Este documento proporciona una introducción a los conceptos básicos de la resonancia magnética nuclear (RMN) y la tomografía computada (TC). Explica los principios físicos de cada modalidad, incluidos los componentes necesarios para generar las imágenes como los campos magnéticos, las ondas de radiofrecuencia y los gradientes magnéticos en RMN, y los rayos X y detectores en TC. También describe brevemente cómo se forman las imágenes en cada modalidad en términos de tiempos de relajación y atenuación de los
4. Conjunto de fenómenos relacionados
con movimientos periódicos o
semiperiódicos en los que producen
reforzamiento de una oscilación al
someterlos a una frecuencia
determinada.
RESONANCIA MAGNÉTICA
5. “El 1 de Julio de 1940 se terminó el
Tacoma Narrows Bridge en
Washington, y se abrió al tráfico. Tan
solo cuatro meses después, un
ventarrón moderado puso al puente
en oscilación, hasta romper al tramo
principal que se desprendió de los
cables y cayó al agua. El viento
produjo una fuerza resultante cuyas
fluctuaciones entraron en resonancia
con la frecuencia natural de la
estructura. Esto provocó un aumento
continuo en la amplitud hasta
destruir el puente.” (Resnick –
Halliday, 1977)
PUENTE TACOMA NARROWS
https://www.youtube.com/watch?v=j-zczJXSxnw
6. RESONANCIA MAGNÉTICA
CUERPO CAPAZ
DE VIBRAR
Cuerpo Vibra
AMPLIANDO EN FORMA
PROGRESIVA LA AMPLITUD
DEL MOVIMIENTO
CESA EL ESTIMULODEJA DE VIBRAR
FUERZA PERIODICA O
ESTIMULO EXTERNO
Frecuencia Análoga
a la Frecuencia de
Resonancia del
cuerpo.
https://www.youtube.com/watch?v=JO_uDXZ5n4o
7. RESONANCIA NUCLEAR MAGNÉTICA
Capacidad de determinados núcleos
atómicos, de absorber selectivamente
energía electromagnética de
radiofrecuencia (RF), si se les coloca
previamente bajo la influencia de un
potente campo magnético externo.
8. Modalidad de imagen en la que se obtienen cortes en todos
los planos espaciales utilizando un campo magnético
intenso (0,2-3T) y bobinas (antenas) de radiofrecuencia
para estimular los protones de H del organismo a estudiar.
RESONANCIA MAGNÉTICA
9. COMPONENTES NECESARIOS
Para que se presente el fenómeno de
Resonancia Nuclear Magnética
Ondas de RF
Campo Magnético
Externo
Gradientes
Magnéticos
Núcleos
Susceptibles
10. ONDAS DE RADIOFRECUENCIA (RF)
Las proporcionan las bobinas o antenas.
Combinación de campos eléctricos y magnéticos oscilantes
y perpendiculares entre sí.
Se propagan a través del espacio, transportando energía
de un lugar a otro.
Generan Señales.
11. Lo proporciona el
Resonador.
Tamaño de campo
variable, grande (3T) o
pequeño (0,2T).
Está determinado por el
fabricante.
CAMPO MAGNÉTICO EXTERNO (βo)
12. Generados por bobinas de
gradientes
Dispuestas dentro del magneto
(Entre el paciente y el magneto).
Busca generar una variación
lineal lo más sutil posible del
campo magnético externo.
(Varían Bo).
Permiten elegir el plano de
selección de corte.
GRADIENTES MAGNÉTICOS (ge)
13. NUCLEOS DE HIDRÓGENO, es decir
protones de H+.
Poseen un movimiento continuo de giro
sobre sí mismos. (SPIN)
Al girar generan un pequeño campo
magnético.
Capaces de generar una respuesta
frente a un campo magnético externo.
NÚCLEOS SUSCEPTIBLES
14. NUMERO CUANTICO DEL SPIN
NUCLEAR (I)
Propiedad mecánico-cuántica intrínseca.
El SPIN de un núcleo está determinado por el número cuántico
del SPIN (I).
Depende del Número Atómico (Z) y del Número Másico (A).
16. MOVIMIENTO PRECESIONAL O
FRECUENCIA PRECESIONAL
Protón influenciado por un campo magnético
externo.
Campo magnético βo genera fuerza de torque sobre
el protón.
Movimiento pendular del protón en relación al eje
del campo magnético.
La intensidad de este movimiento va a estar
determinado por la constante giromagnética (γ) que
tenga el elemento (H+) y del campo magnético
externo (βo).
ECUACION DE
LARMOR
17. ECUACION DE LARMOR
Es medida en ciclos por segundos Hz
ω = 42.58 MHz/T x 1.5 T ω = 63.9 MHz
18. = SPIN
SIN CAMPO MAGNÉTICO EXTERNO
Los protones se mueven aleatoriamente como trompos en
torno a su propio campo magnético.
20. Los SPIN se alinean en sentido del campo βo, en posición
ANTIPARALELO O DOWN (Mayor energía) y en posición PARALELO O
UP (Menor energía)
BAJO UN CAMPO MAGNETICO EXTERNO
INTENSO (βo)
βo
21. βo Mz
Se genera el VECTOR DE
MAGNETIZACION LONGITUDINAL
(Mz), en dirección PARALELA o
UP.
BAJO UN CAMPO MAGNETICO EXTERNO
INTENSO (βo)
Señal de Mz NO puede ser
medida cuando está alineada
con Bo.
Mz debe ser movido de Bo para
general señal.
EL PROBLEMA
22. AL APLICAR PULSO DE RADIOFRECUENCIA
Rfβo
β1
El campo magnético ejercido por la energía de RF es llamado B1, este B1 debe ser
transmitido perpendicular a Bo.
En presencia de B1, algunos núcleos de baja energía, absorben energía y se mueven a un
estado de mayor energía, ANTIPARALELO o DOWN.
23. AL APLICAR PULSO DE RADIOFRECUENCIA
β1
Mxy
Se genera el VECTOR DE
MAGNETIZACION
TRANSVERSAL (Mxy), en
dirección del eje de la
RF.
La dirección de la RF en
su forma más primitiva es
de 90°.
La señal de Mxy SI puede
ser medida.
24. AL DETENERSE EL PULSO DE RF
βo
Los protones vuelven a su nivel energético original, liberando el
exceso de energía absorbida.
La transición regresiva al estado de menor energía, es llamada
RELAJACIÓN.
25. Los SPIN vuelven a sus estados energéticos basales, la energía
liberada es captada por una antena (receptor) y se forma la
imagen.
AL LIBERAR LA ENERGIA
βo
27. TIEMPO DE RELAJACION T1
El equipo registra los
tiempos que le toma
a cada spin liberar la
energía , esto se
conoce como tiempo
T1.
Recuperación del 63%
del vector de
magnetización
longitudinal original.
Curva Creciente.
28. TIEMPO DE RELAJACION T2
El equipo registra la
relación spin-spin
(pérdida de la sincronía
de precesión en el
tiempo) esto se conoce
como tiempo T2.
Pérdida del 63% de la
magnetización
transversal o
recuperación del 37%
de la magnitud
original.
Curva Decreciente.
29. FORMACION DE LA IMAGEN EN RM
Se necesita un elemento excitador que permita interactuar con la
estructura tisular y que de origen a una señal que se pueda codificar
para luego formar una imagen.
Las secuencias de pulsos que son los elementos excitadores, permitirán
como objetivo potenciar o ponderar la señal obtenida: T1, T2 Y DP.
30.
31.
32. Densidad Protónica: Medición que refleja la
cantidad de radicales OH que existen en la muestra,
la cantidad de agua neta.
MAS PROTONES, MAYOR SEÑAL HIPERINTENSO.
MENOS PROTONES, MENOS SEÑAL HIPOINTENSO.
35. AIRE
La DP de los
gases es tan
baja que da
igual la
potenciación,
casi no hay
protones para
devolver señal,
y se ven
totalmente
NEGROS/
HIPOINTENSO.
36. CALCIO
El hueso cortical es muy HIPOINTENSO SIEMPRE.
El calcio no emite ningún tipo de señal y no absorbe ningún
tipo de energía, existen excepciones.
37. LIGAMENTOS, TENDONES, MENISCOS
Siempre aparecerán con mínima señal debido a la poca densidad de sus núcleos
de H+, es decir HIPOINTENSOS, excepto en artefactos y patologías.
El músculo tiene valores de T1 intermedios, y valores T2 bajos, debido a su
fuerte estructuración tisular.
38. AGUA
El agua es
HIPOINTENSA en T1 e
HIPERINTENSA en T2,
siempre que esté
libre, sin ligarse a
proteínas, y
razonablemente
estática.
Su señal puede variar,
cuando está ligada. El
agua con proteínas
puede ser
hiperintensa en T1.
39. GRASA
Se visualiza HIPERINTENSA, tanto en T1 como en T2.
Con fines diagnósticos se hace necesario suprimir la expresión de la grasa, generándose una
imagen en la cual la grasa se ve HIPOINTENSA.
¿Para qué anular la gras?
Para saber si una estructura posee grasa
En sec pot en T1, para que la captación de contraste no quede camuflada.
En sec pot en T2, para que el edema en zonas con grasa no quede camuflado.
40. LESION GRASA
LIPOMA EN T1
Contenido Graso
Lesión HIPERINTENSA
Líquido Articular HIPOINTENSO
LIPOMA EN T2 FAT SAT
Contenido Graso
Lesión HIPOINTENSO
Líquido Articular HIPERINTENSA
45. TOMOGRAFÍA COMPUTADA
Tomografía viene del griego “tomos” que significa
corte o sección y de “grafía” que significa
representación gráfica. Por tanto la tomografía es
la obtención de imágenes de cortes o secciones de
algún objeto.
Modalidad de imagen que obtiene cortes axiales del
cuerpo midiendo la atenuación de un haz de rayos
X (muy estrecho) que atraviesa el cuerpo desde
múltiples proyecciones.
46. Uso de Rayos X.
Representa una
sección transversal
del cuerpo en
estudio.
Es “Computada” es decir
requiere una análisis
computacional para
procesar datos.
Imagen digital mediante
distintas “tonalidades de
gris” que representan
las diferencias entre los
tejidos.
TOMOGRAFÍA COMPUTADA
47. Equivale a una “Radiografía de una rodaja” del
cuerpo. El grosor de la rodaja es el mismo que el
grosor del haz de rayos X, determinado por
colimadores.
TOMOGRAFÍA COMPUTADA
48.
49.
50. COMPONENTES DEL EQUIPO DE TC
Tubo rayos x: Emite los fotones de rayos x.
Colimador: Limita el haz de rayos x al objeto
en estudio. Haz en abanico.
Detectores: Formados por cristales que
convierten los fotones de rayos x en luz
(corriente eléctrica).
Convertidor analógico digital: La corriente
eléctrica es convertida en señal digital, esta es
enviada un sistema computacional.
Sistema computacional: “Ordena” la señal
digital en una matriz y se envía al monitor.
Monitor: Se visualizan los cortes obtenidos.
51. Se mide el perfil de intensidad, luego se aplica el logaritmo natural y se logra el perfil
de atenuación hasta obtener números ct ordenados en una matriz , donde a cada valor
de estructura se le asigna un número según su perfil de atenuación.
52. Es el número asignado a un pixel.
Representa el coeficiente de atenuación lineal en la
posición del píxel.
El rango de números CT va entre –1000 y +1000 inclusive
hasta +3000.
En este método al aire se le asigna un valor de –1000 y al
agua de 0.
Un tejido con un µ (coef. De atenuación lineal) el doble
que el agua tiene un numero CT de 1000.
Se conocen como unidades Hounsfield (UH)
NÚMEROS CT (UH) Y ATENUACION
53. FORMACION DE LA IMAGEN
La imagen de CT reconstruida es una matriz cuadriculada de elementos de imagen (Píxel). en
la escala de grises.
Un Píxel representa un elemento de volumen (Voxel) dentro del espesor de corte, y su tono gris
corresponde al coeficiente de atenuación lineal promedio (µ) de ese volumen.
56. VENTANEO
Método mediante el cual la imagen de TC en escala de
grises puede ser manipulada usando los números TC.
Estos números pueden ser alterados por el Tecnólogo
para mejorar una demostración óptima de las
diferentes estructuras vistas en la imagen, o para
demostrar un proceso patológico que podría pasar
desapercibido en un examen rápido o poco minucioso.
57. ESCALA DE GRISES
ANCHO DE VENTANA (Window Width WW): Rango de
UH. Determina el máximo número de tonos de grises que
pueden ser desplegados en el monitor.
NIVEL DE VENTANA (Window Level WL): Determina el
punto central de este rango de UH. Afecta la densidad de
la imagen.
58. ANCHO DE VENTANA (Window Width WW): Determina el
rango de números CT que serán desplegados en la imagen,
determina el CONTRASTE de la imagen.
Mientras mayor es el ancho de ventana, menor es el contraste
de la imagen, pues hay mayor cantidad de grises.
ESCALA DE GRISES
59. NIVEL DE VENTANA (Window Level WW): Corresponde al valor
central de la escala de números CT dentro del ancho de ventana
asignado a la imagen. Determina el ennegrecimiento de la
imagen, el BRILLO.
A mayor WL la imagen se optimiza para hueso.
ESCALA DE GRISES
60. El brillo y contraste de la imagen son conceptos separados.
Al aumentar el brillo, aumenta el brillo de todas las partes de la
imagen.
ESCALA DE GRISES
61. Al aumentar el contraste la parte más brillante de la
imagen se realza más, y disminuye el realce de la parte
menos brillante.
ESCALA DE GRISES
62. CASO CLÍNICO
Paciente que sufre traumatismo
craneoencefálico, es sometido a un
scanner.
La exploración estándar se realizó
con parámetros (WW 75, WL 35),
adecuados para examinar el
parénquima encefálico
No parece mostrar hallazgos
llamativos.
¿Tenía algo?
63. En esta segunda imagen
obtenida con un grosor
de ocho milímetros, tampoco
se aprecian alteraciones
significativas.
Lo mismo sucedió en las
veinte imágenes de la
exploración
craneoencefálica completa.
CASO CLÍNICO
64. Al TM que había realizado el
estudio de TC, le llamó la
atención la asimetría
existente entre el hueso parietal
derecho y el izquierdo.
Así que aumentó el WL hasta 47
unidades.
El resultado fue inmediato. Un
hematoma subdural
agudo destacaba en el lado
izquierdo (flechas).
CASO CLÍNICO
65. Con la pequeña modificación
de los parámetros físicos el
hematoma se apreciaba con
nitidez en todas las imágenes.
En cambio el parénquima
cerebral se había oscurecido
ligeramente. No importaba en
este caso.
CASO CLÍNICO
68. Cortical hueso: Valores positivos muy altos que oscilan
entre (+1000 /+1800 UH) con gran capacidad de absorción de
rayos X.
Hueso Esponjoso: Valores entre +400 y +700 UH.
La representación de los huesos, en las imágenes de Tomografía
Computarizada, es intensamente blanca es decir HIPERDENSA.
HUESO
69. Sustancia química.
Posee la capacidad de modificar la absorción de los
Rayos x
Permite realzar el contraste de distintas estructuras
de densidad similar que son pobremente visibles.
Ej. Opacificar vasos sanguíneos.
MEDIOS DE CONTRASTE
70. SEGÚN LA INTERACCIÓN DEL MEDIO DE
CONTRASTE CON RX.
Compuestos
Baritados
Compuestos
yodados
POSITIVOS NEGATIVOS
CO2 Aire
71. MEDIO DE CONTRASTE IV (Yodado)
SIN MDC IV
Vasos Sanguíneos HIPODENSO
LCR (agua) HIPODENSO
CON MDC IV
Vasos Sanguíneos HIPERDENSO
LCR (agua) HIPODENSO
VENTANA ÓSEA
Hueso HIPERDENSO
Parénquima HIPODENSO
72. MEDIO DE CONTRASTE IV (Yodado)
SIN MDC IV
• Vasos Sanguíneos HIPODENSO
• Contenido Estomacal (agua)
HIPODENSO
• Grasa Subcutánea HIPODENSO
• Tórax (aire) HIPODENSO
• Lumen intestinal (aire) HIPODENSO
• Hueso HIPERDENSO
CON MDC IV
• Vasos Sanguíneos HIPERDENSO
Contenido Estomacal (agua)
HIPODENSO
• Grasa Subcutánea HIPODENSO
• Tórax (aire) HIPODENSO
• Lumen intestinal (aire) HIPODENSO
• Hueso HIPERDENSO
73. MEDIO DE CONTRASTE IV (Yodado)
SIN CONTRASTE
FASE ARTERIAL
(temprana 120 UH -
tardía 30 seg)
FASE VENOSA (60 seg
prom.)
FASE TARDIA (90 a 120
seg)
74. SIN MDC IV + MDC ORAL
• Vasos Sanguíneos HIPODENSO
• Contenido Estomacal (Bario) HIPERDENSO
• Grasa Subcutánea HIPODENSO
• Tórax (aire) HIPODENSO
• Asas Intestinales(Bario) HIPERDENSO
• Hueso HIPERDENSO
MDC IV (Yodado) +MDC ORAL (Bario)
CON MDC IV + MDC ORAL
• Vasos Sanguíneos HIPERDENSO Contenido
Estomacal (Bario) HIPERDENSO
• Grasa Subcutánea HIPODENSO
• Tórax (aire) HIPODENSO
• Asas Intestinales(Bario) HIPERDENSO
• Hueso HIPERDENSO
El viento soplo a la frecuencia de precesión de las moléculas y átomos de las estructuras del puente.
Diapasón: Si se golpea el diapasón este vibra, si hay otro cerca, también comienza a vibrar. https://www.youtube.com/watch?v=JO_uDXZ5n4o
En la RM la imagen se obtiene por señales que provienen del núcleo del átomo, de ahí su denominación de Resonancia Nuclear Magnética.
Permiten elegir el plano de selección de corte, es decir elegir una frecuencia en la cual se tenga una respuesta de una sola parte de toda la estructura.
Cuerpo humano formado en su mayoría por agua.
El principio de la resonancia magnética es aplicable al cuerpo humano porque está lleno de pequeños imanes biológicos. El más abundante y que mejor responde es el núcleo del átomo de hidrógeno (protón), el cual se encuentra asociado a radicales Ch2-Ch3 y OH.
Cada isótopo de un átomo, en función del número de protones y neutrones del núcleo va a tener un determinado valor I.
Cuando I no es nulo, el núcleo tiene un momento angular de spin.
Toda partícula con spin, tiene asociado un vector, momento magnético μ, orientado en la dirección del spin, que crea un campo magnético a su alrededor
aparece otro movimiento que no tiene relación con el movimiento del spin, sino que existe una fuerza de torque que genera el campo sobre el protón, que hace que éste tenga un movimiento pendular en relación al eje del campo, a esto se le conoce como MOVIMIENTO PRECESIONAL O FRECUENCIA PRECESIONAL.
La intensidad de este movimiento va a estar determinado por la constante giromagnética que tenga el elemento, en este caso el Hidrógeno y del campo magnético externo. Teóricamente en RM estas dos variables se mantienen fijas, ya que siempre se utilizará el hidrógeno como elemento y el campo magnético será estático correspondiendo a 1,5 Tesla en términos generales.
La orientación del spin en condiciones naturales tiene un sentido aleatorio.
En presencia de un Campo Magnético externo, los spin se alinean en relación al eje (sentido) del campo βo, algunos en un estado de mayor energía en sentido antiparalelo denominado DOWN y otros en un estado que requiere menor energía en sentido paralelo denominado UP. Aquel estado que cuesta menos mantener es el estado PARALELO, por lo tanto existe un mayor volumen de protones que se encuentran en ese estado.
para un campo magnético, en el que hay una determinada diferencia de energía ΔE entre los estados, existe un pequeño desvío de población hacia el estado de menor energía, que resulta en un pequeño exceso de población en ese estado, se genera un vector en el sentido del estado paralelo, debido a que no existen los suficientes protones en estado antiparalelo para poder anularlos. Este vector resultante (sumatoria) se denomina VECTOR DE MAGNETIZACIÓN LONGITUDINAL. Aparecerá en el momento en que se ponga al paciente sobre la camilla dentro del magneto.
