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5/11/2018 13329070-Fisica-de-La-Rmn - slidepdf.com

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PRINCIPIOS FISICOS DELA RESONANCIA

MAGNETICA NUCLEAR

DR. FLORESMEDICO RESIDENTE

CENTRO MEDICO ISSEMYM ECATEPEC

DEPARTAMENTO DE IMAGEN



Historia

1845 Michael Faraday investiga las propiedadesmagnéticas de la sangre seca.

1936 Linus Pauli g y Charles D. Coryell descubren que

el estado magnético de la hemoglobina cambia segúnsu estado de oxigenación.

1937 I. I. Rabi y sus colegas desarrollan la resonancia

magnética de haces moleculares al hacer pasar un hazde moléculas de cloruro de litio a través de un campomagnético y, a continuación, someterlo a ondas deradio.



Historia

1945 Con tres semanas de diferencia, los grupos deinvestigación dirigidos por Edward Purcell y Felix Blochdemuestran de forma independiente el fenómeno

conocido como "resonancia magnética nuclear enmateria condensada".

1948 Nicolas Bloembergen, Edward Purcell y Robert

Pound publican un estudio sobre la "relajaciónmagnética nuclear".



Historia

1949 Erwin Hahn descubre el fenómeno del eco deespín en las mediciones de resonancia magnéticanuclear.

1960 Richard Ernst y Weston Anderson aplican elanálisis de Fourier a las señales de impulso paraaumentar la sensibilidad de la resonancia magnéticanuclear.

1971 Godfrey Hounsfield construye el primer escáner detomografía computarizada, la base de casi todos lossistemas de obtención de imágenes que se usan en laactualidad.



Historia

1972 Paul Lauterbur combina la idea del gradiente conla idea del escáner de tomografía computarizada pararealizar varias proyecciones y reconstruirlas paraobtener la primera imagen por resonancia magnética.

1976 Peter Mansfield concibe la técnica ecoplanar,capaz de explorar todo el cerebro en unos segundos.

1976 Mansfield y sus colegas de Inglaterra publican laprimera imagen de un dedo humano obtenida porresonancia magnética.



Historia

Primera imagen de RM



Historia

1990 Seiji Ogawa detecta variaciones en la oxigenacióndel tejido local al utilizar contraste dependiente del nivelde oxígeno de la sangre con RMN.

1992 John W. Belliveau, Peter Bandettini y Seiji Ogawapublican de forma independiente sus estudios sobre larespuesta cerebral a la estimulación sensorial para losque utilizan imágenes obtenidas por resonancia

magnética funcional.



Definición

La resonancia magnética (MRI, del inglés: MAGNETICRESONANCE IMAGING ) es un fenómeno físico basado en las propiedades magnéticas que poseen los núcleos

atómicos.

La RM permite alinear los campos magnéticos de diferentes átomos en la dirección de un campo magnético externo.

La respuesta a este campo externo depende del tipo de núcleos atómicos por lo que esta técnica puede utilizarse para obtener información sobre una muestra.



Definicion

La resonancia magnéticahace uso de laspropiedades de

resonancia aplicandoradiofrecuencias a losátomos o dipolos entrelos campos alineados de

la muestra y permiteestudiar la informaciónestructural o química dela misma.



Ventajas

Método de examen que carece de riesgos. Técnica con una resolución mejor (500%).

Representa la anatomía en tres planos.

Sensible al flujo vascular. Ausencia de artefactos.



Metodo de eleccion

Tronco encefálico.

Cerebro.

Medula espinal. Espacio aracnoideo.

Ligamentos, cartílagos, tendones.

Medula ósea. Base de cráneo.



Desventajas

Tecnica inespecífica de examen.

No es adecuada en pacientes muygraves.

Carece de escala de grises



Magnetización y proceso nuclear

Para ello necesitamos observar el momentoangular o “spin” de una partícula subatómica

como el protón.

Debido a que el átomo de hidrógeno tiene soloun protón como núcleo su “spin” es más fácil de

ser evaluado.

El átomo de hidrógeno esta presente en el agua

y la grasa que conforman la mayor parte delcuerpo humano.



Campo magnetico

Campo magnético principal: Larga corriente magnética va de un polo

a otro .

Se mide en teslas: ( 1T = 10,000 gauss)

1 gauss = campo magnético terrestre



Campo magnetico

Cuando un electrón viaja alrededor de unvector se produce un campo magnético:

Como cuando viaja en un alambre

eléctrico:









Magnetizacion y proceso nuclear

•Rapidez de precesión: es proporcional a lafuerza o intensidad de CME.

