Conversatorios de protección Radiológica de América Latina y el Caribe. Principios básicos de Resonancia Magnética

7 de abril de 2022

Principios básicos de Resonancia Magnética

Por  CEO Serofca. MsC. Omar Arias 

En esta oportunidad vamos a conversar sobre los Principios básicos de Resonancia Magnética

Omar Arias comienza diciendo que hay más de 4 mil millones de procedimientos diagnósticos,  35 millones en medicina nuclear y 8 millones de tratamientos con radioterapia, el 80 % de los 4 mil millones en diagnósticos corresponden a radiodiagnóstico.

“La radiación ionizante  tiene tanta energía que si se consigue con un átomo por ejemplo en nuestro cuerpo en la materia esta energía que es capaz de desprender un electrón y producir un par iónico, es decir un electrón cargado negativamente y ahora un átomo que al faltarle un  electrón, va a quedar cargado positivamente”. En el caso de la Resonancia Magnética Nuclear se utiliza un imán muy intenso de alrededor de 1.5 Tesla que interactúa con los momento magnético de los átomos de hidrogeno y los alinea con este campo magnético externo, cuando se apaga el campo magnético los momentos magnéticos del hidrogeno regresan a su posición original, obteniendo magnetización total cero, en realidad son las ondas de radio las que permiten obtener la imagen a través del fenómeno resonancia entre la onda de radio frecuencia y la precesión del momento magnético de los átomos de hidrógeno.

Fig. 1 Orientaciones de los protones

Al aplicar el campo magnético externo, cuanto mayor sea su intensidad mayor será la intensidad de la señal recibida de los protones por el equipo de RMN

Fig. 2 Orientación de los protones Campo magnético aplicado

La idea es que estos protones absorben energía y cambien de nivel de alinearse paralelamente o anti paralelamente, esto se logra con ondas de radiofrecuencia, los pulsos de RF deben tener una frecuencia igual a la frecuencia de Larmor de precesión de los momentos magnéticos del hidrogeno alrededor del campo externo, Los átomos y los núcleos tienen momentos magnéticos gracias a sus órbitas y muestran una precesión como de pequeños giroscopios en la dirección aproximada de un campo magnético externo y constante. La energía de frecuencias de radio a ángulos rectos del campo constante será absorbida debido a la resonancia cuando la frecuencia RF es igual a la frecuencia de precesión.

Fig. 3 Fenómeno de resonancia

Los pulsos de RF van llevando paulatinamente la magnetización a una posición transversal

Fig. 4 Excitación fase de los espines

Cuando se retira el pulso de RF los protones regresan a su estado inicial reemitiendo la energía que habían absorbido cuando el pulso de RF estaba presente, a este proceso se le conoce como relajación. Se disponen de antenas que solo se pueda captar la componente transversal.

Fig. 5 Medición de la señal de RMN

El tiempo de relajación T1 es el tiempo de relación de la componente longitudinal paralela al campo externo esta relacionado con la devolución de la energía por parte de los protones, se define como el tiempo que tarda en la componente longitudinal de la magnetización al 65 % se su valor inicial

Fig. 6 Tiempo de relación T1

Este tiempo T1 depende  del tipo de tejido en el que estén inmersos los protones, por ejemplo se tienen diferentes T1 para tejidos grasos, hígado, riñón, vasos etc. La materia blanca tiene un menor T1 que la materia gris.

El tiempo de relajación T2 es el tiempo de relajación de la componente transversal esta relacionado con la interacción entre protones y se define como el tiempo que tarda la componente transversal en decaer al 37% de su valor inicial, es decir magnetización igual a cero. 

Fig. 7 Tiempo de relación T2

También depende del tipo de tejido en el que se encuentren los protones, la materia blanca también tiene menor tiempo T2 que la materia gris

Fig. 8 Diferentes tiempos de relación T2 dependiendo del tejido

En las siguientes figuras vemos las diferentes tonalidades de grises dependiendo de la densidad protónica, del tiempo de relajación T1 y T2, para el agua libre y los diferentes tejidos

Fig. 9 Densidad protónica,  tiempo de relajación T1 y T2

Existen advertencias en las salas donde se encuentran los equipos de RMN, las cuales tienen que ver con la presencia de campos magnéticos intensos, por lo que debe tenerse cuidado con los implementos metálicos que pueda tener el paciente desde llaves hasta prótesis metálicas

Los equipos de RMN están compuestos por bobinas para producir el campo externo bobinas de RF, de gradientes, amplificador de RF, consola electrónica

Fig. 10 Equipo de RMN

Finalmente Omar Arias hace referencia a los diferentes tipos de magnetos y en especial a los magnetos superconductores y a las bobinas de gradientes, así como también al sistema transmisor y receptor de RF.

Para observar el conversatorio ingresar al siguiente enlace: