RESONANCIA MAGNETICA_YIVET QUENGUAN

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RESONANCIA MAGNETICA_YIVET QUENGUAN

Física de la RM

Relajación transversal y relajación longitudinal T1-T2

Relajación T2 - Se produce por el desfase de los protones. - T2 también se denomina relajación espin-espin. - La relajación T2 también depende de la distancia entre moléculas . - Se caracteriza por ser inherente de cada tejido y es el tiempo en el que se pierde 63% de la magnetización trasversal - Los tejidos se ven oscuros en la imagen

Relajación T1 - Se produce cuando los protones devuelven la energía al entorno molecular y se recupera la magnetización longitudinal - Se caracteriza por ser inherente de cada tejido y esta definido por el tiempo en el que se recupera el 63% de la magnetización longitudinal - Es producida cuando los protones devuelven la energía al entorno molecular y se recupera la magnetización longitudinal - Los tejidos aparecerán brillantes en la imagen - El parametro de tiempo de repetición controla la potencia e una imagen en T1

Magnetización transversal

Es un proceso que ocurre cuando la velocidad de la relajación T1 se representa mediante una curva exponencial. El eje vertical indica la cantidad de magnetización longitudinal y el eje horizontal, el tiempo en segundos.

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 longitudinal, se puede utilizar este vector para obtener la señal de RM, pero no se puede cuantificar porque está en paralelo al campo magnético externo. Para que el tejido magnetizado induzca una señal sobre la bobina receptora, el vector de magnetización debe cambiar su posición a un plano transversal, lo que se consigue enviando un pulso de radiofrecuencia. Existen dos tipos de pulsos de radiofrecuencia: 1. 1. Un pulso de 90°, que hace que el vector de magnetización longitudinal (z) gire en transversal hacia el eje xy. 2. Un pulso de 180°, que hace que la magnetización gire hacia el eje z pero en sentido opuesto a la dirección del campo magnético principal.

Magnetización longitudinal

Es cuando los protones, devuelven la energía al entorno molecular y se recupera la magnetización longitudinal. Por lo que el intercambio energético es más ineficaz y el T1 es largo.

Estados energéticos

Cuando el átomo de hidrógeno no se encuentra sometido a una fuerza externa, muestra una disposición totalmente aleatoria, apuntando hacia cualquier dirección del espacio; de este modo globalmente se produce una anulación mutua de los momentos magnéticos y se da un equilibrio electromagnético. - Estado paralelo: los protones se encuentran alineados a favor del campo magnético externo, situación de baja energía. - Estado antiparalelo: contrario al campo magnético, estado de alta energía.

Ecuación de Larmor

El campo magnético externo en un movimiento de precesión, lo hacen a una determinada velocidad angular que se denomina frecuencia de precesión de Larmor ω = γ × B0 - ω es la frecuencia angular de Larmor (MHz) - γ es la relación giromagnética (MHz/ T) que viene dada por la relación entre las propiedades mecánicas y magnéticas del núcleo y depende del tipo de núcleo. - B0 es la fuerza del campo magnético en Tesla (T). De esta ecuación se deduce que la frecuencia del movimiento de precesión, cuando más alto es el campo magnético, mas alta es la frecuencia.

Movimiento de precesión

Se trata 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 circunferencia en torno a la dirección del campo magnético hasta que sigue alinearse con él.

Campos magnéticos y electricidad

Esta interacción se basa en el hecho que los campos magnéticos se generan por partículas cargadas eléctricamente que están en movimiento, la carga eléctrica es una propiedad intrínseca y fundamental de las partículas elementales que forman la materia, un cuerpo está cargado eléctricamente cuando posee un exceso de carga en uno u otro sentido y es capaz de ejercer una fuerza eléctrica con otros cuerpos cargados de energía. Toda fuerza lleva asociado un campo magnético y eléctrico, tanto las fuerzas como sus campos asociados son magnitudes vectoriales, y para ser definidas necesitan una magnitud, una dirección y un sentido.

Diamagnetismo y paramagnetismo

Paramagnetismo Estos materiales son débilmente atraídos hacia la zona más intensa del campo magnético. Este alinea todos los momentos magnéticos ya existentes que componen el material, y produce un momento magnético global que se suma al del campo magnético.

Diamagnetismo Estos materiales son aquellos que son débilmente repelidos hacia las regiones de menor campo magnético. Cuando se introduce un material diamagnético en un campo magnético, se induce en él un momento magnético de sentido opuesto al campo.

Historia del desarrollo de la resonancia magnética

1933-2017 Andrew Maudsley - Peter Mansfield

- En 1975, Peter Mansfield y Andrew Maudsley hicieron importantes contribuciones al campo de las imágenes médicas. Introdujeron una técnica de escaneo lineal que revolucionó la forma en que visualizamos la anatomía humana. - En 1978, Hugh Clow e Ian R. Young trabajaron en una empresa británica llamada EMI y crearon la primera imagen transversal de RMN a través de una cabeza humana. - Las contribuciones de Peter Mansfield, Andrew Maudsley, Hugh Clow e Ian R. Young han tenido un profundo impacto en el campo de las imágenes médicas.

1933-2021 Richard Ernst

- En 1975 hizo una contribución innovadora en este campo al introducir el concepto de utilizar la transformada de Fourier de codificación de fase y frecuencia para la reconstrucción de imágenes bidimensionales (2D). - Las técnicas innovadoras de Richard Ernst continúan dando forma al campo de la resonancia magnética y han allanado el camino para futuros avances en la tecnología de imágenes.

1933-2017 1928-2007 Peter Mansfield y Paul C. Lauterbur

- Lograron avances revolucionarios en el campo de la resonancia magnética. De forma independiente, describieron la utilización de gradientes de campo magnético para localizar espacialmente señales de RMN. - Su trabajo revolucionó la medicina de diagnóstico y abrió nuevas posibilidades para la visualización no invasiva del cuerpo humano. - describieron el uso de gradientes de campo magnético para la localización espacial de señales de RMN.

1936-2022 Raymon Damadián.

- Realizó un estudio innovador sobre la medición de los tiempos de relajación T1 y T2 en tejidos de ratas. - Damadian descubrió que el tejido normal presentaba tiempos de relajación más cortos en comparación con el tejido tumoral. - Damadian proporcionó conocimientos cruciales sobre las diferencias entre tejidos sanos y enfermos, lo que condujo al avance de las técnicas de imágenes médicas y su aplicación en la detección y caracterización de diversas afecciones, incluido el cáncer.

1898-1988 1912-1997 Felix Bloch Edward Purcell

- Describieron independientemente uno del otro un fenómeno fisicoquímico que se basaba en las propiedades magnéticas de ciertos núcleos del sistema periódico. - Descubrieron que cuando ciertos núcleos se colocaban en un campo magnético absorbían energía en el espectro electromagnético y reemitían esta energía cuando regresaban a su estado original. - Sus descubrimientos han tenido un profundo impacto en numerosos avances científicos y médicos, incluido el uso generalizado de la resonancia magnética en el diagnóstico y la investigación clínicos.

1899-1988 Isidro Rabi.

- Descubrió un método para detectar y medir los estados de rotación individuales de átomos y moléculas. - Determinó con éxito los momentos magnéticos de los núcleos, lo que proporcionó información valiosa sobre sus propiedades.

1857-1942 Señor Jose Larmor

- Ideó un método para calcular la velocidad a la que un electrón acelerado emite energía. - Proporcionó una explicación del fenómeno de división de líneas del espectro cuando se someten a un campo magnético. - Formula la "ecuación de Larmor". Esta ecuación establece que la frecuencia de precesión del momento magnético nuclear (ω) es directamente proporcional al producto de la intensidad del campo magnético (B0) y la relación giromagnética (γ), expresada como ω = γB0.

1856-1943 Nikola Telsa

- Uno de sus descubrimientos notables fue el campo magnético giratorio, revoluconando la comprensión y aplicación de los campos magnéticos.

1768-1830 Jean – Baptiste Joseph Fourier

- Inplicacion del desarrollo de una técnica matemática para estudiar la trasferencia de calor entre objetos solidos - Condujo al avance del procedimiento de señales de fase y frecuencia en RMN .

Aspectos técnicos: equipamiento

Antenas

Son los elementos que recogen la señal de RM. Generalmente se colocan alrededor del paciente. Las antenas de radiofrecuencia pueden ser transmisoras de radiofrecuencia, receptoras de la señal de RM o mixtas si realizan ambas funciones. -Modelo de antena única consta de un circuito eléctrico con un amplificador. - Modelo de antena múltiple, en serie o antenas multielemento. tiene varias antenas integradas o elementos, con un amplificador. Cuantos más canales tenga, más información recoge. Es a la vez transmisor y receptor, y se pueden activar un número de canales en función de las necesidades.

Sistema de radiofrecuencia

La energía de radiofrecuencia es fundamental para producir la señal de RM. La radiofrecuencia transfiere energía a los protones tisulares, con lo que produce una excitación sobre los espines en el campo magnético cuando alcanza una frecuencia del espectro electromagnético. Para producir una imagen, la radiofrecuencia transmitida debe ser igual a la frecuencia de precesión del hidrógeno para conseguir el efecto de la resonancia.

Sistema de gradientes

Son unos dispositivos que junto con las antenas shim, están localizados al lado del imán, de manera concéntrica, consta de seis electroimanes cilíndricos distribuidos en dos pares para cada eje espacial. Su función principal es 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.

Equipamiento Imán

Clasificacion de imanes

Existen varios tipos en RM según su funcionamiento se pueden clasificar en permanentes, resistivos y superconductores. - El imán permanente se compone de material ferromagnético (hierro, níquel u otros metales). Es un método simple de crear un campo magnético perpendicular al paciente. - Imán resistivo es un electroimán creado por una corriente eléctrica que fluye por un material, el campo magnético se forma alrededor del conductor eléctrico. - Imán superconductor es un electroimán y son los mas utilizado en la supercondutividad.

Caracteristicas

-La intensidad del campo magnético es el princi- pal 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 tejidos se modifi- can según la fuerza del campo magnético. -La intensidad del campo magnético se mide en teslas o gauss: 1 tesla (T) = 10.000 gauss (G).

Es el componente principal de un equipo de RM, y su función es generar un campo magnético muy intenso, donde se sitúa al realizarle la exploración al paciente para realizarle la exploración.