MRI Physics | Magnetic Resonance and Spin Echo Sequences - Johns Hopkins Radiology

Summary

Este video proporciona una visión general sobre la resonancia magnética (RM) y la secuencia básica de eco de spin. Se explica cómo los protones en el cuerpo responden a un campo magnético y pulso de radiofrecuencia, alineándose y desalineándose para generar señales detectables por la RM. A través de este proceso, se pueden obtener imágenes detalladas al aprovechar el tiempo de recuperación de los tejidos (T1) y la pérdida de señal (T2). Además, se aborda cómo mitigar los efectos de la inhomogeneidad del campo magnético mediante pulsos de refocalización para obtener imágenes claras y precisas.

Takeaways

• 😀 Los protones en el cuerpo humano, presentes en grasas, músculos, azúcares y agua, actúan como pequeños imanes debido a sus cargas positivas y negativas.
• 😀 El escáner de resonancia magnética (RM) es un imán gigante que genera un campo magnético (B0) que alinea los protones en el cuerpo.
• 😀 Los protones precesionan (giran como trompos) a una velocidad que depende de la intensidad del campo magnético, lo que se puede calcular con la ecuación de Larmor.
• 😀 Los pulsos de radiofrecuencia (RF) aplicados en el escáner de RM pueden alinear a los protones en un plano diferente, induciendo un cambio en la magnetización longitudinal.
• 😀 Tras la aplicación de un pulso RF, los protones se alinean en fase en una magnetización transversal temporal, que no dura mucho tiempo.
• 😀 La recuperación de la orientación original de los protones se conoce como 'recuperación longitudinal', y ocurre de manera exponencial según un tiempo característico llamado T1.
• 😀 La magnetización transversal decae con el tiempo, lo que se conoce como T2, un parámetro que depende del tipo de tejido.
• 😀 El decaimiento rápido de la señal debido a la desincronización de los protones se conoce como T2 estrella (T2*), lo que resulta en una pérdida difusa de señal.
• 😀 Los efectos T2* pueden combatirse aplicando un pulso RF de 180 grados, que permite reorientar los protones y restablecer la sincronización de la precesión, generando un eco.
• 😀 Un eco se produce cuando los protones se reorganizan en fase después del pulso de 180 grados, lo que permite la recolección de datos por el escáner de RM.
• 😀 En secuencias de eco de espín, se pueden aplicar múltiples pulsos de 180 grados para capturar varios ecos. Cada eco sucesivo es más débil hasta que la señal se pierde por completo y se reinicia el proceso.

Q & A

¿Qué son los protones y cómo están relacionados con la resonancia magnética?

Los protones son partículas cargadas positivamente que se encuentran en varios componentes del cuerpo, como la grasa, el músculo, los azúcares y el agua. En un campo magnético externo, los protones se alinean, generando un vector de magnetización neta, lo que es fundamental para la resonancia magnética.

¿Cómo se comportan los protones en un campo magnético aplicado por el escáner de resonancia magnética?

Cuando los protones se colocan dentro de un campo magnético, se alinean en direcciones paralelas o antiparalelas al campo. La mayoría se alinean en la misma dirección que el campo magnético, lo que genera un vector de magnetización neta a lo largo del eje Z.

¿Qué es la precesión o giro nuclear en los protones?

La precesión o giro nuclear es el movimiento de los protones alrededor de su propio eje, similar a cómo un trompo gira. Esta precesión ocurre a una frecuencia determinada por la fuerza del campo magnético aplicado.

¿Qué es la ecuación de Larmor y cómo se relaciona con la resonancia magnética?

La ecuación de Larmor establece que la frecuencia de precesión de los protones es directamente proporcional a la intensidad del campo magnético aplicado y al valor constante denominado relación giromagnética. Esto determina la velocidad de precesión de los protones dentro del campo magnético.

¿Cómo afecta un pulso de radiofrecuencia (RF) a los protones en el cuerpo?

El pulso de RF aplicado a los protones los hace cambiar de plano, alterando su magnetización longitudinal y generando una magnetización transversal cuando los protones precesan juntos en fase. Esto también es conocido como excitación de los protones.

¿Qué ocurre después de que los protones se desfasen tras un pulso de RF?

Después de que los protones se desfasen, su magnetización longitudinal se recupera y la magnetización transversal disminuye, lo que provoca una señal llamada decaimiento por inducción libre (FID). Este proceso es fundamental para la adquisición de imágenes en RM.

¿Qué son los tiempos T1 y T2 en la resonancia magnética?

El tiempo T1 es el tiempo en el que el 63% de la magnetización longitudinal de un protón se recupera. El tiempo T2 es el tiempo en el que el 63% de la magnetización transversal se pierde. Estos tiempos son específicos de cada tipo de tejido y ayudan a distinguir diferentes tejidos en la resonancia magnética.

¿Qué son los efectos T2* en la resonancia magnética?

Los efectos T2* ocurren cuando los protones en un campo magnético inhomogéneo precesan a diferentes velocidades, lo que provoca un desfasaje progresivo y una disminución de la señal. Estos efectos pueden causar pérdidas de señal o 'agujeros negros' en las imágenes.

¿Cómo se pueden reducir los efectos T2* en la resonancia magnética?

Para mitigar los efectos T2*, se utiliza un pulso de refocalización de 180 grados. Este pulso hace que los protones se den vuelta y precesen en dirección opuesta, sincronizando nuevamente los protones y generando una 'eco' que se puede leer y usar para generar una imagen.

¿Qué es una secuencia de eco de spin en resonancia magnética?

Una secuencia de eco de spin es un tipo de secuencia de resonancia magnética que utiliza pulsos de 90 y 180 grados para generar múltiples ecos, los cuales se utilizan para reconstruir imágenes. Este proceso ayuda a reducir los efectos T2* y a obtener imágenes más precisas.