su valor inicial. RELAJACIÓN T2 Y CONTRASTE T2 El tiempo de relajación T2 ocurre cuando los espi- nes pierden su coherencia o fase de precesión por las interacciones entre ellos. Están en el plano trans- verso, formando una magnetización neta transversa, y alcesar el pulso de radiofrecuencia de 90° se inicia el desfase y empieza a decrecer la señal de RM. Este tiempo de desfase es el T2, característico para cada tejido. El T2 es otro parámetro intrín- seco del contraste tisular, y tiene relación directa con la tasa de desfase de los protones de un tejido específico. El T2 es otro parámetro intrínseco del contraste tisular y tiene relación directa con la tasa de desfase de los protones de un tejido específico. En los diferentes tejidos los espines difieren en su desfase y tienen un T2 específico, que se representa en curva exponencial decreciente. Así, el líquido cefalorraquídeo desfasa lentamente y tiene un T2 largo, al contrario de lo que sucede en la sustancia blanca o la grasa, que desfasan más rápido y tienen un T2 corto. El T2 largo da más señal RM y es un contraste brillante, al contrario de los tejidos con T2 corto, que tienen señal baja y contraste negro. La imagen resultante muestra contrastes T2 diversos, según el tejido. A más separación de las curvas, más contrastes en la imagen (fig. 2.2). El T2 de los tejidos se define como el tiempo necesario para que la magnetización transversal haya perdido un 63% de su valor inicial. DENSIDAD PROTÓNICA La densidad protónica (DP) es otro factor intrínse- co del contraste tisular, y tiene relación directa con el número de protones por volumen en cada teji- do: a más protones, más señal. La señal del hueso es baja, porque es un tejido con pocos protones, y lo mismo sucede en estructuras con aire, tales como los senos paranasales. En el cerebro se dife- rencia muy bien la corteza cerebral (más señal) de la sustancia blanca (menos señal) (fig. 2.3). A mayor número de protones, más señal. FIGURA 2.1 Contraste T1. A) Los tejidos tienen diferentes contrastes. B) Curvas de magnetización longitudinal de los diferentes tejidos; la curva azul tiene un T1 largo (líquido en ventrículos), mientras que la curva roja tiene un T1 más corto (grasa). CAPÍTULO 2 Contraste tisular 15 © E ls ev ie r. Fo to co pi ar s in a ut or iz ac ió n es u n de lit o. Parámetros extrínsecos Los parámetros extrínsecos son aquellos que pueden ser manipulados por el técnico. PARÁMETROS BÁSICOS EXTRÍNSECOS DEL CONTRASTE Hay diversos parámetros extrínsecos o técnicos, los más básicos (fig. 2.4), que contribuyen al con- traste: • tiempo de repetición (TR), tiempo que trans- curre entre un pulso de radiofrecuencia y el siguiente; • tiempo de eco (TE), tiempo que transcurre entre el pulso de radiofrecuencia y la recogida del eco; • ángulo de inclinación (flip angle), ángulo que indica el vector de magnetización longitudinal; • tiempo de inversión, tiempo que separa el pulso inicial de 180° del pulso de 90°. El tiempo de repetición y el tiempo de eco se miden en milisegundos y su duración depende de la potenciación que se quiere obtener, ya que todos los tejidos no liberan la energía a la misma velocidad. Los parámetros extrínsecos, que se utilizan en las secuencias, se mueven en unos límites que permiten pequeñas diferencias. Por ello es importante saber que, sobrepasados los límites, el resultado puede no ser el deseado e incluso ser FIGURA 2.2 Contraste T2. A) El contraste T2 del líquido cefalorraquídeo es brillante en relación con la sustancia blanca (baja señal). B) Curvas de magnetización transversal de los tejidos; la curva azul, lenta, corresponde al líquido cefalorraquídeo, mientras que la curva verde, en la que el T2 es más rápido, corresponde a la sustancia blanca. FIGURA 2.3 Imagen densidad protónica (DP) axial de cráneo. La diferencia de contraste depende la cantidad de protones por unidad de volumen. FIGURA 2.4 Representación del tiempo de repetición (TR) y del tiempo de eco (TE). PARTE 1 Principios físicos e instrumentación 16 de baja calidad. Por ejemplo, el líquido en un T2 siempre es blanco, mientras que en un T1 es gris. El operador debe conocer cómo estos paráme- tros extrínsecos producen la potenciación necesa- ria en T1, T2 o DP: • El TR determina el tiempo T1 y también la ponderación de la imagen en densidad pro- tónica. • El ángulo de inclinación controla el tiempo T1 y la ponderación de la imagen en densidad protónica. • El TE controla la ponderación T2 de la imagen. Existen otros parámetros técnicos –como por ejemplo el tiempo de adquisición, la relación señal-ruido y la resolución espacial– que influyen en la calidad del estudio y que se verán en capí- tulos posteriores. El tiempo de repetición (TR) y el tiempo de eco (TE) se miden en milisegundos y su duración depende de la potenciación que se quiere obtener, ya que no todos los tejidos liberan la energía a la misma velocidad. SECUENCIAS. POTENCIACIÓN DEL CONTRASTE TISULAR Las secuencias son una serie de pulsos de exci- tación (radiofrecuencia), de amplitud y ritmo prefijados, a veces seguidos de uno o más pulsos de refase. La señal de RM, llamada también señal de eco, se recoge en un momento determinado, forzando los contrastes T1, T2 o DP de los tejidos; es lo que se conoce como potenciación del contraste. Al hacer un estudio de RM, siempre se realizan varias secuencias con diferentes potenciaciones, ya que de esta manera la información sobre el contraste tisular es muy amplia. Al seleccionar un parámetro u otro se deter- mina no sólo la ponderación de la imagen (T1, T2, DP), sino también la calidad de la imagen y la sensibilidad para detectar una patología determinada. Cuando es necesario el contraste tisular –como por ejemplo en caso de sospecha de tumores o de infección–, se puede incrementar con el uso de medios de contraste externos. Se trata de sus- tancias que alteran la señal de algunos tejidos, tanto normales como patológicos, para facilitar un mejor diagnóstico. A continuación se detallan las diferentes potenciaciones de la imagen de RM. Potenciación T1 Resaltan los diferentes T1 de relajación longitu- dinal de los tejidos (v. fig. 2.1). El parámetro clave es el TR; si es corto, se aumenta la diferencia entre los tejidos, y aque- llos con T1 lentos no tienen tiempo de dar señal. El TE también debe ser corto para evitar que ocurra el desfase de los protones durante la rela- jación. La grasa y el agua funcionan de manera opues- ta con relación a su tiempo de relajación. Al tener una baja energía inherente, la grasa absorbe fácil- mente la energía de los átomos de hidrógeno, lo que permite una recuperación T1 relativamente rápida; el T1 de la grasa es corto. Por el contrario, el agua tiene una alta energía inherente y no pue- de absorber fácilmente la energía de los núcleos de hidrógeno, por lo que la recuperación T1 del agua es relativamente lenta; el T1 del agua es largo (v. fig. 2.1). La tabla 2.1 muestra los tiempos de relajación longitudinal de diferentes tejidos. El T1 de la grasa es corto y el del agua es largo. Potenciación T2 El valor T2 de los tejidos no se ve influido por el campo magnético principal, por lo que es inde- pendiente de éste. Si el tiempo de relajación transversal T2 depende de los dos factores (espín-espín y hete- rogeneidades del campo magnético principal), se denominará tiempo de relajación transversal T2*. Se utiliza un TR largo para que los protones pierdan la energía sobrante absorbida durante el pulso de radiofrecuencia, combinado con un TE largo para que también pierdan la fase (v. fig. 2.2). En tejidos grasos es fácil que tenga lugar la interacción espín-espín porque las moléculas se encuentran más juntas; como resultado de ello se produce un rápido desfase y pérdida de la magnetización transversal y el T2 de la grasa es corto. Por el contrario, el T2 en el agua es menos eficiente que en la grasa porque las moléculas están más separadas entre sí y es más difícil que ocurra la interacción espín-espín; en este caso el desfase de los espines es lento y la pérdida de la TABLA 2.1 Tabla con los tiempos de relajación longitudinal de los diferentestejidos Tejido T1 Grasas 150 ms Hígado 250 ms Páncreas 275 ms Sustancia blanca 300 ms Bazo 400 ms Riñones (córtex) 450 ms Músculo 475 ms Sustancia gris 525 ms Riñones (médula) 650 ms Líquido cefalorraquídeo 2.000 ms CAPÍTULO 2 Contraste tisular 17 © E ls ev ie r. Fo to co pi ar s in a ut or iz ac ió n es u n de lit o. magnetización transversal es gradual y el T2 del agua es largo (v. fig. 2.2). La tabla 2.2 muestra los tiempos de relajación transversal de diferentes tejidos. El T2 de la grasa es corto y el del agua es largo. Potenciación de la DP Las imágenes potenciadas en DP deben resaltar los protones de hidrógeno existentes en el tejido. La utilización de un TR largo permite un aumento de la DP (v. fig. 2.3). En la tabla 2.3 se observa la diferencia de con- traste debida a la diferencia de intensidad de señal de los diferentes tejidos, según su potenciación, y en la tabla 2.4 se exponen los límites de los parámetros extrínsecos básicos para obtener las potenciaciones adecuadas. Se necesita un TR largo para que los protones liberen el exceso de energía y un TE corto para que no pierdan la fase durante el proceso de relajación; de este modo se obtiene una DP. RESUMEN En la RM, el contraste tisular es un aspecto clave para el diagnóstico. Depende de las caracterís- ticas intrínsecas de los tejidos (factores intrínse- cos), sometidos a un campo magnético externo y que interactúan con los pulsos de radiofre- cuencia mediante las secuencias (factores extrín- secos). El técnico debe conocer las variables que influ- yen las características de la señal de los tejidos para obtener el mayor contraste en la imagen. TABLA 2.2 Tabla con los tiempos de relajación transversal de los diferentes tejidos Tejido T2 Músculo 47 ms Riñón 58 ms Grasa 84 ms Sustancia blanca 92 ms Sustancia gris 101 ms Líquido cefalorraquídeo > 2.000 ms TABLA 2.3 Diferencia de contraste debida a la diferencia de intensidad de señal de los diferentes tejidos, según su potenciación Blanco Gris Negro T1 Grasa Hemorragia subaguda Sustancia blanca Contraste Sustancia gris Hígado. Bazo Páncreas Riñón Músculo Lesiones con agua Líquido cefalorraquídeo Orina Quistes Tendones Vasos Aire Fibrosis T2 Líquido cefalorraquídeo Orina Quistes Tumores Riñón Bazo Agua libre Sustancia gris Grasa Sustancia blanca Páncreas Hígado Músculo Hueso cortical Tendones Aire Vasos TABLA 2.4 Duración del tiempo de repetición (TR) y tiempo de eco (TE) para conseguir la potenciación deseada Potenciación TR TE T1 Corto (−600 ms) Corto (−20 ms) T2 Largo (+1.500 ms) Largo (+80 ms) DP Largo (+1.500 ms) Corto (−20 ms) PARTE 1 Principios físicos e instrumentación 18 AUTOEVALUACIÓN 1. ¿Qué parámetro se puede manipular para obtener una imagen en T1? a. El TE. b. La DP. c. El TR. d. El T1. e. A y C son correctas. 2. Para obtener una imagen potenciada en T2 se necesita: a. TR y TE altos. b. TR alto y TE bajo. c. TR bajo y TE alto. d. TR y TE bajos. e. Ninguna es correcta. 3. Se considera un TR corto cuando su duración es menor de… a. 1.500. b. 2.000. c. 600. d. 3.000. e. 1.200. 4. La grasa tiene un T1 corto, por lo que… a. Libera rápido la energía. b. No libera energía. c. Libera lentamente la energía. d. Libera energía. e. Libera poca energía. 5. En una imagen potenciada en T2 el LCR es: a. Negro. b. Gris. c. Blanco. d. No da señal en T2. e. Todas son falsas. 6. ¿En qué está potenciada la siguiente imagen? a. T1. b. T2. c. DP. d. DP y T2. e. A y C son correctas. 7. ¿Cuál es la potenciación de las siguientes imágenes? a. DP y T2. b. T1 y DP. c. T2. d. DP. e. Las dos son T1. 8. En una imagen potenciada en T1 la grasa es… a. Negro. b. Gris. c. Blanca. d. La grasa en T1 no se ve. e. Todas son falsas. CAPÍTULO 2 Contraste tisular 19 © E ls ev ie r. Fo to co pi ar s in a ut or iz ac ió n es u n de lit o. Bibliografía Almandoz T, Equipo Osatek. ¿Cómo se puede obtener una buena imagen? En: Almandoz T, Equipo Osatek, editors. Guía práctica para profesionales de resonancia magnética. Bilbao: Osatek; 2003. p. 145-64. López Prieto JE. Manual de resonancia magnética osteoarticular. Servicio de diagnóstico por imagen. Hospital Asepeyo Sant Cugat. Asepeyo; 2002. 13-19. Martínez Guillamón C. Aplicaciones y protocolos de actuación en resonancia magnética. 1.ª ed. Editado AETR; 2008. 69-109. McRobbie DW, Moore EA, Graves MJ, Prince MR. MRI from Picture to Proton. 1.ª ed. Cambridge: Cambridge University Press; 2006. 30-35. Weishaupht D, Köchli, Marincek B. How does MRI Work?: An Introduction to the Physics and Function of Magnetic Resonance Imaging. 2.ª ed. Springer. 7-19. Westbrook C, Kaut Roth C, Talbot J. MRI in practice. 4.ª ed. Hoboken, NJ: Wiley-Blackwell; 2011. 21-34. Zauner i Jakubik M. Contraste en resonancia magnética. En: Oleaga Zufiría L, Lafuente Martínez J, editors. Aprendiendo los fundamentos de la resonancia magnética. Monografía Seram. Madrid: Editorial Panamericana; 2007. p. 11-6. Webs de interés Artefactos comunes en imagen por RM: http://resonancia-magnetica. org/MagRes%20Chapters/17_01.htm Metal artefact reduction: http://www.revisemri.com/blog/2011/ metal-artefact-reduction/ http://resonancia-magnetica.org/MagRes%2520Chapters/17_01.htm http://resonancia-magnetica.org/MagRes%2520Chapters/17_01.htm http://www.revisemri.com/blog/2011/metal-artefact-reduction/ http://www.revisemri.com/blog/2011/metal-artefact-reduction/ Página deliberadamente en blanco 21 © 2015. Elsevier España, S.L.U. Reservados todos los derechos CAPÍTULO 3 Sistema de RM: equipo y centro de control. Sala de RM María Isabel Rodríguez Soler INTRODUCCIÓN La obtención de estudios de resonancia mag- nética (RM) requiere la integración de equipos sofisticados con diferentes componentes que interactúan con los ordenadores. Por ello, fun- cionalmente se considera que es un sistema que consta de dos equipamientos: uno especializado, formado por el imán principal, los gradientes y la antena de radiofrecuencia, relacionados con la formación de la señal, y el otro, la sala de control, que gestiona las órdenes de trabajo y la señal, transformándola en imagen. El área física de la RM debe tener un diseño cuidadoso, con suficiente espacio para todo el equipamiento, además de una sala de espera para los pacientes, con cumplimiento de medidas de seguridad en relación con la contaminación acús- tica del equipo y las fuerzas del campo magnético. En conjunto, se requiere una fuerte inversión económica al realizar la compra de una RM, ya que lleva asociado altos costes de instalación y de mantenimiento. EQUIPO PRINCIPAL Y COMPONENTES El equipo principal lo compone el imán, elemen- to esencial para crear el magnetismo en los tejidos del paciente, la radiofrecuencia, que perturba el campo magnético estático y genera la señal de los tejidos para obtener la imagen, y los gradientes, el tercer elemento importante en este conjunto tec- nológico, que participan en la selección del corte y localización de la señal. A estos componentes se añaden más elementos, que forman un conjunto o sistema (fig. 3.1). El imán. Características y clasificación El imán o magneto genera el campo magnético externo, y es donde se sitúa al paciente para rea- lizarle la exploración. CARACTERÍSTICAS Las características principales que diferencian las categorías de los equipos de RM son la intensidad del campo magnético y la homogeneidad. • La intensidad del campo magnético es el prin- cipal determinante del contraste en la imagen de la RM, ya que interviene en el cambio de energía entre los protones y su entorno. Los tiempos de relajación longitudinal de los te- jidos se modifican según la fuerza del campo magnético: a menor fuerza, más corto es el T1, y, a la inversa, a mayor fuerza, más largo es, hecho que influye en la relación señal-ruido. • La intensidad del campo magnético se mide en Tesla o Gauss: 1 Tesla (T) = 10.000 Gauss (G). La intensidad del campomagnético externo es el principal determinante del contraste en la imagen de la RM. Se mide en Tesla o Gauss, y 1 Tesla (T) = 10.000 Gauss (G). • La homogeneidad del campo magnético en el centro del imán no suele ser completa. Es un parámetro de calidad importante al comprar Introducción 21 Equipo principal y componentes 21 El imán. Características y clasificación 21 Sistemas de homogeneización del campo. Shimming 23 Sistemas de gradientes 23 Sistema de radiofrecuencia 25 Mesa del equipo 26 Sala de control (sistema de adquisición de datos) 26 Área de resonancia magnética 27 Resumen 28 PARTE 1 Principios físicos e instrumentación 22 un equipo, ya que tiene importancia sobre la relación señal-ruido. • La inhomogeneidad se mide en partes por mi- llón (ppm). Una inhomogeneidad de 1 ppm en un imán de 1 T produce un rango de inten- sidad entre 10.000,00 G y 10.000,01 G, y como consecuencia se producen variaciones en la frecuencia de resonancia de los protones que crean artefactos. La homogeneidad del campo magnético es un parámetro de calidad y no suele ser completa. CLASIFICACIÓN DE LOS IMANES En la práctica clínica existen varios tipos de RM, y según su funcionamiento los imanes se clasifican en permanentes, resistivos y superconductores. Imán permanente El imán permanente se compone de material ferromagnético (hierro, níquel u otros metales) y es un método simple de crear un campo mag- nético, perpendicular al paciente. Se compone de varias piezas insertadas entre sí. Su principal ventaja es que la intensidad es baja cerca del equipo, lo que reduce las medidas de seguridad. Actualmente las nuevas versiones son más ligeras y, dado que este sistema no necesita enfria- miento ni energía para su funcionamiento, los costes de inversión son más bajos que en otros tipos de imanes. Sus desventajas principales son que no se desconectan en caso de emergencia y que su campo magnético es menos homogéneo. Imán resistivo Es un electromagneto creado por una corriente eléctrica que fluye por un material (ley de elec- tromagnetismo de Maxwell). El campo magnético se forma alrededor del conductor eléctrico. Se produce calor por la conducción eléctrica y se incrementa la resistencia al flujo. Este sistema necesita refrigeración y energía, lo que aumenta los costes. La intensidad varía de 0,1 T a 0,3 T y es un campo magnético poco homogéneo. Imán superconductor Es un electromagneto. Se suele utilizar un cable de aleación de niobio y titanio, que cuando se enfría a una temperatura inferior a 4 K (−268°C) se transforma en superconductor (pierde su resis- tencia a la conducción eléctrica y es permanente), creando un potente y constante campo magnético (v. fig. 3.1). Se utiliza helio líquido como criógeno, ya que es capaz de bajar la temperatura y conseguir una conducción eléctrica permanente, y se obtiene un imán que no produce calor ni necesita voltaje. El helio se sitúa concéntrico y externo al imán. Sin embargo, hay que tener en cuenta que el helio es un material muy costoso, con pequeñas pérdidas mensuales, que deben reponerse (fig. 3.2). FIGURA 3.2 Esquema de un electromagneto, elemento base que forma el imán superconductor, con las fuerzas magnéticas. (Imagen cortesía de Siemens.) FIGURA 3.1 Esquema de un sistema de RM, con la integración de sus componentes. Sección transversal. (Imagen cortesía de Siemens.) CAPÍTULO 3 Sistema de RM: equipo y centro de control. Sala de RM 23 © E ls ev ie r. Fo to co pi ar s in a ut or iz ac ió n es u n de lit o. Por fuera del helio se coloca una capa de vacío y otra de nitrógeno líquido, a modo de ais- lamiento térmico. Las medidas de seguridad se explican más adelante en el capítulo 9, Criterios de seguridad en RM. La intensidad varía entre 0,5 T a 3 T, y son muy homogéneos. En total, constituyen el 85% de los equipos en el mundo, a pesar de que la refrigeración supone un coste añadido. Según la fuerza o intensidad del campo mag- nético, los imanes se clasifican en: • Imanes de bajo campo, de 0,1 a 0,5 T, que se utilizan para estudios de áreas pequeñas tales como rodillas, tobillos, etcétera. • Imanes de medio campo, de 0,5 a 1 T. • Imanes de alto campo, de 1 T a 3 T, los utiliza- dos en la práctica clínica. Permiten realizar es- tudios vasculares, cardíacos, espectroscópicos, etcétera. • Imanes de ultraalto campo, de más de 3 T. El mayor avance tecnológico en RM en los últimos 40 años ha sido desarrollar una mayor intensidad de los campos magnéticos y darles aplicación clínica; algunos alcanzan los 9 T. Un problema de muchos imanes supercon- ductores es la forma de túnel cerrado, con una apertura de 50-60 cm, y por la cual se introduce al paciente, ya que la duración del estudio (una media de 40 minutos) provoca incomodidad o claustrofobia. Por ello se han realizado nuevos diseños, y hoy día hay equipos abiertos de alto campo que dan muy buena relación señal-ruido. Sin embargo, hasta el momento actual, la mayo- ría de equipos abiertos son de bajo campo. Los imanes abiertos constan de un bobinado superior e inferior unido por un soporte, con la camilla entre ambos. Al estar abierto, disminuye la ansie- dad del paciente (fig. 3.3). Sistemas de homogeneización del campo. Shimming La palabra inglesa shim significa “cuña”, en refe- rencia a los n elementos que se usan para homo- geneizar el campo magnético. La homogeneización del campo magnético es un dato que debe aparecer anotado en las carac- terísticas del equipo y ser visible en el momento de la entrega. Para realizar una espectroscopia se requiere una homogeneización de 1 ppm en el volumen de un tejido en el centro del imán. Para un funcionamiento adecuado de un equipo de RM se requiere al menos una homogeneidad de 4 ppm. El shimming es la compensación o ajuste de las inhomogeneidades del campo magnético, y se consigue de dos formas: 1. Por compensación activa, mediante pequeñas bobinas (electromagnetos) que se encuen- tran dentro del campo magnético principal y que producen campos correctores que compensan la falta de homogeneización. Se activan al realizar determinados estudios o secuencias. 2. Por compensación pasiva mediante pequeñas cuñas (shim) ferromagnéticas colocadas en los polos del imán, que crean unos campos magnéticos que se suman al principal. Sistemas de gradientes Las bobinas o antenas de gradientes son unos dis- positivos que, junto con las antenas shim, están localizados al lado del imán, de manera concén- trica a éste (v. fig. 3.1). Básicamente, el sistema de gradientes consta de 6 electromagnetos cilíndricos distribuidos en dos pares para cada eje espacial (fig. 3.4). FIGURA 3.3 A) Resonancia abierta. B) Resonancia cerrada. (Imagen cortesía de Siemens.) PARTE 1 Principios físicos e instrumentación 24 La función principal consiste en localizar la señal de resonancia de los tejidos en las tres direcciones espaciales. Se activan y cambian la intensidad del campo localmente, de manera lineal a lo largo del imán. CARACTERÍSTICAS Los parámetros que definen un gradiente son la amplitud, el tiempo de subida (tiempo que tarda en alcanzar la fuerza máxima) y la velocidad de subida. La amplitud o fuerza del gradiente es la inten- sidad que se produce localmente dentro del imán principal a una distancia determinada. Se expresa en miliTesla por metro (mT/m) o Gauss por centí- metro (G/cm) (10 mT/m = 1 G/cm) y típicamente varía entre 10 y 40 mT/m. Para estudios de alta resolución, con pequeños vóxeles, los tres gra- dientes deben alcanzar amplitud alta. El tiempo de subida (expresado en microse- gundos, ms) es el tiempo que tarda el gradiente en alcanzar su fuerza máxima. La velocidad de subida (en miliTesla por metros por segundo, mT/m/s) es la rapidez con la que con- sigue alcanzar la amplitud o fuerza máxima. Se representa por el cociente entre fuerza de gradiente y el tiempo de subida. El valor medio es 70 mT/m/s, aunque en investigaciónse está trabajando con gradientes de alta velocidad, de hasta 240 mT/m/s. Cada una de estas características determinará la potencia de un equipo de RM. Así, a mayor ampli- tud, velocidad y tiempo de subida de las antenas de gradientes, más eficaz será el equipo y permitirá rea- lizar estudios más sofisticados, tales como una RM cardíaca. Estos parámetros son muy importantes para la formación y la calidad de la imagen de RM. FUNCIONAMIENTO Cuando se activa la antena o bobina de gradiente, una corriente eléctrica empieza a circular por un conjunto de espiras. Cada bobina de gradiente está situada estratégicamente a cada lado del isocentro del imán y en cada una la corriente circula en sentido diferente: una va en el sentido de la fuerza del campo magnético, aumentando su fuerza, mientras que en el otro extremo, en la otra bobina, la corriente va opuesta a la dirección de la fuerza del campo magnético y por ello en esa zona baja su fuerza (fig. 3.5). De este modo se FIGURA 3.5 Esquema del funcionamiento de las bobinas de gradiente, en los tres ejes del espacio. (Imagen cortesía de Siemens.) FIGURA 3.4 Esquema de un electromagneto de una bobina de gradiente. Gradiente lineal en la dirección del eje z. (Imagen cortesía de Siemens.) CAPÍTULO 3 Sistema de RM: equipo y centro de control. Sala de RM 25 © E ls ev ie r. Fo to co pi ar s in a ut or iz ac ió n es u n de lit o. logra un gradiente lineal sobre la fuerza del cam- po magnético en una dirección selectiva, según la activación de la bobina de gradiente en ese eje (x, y o z). Así se consiguen pequeñas perturba- ciones del campo en los tres ejes del espacio que permiten localizar la señal de RM. En resumen, la bobina de gradiente es como si sumaran o res- taran espiras a la bobina del imán principal y por ello aumenta o disminuye la fuerza del campo magnético en cada extremo. La función principal de los gradientes es la codi- ficación espacial de la señal, constituida por tres pasos: la selección de corte (componente z, Gz), la codificación de frecuencia (componente x, Gx) y la codificación de fase (componente y, Gy). Los gradientes son variaciones del campo magnético a lo largo de una determinada distancia y su función principal es la codificación espacial de la señal. La selección de corte la realiza el gradiente de selección de corte (Gz) y determina el grosor de corte que debe excitarse con la radiofrecuencia. Se integran en este funcionamiento el ancho de banda, la radiofrecuencia y el gradiente de selec- ción de corte. Gradientes muy potentes permiten realizar cortes muy finos. El gradiente de lectura o codificación de fre- cuencia (Gx) se aplica perpendicular al gradiente de selección de corte, antes y durante la formación del Eco. Se realiza la lectura o codificación de la frecuencia o espectro de frecuencias de resonancia de los protones en el eje x. La señal de RM se adquiere siempre durante el gradiente de lectura. El gradiente de codificación de fase (Gy) se aplica sobre el tercer eje perpendicular (y), después de la selección de corte y antes de la lectura de la frecuencia. Induce una variación lineal de la fase en los protones a lo largo del imán, y se activa después de la fase de excitación. Este proceso es más largo que los anteriores, y es donde se producen más artefactos. La información realizada por los gradientes rellena los vóxeles, permitiendo la formación de la imagen. Finalmente, otra función diferente de la codificación espacial de la señal es participar en las secuencias eco de gradiente, lo que permite refasar los espines. Los gradientes se activan y desactivan durante las secuencias. Un efecto no deseado durante la activación es la vibración que causan en el equi- po, hecho que provoca la aparición de ruido acústico; por este motivo los pacientes deben colocarse tapones en los oídos durante el estudio como protección del ruido ambiental. Otro efecto secundario es que durante el tiempo de gradiente se generan las llamadas corrientes de Foucault, que disminuyen la homogeneidad del campo magnético y que deben ser compensadas para no disminuir la calidad de la imagen. A los gradientes de fase y frecuencia también se los denomina gradientes de campo y su función básica es localizar una parte de la anatomía del paciente y situarla espacialmente en una imagen bidimensional. Sistema de radiofrecuencia La energía de radiofrecuencia es fundamental para producir la señal de RM. FUNCIONAMIENTO La radiofrecuencia transfiere energía a los pro- tones tisulares, produciendo así una excitación sobre los espines en el campo magnético cuando alcanza una frecuencia del espectro electromagné- tico. Para producir una imagen, la radiofrecuen- cia transmitida debe ser igual a la frecuencia de precesión del hidrógeno para conseguir el efecto de la resonancia. Esta frecuencia de precesión está próxima a la radiofrecuencia de las ondas de radio, por lo que es necesario el aislamiento del entorno externo (calle). La radiofrecuencia se transmite en un corto período de tiempo que se conoce como pulso de radiofrecuencia y que colabora de manera importante en producir el contraste de la imagen de la RM. Para producir una imagen, la radiofrecuencia transmitida debe ser igual a la frecuencia de precesión del hidrógeno para conseguir el efecto de la resonancia. MODELOS DE ANTENA Las antenas de radiofrecuencia pueden ser trans- misoras de radiofrecuencia, receptoras de la señal de RM o mixtas si realizan ambas funciones. El diseño actual de las antenas de radiofre- cuencia es complejo, ya que contienen muchí- simos componentes individuales (a veces hasta 1.500) y se necesita que todos estén integrados correctamente, puesto que si alguno falla, la antena no funciona. Esta complejidad está rela- cionada con los nuevos avances en aplicaciones sofisticadas. En la década de 1990, se propone por un lado el uso de la tecnología de antena conjunta o en red (phased array), en vigor actualmente, y, por otro, la tecnología de antena de volumen: Un aspecto clave en la RM es conseguir la mejor relación señal-ruido en la imagen, siendo responsable de este aspecto la antena de RF. • Modelo de antena única. Consta de un circuito eléctrico con un amplificador. PARTE 1 Principios físicos e instrumentación 26 • Modelo de antena múltiple o en serie (phased array). Tiene varias antenas integradas, con un amplificador. Cuantos más canales tenga, más información recoge. Es a la vez transmisor y receptor, y se pueden activar un número de ca- nales en función de las necesidades (fig. 3.6). En las antenas es necesario reducir el ruido aso- ciado con el cableado para mejorar la relación señal-ruido. La antena de cuerpo (body coil) es transmi- sora y receptora, y está integrada en el equipo (fig. 3.7). Las antenas de volumen, con formas diferen- tes, suelen recibir y transmitir (fig. 3.8). Por su tamaño se alejan del objeto, disminuyendo la relación señal-ruido. En cambio, las antenas de superficie (lineales) funcionan de un modo muy diferente, pues se acercan más al objeto y así la relación señal-ruido es alta. Son muy útiles en el estudio de extremida- des, ya que se adaptan morfológicamente al área anatómica (fig. 3.9). Las antenas endocavitarias (endorrectal, endovaginal, etc.) mejoran la señal. MESA DEL EQUIPO La mesa del equipo debe ser confortable para el paciente, y su movimiento es hacia dentro o hacia fuera, hacia arriba y hacia abajo del imán. En ella se conectan las antenas de radiofrecuencia. La mayoría de equipos tienen un diámetro de túnel de 70 cm y la camilla queda a 35 cm del techo, lo que para algunos pacientes resulta claustrofóbico (v. fig. 3.7). En algunos modelos de RM la camilla se puede sacar y se puede trasladar a la urgencia. SALA DE CONTROL (SISTEMA DE ADQUISICIÓN DE DATOS) Desde la consola de mandos, el técnico selecciona los parámetros de resolución (campo de visión, grosor
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