•Es especifica de cada especie de nuclear.

•Esta es la frecuencia de resonancia ofrecuencia de Larmor.

•Mecánica cuántica: el protón solo puede tener

dos estado s energéticos : en la misma dirección

que el vector ( spin paralelo) o contra el ( spin

anti paralelo

















Resonancia magnetica

La RM es la suma de tres parámetros:-Intensidad de los protones.

-El tiempo de relajación de T1.

-El tiempo de relajación de T2.













Secuencias en RM:

Las principales secuencias empleadas son:

T1

T2

Densidad de protones

S i



Secuencias

T1: se define como el tiempo requerido para que lamagnetización longitudinal recupere un 63% de su valorde equilibrio.

T2 se define como el tiempo requerido para que lamagnetización transversal decaiga a un 37% del valormáximo que alcanza

S i



Secuencias

T1 y T2 son variantes que sonpropiedades diferentes en cada tejido y nopueden ser variados por la técnica de

pulsos. T1 en tejidos biológicos oscila entre 200 a

2000 ms.

Los valores de T2 son un 10 –20 del valorde T1 y se expresan en un intervalo de20 – 200 ms.

S i



Secuencias

En el caso de líquidos como en LCR y laorina alcanzan hasta 1500- 2000 ms

Ab ió d di f i



Absorción de radiofrecuencias

Cuando el PRF rota en plano transversoesta en 90º .

Cuando el PRF rota 180º esta en –z La fuerza y la duración de cada pulso

puede ser controlada al manejar el

ángulo.

T1 l j i t t



T1 relajacion y contraste

Cuando rota 90º se le llamamagnetización transversa.

Cuando rota otros 90º se le llamamagnetización longitudinal con valor 0º

T1: es la magnetización que crece de

regreso a el valor inicial longitudinal

T1 l j ió t t



T1 relajación y contraste

T1 es un parámetro característico de cadatejido especifico.

La materia blanca tiene un T1 muy corto yse relaja muy rápido.

El LCR tiene un T1 largo y se relaja

lentamente. La materia gris tiene un T1 intermedio

T1 l j i t t



T1 relajacion y contraste

T2 l j ió t t




El T2 ( o transverso) inicia con el campomagnético alineado en dirección Z y a unpulso de 90º la convierte en transversa.

Los protones no van todos en fase.

T2 l j ió t t




Causas de desfase de T2:

- Interacciones spin- spin

- Campo magnético no homogéneo.

- Susceptibilidad magnética del blando.

- Efectos de corrimiento químico.

T2 l j ió t t




T2 es un parámetro característico detejidos específicos.

T2 relajación contraste




Base de interpretación



Base de interpretación

La señal que emana de los tejidos vienede núcleos de H (protones).

80% del agua del citosol. 20% agua intersticial.



Señales de Tejidos y Organos

BLANCO GRIS NEGRO

T1 GRASA

HEMORRAGIA SUBAGUDA

CONTRASTE MAGNETICO

SUSTANCIA BLANCA

SUSTANCIA GRIS

HIGADO. BAZO

PANCREAS

RIÑONMÚSCULOS

LESIONES CON

AGUA

LCR

ORINA

QUISTES

TENDONESVASOS

AIRE

FIBROSIS

T2 LCR

ORINA

QUISTESTUMORES

RIÑÓN. BAZO

AGUA LIBRE

SUSTANCIA GRIS GRASA

SUSTANCIA BLANCA

PÁNCREAS. HÍGADO.

MÚSCULO.HUESO CORTICAL.

TENDONES.

AIRE.

VASOS



Indicaciones especificas:

Sistema nervioso central, cualquier área delcerebro, o columna vertebral.

En patologías oculares, auditivas, senos

paranasales, boca y garganta. Áreas que abarcan cabeza, cara y cuello. En diversas enfermedades de difícil diagnóstico

que involucren estructuras del tórax o abdomen,incluyendo corazón, pulmones, glándulasmamarias, hígado, bazo, páncreas, riñones,útero, ovarios, próstata, etcétera.



Indicaciones especificas:

Tumores de cualquier tipo. Alteraciones en arterias y venas. En lesiones de músculos, ligamentos,

tendones, articulaciones de todo tipo yregión: Hombro, codo, muñeca, mano,cadera, rodilla, tobillo, pie, mandíbula,etcétera.

Es el único procedimiento que permite verligamentos.

