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IRM HECHA FACIL:

SCHERING.

Acerca de este libro.

Este libro fue escrito como una introduccin a la Imagen por Resonancia Magntica(IRM). Est dedicado a cualquiera que quiera saber algo acerca de la IRM sin tener que

estudiar fsica durante aos. Si esto le afecta a usted, entonces lea este libro desde elprincipio hasta el final, aunque no de una sentada. A pesar de que el tema esextremadamente complejo, no quiere decir que no pueda entenderse. Requiere, sinembargo, algo de concentracin y dedicacin. Por ello, en ocasiones, le sugiero que pongael libro boca abajo y se tome un descanso. El hacerlo le ayudar a captar la materia, pero nose olvide de volver.

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Aquellos conceptos que en mi experiencia son particularmente difciles de entenderlos he repetido una e incluso varias veces, para que el lector sea capaz de entenderlos yrecordarlos al final del libro.

A la hora de escribir este libro me ayud de una serie de textos muy valiosos, que

cito en las referencias y que les recomiendo para una mayor informacin, ya que un textode este tamao no puede cubrir todo.

Adems, el objetivo de este libro no es el de ser todo y tener todo sobre la imagenpor resonancia magntica, sino ms bien el servir como aperitivo para una lectura posterior.

EMPECEMOS CON UNA VISION GENERAL ACERCA DE LA IRM.

Los pasos elementales de un estudio por RM pueden describirse de una maneraelemental:

Se coloca a un paciente dentro del imn, Se le enva una onda de radio, Se interrumpe la onda de radio, El paciente emite una seal que es recibida y utilizada para Reconstruir la imagen.

ECHEMOS UN VISTASO A ESTOS PASOS DETALLADAMENTE

Qu sucede cuando colocamos a un paciente en el interior del imn de unamquina de RM?

Para entender esto, es necesario saber, al menos, algo de fsica muy bsica inclusoaunque esto pueda parecerle aburrido.

Como todos ustedes saben, los tomos constan de un ncleo y una corteza, la cualest formada por electrones. En el ncleo adems de otras cosas hay protones, pequeaspartculas que tienen una carga elctrica positiva (cualquier cosa que realmente sean).

Estos protones son similares a pequeos planetas. Al igual que la Tierra, estngirando constantemente, o realizando un movimiento llamado spin, alrededor de un eje(Fig. 1) o, como se dice habitualmente los protones poseen un spin. La carga elctricapositiva del protn, naturalmente, gira o realiza el movimiento de spin con l. Y qu es

una carga elctrica en movimiento? Es una corriente elctrica.

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Fig. 1. Los protones poseen una carga positiva. Al igual que la Tierra, estn constantemente girando

alrededor de un eje y tienen su propio campo magntico.

Ahora debe recordar usted de su fsica escolar que una corriente elctrica induce oproduce una fuerza magntica, es decir, un campo magntico. De aqu que donde hay unacorriente elctrica hay tambin un campo magntico.

Esto puede demostrarse muy fcilmente. Tome un clavo oxidado y aproxmelo a unenchufe de la corriente elctrica: Notar cmo es repelido por la fuerza del campomagntico; pero no lo introduzca dentro del enchufe.

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REVISEMOS LO QUE HEMOS LEIDO.

Un protn tiene spin y, por tanto, su carga elctrica se mueve. Una carga elctricaen movimiento es una corriente elctrica y sta se acompaa de un campo magntico. Porello, el protn tiene su propio campo magntico y podemos considerarlo como un pequeo

imn (Fig. 1c).

QUE LES PASA A LOS PROTONES CUANDO LOS COLOCAMOS EN UNCAMPO MAGNETICO EXTERNO?

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Los protones al ser pequeos imanes - se alinean en l campo magntico externo,al igual que una brjula en el campo magntico de la Tierra. Sin embargo, hay unadiferencia importante. Para la brjula solamente existe una forma de alinearse en el campomagntico; para los protones, sin embargo hay dos, (Fig. 2). Los protones puedenalinearse con sus polos Norte y Sur en la direccin del campo externo, paralelo a l,

pueden orientarse exactamente en direccin completamente opuesta, en antiparalelo. Estostipos de alineacin estn a diferentes niveles de energa, necesitan diferentes cantidades deenerga.

Fig. 2. Normalmente los protones se alinean de una manera aleatoria. Sin embargo, cambian cuando se los

expone a un intenso campo magntico externo. Entonces se alinean de dos formas: bien en paralelo o enantiparalelo al campo magntico externo.

Para explicar esto, imagnese a un hombre alineado en paralelo con el campomagntico de la Tierra caminando sobre sus pies, y a otro alineado en sentidocompletamente opuesto, en antiparalelo. Ambos estados estn a diferentes niveles deenerga, es decir, necesitan cantidades de energa diferentes.

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Caminar sobre los pies es sin duda menos cansado y requiere menos energa que elhacerlo sobre las manos. (En las figuras, esto se ilustrar como orientado hacia arriba ohacia abajo; vase la Fig. 2).

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Naturalmente, el estado preferido de alineacin es aquel que necesita menosenerga. Por ello, hay ms protones en el nivel de menor energa, paralelos al campomagntico externo (caminando sobre los pies).

La diferencia en el nmero es, sin embargo, muy pequea, y depende de laintensidad del campo magntico aplicado. Para hacernos una idea grosera: por cada diezmillones de protones caminando sobre las manos hay aproximadamente 10.000.007caminando sobre los pies (sta diferencia de 007 probablemente sea fcil de recordar).

Parece obvio, ya en este momento, que para la IRM son importantes los protonesmviles (los cuales son una parte de todos los protones que hay en el cuerpo).

Fig. 3. Cuando existen dos estados posibles de alineacin, el que requiere menos energa y se encuentra a unnivel ms bajo es el preferido.

Pg. 8

OBSERVEMOS MAS DE CERCA A ESTOS PROTONES

Veremos que los protones no solamente estn alineados en paralelo o antiparalelo alas lneas del campo magntico, sino que se mueven alrededor de l de una cierta manera.Este tipo de movimiento se llamaprecesin. (Fig. 4)

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Fig. 4. Un trompo al que golpeamos realiza un tipo de movimiento al tambalearse. Los protones en un campo

magntico intenso muestran tambin este tipo de movimiento que se llama precesin.

QUE TIPO DE MOVIMIENTO ES EL DE PRECESION?

Imagnese un trompo girando. Cuando le damos un golpe, empieza a tambalearse,girando casi acostado, sin llegar a caerse del todo. Durante esta precesin, el eje del tromporealiza un giro de forma cnica. (Fig.4)

Es difcil el dibujar a un protn precesando, ya que ste es un movimiento muyrpido, como veremos ms adelante. Por motivos de simplicidad, representaremos losdibujos de una imagen congelada como si estuviramos tomando una fotografainstantnea con flash de la situacin de un momento especfico en el tiempo.

Por razones que aprenderemos ms adelante, es importante saber lo rpidamenteque precesan los protones. Esta velocidad puede medirse como frecuencia de precesin, esdecir, cuntas veces precesan los protones por segundo. Esta frecuencia de precesin no esconstante. Depende de la intensidad del campo magntico (vase la Pg. 96 paraintensidades de campo magntico) en la que estn colocados los protones.

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Cuanto ms intenso sea el campo magntico, ms rpida ser la velocidad deprecesin y mayor la frecuencia de precesin. Esto es como una cuerda de violn: cuantomayor sea la fuerza ejercida sobre la cuerda, mayor ser su frecuencia.

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Es posible y necesario calcular con precisin esta frecuencia.

Esto se hace utilizando una ecuacin llamada Ecuacin de Larmor:

0 = B0, Es la frecuencia de precesin. (En Hz o MHz)

B0 es la intensidad del campo magntico externo que se mide en Tesla (T). (Vase en la

Pg. 96) Es la llamada constante giromagntica.

La ecuacin establece que la frecuencia de precesin es mayor cuanto ms alta seala intensidad del campo magntico. La relacin exacta viene determinada por la constantegiromagntica .

Esta constante giromagntica es diferente para cada elemento (el valor para elprotn de H es de 42.5 MHz/T). Puede compararse con el cambio de monedas que esdiferente para cada una de ellas.

TIEMPO PARA TOMARSE UN DESCANSO.

Sin embargo, vamos a revisar brevemente lo que hemos ledo hasta ahora: Los protones tienen una carga elctrica positiva que est en movimiento constante

debido a que poseen un spin. Esta carga elctrica en movimiento no es nada ms que una corriente elctrica y sta

ltima siempre induce un campo magntico Por ello, cada protn tiene su propio campo magntico y, por tanto, puede

considerarse como un pequeo imn Cuando colocamos a un paciente en el imn de la RM, los protones, al ser como

pequeos imanes, se alinean en el campo magntico externo. Lo hacen de dosformas: En paralelo y antiparalelo. El estado que requiere menos energa es elpreferido, y por eso hay unos pocos ms protones caminando sobre los pies quesobre las manos (Fig. 3)

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Los protones precesan a lo largo de las lneas de campo del campo magntico, aligual que un trompo, precesando a lo largo de las lneas de campo del campomagntico de la Tierra.

La frecuencia de precesin puede calcularse por la ecuacin de Larmor y es mayorcuanto ms intenso sea el campo magntico.

Por qu es importante la frecuencia de precesin?Porque tiene relacin con la resonancia en la imagen por resonancia magntica; pero paraentender esto nos tardaremos unos minutos ms.

Despus de la pausa debe volver al ltimo resumen otra vez y luego contine

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INTRODUCIENDO EL SISTEMA DE COORDENADAS

Para hacer ms fcil la comunicacin (y el dibujo de las ilustraciones), vamos aempezar utilizando un sistema de coordenadas como el que conocemos de la escuela(Fig.5). Como pueden ver, el eje Z se encuentra en la direccin de las lneas del campomagntico, y como tal podemos representarlo. Por ello podemos dejar de dibujar el campomagntico externo en las dems ilustraciones.

Fig. 5. El utilizar un sistema de coordenadas permite representar de una manera ms fcil la descripcin del

movimiento del protn en un campo magntico y tambin podemos dejar de dibujar el campo magntico

externo.

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A partir de aqu, representaremos tambin los protones como vectores con flechaspequeas. Puede ser que recuerde que un vector representa una cierta intensidad (por sutamao) que acta en una cierta direccin (direccin de la flecha).

La intensidad que se representa por vectores en nuestras ilustraciones es laintensidad o fuerza del campo magntico.

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Observe ahora la figura 6. Tenemos 9 protones orientados hacia arriba, precesandoen paralelo a las lneas del campo magntico externo, y cinco protones orientados haciaabajo, precesando en antiparalelo al campo magntico externo. Tal como establecimosanteriormente, lo que vemos en la figura es slo una imagen tomada en un momentodeterminado en el tiempo. Otra imagen, tomada justo un poco despus, mostrar a losprotones en posiciones diferentes, debido a que los protones precesan.

Fig. 6. Los cinco protones que se orientan hacia abajo cancelan los efectos magnticos del mismo nmero

de protones que se orientan hacia arriba (6 a). Por lo que, en efecto, es suficiente con observar a loscuatro protones que no tienen opuestos (6 b).

En realidad, la precesin es muy rpida; la frecuencia de precesin para losprotones de H es alrededor de 42 MHz en un campo magntico de una intensidad o fuerzade 1 T, (vase Pg. 96); esto significa que los protones precesan alrededor del cono dehelado ms de 42 millones de veces por segundo.

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Ahora bien, hay millones y millones de protones en su cuerpo precesando tanrpidamente; por tanto, es fcil de imaginar que en un determinado momento pueda haberun protn (A en el dibujo) que est orientado en una direccin y otro protn (A) orientadoexactamente en la direccin opuesta. El resultado es muy importante: fuerzas magnticas endirecciones opuestas se cancelan unas a otras, al igual que dos personas tirando de los

extremos opuestos de una cuerda.Finalmente, para cada protn orientado hacia abajo hay otro orientado hacia arriba

cancelando sus efectos magnticos. Pero, como hemos ledo ya, hay ms protonesorientados hacia arriba que hacia abajo, y las fuerzas magnticas de estos protones no secancelan por otras, por lo que - en efecto - nos quedamos con algunos protones (cuatro ennuestro ejemplo) orientados hacia arriba (Fig. 6).

Pg. 12

Sin embargo, no solamente las fuerzas magnticas orientadas hacia arriba y haciaabajo pueden cancelarse o neutralizarse unas a otras, sino que tambin, al igual que hayprotones orientados hacia arriba, los hay orientados hacia la derecha, con sucorrespondiente a la izquierda, o uno orientado hacia delante y otro hacia atrs, y assucesivamente. (Los protones correspondientes en la Fig. 7, por ejemplo, estn marcados Ay A y B y B).

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Fig. 7. La fuerza magntica de un protn A, que se ilustra como una flecha, un vector, puede considerarse

como el resultado de dos componentes: uno orientado hacia arriba a lo largo del eje Z, y otro en la direccin

del eje Y. El componente a lo largo del eje Y se cancela por el protn A, cuya fuerza magntica tiene

tambin un componente sobre el eje Y, pero en la direccin opuesta. Lo mismo sucede para los otros

protones, por ejemplo, B y B, que cancelan sus vectores magnticos respectivos a lo largo del eje X. En

contraste con los vectores magnticos del plano X-Y, que se cancelan unos a otros, los vectores a lo largo del

eje Z se orientan todos en la misma direccin, dando lugar a un nuevo vector de magnetizacin, orientado

hacia arriba, resultado de la suma de todos ellos.

Esto significa que las fuerzas magnticas opuestas de los protones restantes secancelan unas a otras en esas direcciones. Esto es verdad para todas, salvo una direccin, ladel eje Z a lo largo del campo magntico externo (Fig. 7). En esta direccin, los vectoressolitarios suman sus fuerzas magnticas al igual que un grupo de personas tirando delmismo extremo de una cuerda. El resultado final es un vector magntico en la direccin delcampo magntico externo (la flecha en el eje Z de la Fig. 7), que es el resultado de la sumade los vectores magnticos de los protones orientados hacia arriba.

Qu significa esto? Significa que al colocar a un paciente en el imn de una unidadde RM (o en cualquier otro campo magntico intenso), el propio paciente se magnetiza,esto es, adquiere su propio campo magntico. Por qu? Porque los vectores de los protonesque no se cancelan unos a otros se suman (Fig. 8). Como esta magnetizacin se encuentraen la direccin a lo largo/longitudinal al campo magntico externo, se llama tambinmagnetizacin longitudinal.

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Fig. 8. En un campo magntico externo intenso se induce en el paciente un nuevo vector magntico, que

representa su propia magnetizacin. Este nuevo vector magntico se alinea con el campo magntico externo.

Tal como hemos visto, el nuevo vector magntico resultante del paciente est

orientado en la direccin del campo magntico externo, a lo largo de sus lneas de campo.Esto se describe como direccin longitudinal, y es realmente un nuevo vector magntico elque puede ser utilizado para obtener la seal. Sera estupendo si pudiramos medir estamagnetizacin del paciente, pero existe un problema: y es que no podemos medir estafuerza magntica porque est en la misma direccin, paralela al campo magntico externo(Fig. 7 y 8).

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Para ilustrar esto, imagnese que est usted en una barca deslizndose por un ro.Tiene una manguera en las manos y est sacando agua hacia el ro. Para alguien que le estviendo desde la orilla le es imposible decir cuanta agua est sacando (esto sera como sabercuanta magnetizacin nueva se aade en la direccin antigua).

Sin embargo, cuando dirigimos la manguera hacia la orilla, cambia la direccin delnuevo campo magntico: entonces el agua puede ser recogida directamente y medida por elobservador imparcial de la orilla (Fig. 9).

Lo que aprendemos de esto es que la magnetizacin a lo largo, o mejor,longitudinal al campo magntico externo no puede medirse directamente. Por esonecesitamos una magnetizacin que no sea longitudinal sino transversal al campo

magntico externo.

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Fig. 9. La magnetizacin a lo largo de un campo magntico externo no puede medirse. Por eso es necesaria

una magnetizacin transversal al campo magntico externo.

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TIEMPO PARA TOMARSE UN DESCANSO

Pero antes de hacerlo, lea ste breve resumen y cuando vuelva, empiece otra vez

con el resumen. Los protones tienen una carga positiva y poseen spin. Debido a esto, tienen un

campo magntico, por lo que podemos considerarlos como pequeos imanes. Cuando los colocas dentro de un campo magntico intenso, se alinean con l, unos

en paralelo (orientados hacia arriba) y otros en antiparalelo (orientados hacia abajo). Los protones no permanecen as; sino que precesan alrededor de las lneas del

campo magntico. Cuanto ms intenso sea el campo magntico, mayor es lafrecuencia de precesin: relacin que se describe matemticamente en la Ecuacinde Larmor.

Los protones antiparalelos y los paralelos pueden cancelarse sus fuerzas unos aotros. Pero como hay ms protones paralelos en el nivel de menor energa

(orientados hacia arriba), nos quedamos con algunos cuyas fuerzas magnticas nose han cancelado. Todos estos protones orientados hacia arriba suman sus fuerzas enla direccin del campo magntico externo. Por ello, cuando colocamos a un pacienteen el imn de la RM adquiere su propio campo magntico, que es longitudinal alcampo externo del imn de la mquina de RM (Fig. 7 y 8). Sin embargo, debido aque es longitudinal no puede medirse directamente.

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QU SUCEDE DESPUS DE COLOCAR AL PACIENTE DENTRO DEL IMN?

Le enviamos una onda de radio. El trmino onda de radio se utiliza para describiruna onda electromagntica que est en el rango de frecuencia de las ondas que recibe usteden su radio. Lo que realmente enviamos al paciente no es una onda de larga duracin, sinoun pulso corto de algunas ondas electromagnticas que se llama pulso de radiofrecuencia(RF). El propsito de este pulso de RF es el de perturbar a los protones que estnprecesando tranquilamente alineados con el campo magntico externo. Cualquier pulso deRF no perturba la alineacin de los protones, sino que necesitamos un pulso de RFespecial, uno que pueda intercambiar energa con los protones. Esto es como si alguien loestuviera mirando. Usted puede no darse cuenta, porque no hay intercambio de energa,por lo que usted no cambia su posicin/alineacin. Sin embargo, si alguien fuese agolpearlo en el estmago, intercambiando energa con usted, su alineacin se veraperturbada. Esto puede explicar por qu necesitamos un determinado pulso de RF quepueda intercambiar energa con los protones para cambiar su alineacin.

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Cundo puede intercambiar energa con los protones un pulso de RF? Cuando tenga lamisma frecuencia, es decir, la misma velocidad que los protones. Imagnese que va ustedconduciendo su coche de carreras por su pista y alguien de la pista de al lado desea darleun par de sndwiches, esto es, intercambiar energa con usted, (como tiene hambre, lossndwiches le darn ms energa). Esta energa es posible transferirla cuando ambos cochesllevan la misma velocidad movindose por la pista con la misma frecuencia. Condiferencias en la velocidad / frecuencia se transfiere menos o ninguna energa (Fig. 10b).

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Fig. 10 a + b. Es posible el intercambio de energa cuando los protones y el pulso de radiofrecuencia tienen

la misma frecuencia.

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QU VELOCIDAD, O MEJOR, QU FRECUENCIA TIENEN LOS PROTONES?

Tienen la frecuencia de precesin, que puede calcularse por la ecuacin de Larmor.Por ello, la Ecuacin de Larmor nos da la frecuencia necesaria del pulso de RF que seenva. Solamente cuando el pulso de RF y los protones tienen la misma frecuencia puedencaptar algo de energa los protones de la onda de radio, fenmeno llamado resonancia (Deaqu el porque de la Resonancia en Resonancia Magntica).

El trmino Resonancia puede ilustrarse con el uso de diapasones. Imagnese queesta usted en un habitacin con diferentes tipos de diapasones, afinados, por ejemplo, en lostonos de la, re, y mi. Entra alguien en la habitacin con un diapasn que tiene unafrecuencia la y lo golpea para que emita sonido. De todos los diapasones de la habitacin,solamente los afinados en la captarn energa y empezarn a vibrar, emitiendo sonido;estos muestran un fenmeno llamado resonancia.

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QU PASA CON LOS PROTONES CUANDO SE EXPONEN A ESTE PULSO DERF?

Algunos de ellos captan energa y pasan de un estado de menor a otro de mayorenerga. Algunos de los que estn caminando sobre los pies pasan a caminar sobre lasmanos. Como puede ver en la figura 11, esto tiene algn efecto en la magnetizacin de lospacientes. Supongamos que de la suma neta de 6 protones orientados hacia arriba, despusde enviar el pulso de RF, pasan 2 a orientarse hacia abajo. El resultado es que estos 2protones cancelan las fuerzas magnticas del mismo nmero de protones de los orientadoshacia arriba. Disminuye entonces la magnetizacin longitudinal de 6 a 2.

Fig. 11. El pulso de radiofrecuencia intercambia energa con los protones (a), y algunos de ellos son

desviados a un nivel de mayor energa, orientados hacia abajo en el dibujo (b). En efecto, la magnetizacin a

lo largo del eje Z disminuye, ya que los protones que estaban orientados hacia abajo neutralizan al mismo

nmero de protones orientados hacia arriba.

