Fundamentos Técnicos y Optimización de Parámetros en Resonancia Magnética
Optimización de Parámetros de RM
- Resolución espacial: Es la distancia mínima que separa dos puntos para que sean distinguibles. Cuanto más pequeño sea el píxel, mayor será la resolución, pero peor será la relación señal-ruido (S/R).
- Tiempo de adquisición: Tiempo que se tarda en adquirir la imagen.
- Grosor de corte y FOV: Varían inversamente la resolución espacial y la S/R. Cuanto menos grosor, mejor resolución pero peor S/R; cuanto menor sea el FOV, peor S/R pero mejor resolución.
- Cobertura: Es la altura del volumen cubierto en una secuencia multicorte. Depende del alargamiento de TR y acortamiento de TE, el grosor de corte y el GAP.
- FOV rectangular: Reduce la matriz al área anatómica cubierta, pero hace perder información anatómica.
- Matriz: Cuanto mayor sea el número de píxeles, mejor resolución espacial y peor S/R.
- % de escán: Disminuye el tiempo al dejar de adquirirse las líneas periféricas del espacio K.
Secuencias
Las secuencias de eco de gradiente se pueden clasificar en dos grandes grupos: clásicas o lentas. Alcanzan un estado estacionario de precesión libre. El TR es más corto que en el espín eco en las clásicas; en las lentas es todavía más corto. Éstas a su vez se dividen en:
- Coherentes: Mantienen la magnetización transversal residual (steady state). Son T1 y se aplican en angiografías con gadolinio.
- Incoherentes: Destruyen la magnetización transversal residual (spoiled).
- Secuencias eco de gradiente con señal compleja T2: Tienen una alta relación S/R. La magnetización transversal se refasa hasta 0.
- Secuencias turbo espín eco (TSE): Son pulsos de 90º seguidos de múltiples pulsos de 180º. Cada uno recolecta un eco y una línea de una sola imagen. El tiempo de adquisición disminuye considerablemente. Hay un factor turbo que depende del número de ecos, espaciado, TR, etc.
- Single Shot: Se adquiere toda la imagen con un único disparo. La adquisición de fase se obtiene colocando todos los ecos en un espacio K para una imagen. Coincide el número de líneas con el número de ecos y cuanto más se acerque el eco de disparo, mejor T1 tendremos.
- Planar (EPI): Tras un único pulso de excitación, con la aplicación de gradientes, se adquieren muy rápido múltiples ecos. Con estos ecos se rellena por completo el espacio K. Tienen una alta sensibilidad a los efectos de susceptibilidad magnética y un desplazamiento químico muy marcado.
- GRASE: Es la unión de secuencias de TSE y EPI. Se aprovecha la calidad de la imagen del TSE y la velocidad del EPI. Se utiliza el T2 con contraste.
- EPI: Parte de una secuencia espín/eco. Son pulsos de gradiente y de 90-180º. Se consiguen secuencias T2. Para conseguir una secuencia T1 hacen falta prepulsos de inversión.
Relación Contraste-Ruido
Es la diferencia de señal dentro de una escala de grises entre dos áreas adyacentes. Los parámetros que intervienen son:
- Tiempo de repetición (TR): Si se emplea un tiempo largo, la magnitud del vector de magnetización entre pulso y pulso es mayor, mejorando el contraste.
- Tiempo de eco (TE): Influyen en el contraste de la imagen. Los largos permiten detectar señal en tejidos con tiempos de relajación T2 muy largos y separarlos de los tejidos con tiempos de relajación muy cortos.
- FA (Ángulo de inclinación): Afecta a la relación contraste-ruido, pues determina la cantidad de magnetización que hará que aumente el contraste cuanto mayor sea.
- T1: Influye en el tamaño del vector longitudinal tras el pulso de inversión.
- Factor de aceleración: Contribuye al contraste como en TSE y eco de gradiente.
- Flujo: El movimiento de los espines de los líquidos afecta al contraste de la imagen.
- Tiempos de relajación T1 y T2 y la densidad protónica.
Artefactos
Es la deformación o errores que se producen en la toma de imágenes. Se deben a:
- Errores de campo magnético (CM): La calidad depende de la intensidad y de la homogeneidad del CM. Las RM son altamente sensibles a los objetos magnéticos. Este artefacto es útil en diagnóstico para valorar los líquidos como la sangre.
- Radiofrecuencia: Se ve como un efecto de televisión antiguo en la dirección de codificación de fase. Se controla usando jaulas de Faraday y cerrando la puerta.
- Aliasing: Se ve parte de la imagen en una posición en la que no debería estar. Para solucionarlo, se aumenta el FOV y se reorienta la codificación de fase.
- Movimiento: Se debe a que el paciente se ha movido. Se debe proporcionar comodidad, fijación e intentar disminuir el tiempo con secuencias rápidas. Estos movimientos generan un velo en la dirección de imagen.
- Flujo: Saturación de la sangre fuera del corte representado. Es útil para reconocer aneurismas. Se reconoce cambiando la dirección de fase por frecuencia.
Estructura de la Unidad de RM
- Sala de espera: Aislada de la sala de operaciones.
- Secretaría: Lugar donde se realizan las labores administrativas. Debe estar comunicada con la sala de espera.
- Sala de preparación de los pacientes: Lugar donde dejan su ropa y pertenencias.
- Sala de exploración: Contiene el equipo de RM. Es una sala de acceso restringido.
- Sala de control: Se encuentran los ordenadores de control de la resonancia.
- Sala de técnica: Se encuentra la maquinaria vital. Debe estar a baja temperatura para evitar fallos en los circuitos eléctricos.
- Cuartos de informe: Donde los radiólogos interpretan el estudio.
- Sala para el tratamiento de imágenes: Ordenadores que procesan las imágenes realizadas.
- Espacios auxiliares: Vestuario, servicios, almacenes, etc.
Medios de Contraste
Modifican los parámetros en los tejidos realizando diferencias entre ellos. Pueden alterar la señal de los fluidos del cuerpo haciendo que queden marcados.
- Mecanismo de acción: Produce oscilaciones rápidas del campo magnético local que favorece la devolución de la energía y acorta el T1. El T2 se acorta en menor grado, pero a mayor concentración.
- Gadolinio: Junta las líneas del CM, lo que hace que los protones se agrupen. Alarga el TR (potencia el T1) y acorta el TE (anula el T2). La dosis normal recomendada es 0,1 mmol/kg de peso intravenoso. El máximo es de 0,3 mmol/kg. El cambio de señal depende de la concentración; a mayor concentración, más predominante será el T2.
- Toxicidad: Todos los materiales son tóxicos excepto el gadolinio. Se elimina por el hígado y el riñón. En enfermos hepáticos, está prohibido su uso. Las sustancias que envuelven al gadolinio hacen que no sea tóxico y, dependiendo de la sustancia, se liberará en una zona u otra del cuerpo. Las envolturas pueden producir reacciones alérgicas. Es importante saber que si se inyecta a una embarazada, el gadolinio irá al feto. Son las sustancias mejor toleradas debido a su baja dosis.
Modos de Adquisición
- 2D: Se obtiene un corte único para el estudio de un tipo de patología o área anatómica. Se utiliza en estudios cardíacos y vasculares.
- M2D: Se adquieren varios cortes únicos de manera secuencial pero individual. Se utiliza para valorar el flujo sanguíneo y estudios de apnea. Se aplica habitualmente con secuencias espín eco.
- 3D: Se adquiere un volumen y a partir de ahí se reconstruyen cortes de forma independiente. Se aplican dos codificadores de fase. El tiempo de exploración es mayor que en 2D.
- Multicorte: Se acortan los tiempos de adquisición permitiendo que durante los ciclos de pulso se adquieran varios cortes.
Formación de la Imagen
Utilizaremos un gradiente en el eje Z, en el eje Y (grado de profundidad) y el eje X (de izquierda a derecha). Cuanto mayor sea el grosor del corte, mayor será el contraste debido a que aumenta el número de protones. Si el corte es más fino, aumentará la resolución espacial.
Espacio K
Es el espacio donde se ordenan las señales digitalizadas de los diferentes ecos. Mediante Fourier, la información del espacio K se transforma en imagen. El fin es acortar el tiempo de exploración. Obtenido el espacio K, las filas se obtendrán con radiofrecuencia y las columnas con Fourier.
Errores Relacionados con el CM
- Agentes externos: Ascensores, motores, carros de parada, etc.
- Artefactos de radiofrecuencia: Ondas de radio, TV con frecuencias mayores a 60-66 MHz (se controlan con la jaula de Faraday y cerrando la puerta).
- Efecto aliasing: El FOV es más pequeño que el objeto. Se produce porque en la reconstrucción con la decodificación de fase (filas) el pulso anterior se representa en la imagen posterior y/o al revés. Se soluciona aumentando el FOV, aunque aumenta el tiempo.
- Artefactos de movimiento: Depende del paciente. Se soluciona acomodando bien al paciente y con técnicas rápidas.
- Control de movimientos: Con un electrodo se controlan los movimientos. Para sincronizarlos, el disparo debe realizarse cuando el órgano esté lo más quieto posible.
- Desplazamiento químico: Los puntos de grasa se mueven dependiendo del medio, viéndose como una cápsula alrededor de órganos curvos (ej. riñón).
- Artefacto de flujo: Saturación de la sangre fuera del corte representado; se controla haciendo bandas de saturación. Es útil para reconocer aneurismas.
- Volumen parcial: La señal de un vóxel es la suma de la señal que da el objeto y la que no. En vóxeles grandes, el objeto se verá menos porque se sumará con más negro. En pequeños, el objeto se verá blanco.