Para mover Mz se necesita cambiar el alineamiento de cada núcleo. Para cambiar el alineamiento de cada núcleo se debe cambiar su nivel de energía y para lograrlo usan pulsos de Radiofrecuencia.
La frecuencia del pulso de RF debe ser la misma que la frecuencia de precesión del núcleo para poder transferir energía, es decir deben estar en sintonía.
Después de absorber energía, los protones precesan en fase y frecuencia EXCITACIÓN, es decir la orientación de los vectores de los momentos magnéticos, se encuentran en el mismo punto en el ciclo precesional.
Cuando liberan la energía vuelven a su estado normal, yo capte esa energía y genero una imagen, con que genero una imagen? Lo que hace el equipo es registrar el tiempo que se demora cada spin o cada proton ( se habla de spin y proton como lo mismo) de liberal la energía absorbida, ahí tengo un tipo de contraste, hablamos de contraste cuando tengo T1.
El tiempo de relajación longitudinal se llama T1 y depende de la relación entre el protón y el medio que lo rodea (existen medios de distinta estructura molecular, viscosidad, etc.)
En resumen la relajación T1 es la recuperación de la magnetización longitudinal (Z), que será diferente para cada tejido porque no todos los protones se relajan al mismo tiempo.(están en distintas estructuras moleculares)
El tiempo de relajación transversal se llama T2 y depende de la relación entre el protón y los protones vecinos.
Se necesita un elemento excitador que permita interactuar con la estructura tisular y que de origen a una señal que se pueda codificar para luego formar una imagen.
Las secuencias de pulsos que son los elementos excitadores, permitirán como objetivo potenciar o ponderar la señal obtenida, se podrán ponderar o potenciar las 3 estructuras más primitivas dentro de las potenciaciones:
T1: Reconstitución del vector de magnetización longitudinal
T2: Asociado a la pérdida de las fases.
Densidad Protónica: Medición que refleja la cantidad de radicales OH que existen en la muestra, la cantidad de agua neta
Sin embargo, es muy frecuente ver imágenes en las que la grasa no es hipointensa en T2 como debería ser, sino hiperintensa. Se trata de secuencias pertenecientes a la familia “eco de espín”, subfamilia “secuencias rápidas y ultrarrápidas de eco de espín con múltiples ecos” (turbo spin-echo, fast spin-echo, HASTE…). Estas secuencias son muy utilizadas porque son muy ventajosas y muy rápidas, pero tienen algunas desventajas, y una de ellas es que la grasa se ve brillante en T2, en lugar de oscura, como “debería” ser.
Hay varias técnicas para anular la grasa. Las más importantes son:
• -saturación espectral (fat-sat) • -STIR • -SPIR • -desplazamiento químico (chemical shift imaging o técnica de Dixon)
Lo que hacemos es atravesar al paciente con un rayo, este rayo es detectado, se mide el perfil de intensidad de este rayo, luego se aplica el logartimo natural y se logra el perfil de atenuación… matematica… hasta lograr números zt ordenados en una matriz , donde a cada valor de estructura se le asigna un numero según su perfil de atenuación y obtenemos:
Unidad de una imagen digital. Imágen = una distribución ordenada de píxeles, Ocupa un área pequeña respecto a la imagen total. Representación : pequeños cuadrados, en blanco o negro, en matices de gris o en color distribución de tonos discretos de gris o de color. El estado basal de un píxel: (0 o 1) se define como BIT.
Lo que hacemos es atravesar al paciente con un rayo, este rayo es detectado, se mide el perfil de intensidad de este rayo, luego se aplica el logartimo natural y se logra el perfil de atenuación… matematica… hasta lograr números zt ordenados en una matriz , donde a cada valor de estructura se le asigna un numero según su perfil de atenuación y obtenemos:
