Relajación Nuclear

Una vez finalizada la emisión de RF van a ocurrir dos fenómenos:

1. Los núcleos van a comenzar a desprender el exceso energético que han absorbido.
2. Los núcleos de Hidrogeno comienzan a desfasarse.

Debido a ello:

1. La proporción de núcleos en estado up y down se restablece por lo que la magnetización (Mz) volverá a su valor inicial.
2. La magnetización en el plano X,Y (Mx,y) ira desapareciendo poco a poco.

Estos dos fenómenos reciben el nombre de relajación nuclear. La energía liberada lo es, también, en forma de onda de RF a la frecuencia que percibe el núcleo en el momento de la relajación. El retorno a la posición de equilibrio de la magnetización produce unas modificaciones del campo magnético que pueden ser recogidas mediante una antena receptora, ya que las variaciones del campo magnético inducen una señal eléctrica con la que se van a obtener las imágenes en RM. Esta señal eléctrica recibe el nombre de FID (caída de inducción libre). Dos vóxeles sometidos a campos magnéticos distintos, en el momento de la relajación, tendrán frec de relaj diferentes y sus señales podrán ser diferenciadas mediante u análisis que discrimine por frecuencias (Fourier). Estudiando la relajación sobre el eje longitudinal y sobre el plano transversal obtendremos info sobre D(densidad de núcleos de hidrogeno en un voxel), T (Tiempo de Relajación Longitudinal), T2(Transversal) y T2*(Transversal si se tienen en cuenta todas las inhomogeneidades del campo magnético que influyen en el asincronismo de la relajación). Las imágenes RM reflejan en mayor o menor medida uno de estos parámetros. Pero se puede potenciar una imagen, en uno de ellos, mediante la programación de secuencias de pulsos adecuadas. La recuperación de la magnetización en el eje long (Mz) recibe el nombre de relaj long. El T1 es el tiempo que tarda la magnetización en recuperar un 63% de su valor inicial(Tiempo de relaj long). Se expresa en ms y es característico de cada tejido. Cuanto menor es T1 más rápida es la liberación de energía. Los lípidos tienen un t1 corto, liberan energía más fácil. El h2o t1 largo. Los valores del T1 dependen mucho del campo magnético principal. A mayor campo mayor T1. La relajación long nos suministra info sobre la facilidad de liberar energía.

Relajación Transversal

La relaj transversal sobre la forma en que se produce la relajación(desfase de los núcleos de H). El desfase es un proceso sincrónico y depende de los campos magnéticos localmente percibidos en el momento de la relajación (Bbioq). La relajación trans estudia la desaparición de la magnetización en el plano trans (Mx,y). La magnetización en el plano trans alcanzara antes el valor cero cuando la relajación (desfase) sea más incoherente. Por otro lado, el tiempo de relaj trans o T2, es el tiempo que tiene que transcurrir para que la magnet en el plano trans pierda un 63% de su valor. Al definir T2 no se considera la influencia de las heterogeneidades del campo magnético externo ni las variaciones locales magnéticas que actúan de forma fija sobre los nucleos. El T2* es el tiempo de relaj trans en el que si se consideran los factores que se han reseñado. Ambos se miden en ms. Para un mismo valor del campo magnético, siempre T2>T2*.

Imágenes Potenciadas en Densidad Protónica (D)

El valor de la magnetización M es proporcional a la densidad de núcleos de H que contiene el voxel (D). Dos voxeles con distintas D tienen distintas magnetizaciones. Tras enviar un pulso de 90º la magnetización se vuelca sobre el plano trans. Si, tras cesar el pulso, dejamos pasar un tiempo se recuperara la magn long. Si enviamos un nuevo pulso de 90º(TR largo) se volcara la magn long sobre el plano X,Y. Si en este momento activamos la antena receptora el valor de la señal recogida será proporcional a sus respectivas densidades protónicas. Para separar la señal de estos 2 voxeles hay que hacer que durante la relajación perciban campos magnéticos destinos y poder separar la señal mediante un análisis de frec. Hipotensas: Estructuras con baja densidad de núcleos de H, aire hueso cortical, ligamentos. Hipertensas: lo contrario, agua, grasa, hueso medular.

Imágenes Potenciadas en T2

Para potenciar una imagen en T2 tenemos que dejar que los distintos tejidos puedan mostrar la coherencia o incoherencia de su relajación. Para ello habrá que recoger la señal , en la antena, cuando haya transcurrido un tiempo suficientemente largo(TE) desde la emisión del pulso de RF. Escala de grises: Hipo: estructuras que presentan gran asincronismo en la relajacion(t2 corto). Hiper: gran sincronismo.

Imágenes Potenciadas en T1

Para obtener una imagen que contraste los voxeles por la influencia del T1 hay que leer la imagen de la señal mientras los núcleos se están relajando. Supongamos 3 voxeles con el mismo valor de D: Al enviar el primer pulso del 90º las 3 magnetizaciones se vuelcan en el plano X,Y. Después, al relajarse cada voxel lo hara según un T1 distinto. Aquel que libere la energía con más facilidad(T1 corto) recuperara su magnetización más rápido. Si TR es corto, enviamos un nuevo pulso de 90º y leemos la intensidad de la señal recogida en la antena receptora y vemos que hay 3 señales distintas, la mayor será la del voxel con T1 más corto. Esto quiere decir que los tejidos con T1 corto mostraran mayor señal(hiperintensos) en RM nuclear, mientras que T1 corto Hipo. Escala de grises: Hipointensas: estructuras con dificultad para liberar energía(t1 largo). Hipo: lo contrario.

T1, T2 y T2*

Los valores del T1 dependen mucho del valor del campo magnético principal. Al aumentar el valor aumenta también T1. El t2 depende del entorno bioquímico(interacciones spin-spin), por lo que el campo magnetico no influye sobre el. Para un determinado tejido, T2T2>T2*.

Espacio-K

En las secuencias clásicas, para construir la imagen se recogen tanto ecos como indica la Dim-fase. Cada eco, una vez digitalizada la señal, da lugar a una línea en el espacio K. Si se obtiene un eco en cada TR de la secuencia, las líneas del espacio K se irán rellenando a intervalos de tiempo iguales al TR. Todo este conjunto de datos digitalizados lo podemos imaginar como una matriz de datos formando filas y columnas. Esta matriz de datos es lo que construye el Espacio-K. A partir del espacio-k, mediante transformaciones matemáticas, se construirá la imagen. Toda imagen tiene un espacio K equivalente. Los algoritmos matemáticos que permiten pasar del espacio k la imagen o viceversa se llaman transformaciones de Fourier. Aunque tanto el espacio k como la imagen tienen las mismas Dim-Fase-frecuencia, en cada valor del espacio K existe información que no tiene nada que ver con la posición en la imagen con un valor en el espacio K. Cada valor del espacio k interviene en la imagen final y aunque la información contenida en el espacio k es equivalente a la info de la imagen, la forma en que estas se representan es diferente.

Al llenar el espacio k, por convenio, se colocan siempre los valores de los ecos correspondientes a frecuencias especiales más bajas en la parte central. Esta parte central del espacio K lleva info sobre la resolución de contraste. Las líneas más periféricas corresponden a los valores de frec espaciales más altas. Las filas externas llevan información sobre la resolución espacial de la imagen. Simetría del espacio: Una propiedad muy importante del espacio es que presenta simetría en relación a la disposición de sus datos, de manera que los valores de un punto del espacio k pueden ser calculados a partir de los valores que se encuentran en el punto simétrico respecto al centro. Esto permite llenar el espacio k con la mitad de los datos y así calcular la otra mitad de manera más rápida. Se utiliza para, disminuyendo el número de lecturas de codificación de fase, disminuir el tiempo de obtención de imágenes a través de secuencias más rápidas. Otra manera de reducir el tiempo de adquisición de las imágenes es reducir el número de codificación de fase, en función de que nos interese más, si el contraste o la resolución espacial. Otra manera de reducir el tiempo de adquisición seria la que se denomina eco parcial. Aquí no se reduce el número de codificaciones de fase sino que solo se muestra una parte del eco en lugar del eco completo. FORMAS DE LLENADO: Secuencial. En cada TR se llena una línea empezado por la periferia. Concéntrico. Se comienza a llenar por la parte central. Para secuencias con TR corto. Segmentado. Llena varias líneas en un mismo TR (en un mismo tr se obtienen varios ecos). Se utiliza en secuencias fast-se. Multi-shot (varios llenados). Llena todo el espacio k en unos pocos TR. Single shot. Consiste en llenar todo el espacio en un solo TR. En espiral. Desde el centro a la periferia.