FUNDACION BARCELO, FACULTAD DE MEDICINA Diagnostico por imágenes 2005 PRI NCI PI OS FI SI COS RESONANCIA MAGNETI CA En principio, el magnetismo es un tema complejo hasta para los físicos, imagínense para los médicos, y mucho peor para los pobres radiólogos que nos vemos obligados a "tratar" de entenderlo. Por eso vamos a introducirnos en los principios básicos e indispensables para comprender cómo se forman la imágenes en resonancia y poder interpretar las patologías, cuando se presenten. UN POCO DE HISTORIA La Resonancia Magnética es un fenómeno que se relaciona con campos magnéticos y ondas electromagnéticas de radiofrecuencia ( RF). Fue descubierto en 1946, en forma independiente por Bloch (Stanford) y por Purcell ( Harvard); hecho que les valió el premio Nobel de Física en el año 1952. Se lo utilizó en química analítica y bioquímica y recién a partir de los años '80 se empezó a desarrollar su uso en humanos aplicado a la medicina. Es decir que se trata de un fenómeno muy reciente y que ha evolucionado y continúa haciéndolo en forma espectacular. BASES FI SI CAS La información obtenida en RM proviene de las propiedades magnéticas naturales de los átomos. La base física de este fenómeno está dada por la existencia de dos tipos de movimientos de los núcleos atómicos: - el movimiento giratorio o spin (alrededor de su eje) - el movimiento de precesión (alrededor del eje gravitacional) 1 - ------ - - --- - ---- --- -- J--------------------1 D1rection of magnetic fteld ON Diroction of spm Direchon of magnetlc field Dichos movimientos generan un campo magnético alrededor de cada núcleo, especialmente los átomos que poseen un número impar de protones y neutrones. En estos predominan las cargas positivas y en consecuencia, adquieren mayor actividad magnética. Dado que el hidrógeno es el átomo más abundante en los tejidos orgánicos y su FUNDACION BARCELO, FACULTAD DE MEDICINA núcleo tiene 1 protón ( impar) resulta ideal para el examen de RM. Es decir que de ahora en más cuando hablemos de protones, siempre vamos a estar refiriéndonos al hidrógeno, estamos? En condiciones normales los vectores de los protones adoptan direcciones aleatorias y se anulan entre sí. 6)0 CD 0 CD Ahora bien, cuando se introduce un cuerpo en un campo magnético, éste se "magnetiza" temporariamente; es decir que sus núcleos de hidrógeno se alinean con el campo magnético, y precesan alrededor del mismo, creando el llamado "vector de magnetización neta". ( pueden alinearse en paralelo o anti paralelo). Dicho vector es la resultante de la suma de los vectores de cada uno de los átomos. CD G) (D (t) G) Esto se denomina "magnetización longitudinal" ( porque el vector está paralelo al eje longitudinal del campo o eje Z) Cuando se aplica un pulso de radiofrecuencia ( RF), el objetivo es "voltear" esta magnetización longitudinal hasta el plano transverso, y así crear la "magnetización transversa" lPor qué se hace esto? Y acá viene algo fundamental para entender todo: La variación de esta magnetización transversa es lo que puede "leer" el equipo, o dicho de otra manera: la precesión de la magnetización transversa induce señales eléctricas en el cable de la bobina, determinándose la señal de un tejido. Interesa medir el tiempo de relajación de los protones de cada tejido. A ver si se entiende ... Acá me parece que puede resultar útil introducir un ejemplo. Pensemos en los protones como si fueran brújulas dentro de un recipiente (protones en el organismo). Ahora supongamos que les ponemos un fuerte imán enfrente ( campo magnético del resonador). Vamos a lograr que se alineen. Pero si de alguna forma, manteniendo el imán, podemos desviar a la fuerza las agujas y luego soltarlas ( pulso de RF). evidentemente éstas tenderían a volver a su posición inicial. La diferencia con los protones sería que los diferentes protones en los distintos tejidos FUNDACION BARCELO, FACULTAD DE MEDICINA se relajan en diferentes tiempos, según la relación entre ellos y con el medio. Y ESTO es lo que puedo medir por RM. El tiempo de relajación longitudinal se llama Tl y depende de la relación entre el protón y el medio que lo rodea ( existen medios de distinta estructura molecular, viscocidad, etc) El tiempo de relajación transversa se llama T2 y depende de la relación entre el protón y los protones vecinos. Cada tejido, según su abundancia en protones y a cuánto tardan en relajarse luego de ser estimulados (Tl y T2). emite una señal de mayor o menor intensidad