Tipos de magnetos



Tipos de magnetos

Imagen medica:0.012 a 2 teslas.

Imanes:

permanentes, resistivos, superconductoreso mixtos.

Secuencias de lectura




1. Spin eco.

2. Inversion recuperacion.

3. Turbo spin.

4. Grase.

5. Multi spin-eco.

6. Secuencias de eco degradiente.





Solo hay dos tipos de secuencias depulso:

Spin Echo Eco de gradiente

Todas las otras secuencias son

variaciones de estas.





Secuencias con TR corto y TE cortoobtienen un T1.

Secuencias con TR largo y un TE cortoobtienen densidad de protones.

Colangiopancreatografia, ductos biliares y

ductos pancreaticos. Hemangiomas y quistes.





Spin echo



Spin echo

Spin echo



Spin echo

Se aplica un pulso de 90º RF. Los protones en fase de

desfasan.

Se aplica un 180º RF coninicio de una refase.

Con una señal mas intensa.

Se aplica otro de 180º RF elcual forma un eco





Spin echo



Spin echo

Diagrama secuencia spin echo



Diagrama secuencia spin echo

TE: tiempo de eco.

TR: tiempo de repetición.

G: gradiente

ADC. Conversión analoga a digital

Spin echo



Spin echo

Fast echo spin



Fast echo spin

Se aplica un pulso de 90º.

Posteriormente pulsos de refase de 180º

se aplican cada uno de los cuales crea unecho de Hahn.

Crean un tren de ecos.

Puede ser de 0.16 hasta 32 segundos.

Fast echo spin



Fast echo spin

Multi spin echo



Multi spin echo

Turbo spin echo



Turbo spin echo

Inversion recuperacion



Inversion recuperacionconvencional

Se aplica un pulso de 180º para iniciar unvector de magnetizacion.

Y anula la señal de un tejido en particular(agua en tejidos) TI

Posteriormente se aplica uno de 90º

Se obtienen dos secuencias STIR yFLAIR





Inversion- recuperacion








Comparación SE y STIR



Comparación SE y STIR

Edema intercarpal

(AR)Spin

Echo

Comparación FSE y STIR



Comparación FSE y STIR

Infarto en tibia

distal y en

metatarsos

Comparación FSE y FLAIR



Comparación FSE y FLAIR

a) FSE b) Flair con supresion del LCR DX Mets de CA

Pulmonar

Secuencias eco de gradiente




Un RF la cual divide el vector demagnetizacion dentro del plano

transverso. Se obtienen dos gradientes: defase

( negativo) y refase ( gradiente positivo).

Se basa en la susceptibilidad de lostejidos al magnetismo.

Secuencia de eco de gradiente



Secuencia de eco de gradiente(gradient recalled echo pulse)









Diagnostico de hemorragia, traumatismocerebral y en sonovitis pigmentada

vellosonodular. Estudios de perfusion cerebral.

Estudios de perfusion de oxigeno (BOLD)

Secuencia eco de gradiente



Secuencia eco de gradiente

a) Fast eco spin (dx quiste parameniscal), b) EG muestra

susceptibilidad a la hemosiderina (dx sinovitis

vellonodular)





a) SE imagen, b y c corresponden a imágenes de

perfusion.

Eco de gradiente parcialmente



Eco de gradiente parcialmenteorientado

Usa un eco de gradiente en refase ypreserva el T2.

Se usan para angiografia y para canalauditivo interno.




Secue c as eco de g ad e te

a) Imagen del canal auditivo interno b) imagen oblicua

sagital del corazon, c) imagen del cerebro.




Secue c as eco de g ad e te

a) T1 con una imagen de alta intensidad, b) SEG llenado

gradual en la fase venosa, c) SEG presencia de hemangioma.

Imagen eco planar



g p

Un tren de ecos se usa para recolectardatos de todas las líneas del espacio Kdurante un TR:

Existen dos tipos de secuencias ecoplanar: SE y EGR.

Se puede considerar una variante de

EGR. Provee un contraste entre tejidos

( perfusion cerebral)

Imagen eco planar



g p

b) Imagen eco planar obtenida con la secuencia de 24ª,

25b imagen de difusion muestra areas de restriccion de

difusion con alta intensidad de señal.

Secuencia de difusion



Distingue rapida difusion protones delenta difusion de protones.

Usa una secuencia eco planar o una EGrapida luego se aplican dos pulsos degradiente ( 180º)

Se usa en evento cerebrovascular agudo.

Secuencias de difusión


http://slidepdf.com/reader/full/13329070-fisica-de-la-rmn 83/108Secuencias de difusion



Combinacion de Flair y difusion, a) muestra 3 areasafectadas, by c determinan el tiempo del EVC.

Doble flecha ( EVC reciente) una flecha (EVC)

agudo.

Angiografia por RM



g g p

Secuencia de tiempo de vuelo (multipleoverlapping thin slap acquisicions:

MOTSA) Imagen de fase de contraste

Angiografia dependiente de contraste

MOTSA



Multiples RF se aplican con TR corto locual satura los spines de tejidos

estacionarios. La sangre no se afecta por RF.

Puede ser 2D y 3D.

RM en fase de contraste



Provee dos tipos de informacion: direcciondel flujo y velocidad.

Solo percibe la señal de sangre enmovimiento.

Puede ser 2D y 3D.

Va de superior a inferior, derecha aizquierda y de anterior a posterior.

RM con contraste



Contraste: gadopentato dimegluminecomo base.

Estos agentes acortan el T1

Eco de gradiente spoiled



g p

Se usa para erradicar cualquierremanente de magnetizacion transversa

despues de cada eco.

Se usa con medio de contraste y en RM

cardiaca.

Eco de gradiente totalmente



gorientado

Un pulso aplicado se repite con un tiempode repeticion corto.

Es muy susceptible a artefactos delcampo magentico.

Son secuencias muy rapidas.

Se en imágenes cardiacas,intervencionismo por RM y de altaresolucion del oido interno.

RM angiografia



g g

a) MOTSA con MIP, b) imagen en fase de

contraste, c) angiografia en fase de contraste

Tecnicas de imagen grasa



Supresion de señal grasa.

Secuencia en fase y fuera de fase.

Secuencia de supresion grasa



Se aplica un RF cualquieraposteriormente un eco de gradiente

spoiler. No genera señal.

Dx: liposarcomas, lipomas, ( imagen en

T1 se suprime )

Secuencia supresion grasa



a) Imagen del cuello con doble inversion

recuperacion, c) imagen con excitación de agua.

Secuencia de supresion grasa



a y b coronal y axial, c imagen axial con

saturacion grasa que confirma la lesion

compuesta de grasa.

Secuencia en fase y fuera de



fase

Se usa rutinariamente para descubrirgrasa microscopica.

Adenomas de carcinoma adrenal Grasa ( CH2) y agua (H2O)

Secuencia en fase y fuera de



fase

a) Secuencia fuera de fase y b) en fase con supresion

de la grasa microscopica que muestra un adenoma

adrenal.

Bobinas en resonancia magnetica



A:: BOBINAS DE SUPERFICIE

• B:: BOBINAS DE CUADRATURA

• C:: BOBINAS PHASE ARRAY

Bobinas de superficie



Estas pueden ser bobinas para usosmúltiples o con un fin especifico.. Son

aquellas que solo recepcionan señal,,comúnmente llamadas Antenas derecepción.

Tamaños variables y muy versátiles locual nos permite un gran variedad deusos..

Bobinas de superficie


http://slidepdf.com/reader/full/13329070-fisica-de-la-rmn 100/108Bobinas de cuadratura



Bobinas para estudios específicos.

Ubicación fija en el equipo

Son de mejor resolución que las de superficie

Emiten y recepcionan señal.

Cabe destacar que si la estructura a estudiar espequeña debemos realizar el estudio con labobina que mejor se adapte y lo mas pequeñaposible,,

La señal en resonancia decae con el cubo de ladistancia,, por lo tanto cuanto mas pegadomejor recepción de señal.

Bobinas de cuadratura


http://slidepdf.com/reader/full/13329070-fisica-de-la-rmn 102/108Bobina de body


http://slidepdf.com/reader/full/13329070-fisica-de-la-rmn 103/108Bobinas phase array



Están compuesta por un grupo de mas de 2 bobinas

dentro de las mismas. Bobinas de un tamaño considerable, que por constar de

componentes pequeños tienen mayor resolución deimagen.

Menor tamaño de bobina mejor resolución. Estructuras grandes y aumentar la resolución, esto nos

permite realizar cortes mas finos y usar campos de vista(FOV), mas pequeños.

Bobina phase array


http://slidepdf.com/reader/full/13329070-fisica-de-la-rmn 105/108Bobina phase array


http://slidepdf.com/reader/full/13329070-fisica-de-la-rmn 106/108Bobina phase array





GRACIAS…

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