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Pero sucede algo ms. Recuerda usted a qu se parece un dibujo de las ondas deradio? Mire la figura 12: las ondas recuerdan a un ltigo y el pulso de RF tiene una accincomo el ltigo (Fig. 13), ya que hace que los protones precesen sincrnicamente, y estoproduce otro efecto muy importante.

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Fig. 12. El dibujo de las ondas de radio recuerda a un ltigo, y las ondas de radio de la IRM tienen tambin

una accin de ltigo.

Cuando los protones estn orientados aleatoriamente, a izquierda / derecha, delante /detrs, cancelan sus fuerzas magnticas en estas direcciones (como ya lemos en la pgina

13).Debido al pulso de RF, los protones ya no se orientan ms en direcciones

aleatorias, sino que se mueven todos al comps, sincrnicamente, estn enfase. Ahoratodos ellos se orientan en la misma direccin, al mismo tiempo, de aqu que sus vectoresmagnticos se sumen en esta direccin. Esto da por resultado un vector magnticoorientado hacia el lado que sealan los protones precesando y esta es la direccintransversa ( Fig. 13). De aqu que se llame magnetizacin transversal

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Fig. 13. La onda de radio tiene dos efectos sobre los protones: desva algunos protones a niveles de mayor

energa (orientados hacia abajo), y tambin hace que precesen acompasados, en fase. Lo primero da lugar a

una disminucin de la magnetizacin a lo largo del eje Z, la llamada magnetizacin longitudinal. Lo ltimoestablece una nueva magnetizacin en el plano X-Y (), la magnetizacin transversal, que se mueve junto

con los protones precesando.

La situacin puede compararse a un barco; piense en los pasajeros: se encuentrandispersos sobre la cubierta, el barco se encuentra entonces en una posicin normal. Qusucede si de repente se dirigen todos los pasajeros a la vez a un costado? Que el barco seinclinar hacia el lado que ha ido la gente; y se establece una nueva fuerza que se hacevisible (Fig. 14).

El pulso de RF consigue un vector de magnetizacin transversal. Este nuevo vectorestablecido, realmente, no permanece quieto, sino que se mueve en la misma lnea que losprotones precesando y con la misma frecuencia de precesin (Fig. 13).

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Fig. 14. Los protones precesando en fase producen una nueva magnetizacin transversal.

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QUE COSAS NUEVAS HEMOS APRENDIDO?

Reptalas utilizando la figura 15.

Cuando colocamos a un paciente en la mquina de RM, los protones se alinean enparalelo o antiparalelo con el campo magntico de la mquina. Se crea un campomagntico en el paciente, longitudinal al campo externo (Fig. 15a).

Al enviar un pulso de RF que tiene la misma frecuencia que la de precesin de losprotones se producen 2 cosas:

o Algunos protones captan energa y empiezan a caminar sobre las manos, yde aqu que disminuya la cantidad de magnetizacin longitudinal.

o Los protones entran en sincronismo y comienzan a precesar en fase. Susvectores se suman en direccin transversa al campo magntico y se estableceuna magnetizacin transversal.

En resumen: El pulso de RF hace que disminuya la magnetizacin longitudinal y seestablezca una nueva magnetizacin transversal (Fig. 13 y 15).

Fig. 15. En un campo magntico externo intenso se establece en el paciente un nuevo vector magntico a lo

largo del campo externo (a). El envo de un pulso de RF hace que se cree un nuevo vector de magnetizacin

transversal, disminuyendo el longitudinal (b). Dependiendo del pulso de RF, la magnetizacin longitudinal

puede llegar hasta desaparecer (c).

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ECHEMOS UN VISTAZO AL RECIEN ESTABLECIDO VECTOR DEMAGNETIZACION TRANSVERSAL.

Este se mueve en fase con los protones precesando (Fig. 16). Cuando observa usteddesde afuera lo que est sucediendo, el nuevo vector de magnetizacin se acerca a usted,para luego alejarse, de nuevo volver, y as sucesivamente. Lo ms importante es que elvector magntico, debido a su movimiento y cambio constantes, induce una corrienteelctrica.

Nosotros hemos hablado ya acerca de lo opuesto: que la carga elctrica enmovimiento del protn, la corriente elctrica, induce el campo magntico del protn.

Esto tambin es verdad en el otro sentido: un campo magntico que se mueve creauna corriente elctrica, registrada en una antena, como es el caso de las ondas de radio/TV.

(El trmino campo electromagntico nos recuerda realmente las relaciones entre corrienteelctrica y magnetismo). Tal como aprendimos anteriormente, nosotros tenemos tambin enla IRM un vector magntico que se mueve. Este puede inducir tambin una corrienteelctrica en una antena, que es la seal de IRM.

Fig. 16. El nuevo vector de magnetizacin transversal se mueve con los protones precesando (vase Fig. 7).

De aqu que, para un observador externo, la magnetizacin transversal cambia constantemente su direcciny puede inducir una seal en una antena.

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Como el vector magntico transversal se mueve con los protones precesando, algirar, unas veces se acerca a la antena, otras se aleja, tambin con la frecuencia deprecesin. La seal de RM resultante, por tanto, tiene la misma frecuencia de precesin(Fig. 16).

PERO CMO PODEMOS CREARNOS UNA IMAGEN DE STA CORRIENTEELCTRICA QUE REALMENTE ES NUESTRA SEAL DE RM?

Para esto tenemos que saber de qu parte del cuerpo viene la seal. Cmo podemossaber esto? El truco es realmente bastante sencillo. Consiste en no someter al paciente a uncampo magntico que tenga la misma intensidad en toda la seccin del paciente que sedesea examinar. En lugar de ello, tenemos un campo magntico que tiene intensidadesdiferentes en cada punto de la seccin transversa del paciente.

Cmo hacemos esto? Sabemos que la frecuencia de precesin de un protn

depende de la intensidad del campo magntico (como la frecuencia de la cuerda de unvioln depende de la fuerza de la que se pulse); si esta intensidad es diferente de punto apunto del paciente, entonces los protones de diferentes lugares precesan con diferentesfrecuencias. A precesar con diferentes frecuencias, la seal de RM resultante de lasdiferentes localizaciones tambin tendr una frecuencia diferente. Por medio de lafrecuencia podemos asignar la seal a una determinada localizacin.

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Pasa lo mismo con su televisor: cuando est usted en la cocina (dondeprobablemente no tiene televisor) y escucha un sonido de su programa favorito de TV,usted sabe de donde viene el sonido. Viene de la habitacin de su apartamento donde seencuentra su televisor. Lo que hace subconscientemente es relacionar un cierto sonido conuna determinada localizacin en el espacio.

Por ahora ser suficiente para la informacin espacial; en la pgina 89 entraremosen ms detalles acerca de esto.

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MS DETALLES ACERCA DE LA SEAL DE RM.

Si nuestros protones rotasen siempre sincrnicamente, en fase, sin que nada leshiciera cambiar, entonces tendramos una seal como la que se ilustra en la figura 16. Sinembargo, esto no es lo que sucede. Tan pronto como se interrumpe el pulso de RF, todo el

sistema que haba sido perturbado por el pulso de RF vuelve a su estado original dequietud, de paz, es decir, se relaja.

La recin establecida magnetizacin transversal empieza a desaparecer (procesollamado relajacin transversal) y la magnetizacin longitudinal vuelve a su tamao original(proceso llamado relajacin longitudinal).

Por qu es esto? La razn por la cual la magnetizacin longitudinal vuelve a sutamao normal es ms fcil de explicar, por lo que empezaremos por sta (vase Fig. 17).

Ningn protn camina sobre sus manos ms que los que le corresponden a laespecie humana. Los protones que fueron desviados a un nivel de mayor energa por elpulso de RF vuelven a su nivel de menor energa y empiezan a caminar sobre los pies otravez.

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No todos los protones hacen esto al mismo tiempo, sino que de una forma continuavuelve uno detrs de otro a su estado original. En la figura 17 se ilustra esto para un grupode protones. Por motivos de simplicidad, se muestran a los protones fuera de fase, loscuales, por supuesto, no lo estaban al principio. El por qu y el cmo dejan de precesar enfase lo explicaremos un poco ms tarde.

Fig. 17. Despus de interrumpir el pulso de RF, los protones vuelven desde su estado de mayor al de menor

energa, es decir, orientados hacia arriba otra vez. Esto se ilustra uno a otro. El resultado es que aumenta

la magnetizacin longitudinal hasta adquirir su valor original. Vase que, por motivos de simplicidad, no se

ha representado a los protones en fase. Esto se cubre con ms detalle en las figuras 20 y 26.

Qu sucede con la energa que han absorbido despus del pulso de RF? Estaenerga es liberada al medio de alrededor, tambin llamada red (lattice). De aqu por qu aeste proceso no solamente se le llama relajacin longitudinalsino tambin relajacin spinred(spin- lattice).

Pg. 26

Al volver sobre los pies, orientados hacia arriba otra vez, estos protones no cancelanya los vectores magnticos de los protones orientados hacia arriba como lo hicieron antes.Por ello aumenta la magnetizacin en esta direccin, la longitudinal, volviendo al final a suvalor original (Fig. 17). Si llevamos a una grfica la magnetizacin longitudinal en funcindel tiempo, se obtiene una curva como la de la figura 18, que aumenta con el tiempo. Estacurva se llama curva T1.

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Fig. 18. Si llevamos a una grfica la magnetizacin longitudinal en funcin del tiempo, despus de haberinterrumpido el pulso de RF, obtendremos la llamada curva T1.

Pg. 27

El tiempo que tarda la magnetizacin longitudinal en recuperarse, para volver a suvalor original, se describe por el tiempo de relajacin longitudinal, tambin llamado T1.Realmente ste no es el tiempo exacto que tarda, sino un tiempo constante, que describe lorpido que es este proceso. Esto es como tomar el tiempo a un coche de carreras duranteuna vuelta. Este tiempo le puede dar una idea de lo que va durar la carrera, pero no del

tiempo exacto. Ms cientficamente, el T1 es un tiempo constante, comparable, por ejemplo,al tiempo constante que describe la cada de la radiactividad.

Que el T1 es el tiempo de relajacin longitudinal puede recordarse fcilmente simira su mquina de escribir (Fig. 19). El 1se parece mucho a una l, recordndonosque tambin describe la relajacin spin l attice ( spin-red). Pero hay ms insinuacionesocultas: la ltambin se parece a un cerillo y, este cerillo debe hacerle recordar algo quetambin hemos mencionado ya: la relajacin longitudinal tiene algo que ver con elintercambio de energa, energa trmica que los protones emiten a la red ambiental mientrasvuelven a su estado de menor energa.

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Fig. 19. T1 es el tiempo de relajacin longitudinal el cual tiene algo que ver con el intercambio de energatrmica.

BASTA DE MAGNETIZACION LONGITUDINAL. QU PASA CON LAMAGNETIZACIN TRANSVERSAL?

Despus de interrumpir el pulso de RF, los protones dejan de ir al comps, pierdenla fase otra vez, porque nadie les dice que permanezcan acompasados. Por motivos desimplicidad, se ha ilustrado esto en la figura 20 con un grupo de protones, estando todosorientados hacia arriba.

Pg. 28

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Fig. 20. Despus que el pulso de RF es interrumpido, los protones pierden la coherencia de fase, dejan de ir

acompasados. Cuando observamos desde arriba el desfase de este conjunto de protones (lo cual se ilustra en

la parte inferior de la figura), es obvio como se despliegan. Al desplegarse, dejan de estar orientados en la

misma direccin y, por tanto, disminuye la magnetizacin transversal.

Anteriormente hemos ledo que los protones precesan con una frecuencia que viene

determinada por la intensidad del campo magntico en el que estn. Todos los protonestendran el mismo campo magntico, pero esto, sin embargo, no es el caso:

El campo del imn de la RM en el que est colocado el paciente no es totalmenteuniforme, ni totalmente homogneo, sino que vara un poco, lo que motiva que hayadiferentes frecuencias de precesin.

Cada protn es influido por los pequeos campos magnticos de los ncleosvecinos, que no estn todos distribuidos igual, lo que hace tambin que tengandiferentes frecuencias de precesin. Estas variaciones del campo magntico internoson de algn modo caractersticas de cada tejido.

Por ello despus de interrumpir el pulso de RF ya no estn forzados los protones apermanecer acompasados, y como tienen diferentes frecuencias de precesin, pierden muyrpidamente la fase.

Es interesante observar lo rpidamente que pierden los protones la fase. Supongaque un protn (p1) est rotando/precesando, con una frecuencia de 10 megahertzios, esto es,10 millones de vueltas/seg. Debido a las inhomogeneidades, un protn vecino (p2) est enun campo magntico que es un 1% ms intenso; este protn tiene una frecuencia deprecesin de 10.1 megahertzios, un 1% ms. En 5 microsegundos (0.000005 seg. o 5 x10-6), p1 habr dado 50.5 vueltas / revoluciones, mientras que el protn p2 habr dadosolamente 50. De modo que en este corto espacio de tiempo los protones se habrn

desfasado 180, cancelando sus momentos magnticos en el plano respectivo.

Pg. 29

Similar a lo que hicimos con la magnetizacin longitudinal, lo dibujamos con lamagnetizacin transversal en funcin del tiempo. Lo que obtenemos es una curva (figura21). Esta curva es descendente, ya que la magnetizacin transversal desaparece con eltiempo y, tal como probablemente est usted esperando, tambin hay un tiempo constanteque describe lo rpidamente que desaparece la magnetizacin transversal. Este tiempo

constante es el tiempo de relajacin transversal T2 Cmo recordar lo que es el T2?:Fcil:

T2= T x 2 = TT = Tt

Y esto significa que describe la T de transversal, de aqu la relajacin de lamagnetizacin transversal. La curva resultante de la figura 21 se llama curva T 2. Otro

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trmino para la relajacin transversal es el de relajacin spin-spin, recordndonos elmecanismo subyacente de la interaccin spin-spin.

Fig. 21. Si llevamos a una grfica la magnetizacin transversal en funcin del tiempo, despus de

interrumpir el pulso de RF, se obtiene una curva como la representada, que se llama curva T2.

Cmo recordar cual es la curva del T1 y cual la del T2? Simplemente, ponga ambascurvas juntas y podr ver algo parecido a una montaa con pistas de esqu. Primero tieneque subir (curva T1) antes de deslizarse (curva T2) (figura 22).

Pg. 30

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Fig. 22. Juntando las curvas de T1 y de T2 recuerda a una montaa con unas pistas. Se tarda ms tiempo en

escalar la montaa que en deslizarse por la pista, lo que ayuda a recordar que normalmente el T1 es ms

largo que el T2.

Pg. 31

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ES HORA DE REVISAR.

Hemos aprendido que: Los protones son como pequeos imanes. En un campo magntico externo se alinean en paralelo o en antiparalelo.

El estad de menor energa (paralelo) es el preferido, por lo que unos pocos protonesms se alinean de esta forma. Los protones realizan un movimiento que recuerda al de un trompo cuando es

golpeado. Este movimiento se llama de Precesin. La frecuencia de precesin depende de la intensidad del campo magntico externo

(relacin que se describe en la Ecuacin de Larmor). Cuanto ms intenso es elcampo magntico, mayor es la frecuencia de precesin.

Los protones que estn orientados en direcciones opuestas cancelan unos a otros susefectos magnticos en las direcciones respectivas.

Como hay ms protones alineados en paralelo al campo magntico externo, se crea

un momento magntico neto alineado o longitudinal al campo magntico externo. Un pulso de radio frecuencia con la misma frecuencia que la de precesin de los

protones, debido a la resonancia, puede transferir energa a los protones. Esto dalugar a que existan ms protones en antiparalelo, los cuales neutralizan/cancelan ams protones en la direccin opuesta. Como consecuencia, disminuye lamagnetizacin horizontal.

El pulso de RF tambin consigue que los protones precesen sincrnicamente, enfase. El resultado es un nuevo vector magntico: La magnetizacin transversal.

Cuando se interrumpe el pulso de RF:o Aumenta otra vez la magnetizacin longitudinal; esta relajacin longitudinal

se describe como un tiempo constante T1 o tiempo de relajacin longitudinal.o Disminuye la magnetizacin transversal hasta desaparecer; esta relajacin

transversal se describe como un tiempo constante T2 o tiempo de relajacintransversal.

La relajacin longitudinal y la relajacin transversal son procesos diferentes eindependientes y de aqu por qu los discutimos individualmente (vanse Fig. 17 y 20).

Esto es lo que debera saber por ahora.

CUNTO DURA EL TIEMPO DE RELAJACIN?

Observe el ejemplo de la figura 22 con las curvas del T1 y del T2.

Es probablemente fcil y lgico que le cueste ms tiempo llegar hasta la cima de lamontaa que el descender deslizndose. Esto significa que el T1 es ms largo que el T2, ysolo para darle una idea: el T1 es aproximadamente de dos a diez veces ms largo que el T 2.

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En trminos absolutos, en los tejidos biolgicos: el T1 es aproximadamente de 300 a2,000 mseg y el T2 de 30-150 mseg.

Es difcil precisar exactamente la finalizacin de la relajacin longitudinal y de latransversal. De aqu que el T1 y el T2 no son valorables cuando se ha completado larelajacin, por lo que el T1 fue definido como el tiempo transcurrido cuando se haalcanzado el 63% de la magnetizacin longitudinal original.

El T2 es el tiempo transcurrido cuando la magnetizacin transversal ha decrecidohasta el 37% de su valor original.

Estos porcentajes se derivan de ecuaciones matemticas (63% = 1- 1/e; 37% = 1/e)que describen la intensidad de la seal. Pero no queremos entrar en ms detalles aqu. (Sinembargo, debemos mencionar que 1/T1 se llama tambin porcentaje de relajacinlongitudinal, y 1/T2 porcentaje de relajacin transversal).

Pg. 32

Previamente se crea que el medir los tiempos de relajacin dara como resultadounas caractersticas tisulares que nos permitiran tipificar exactamente los tejidos.

Esto se ha demostrado que es errneo, ya que existe bastante superposicin en losrangos de tiempo; adems, el T1 depende de la intensidad del campo magntico utilizadopara el estudio (Vase Pg. 36).

Qu es un tiempo de relajacin largo / corto y qu tejidos tienen tiempos de relajacinlargos / cortos?

Obsrvese la figura 23. Qu ve usted? Ve a una persona tomndose una bebidalarga, de algn lquido (representando al agua). Cuando va usted a su bar favorito (quenaturalmente est lleno, porque es un sitio popular) y pide una bebida larga, tiene queesperar bastante tiempo hasta que le sirvan su bebida: el T1 es largo. Cuando por fin letraen su bebida larga, tarda tambin bastante en consumirla: el T2 tambin es largo. Estonos sirve para recordar que el agua /lquidos tienen un T 1 y T2 largos.

Pg. 33

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Fig. 23. Los lquidos tienen un T1 y un T2 largos.

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Mire ahora la figura 24; ve a alguien pidiendo una hamburguesa. Esta tienenormalmente mucha grasa y representa para nosotros la grasa. La hamburguesa es un tipode comida rpida, por lo que la sirven muy rpidamente; por tanto, la grasa tiene un T 1corto. Qu pasa con el T2? Se tarda algn tiempo en comer la hamburguesa (grasa); sinembargo, emplea ms tiempo normalmente en consumir su bebida larga, por lo que la grasa

tiene un T2 ms corto que el agua. Como el agua tiene un T1 y un T2 largos, es fcil deimaginar que los tejidos edematosos, con alto contenido de agua, puedan tambin tenertambin tiempos de relajacin largos. Esto es bastante interesante, porque los tejidosenfermos / patolgicos tienen a menudo un mayor contenido de agua que los tejidosnormales alrededor.

Fig. 24. Comparada con los lquidos / agua, la grasa tiene un T1 y un T2 ms cortos.

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DE QU DEPENDE EL T1?

Realmente, el T1 depende de la composicin del tejido, de la estructura y delambiente. Como ya hemos ledo, la relajacin T1 tiene algo que ver con el intercambio deenerga trmica, realizado desde los protones al medio de alrededor (red o lattice).

Los protones precesando tienen un campo magntico que cambia constantementede direccin, y que constantemente flucta con la frecuencia Larmor. El medio o red(lattice) tambin tiene sus propios campos magnticos.

Los protones desean ahora entregar energa al medio para relajarse. Esto puedehacerse muy efectivamente cuando las fluctuaciones de los campos magnticos en elmedio ocurren con una frecuencia que est prxima a la frecuencia de Larmor.

Cuando el medio est formado por lquido puro / agua es difcil para los protones elliberarse de su energa, ya que las pequeas molculas de agua se mueven demasiado

rpido. Como los protones (que estn en el nivel de mayor energa) no pueden liberar suenerga al medio rpidamente, volvern rpidamente a su nivel de menor energa, a sualineacin longitudinal. De aqu que se tarde bastante tiempo en aparecer otra vez lamagnetizacin longitudinal, lo que significa que los lquidos / agua tiene T1 largos.

Cuando el medio (lattice) est formado por molculas de tamao medio (la mayorade los tejidos corporales pueden considerarse como lquidos que contienen molculas dediversos tamaos, algo as como una sopa) que se mueven y tienen campos magnticosfluctuantes, con una frecuencia prxima a la de Larmor de los protones precesando, puedetransferirse la energa mucho ms rpidamente; de aqu que el T 1 sea corto.

Esto puede ilustrarse otra vez con el ejemplo del coche de carreras y el sndwich(vase la Pg. 17); la transferencia de sndwiches (es decir, energa) de un coche (protn) aotro (medio, lattice) es fcil y eficiente cuando ambos se mueven a la misma velocidad.Con una diferencia de velocidades, la transferencia de energa ser menos eficiente.

Por qu la grasa tiene un T1 corto?

Porque los enlaces de carbono en los extremos de los cidos grasos tienenfrecuencias prximas a la de Larmor; por eso se produce una transferencia de energa msefectiva.

Por qu el T1 es ms largo en campos magnticos ms intensos?

Es fcil imaginar que en un campo magntico ms intenso se requiera ms energapara alinearse los protones en contra de l. Por eso, estos protones tienen que liberar msenerga al medio y tardan ms tiempo que si fuera una menor cantidad. Incluso aunque estopareciera lo lgico, sta es una explicacin errnea.

Como hemos ledo al principio, la frecuencia de precesin depende de la intensidaddel campo magntico, relacin descrita por la ecuacin de Larmor. Si tenemos un campo

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magntico ms intenso, entonces los protones precesarn ms rpidos, y por tanto, tendrnms problemas para liberar su energa a un medio con campos magnticos fluctuando mslentamente.

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DE QUE DEPENDE EL T2?

La relajacin T2 se produce cuando los protones se desfasan, que, como ya sabemos,tiene dos causas: las inhomogeneidades del campo magntico externo y lasinhomogeneidades de los campos magnticos locales de los propios tejidos (vase Pg.29).

Como las molculas de agua se mueven muy de prisa, sus campos magnticoslocales fluctan rpidamente, de una manera muy similar, por lo que no hay grandes

diferencias netas en los campos magnticos internos de lugar a lugar. Si no hay grandesdiferencias entre los campos magnticos internos de un tejido, los protones permanecenacompasados durante largo tiempo; por eso el T2 es ms largo.

Con los lquidos impuros, es decir, aquellos que contienen molculas ms grandes,se producen variaciones mayores en los campos magnticos locales. Las molculas grandesno se mueven tan rpidamente, por lo que sus campos magnticos locales no se cancelantanto unos a otros. Por consecuencia, estas grandes diferencias en los campos magnticoslocales producen grandes diferencias en las frecuencias de precesin, y de aqu que losprotones pierdan la fase ms rpidamente, por lo que le T2 es ms corto.

Esto puede ilustrarse con el siguiente ejemplo: imagnese que va usted conduciendosu coche por una calle con muchos baches. Cuando conduce despacio (lo que es igual a quelos alrededores se mueven lentamente y usted se queda quieto), usted subir y bajar con ensu coche con cada bache. Las diferencias en los alrededores (las variaciones en el campomagntico) influirn en usted considerablemente. Cuando conduce muy de prisa (que es lomismo que si los alrededores se movieran rpidamente) ya no nota cada bache. Antes deque lo afecten, usted ya ha vuelto al nivel normal de la calle, donde los efectos se reparten,por lo que es influido mucho menos por las diferencias en los alrededores (las variacionesen la intensidad del campo magntico). Que relacin tiene todo esto con lo que queremossaber? Todos estos procesos influyen en la apariencia final de su IRM.

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ES HORA DE OTRA BREVE REVISION:

El T1 es ms largo que el T2.

El T1 vara con la intensidad del campo magntico, es ms largo con camposmagnticos ms intensos.

El agua tiene un T1 ms largo, la grasa tiene un T1 corto.

El T2 del agua es ms largo que el T2 de los lquidos impuros que contienenmolculas ms grandes.

AHORA PERMTANOS REALIZAR UN EXPERIMENTO

Observe la Fig. 25, donde se ven dos protones precesando alrededor del eje Z. Yoespero usted recuerde que el eje Z indica la direccin de las lneas del campo magntico(vase Pg. 11). En lugar de estos dos protones, podan ser tambin 12 orientados haciaarriba y 10 hacia abajo, o 102 hacia arriba y 100 hacia abajo; habra solamente dosprotones ms orientados hacia arriba. Como todos sabemos, estos son los nicos que tienen

un efecto magntico neto, porque sus efectos no se cancelan.

Ahora enviemos un pulso de RF, que tienen la intensidad y duracin correcta, paraque uno de los dos protones capte energa y pase a un estado de mayor energa (orientadohacia abajo/caminando sobre las manos).

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Fig. 25. Si despus de un pulso de RF el nmero de protones en el nivel de mayor energa iguala al nmero

de protones del nivel de menor energa, desaparece la magnetizacin longitudinal y solamente hay

magnetizacin transversal, debido a la coherencia de fase. El vector magntico parece que ha

sidoinclinado 90 hacia el lado. El correspondiente pulso de RF se llama por eso un pulso de 90.

Que suceder? Que la magnetizacin longitudinal (resultante hasta ahora de losdos protones orientados hacia arriba) disminuir, en nuestro ejemplo, a cero (uno orientadohacia arriba es neutralizado por otro orientado hacia abajo). Pero como ambos protonesestn en fase, habr entonces una magnetizacin transversal que antes no exista. Estopuede considerarse como si el vector de magnetizacin longitudinal se hubiera inclinado90 hacia el lado (Fig. 25). Un pulso de RF que inclina la magnetizacin 90 se llamapulso de 90. Naturalmente, son posibles otros pulsos de RF, denominados segn laangulacin; as por ejemplo, pulso de 180.

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Para entender realmente esto, veamos otro ejemplo. En la Fig. 26 (a) tenemos seisprotones orientados hacia arriba; enviamos un pulso de RF que hace que tres de ellos pasena un nivel de mayor energa (b).

El resultado es que ya no hay magnetizacin longitudinal, sino magnetizacintransversal (hemos utilizado otra vez un pulso de 90).

Qu sucede cuando interrumpimos el pulso de RF? Dos cosas: que los protonesvuelven a su estado de menor energa y que pierden su coherencia de fase.

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Es importante recalcar que ambos procesos ocurren simultnea eindependientemente. Por razones de simplicidad, veamos lo que sucede paso a paso,centrmonos primero en la magnetizacin longitudinal

En 26(c), un protn vuelve a su estado de menor energa; de lo que resultan cuatroprotones orientados hacia arriba y dos hacia abajo. El efecto neto es que tenemosahora una magnetizacin longitudinal de 2.

Vuelve luego el siguiente protn; ahora son cinco los protones orientados haciaarriba y uno hacia abajo, dando una magnetizacin longitudinal neta de 4 (Fig. 26d).

Despus que vuelva el siguiente protn la magnetizacin longitudinal ser igual a6 (Fig. 26 e).

Al mismo tiempo disminuye la magnetizacin transversal (Fig. 26, c-e). Por qu?Tiene usted que ser capaz de responder lo siguiente: porque los protones que estn

precesando pierden la coherencia de fase.

En la Fig.26 (b) todos los protones estn orientados en la misma direccin, peroentonces pierden progresivamente la fase y se despliegan (Fig. 26, c-e).

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Fig. 26. En (a) tenemos la situacin antes de enviar un pulso de RF, y en (b) la situacin inmediatamente

despus. El pulso de RF hace que disminuya la magnetizacin longitudinal (), y con un pulso de 90 como el

que se ilustra se hace cero (b). Los protones empiezan a precesar en fase (b), que da lugar a la nueva

magnetizacin transversal ( ). Despus de interrumpir el pulso de RF (c e) aumenta la magnetizacin

longitudinal hasta recuperarse y decae la magnetizacin transversal hasta desaparecer. Ambos procesos son

debidos a mecanismos completamente diferentes y ocurren independientemente, aunque al mismo tiempo.

Pg. 41

En la figura 27 estn representados solamente los vectores de magnetizacinlongitudinal y transversal en los mismos momentos que en la figura 26. Estos vectores seaaden a un vector suma ( ).

Por si usted lo ha olvidado, los vectores representan fuerzas de un cierto tamao yuna cierta direccin. Si se suman los vectores que estaban orientados en diferentesdirecciones, confluyendo hacia arriba, nos encontraremos una direccin intermedia quedepende de la cantidad de intensidad que exista en las direcciones originales. Este vectorsuma es muy importante, ya que representa el momento magntico total de un tejido engeneral, por lo que puede utilizarse en lugar de dos vectores que representen separadamentelas magnetizaciones longitudinal y transversal. Nuestro vector magntico suma, durante larelajacin, vuelve a la direccin longitudinal, igualndose al final con la magnetizacinlongitudinal.

Lo que tenemos que recordar es que realmente todo este sistema est precesando,incluido el vector/momento magntico suma. De aqu que el vector suma realizar enrealidad un movimiento en espiral (Fig.27, f).

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Fig. 27. En esta ilustracin solamente se han representado los vectores de magnetizacin transversal ylongitudinal de nuestro experimento de la figura 26. En (a) antes del pulso de RF solamente hay

magnetizacin longitudinal. Inmediatamente despus del pulso de RF de 90 no hay longitudinal sino la

magnetizacin transversal nueva (b) y este vector de magnetizacin transversal est girando alrededor. Con

el tiempo decrece esta magnetizacin transversal, mientras que aumenta la magnetizacin longitudinal (c

d), hasta llegar al punto de partida en el que no hay magnetizacin transversal y se ha alcanzado de nuevo

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toda la magnetizacin longitudinal (e). Los vectores de magnetizacin longitudinal y transversal se aaden a

un vector suma ( ). Este vector suma realiza un movimiento en espiral (f) cuando cambia su direccin, de

estar en el plano transversal (x-y) (sin magnetizacin longitudinal) a su posicin final a lo largo del eje Z

(sin magnetizacin transversal).

Pg. 43

Espero que recuerde que una fuerza o momento magntico cambiante puedeinducir una corriente elctrica, la cual es la que nosotros recibimos y utilizamos en RM.

Si colocamos una antena en alguna parte, como en la figura 28, obtendremos unaseal como la que se ilustra.

Fig. 28. Para un observador externo, el vector suma de la figura 27 cambia constantemente su direccin y

magnitud mientras realiza un movimiento en espiral. El vector suma induce una corriente elctrica en una

antena, que es la seal de RM. Esta es de ms magnitud inmediatamente despus de interrumpir el pulso de

RF, y luego disminuye.

Esto es fcil de imaginar si piensa que la antena es como un micrfono y que elvector magntico suma tiene una campana en su extremo. Cuando ms se aleje del vectordel micrfono, menos fuerte se oir el sonido. La frecuencia del sonido, sin embargo, es la

misma, porque el vector suma gira con la frecuencia de precesin (Fig. 29).

Este tipo de seal se llama una seal FID, o free induction decay (cada libre de lainduccin). Es fcil de imaginar que se obtiene directamente una seal fuerte despus deenviar el pulso de RF de 90 (ya que la campana se acerca mucho al micrfono en nuestroejemplo).

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Es obvio que los vectores magnticos determinan directamente la seal de IRM y laintensidad de la seal al inducir corrientes elctricas en la antena. Por ello, en lugar de lostrminos de magnetizacin longitudinal o transversal, podemos usar tambin los deseal o intensidad de seal en los ejes de nuestras curvas de T1 y T2. Esto espero quele resulte ms claro a medida que contine leyendo.

Pg. 44

Fig. 29. La seal de nuestro experimento de las figuras 26 a 28 desaparece con el tiempo; sin embargo, tieneuna frecuencia constante. Este tipo de seal se llama un FID (free induction decay, o cada libre de la

induccin).

Pg. 45

QUE TAL OTRO EXPERIMENTO?

Vamos a hacer otro experimento similar a uno de los anteriores. Observen la figura30 a, donde tenemos dos tejidos, A y B, los cuales tienen diferentes tiempos de relajacin(el tejido A tiene un tiempo de relajacin transversal y longitudinal ms corto). Enviamosun pulso de RF de 90 y esperamos un cierto tiempo TR largo (explicaremos ms adelante

el por qu del termino TR); despus enviamos un segundo pulso de 90. Qu suceder?Como despus del tiempo TR largo los tejidos Ay B han recuperado toda su magnetizacinlongitudinal (frame, o encuadre 5), la magnetizacin transversal despus del segundopulso ser la misma para ambos tejidos, como lo era el frame o encuadre 1.

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Fig. 30 a. A y B son dos tejidos con tiempos de relajacin diferentes. El frame o encuadre 0 muestra lasituacin antes del pulso de 90, y el frame o encuadre 1 inmediatamente despus. Cuando esperamos un

tiempo largo (TR largo), la magnetizacin longitudinal de ambos tejidos se habr recuperado totalmente

(frame o encuadre 5). Un segundo pulso de 90 despus de este tiempo dar lugar a la misma cantidad de

magnetizacin transversal (frame o encuadre 6) para ambos tejidos, como se observ despus del primer

pulso de RF (frame o encuadre 1).

Qu pasa si no esperamos tanto tiempo entre pulso y pulso? Mire en la figura 30b, donde el segundo pulso de 90 se enva despus de un tiempo TR corto, esto es, despusdel frame o encuadre 4. En este momento, el tejido A ha recuperado ms parte de sumagnetizacin longitudinal que el tejido B. Cuando el segundo pulso de 90 inclina ahorala magnetizacin longitudinal 90, el vector de magnetizacin transversal del tejido A esmayor que el tejido B, y como este vector de A es mayor, cuando se acerque a nuestraantena, la campana imaginaria que lleva el extremo del vector sonar ms alto,produciendo una seal en nuestro micrfono (la antena) ms intensa que el vector de B.

Fig. 30 b. Cuando no esperamos tanto tiempo como en la figura 30 a, sino que enviamos el segundo pulso de

RF despus de un tiempo ms corto (TR corto), la magnetizacin longitudinal del tejido B, que tiene el T1ms largo, no se ha recuperado tanto como el tejido A, que tiene el T1 ms corto. La magnetizacin

transversal de los dos tejidos despus del segundo pulso de RF ser entonces diferente (frame o encuadre 5).

De aqu que, cambiando el tiempo entre los pulsos de RF sucesivos nosotros podemos influir y modificar la

magnetizacin y la intensidad de la seal de los tejidos.

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La diferencia en intensidad de la seal en este experimento depende de ladiferencia en magnetizacin longitudinal, y de aqu la diferencia entre el T1 de los tejidos.

Utilizando estos dos pulsos podemos diferenciar ahora el tejido A del tejido B, locual podra ser imposible eligiendo solamente un pulso de 90 o dos pulsos de 90 queestn separados por un tiempo largo (despus de un tiempo largo, las diferencias en el T 1entre los tejidos A y B no juega ningn papel en nuestro experimento, porque despus deese tiempo el tejido B que tiene un T1 ms largo ha vuelto tambin a su estado original).

Pg. 46

Cuando usted utiliza ms de un pulso de RF (una sucesin de pulsos de RF), estempleando lo que se llama una secuencia de pulsos. Como puede utilizar diferentes pulsos,esto es, de 90 o de 180, y los intervalos de tiempo entre los pulsos sucesivos pueden serdiferentes, existen muchas secuencias de pulsos diferentes. Como vimos en nuestro

experimento, la eleccin de una secuencia de pulsos determinar la clase de seal queobtenemos de un tejido. Por ello es necesario elegir cuidadosamente y describir lasecuencia de pulsos para un estudio especfico.

La secuencia de pulsos que hemos utilizado est formada por un solo tipo de pulsosde 90. Este se repite despus de un cierto tiempo, que se llama TR = tiempo de repeticin.

Cmo influye en la seal el TR en nuestro experimento?Con un TR largo obtenemos seales similares de ambos tejidos y aparecern iguales

en la imagen de RM. Utilizando un TR ms corto existe una diferencia en la intensidad deseal entre los tejidos, determinada por sus diferencias en el T1. La imagen resultante sedice que es una imagen potenciada en T1. Esto significa que la diferencia de intensidad deseal entre los tejidos en la imagen, el contraste de tejidos, es debida, principalmente, a susdiferencias en el T1.

Sin embargo existe siempre ms de un parmetro que influye en el contraste entretejidos. En nuestro ejemplo, el T1 es el ms relevante.

Qu es un TR corto o un TR largo?Un TR de menos de 500 mseg, se considera que es corto; un TR mayor de 1,500

mseg, sera largo.Como puede imaginar o saber ya, podemos crear imgenes potenciadas en T2 y

tambin imgenes potenciadas en densidad protnica o densidad de protones. Estadensidad protnica, que tambin se llama densidad spin, influye en el contraste de tejidos ypuede explicarse de una manera muy simple: donde no hay protones no habr seal; dondehay muchos protones habr lotes de seales. Leeremos ms acerca de esto ms adelante.Lo importante es que, utilizando ciertas secuencias de pulsos, podemos hacer que ciertascaractersticas titulares sean ms o menos importantes en la imagen resultante.

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Al elegir la secuencia de pulsos, el radilogo puede compararse a un director deorquesta. (Fig.31), ya que puede influir en el resultado final de la interpretacin del sonido(seal) haciendo que ciertos instrumentos (parmetros) destaquen ms que otros. Todos losinstrumentos (parmetros), sin embargo, juegan siempre el mismo papel en el sonido final(seal).

Fig. 31. El mdico de la IRM puede compararse a un director, porque al elegir cierta secuencia de pulsos

puede modificar la seal resultante, la cual es, a su vez, influida por diferentes parmetros.

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VOLVAMOS A NUESTRO EXPERIMENTO, UNA VEZ MAS, PARA UNA BREVEREPETICIN.

Con un cierto tipo de pulsos de RF podemos hacer que desaparezca lamagnetizacin longitudinal mientras aparece la magnetizacin transversal.

La magnetizacin neta (el vector suma de la magnetizacin longitudinal ytransversal) se inclina en este caso 90 (cuando empezamos, solamente tenemosmagnetizacin longitudinal). El pulso de RF correspondiente se llama pulso de 90.

El componente transversal de la magnetizacin neta puede inducir una sealmedible en una antena.

Inmediatamente despus del pulso de RF empieza la relajacin: la magnetizacintransversal empieza a desaparecer y la relajacin longitudinal empieza areaparecer. El vector magntico suma vuelve a su alineacin longitudinaloriginal, despareciendo la seal.

Cuando enviamos el segundo pulso de 90 se inclina otra vez la magnetizacin de90, y recibimos de nuevo una seal.

La intensidad de esta seal depende (entre otras cosas) de la cantidad demagnetizacin longitudinal con la que empezamos. Recuerda usted la curva en T 1?(Si no, vea la pgina 27). La curva T1 describe las relaciones entre el tiempo(despus de un pulso de RF) y la cantidad de magnetizacin longitudinal (Fig. 18).Cuando esperamos un tiempo largo hasta enviar nuestro segundo pulso de RF, lamagnetizacin longitudinal se habr recuperado totalmente. Despus del segundopulso de RF, la seal ser la misma que la obtenida despus del primer pulso.

Sin embargo, cuando el segundo pulso se enva antes, la seal ser diferente, porquela cantidad de magnetizacin longitudinal en ese momento es menor.

En la figura 32 hemos representado las curvas T 1 del cerebro y del LCR. En el

tiempo 0 no tenemos nada de magnetizacin longitudinal y este puede ser el momentoinmediatamente despus de nuestro primer pulso de 90. Cuando esperamos un tiempolargo antes de repetir el pulso de 90 (TR largo), la magnetizacin longitudinal se harecuperado bastante. Los vectores magnticos longitudinales, que se inclinarn 90,diferirn solamente en una pequea cantidad, por lo que habr solamente una pequeadiferencia en la intensidad de la seal, es decir, de contraste de tejidos entre el cerebro y elLCR.

Sin embargo, si enviamos el segundo pulso despus de un tiempo ms corto (TRcorto) la diferencia en la magnetizacin longitudinal es bastante ms grande y habr unmejor contraste entre tejidos. Como podemos ver por la distancia entre las curvas, hay unespacio de tiempo donde le contraste entre tejidos es ms pronunciado.

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Fig. 32. El cerebro tiene un tiempo de relajacin longitudinal ms corto que el LCR. Con un TR corto, las

intensidades de las seales del cerebro y del LCR difieren ms que despus de un TR largo.

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POR QU NO SON IDNTICAS LAS SEALES DESPUS DE UN TR MUYLARGO ENTRE LOS PULSOS?

Ya hemos dicho cul es la explicacin; la intensidad de la seal depende de muchos

parmetros. Cuando esperamos un tiempo largo, el T1 ya no influye ms en el contrasteentre los tejidos; sin embargo, puede existir una posible diferencia en la densidad protnicade los tejidos en cuestin; cuando esperamos un TR muy largo, como en nuestroexperimento de la figura 32, la diferencia en la intensidad de la seal es debidaprincipalmente a las diferentes densidades protnicas; tenemos entonces lo que se llamaimagen potenciada en densidad protnica (o densidad spin).

Ya sabemos lo que son imgenes potenciadas en T1 y en densidad protnica.

CMO PODEMOS OBTENER UNA IMAGEN POTENCIADA EN T2?

Esto es un poco ms difcil de entender. Vamos a realizar otro experimento que esun poco ms diferente que los anteriores.

Primero utilizamos un pulso de 90. La magnetizacin longitudinal se inclina, yobtenemos una magnetizacin transversal. Qu sucede despus de este pulso cuandoesperamos un tiempo corto? Usted tiene que ser capaz de responder a esta pregunta sindificultad; Si no es as vuelva a la pgina 37 antes de continuar leyendo.

Despus de interrumpir el pulso, empieza a reaparecer la magnetizacinlongitudinal, y la magnetizacin transversal, sin embargo, empieza a desaparecer. Por qu

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desparece la magnetizacin transversal? Porque, como ya hemos ledo antes, los protonespierden la coherencia de fase. Esto se ilustra en la figura 33 para tres protones, los cualesestn en (a) casi exactamente en fase, pero se despliegan rpidamente al tener diferentesfrecuencias de precesin (by c). La prdida de la coherencia de fase da lugar a unadisminucin de la magnetizacin transversal y a una prdida de la seal.

Fig. 33. Despus de interrumpir el pulso de RF, los protones se desfasan (a c). El pulso de 180 hace que

precesen en la direccin opuesta y se pongan en fase otra vez (d f).

Ahora hacemos algo nuevo: despus de un cierto tiempo (que llamamos TE/2, lamitad de TE, por razones que usted entender en unos pocos minutos) enviamos un pulso

de 180. Qu pasa con esto?

Pg. 50

El pulso de 180 acta como una pared de goma: hace que los protones vuelvan endireccin contraria, es decir, precesando exactamente en direccin opuesta, la cual, en lafigura 33 d es en el sentido de las agujas del reloj. El resultado es que los protones queprecesaban ms rpidamente se colocan ahora detrs de los ms lentos. Si nosotrosesperamos otro tiempo TE/2, los ms rpidos habrn alcanzado a los ms lentos (Fig.33 f).En este momento los protones estn casi en fase otra vez dando por resultado unamagnetizacin transversal mayor y, por tanto, una seal intensa otra vez. Un poco ms

tarde, sin embargo, los protones precesan ms rpidamente, se despliegan y disminuyen denuevo la seal.

Pg. 51

Para ilustrar esto, piense en una carrera entre una tortuga y un conejo, comenzandoen la misma lnea (Fig.34). Despus de un cierto tiempo (TE/2), el conejo est por delantede la tortuga. Cuando hacemos que los competidores corran en direccin opuesta, durante

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el mismo espacio de tiempo, ambos volvern a la lnea de salida exactamente al mismotiempo (asumiendo que ambos corren a una velocidad constante).

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Fig. 34. Cuando un conejo y una tortuga corren en la misma direccin durante un cierto tiempo y de repente

dan la vuelta y corren en direccin opuesta, con la misma velocidad y durante el mismo tiempo, ambos

llegarn al mismo tiempo al punto de partida.

Pg. 52

El pulso de 180 en nuestro experimento acta como una pared, contra la cualrebotan, al igual que una montaa refleja las ondas sonoras como ecos. De aqu porqu a laseal resultante se la llame tambin un eco o spin eco.

Despus que tenemos nuestra seal, nuestro eco, los protones pierden otra vez lacoherencia de fase, los ms rpidos se colocan por delante, tal como hemos comentado ya.Podemos repetir el experimento con otro pulso de 180 y otro y otro Si llevamos a unagrfica la intensidad de la seal en funcin del tiempo obtendremos una curva como la de lafigura 35.

Fig. 35. El pulso de 180 refocusa los protones desfasados, dando por resultado una seal ms fuerte despus

del tiempo TE, el spin eco. Los protones entonces se desfasan otra vez y pueden refocusarse de nuevo por

otro pulso de 180, y as sucesivamente. Por ello es posible obtener ms de una seal, ms de un spin eco.Los spin eco, sin embargo, difieren en intensidad debido a los llamados efectos T2. Una curva que conecte las

intensidades de los spin eco es la curva T2. Si no utilizamos el pulso de 180, la intensidad de la seal decae

ms rpidamente. Una curva que describa la intensidad de la seal en este caso es la curva T2* (T2 estrella,

la cual se describe con un poco ms detalle en la pgina 54.

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Por esta curva podemos ver que el spin eco, la seal resultante, disminuye con eltiempo. Responsable de esto es el hecho de que el pulso de 180 solamente neutralizalos efectos que influyen en los protones de una manera constante y estos son lasinhomogeneidades constantes del campo magntico externo.

Las inhomogeneidades inconstantes de los campos magnticos locales del interior

de los tejidos no pueden evitarse y estas pueden influir en algunos protones de una maneradiferente antes del pulso de 180 que despus del pulso. Por lo que, aunque algunos de losprotones puedan estar todava por detrs o por delante de la mayora de los protones,alcanzarn la lnea de partida al mismo tiempo.

Por ello de eco a eco la intensidad de la seal va disminuyendo debido a losllamados efectos T2.

Podemos ilustrar esto con un ejemplo. Imagnese dos autobuses repletos de gente,por ejemplo, despus de un partido de ftbol. Los dos se encuentran en la lnea de partida(Fig. 36). Con dos micrfonos recogemos las seales (por ejemplo, los cantos de la gente)que vienen en cada autobs.

Salen los autobuses en la misma direccin; al registrar la seal se puede reconocerque una seal desaparece ms rpidamente que la otra. Esto puede tener dos causasdiferentes: puede ser que un autobs vaya ms de prisa que el otro (la prdida de seal sedebera a influencias externas, las inhomogeneidades del campo magntico externo). O quela diferencia en las intensidades de las seales, la diferencia en los cantos, sea debida adiferencias de propiedades inherentes de los dos grupos (inhomogeneidades internas);puede ser que en un autobs vayan solamente los hinchas, los cuales no se cansanrpidamente como la gente del otro autobs.

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Fig. 36. Sin hacer que vuelvan los autobuses (el pulso de 180) es imposible decir si la disminucin en la

intensidad de la seal es debida a las propiedades inherentes del tejido (el estado de forma de los pasajeros

de los autobuses) o debido a las influencias externas, es decir, las diferentes velocidades de los autobuses.

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Para hacernos una imagen de cual es la razn por la que desaparece la seal,podemos hacer que despus de un cierto tiempo, TE/2 vuelvan los autobuses con la mismavelocidad tambin en el tiempo TE/2. Despus del tiempo 2 x TE/2 = TE, los autobusesvolvern al sitio de partida. La intensidad de la seal que recogemos entonces con losmicrfonos dependen entonces solamente de las propiedades inherentes, por ejemplo, de lo

cansada que est la gente.Si no utilizamos el pulso de 180 para neutralizar las inhomogeneidades constantesexternas, los protones experimentarn grandes diferencias en la intensidad del campomagntico cuando se interrumpa el pulso de RF. Debido a esto, se desfasarn msrpidamente y el tiempo de relajacin transversal ser ms corto. A este tiempo derelajacin transversal ms corto se le llama T2* (T 2 estrella), para diferenciarlo del T2despus del pulso de 180. Los efectos correspondientes se llaman efectos T2*. Estos efectosT2* son importantes en las secuencias rpidas de imagen (Pg. 81).

En nuestro ejemplo con los autobuses, esto representara las seales queregistramos cuando se alejan los autobuses. Las seales se desvanecen debido a laspropiedades: extrnsecas (velocidad del autobs) e intrnsecas (cansancio de los pasajeros)bajo estas circunstancias (vase Fig. 36).

El tipo de secuencia de pulsos que utilizamos en nuestro experimento se llamasecuencia de spin eco, la cual consiste en un pulso de 90 y otro de 180 (que produce eleco). Esta secuencia de pulsos es muy importante en IRM, ya que es el caballo de batallade las secuencias de pulsos, la cual puede utilizarse para muchas cosas. Es importante darsecuenta que con una secuencia de spin eco no solamente podemos obtener secuenciaspotenciadas en T2, sino tambin en T1 y en densidad protnica. Entraremos en ello msadelante.

Pgs. 54 y 55

ECHEMOS UN VISTAZO, PRIMERAMENTE, A LA SECUENCIA POTENCIADAT2

Qu hicimos? Primero, enviamos un pulso de 90 que produjo magnetizacintransversal. Inmediatamente despus del pulso de 90 tenemos el mximo demagnetizacin transversal. Sin embargo, esta magnetizacin transversal desaparece debidoa los efectos T2. Por la curva de T2 podemos ver lo de prisa que desaparece lamagnetizacin transversal. En la figura 37 hemos trazado las curvas T 2 de dos tejidosdiferentes: el tejido A tiene un T2 corto (cerebro) y el tejido B tiene un T2 largo (agua oLCR). Ambas curvas comienzan a 0, que es el tiempo inmediatamente despus deinterrumpir el pulso de 90. Cuando esperamos un cierto tiempo TE/2 para enviar el pulso

de 180, la magnetizacin transversal se hace ms pequea. Despus de esperar otro tiempoTE/2, que es el TE despus de interrumpir el pulso de 90, recibiremos una seal, el spineco. La intensidad de este eco viene dada por la curva T2 en el tiempo TE. Este tiempo TEentre el pulso de 90 y el spin eco se llama TE = tiempo de eco.

El tiempo TE puede elegirse por el operador. Como podemos observar por lascurvas T2, el TE influye en la seal resultante, y de aqu que tambin en la imagen.

Cuanto ms corto sea el tiempo TE, ms fuerte ser la seal que obtengamos de untejido.

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Fig. 37. Curvas T2 de dos tejidos con diferentes tiempos de relajacin transversal: el tejido A tiene un T2 ms

corto que el tejido B, por lo que pierde la magnetizacin transversal ms rpidamente. Con un TE ms corto(TE corto), la diferencia en la intensidad de la seal es menos pronunciada que despus de un TE ms largo

(TE largo).

Pg. 56

Parece razonable que para obtener la mejor seal, la ms intensa, haya que utilizarun TE corto, porque con TE largos disminuye la intensidad de la seal. Sin embargo, conlos TE cortos tendremos un problema (Fig. 37). En este ejemplo, ambas curvas T 2 empiezanen el mismo punto.

Si solamente esperamos un TE corto, la diferencia en la intensidad de la seal entreel tejido A y el tejido B es muy pequea y ambos tejidos sern difciles de distinguir, yaque no existe contraste entre ellos (que es la diferencia en la intensidad de la seal de lostejidos). Como consecuencia: con un TE corto, las diferencias en el T2 no influirn muchoel contraste entre tejidos. Como ambas curvas T2 divergen con un TE ms largo, lasdiferencias en las curvas T2, y de aqu la diferencia en la intensidad de la seal = contraste,son ms pronunciadas.

Por ello es ms razonable esperar un TE largo; la imagen resultante estarpotenciada en T2. Pero (y siempre hay un pero) si esperamos mucho, la intensidad total dela seal se har cada vez ms pequea.

Cuando la relacin seal/ruido se hace ms pequea, la imagen aparece con grano.Como ejemplo, para ilustrar este problema de la relacin seal-ruido: cuando recibe unaemisora de radio local en su receptor, sta da una buena seal, la msica se escucha bien,aprecindose solamente un poco de ruido esttico. Cuando conduce su coche y se aleja dela ciudad, la intensidad de la seal de la emisora de radio se hace ms dbil y se escucha

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mucho ms ruido esttico, y cuanto ms se aleja, puede no ser capaz de discernir entre lamsica y el ruido de fondo. Esto mismo sucede con la seal de RM.

Siempre hay algo de ruido en el sistema, pero cuando la seal es fuerte no importamucho. Sin embargo, cunto ms pequea es la seal, ms difcil es diferenciarla del ruidode fondo.

Pg. 57

REVISEMOS ALGUNOS HECHOS.

Hemos aprendido que La secuencia spin eco consta de un pulso de 90 y otro de 180. Despus del pulso de 90, los protones se desfasan debido a las inhomogeneidades

de los campos magnticos interno y externo. El pulso de 180 vuelve a poner en fase a los protones desfasados (a veces el

trmino spin se usa indistintamente por el de protn) y se obtiene una seal msintensa, se produce el spin eco.

El pulso de 180 sirve para neutralizarlas inhomogeneidades del campo magnticoexterno. La seal disminuye de un eco al siguiente cuando utilizamos mltiples pulsos de

180, debido a los efectos internos del T2. Eligiendo diferentes TE (tiempos diferentes despus del pulso de 90) pueden

potenciarse las seales en T2 en diversos grados. Si son muy cortos no puedenmostrarse los efectos del T2.

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Con TE largos, la diferencia en la intensidad de la seal entre los tejidos dependermucho, en los T2, de sus tiempos de relajacin transversal.

Con TE muy largos se potenciar ms el T2; sin embargo, la intensidad de la sealcomo tal ser tan pequea, que difcilmente podr distinguirse del ruido de fondo.

QU ES REALMENTE UN TR O TE LARGO/CORTO?

Un TR corto es aqul que es tan corto como el ms pequeo de los T 1 en queestemos interesados (recuerde que el T1 era un tiempo constante, no el tiempo que tarda untejido en recuperar su magnetizacin longitudinal). Un TR largo es casi 3 veces tan largocomo el TR corto. Un TR de menos de 500 mseg se considera corto. Un TR de ms de1500 mseg se considera largo (ms o menos para tener una idea).

Un TE corto es aqul que es tan corto como posible; un TE largo es tambin 3 vecesms largo. Un TE de menos de 30 mseg se considera que es corto. Un TE mayor de 80mseg es largo.

Pg. 58

VOLVAMOS A NUESTRA SECUENCIA DE PULSOS DE SPIN ECO.

Esta secuencia puede ilustrarse esquemticamente en la figura 38:Pulso de 90 espera TE/2 pulso de 180 espera TE/2 registro de la seal.

Fig. 38. Ilustracin esquemtica de una secuencia de pulsos de spin eco.

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Por ciertas razones diferentes, esta secuencia de pulsos se repite dos o ms veces.El tiempo para repetir la secuencia de pulsos era TR o tiempo de repeticin, por lo

que obtenemos el siguiente esquema:

1. (90 TE/2 180 TE/2 registro de la seal en TE).

Despus del TR (tiempo desde el comienzo de un pulso de 90 hasta el siguientepulso de 90) sigue otro ciclo de pulsos y medida de la seal:

2. (90 TE/2 180 TE/2 registro de la seal en TE).

Pg. 59

Para figurarse cuanta seal se obtiene en un determinado tejido con ciertosparmetros de una secuencia de spin eco, no tiene ms que combinar sus curvas de T1 y T2como se ilustra en la figura 39. Tenemos all las curvas T1 y T2 de un determinado tejido.

Fig. 39. Es posible determinar la intensidad de la seal de un tejido utilizando una secuencia de spin ecocombinando las curvas del T1 y del T2 de este tejido. La magnetizacin longitudinal despus del tiempo TR es

igual a la cantidad de magnetizacin transversal con que comenzamos cuando se inclin 90. Estamagnetizacin transversal empieza inmediatamente a desaparecer a un ritmo que es determinado por el

tiempo de relajacin transversal y, por tanto, por la curva T2. La intensidad de la seal del tejido despus de

un tiempo TE puede entonces ser inferida por la curva de T2 en este tiempo TE (que empieza despus del TR).

Qu parmetro determinaba la cantidad de magnetizacin longitudinal? Era el TR.Para ver cunta magnetizacin longitudinal ser inclinada 90 lateralmente (y para poderconocer con cunta magnetizacin transversal empezbamos) solo necesitamos mirar laintensidad de la magnetizacin longitudinal en el tiempo TR. La magnetizacin

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longitudinal en este punto, inclinada en el plano transverso, es el punto de partida a partirdel cual decae la magnetizacin transversal. Justo en este punto le aadimos la curva de T 2.La cantidad de seal que obtenemos es una secuencia de spin eco para construir la imagentambin depende del TE, el tiempo que esperamos despus del pulso de 90. Por eso ahorasolamente tenemos que mirar la intensidad de la seal en el tiempo TE de la curva T2.

Pg. 60

QU IMAGEN OBTENEMOS CUANDO ELEGIMOS UN TR LARGO Y TECORTO?

Esto se ilustra en la figura 40, donde se representan las curvas T 1 y T2 de losdiferentes tejidos. Puede ser que recuerde nuestro experimento de la pgina 46, cuandoenvibamos un pulso de 90 seguido por otro pulso de 90 despus del tiempo TR. Elpulso de 90 inclina la magnetizacin longitudinal existente a un plano transversal,dando lugar a la magnetizacin transversal.

Cunto ms magnetizacin longitudinal tengamos, ms fuerte ser la magnetizacintransversal inicial inmediatamente despus del pulso de 90. Tal como hemos ledoanteriormente,con un TR muy largo, todos los tejidos habrn recuperado su magnetizacinlongitudinal totalmente: las diferencias en el T1 de los tejidos examinados no influirn en laseal, puesto que ha pasado el tiempo suficiente para permitir relajarse totalmente a todoslos tejidos con un T1 largo.

Fig. 40. Combinando las curvas T1 y T2 puede determinarse la intensidad de la seal de ciertos tejidos para

una secuencia de pulsos utilizando el TR y el TE, tal como se ilustra y explica en la figura 39. Qu sucede

cuando elegimos un TR largo como el que se ilustra? Con un TR largo, las diferencias en el T1 en el tiempo

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de magnetizacin longitudinal no son ya muy importantes, puesto que todos los tejidos han recuperado toda

su magnetizacin longitudinal. Cuando esperamos un TE corto, entonces las diferencias en la intensidad de

la seal debidas a diferencias en el T2 no han tenido todava tiempo de manifestarse. La imagen resultante no

est potenciada ni en T1 ni en T2 sino determinada fundamentalmente por la densidad protnica de los tejidos

(por esto, el TE ideal sera cero).

En la secuencia de spin eco empezamos con un pulso de 90, que tambin inclina lamagnetizacin longitudinal que haya (no importa que hubiera en medio otros pulsos, comoel de 180). Cuando elegimos un TR largo, tal como dijimos, las diferencias en el T1 noimportan. Cuando usamos tambin un TE corto, las diferencias en la intensidad de la sealdebidas a diferencias en el T2 no han tenido todava tiempo suficiente para manifestarse. Laseal que obtenemos, por tanto, no es ni T1 ni T2, sino, principalmente, influida por lasdiferencias en protones o densidad spin. Cuanto ms protones, ms seal, si lo mira de unamanera simple (Fig. 40).

Pg. 61

Y CUANDO UTILIZAMOS UN TR LARGO Y UN TE LARGO?

Con un TR largo no hay diferencias prevalentes en el T1. Con el TE largo, sinembargo, las diferencias en el T2 se hacen ms pronunciadas (Fig. 41). Por lo que resultauna imagen potenciada en T2.

Fig. 41. Cuando esperamos un TR largo y un TE largo, las diferencias en el T2 han tenido el tiempo suficiente

para pronunciarse, resultando una imagen potenciada en T2.

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QU PASA SI USAMOS UN TR CORTO Y UN TE CORTO?

Con un TR corto, los tejidos no han recuperado su magnetizacin longitudinal, porlo que las diferencias en el T1 (que determinan la rapidez de recuperacin de lamagnetizacin longitudinal) se mostrarn en forma de diferencias en la intensidad de la

seal (Fig. 42). Cuando el TE es corto, las diferencias en el T2 no pueden realmentemanifestarse ellas mismas, por lo que la imagen resultante est potenciada en T1. (Hay unlmite mnimo para el TE, porque tarda algn tiempo en enviarse el pulso de 180 y enhacer sus efectos).

Fig. 42. Cuando esperamos un TR corto, las diferencias en T1 influirn en el contraste entre tejidos en una

gran extensin, la imagen est potenciada en T1, especialmente cuando tambin esperamos un TE corto

(cuando las diferencias en seal debidas a diferentes T2 no han tenido tiempo de pronunciarse).

QU PASA SI UTILIZAMOS UN TR MUY CORTO Y UN TE MUY LARGO?

Esto es solamente una situacin terica. Por qu? Porque con un TR muy cortohabra solamente muy poca magnetizacin longitudinal para ser inclinada; y con un TE

muy largo permitimos que la pequea magnetizacin transversal resultante desaparezca entoda su extensin. La seal resultante sera tan pequea o de tan poca intensidad que nopodra ser utilizada para crear una imagen razonable.

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SI USTED NO SE HA CONCENTRADO

Durante los ltimos minutos, probablemente, este a punto de darse por vencido.Cmo recordar esto, incluso aunque usted no haya entendido nada (espero que este no seael caso)?

Intntelo observando la figura 43. Qu es lo que ve usted? Un hombre conpantalones cortos, (N.T.: TRousers = pantalones), y considerando las condiciones deltiempo, se explica que solamente una persona del dibujo sea feliz.

Esto nos recuerda que un TR (ousers = pantalones) corto nos da una imagenpotenciada en T1 (solamente uno es feliz).

Fig. 43. Qu hay que elegir para obtener una imagen potenciada en T1?

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Qu es lo que ve usted en la figura 44? La misma pareja esta tomando t. Ahora

bien en tomar el t, que se sirve siempre caliente, se tarda tiempo. En el dibujo se observaque tomar el TE durante largo tiempo hace feliz a dos personas. Esto le recuerda que el TElargo da una imagen potenciada en T2.

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Fig. 44. Qu hay que elegir para obtener una imagen potenciada en T2?

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ALGUNAS SUGERENCIAS PRCTICAS PARA LA INTERPRETACIN DE LA

IMAGEN.

Cmo podemos saber si una imagen est potenciada en T1 o en T2 cuando esthecha con una secuencia normal de pulsos, no con una secuencia rpida (como veremosms adelante)? Como regla del pulgar: si se ve lquido blanco, por ejemplo, orina o LCR, setrata de una imagen potenciada en T2. Si el lquido se ve ms oscuro que los slidos, se tratade una imagen potenciada en T1 o en densidad protnica.

Mire la figura 45: en (a), el LCR