que es captada por el equipo. Este voltaje se cuantifica en valores numéricos (imagen digital) y finalmente se transforman en tonos en una escala de grises ( imagen analógica o anatómica). La imagen se forma cuadradito por cuadradito ( pixels) en una matriz de lV, al igual que en TC ( estos cálculos matemáticos los realizan las computadoras) NOMENCLATURA Para poder entendernos, este cuadro ( 1) representa las denominaciones utilizadas en RM para describir los tonos de grises: SEÑAL ALTA O HIPERINTENSO RILLANTE O BLANCO SENAL INTERMEDIA O ISOINTENSO GRIS SENAL BAJA O HIPOINTENSO (NEGRO) SECUENCIAS Las secuencias clásicas de RM son las llamadas SPI N ECO. Hoy día han sido reemplazadas por las TURBO SPI N ECO o FAST SPI N ECO, dado que son más rápidas y conservan muchas de las características de señal. En el siguiente cuadro, se detalla la señal de algunos tejidos básicos en el estudio del SNC en las distintas secuencias spin eco: Tl y T2 y en la secuencia FLAI R (fluid attenuated inversion recovery) que es muy utilizada por su alta sensibilidad y que posee un tiempo de inversión ( el del agua); por eso el agua dentro de cavidades L.C.R.- tiene baja señal en FLAIR (negra). Esto le agrega la ya mencionada mayor sensibilidad, particularmente para las lesiones periventriculares y corticales sutiles, que pueden pasar desapercibidas en T2. GLOSARIO: Adquisición: proceso de medir y almacenar los datos de la imagen. B ó Bo: símbolo convencional para el campo magnético de radiofrecuencia FUNDACION BARCELO, FACULTAD DE MEDICINA Bobina: bobina o antena colocada dentro de la abertura central del imán para detectar la señal RM. A veces también se la emplea para la excitación. Bobina de superficie: bobina de RF, diseñada para mejorar la resolución de la imagen, al limitar la extensión espacial de la excitación o detección. Cohesión o coherencia: mantenimiento de una relación constante de las fases entre los objetos giratorios. Ecuación de Larmor: ecuación matemática que define la relación entre la frecuencia de Larmor y la fuerza del campo magnético. Sostiene que la frecuencia de precesión del momento magnético es directamente proporcional a la fuerza del campo magnético. Excitación: transferencia de enrgía al sistema de spin: proceso por el cual los núcleos se ponen en un estado de energía superior. Frecuencia de Larmor: frecuencia a la que la RM de un núcleo puede excitarse y detectarse. Varía según la fuerza del campo magnético (vease ecuación de Larmor) y normalmente dentro de la escala de RF. Gauss: es la unidad (sistema cgs) de la fuerza del campo magnético. 10 kilogauss equivale a 1 tesla. Por ejemplo, el campo magnético de la tierra es de unos 0.5 a 1 gauss. Giro o spin: propiedad representada por los núcleos con un número impar de protones y/o neutrones. Giro o spin nuclear: propiedad intrínseca de ciertos núcleos que produce un momento angular y magnético característicos. Material ferromagnético: sustancia que tiene gran susceptibilidad magnética o capacidad para ser magnetizado. Núcleo: componente con carga positiva de un átomo, que consiste en protones y neutrones. Precesión: giro del eje de rotación de un cuerpo en movimiento giratorio en torno a una línea FUNDACION BARCELO, FACULTAD DE MEDICINA CARACTERISTICAS DE LAS IMAGENES DE RNEN Tl Y T2: Tl: HIPOINTENSA • AGUA •AQUELLAS ESTRUCTURAS QUE CONTENGAN: LCR EDEMA TUMORES INFARTOS ABSCESOS HEMORRAGIAS CRONICAS TRAYECTOS VASCULARES CALCIFICACIONES HIPERINTENSAS: •GRASA •METAHEMOGLABINA (HEMORRAGIA SUBAGUDA O CRONICA) •MELANINA •FLUJO SANGUINEO LENTO • AGENTES PARAMAGNETICOS(GADOLINEO , MANGANESO,COBRE) •COLECCIÓN CON ALTO CONTENIDO PROTEICO T2: HIPOINTENSAS: •CALCIFICACIONES •SUSTANCIAS PARAMAGNETICAS • DESOXIHEMOGLOBINA •HIERRO • HEMOS IDERINA •MELANINA •ALTA CONCENTRACION PROTEICA FUNDACION BARCELO, FACULTAD DE MEDICINA HIPERINTENSAS: •AGUA •GRASA •AQUELLAS ESTRUCTURAS QUE CONTENGAN: LCR EDEMA TUMORES INFARTOS ABSCESOS HEMORRAGIAS CRONICAS TRAYECTOS VASCULARES COMBINACION DE SENALES: HIPOINTENSA (NEGRA) ENTJ YT2: •CALCIO •AIRE •FLUJO DENTRO DE VASOS •FIBROSIS •TETIDO FIBROSO: POR QUE EL TEJ. FIBROSO NO TIENE H*, TIENE COU.GENO EJ:-TENDONES -CRURAS DIAFRAGMATICAS•HEMOSIDERINA • DESOXIHEMOGLOBINA (HEMATOMA AGUDO) •CORTICAL OSEA HIPERINTENSAS (BLANCAS) ENTl YT2 •GRASA • METAHEMOGLOBINA •SANGRE ESTACIONADA •MELANINA HIPOINTENSAS NEGRAS ENT l HIPERINTENSAS BLANCASEN TI: •QUISTES ARACNOIDALES•LESION LACUNAR•EDEMA•TUMORES•ISQUEMIAS•INFECCIONES, ETC.
