Fundamentos de la Resonancia Magnética: Conceptos Clave y Aplicaciones Clínicas

Conceptos Básicos

La constante giromagnética es específica de cada núcleo, y de ella depende la frecuencia de precesión. En RM, la unidad de medida de la intensidad del campo magnético es el Tesla (T), múltiplo del Gauss (1 Tesla = 10.000 Gauss). El Tesla es la unidad utilizada en el Sistema Internacional. Los campos magnéticos más utilizados en la actualidad para la obtención de imágenes médicas varían entre 0,2 y 3 T.

Ley de Larmor: Establece que la frecuencia de precesión (es decir, la frecuencia de Larmor) es igual al producto de la constante giromagnética por la intensidad del campo magnético. Al aplicar un campo magnético sobre un conjunto de espines, estos se alinean con la dirección del campo magnético. Sin embargo, la agitación térmica del núcleo le impide alinearse completamente con el campo, formando un ángulo.

El conflicto entre las fuerzas aplicadas sobre el espín (la fuerza magnética generada por el campo, que tiende a alinear el espín, y la fuerza surgida de la agitación térmica, que impide al espín alinearse completamente) producen un movimiento de precesión alrededor del vector del campo magnético, cuya frecuencia será la frecuencia de Larmor.

Tiempos de Relajación en Resonancia Magnética

La energía residual FID es devuelta al medio por la muestra de protones a medida que éstos recuperan su equilibrio termodinámico. La relajación de la muestra comprende dos fenómenos:

  • Una pérdida del componente de magnetización transversal (Mxy), que al desaparecer el campo B1 (cuando cesa el pulso de RF), empieza a disminuir progresivamente. El tiempo que tarda en hacerse 0 se denomina tiempo de relajación transversal (T2). T2 se llama también tiempo de relajación espín-espín, porque la relajación transversal sólo se produce por una interacción entre protones, y no por una interacción de éstos con su entorno (mediante una interacción dipolo-dipolo).
  • Una recuperación progresiva del componente de magnetización longitudinal (Mz), hasta igualarse de nuevo a B0. El tiempo que tarda en volver a su posición inicial se llama tiempo de relajación longitudinal (T1). T1 se llama, sin embargo, tiempo de relajación espín-entorno, porque la relajación longitudinal se produce al intercambiar los protones energía con sus alrededores. Concretamente, viene determinada por movimientos de traslación y de rotación debidos a la temperatura (movimientos brownianos), por lo que se produce un intercambio de energía térmica con energía mecánica.

Semiología en Resonancia Magnética

Las sustancias con T1 largo dan poca señal mientras que las sustancias con T1 corto dan mucha señal (son muy eficientes). Por otro lado, las sustancias con T2 largo dan mucha señal. En la ventana T1 aparecen brillantes las sustancias con T1 corto (eficientes) mientras que en la ventana T2 aparecen brillantes las sustancias con T2 largo (poco eficientes). Según esto, distinguimos 4 patrones:

  • Prolongación de los tiempos de relajación. Típica de lesiones que cursan con aumento de agua tisular (T1 largo y T2 largo), las cuales se ven negras (hipointensas) en T1 y brillantes (hiperintensas) en T2. Ej: quiste aracnoideo, granulomas tuberculosos.
  • Acortamiento de T1 y prolongación de T2. Típica de sustancias paramagnéticas con electrones no apareados como hemoglobina (soluciones proteicas), que son hiperintensas en T1 y T2. Ej: sangrado subagudo.
  • Acortamiento de T1 y T2. Efecto paramagnético típico de imágenes obtenidas tras introducción de contrastes y melanina (se ve brillante en T1 y negro en T2).
  • Ausencia de señal (T1 muy largo y T2 muy corto). Sustancias sin protones resonantes (gas, calcio, hueso cortical), sustancias con aumento de susceptibilidad magnética o sustancias donde todos los protones se desfasan porque se están moviendo rápido (espines en movimiento, como en el flujo rápido de las arterias).

Cabe destacar que la sangre puede dar variaciones de señal dependiendo del estado de electrones no apareados (oxihemoglobina, desoxihemoglobina, metahemoglobina o hemocromos).

Seguridad y Toxicidad de la Resonancia Magnética

En su uso médico, hasta el momento no se ha demostrado ningún tipo de efecto pernicioso para la salud, incluyendo fetos, por lo que no ejerce un efecto teratogénico. Está contraindicado su uso sobre personas con marcapasos, clips metálicos u otras prótesis ferromagnéticas. También hay contraindicación relativa para personas claustrofóbicas y embarazadas. Además, los contrastes usados en RM son por lo general más seguros que los contrastes yodados, provocando reacciones adversas de tipo náuseas o vómitos en la población general y asociando otros efectos más dañinos en pacientes con insuficiencia renal crónica (IRC) o trasplante renal.

Contraindicaciones de la Resonancia Magnética

  • Portadores de marcapasos. A no ser que sea un marcapasos compatible con RM.
  • Clips metálicos intracraneales ferromagnéticos.
  • Fragmentos metálicos ferromagnéticos. No quiere decir que sea de cualquier metal sino que tenga la propiedad del ferromagnetismo. Cualquier prótesis que se hace en medicina se intenta que no sea ferromagnética. Ej: Clip en cerebro, eso se va a mover y entonces va a romper el vaso.

Precesión

Es una de las bases fundamentales para la posterior obtención de la imagen en RM. Los núcleos magnetizables (con nº impar de nucleones) modifican su espín (giro de los protones sobre su propio eje; responsable de la generación de un pequeño campo magnético denominado momento magnético) en presencia de un campo magnético principal. La secuencia sería la siguiente:

  1. Átomos cuyos protones tienen espines colocados de forma aleatoria.
  2. Aplicación del campo magnético principal (B₀).
  3. Alineamiento de los espines de los protones con el vector del B₀.
  4. La agitación térmica del núcleo le impide alinearse completamente con el campo, formando un ángulo.
  5. Precesión: Movimiento de los protones alrededor del vector del B₀ a una frecuencia determinada dependiendo de la constante giromagnética y de la intensidad del campo magnético longitudinal B₀ al que están expuestos los núcleos de hidrógeno (denominada frecuencia de precesión, que viene determinada por la Ley de Larmor de 42,58 MHz por Tesla).

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