lunes, 31 de marzo de 2014

Bloque sobre RMN

1.- Descripción del proceso y juicio crítico de los recursos utilizados.
Para el tema de las secuencias de pulsos, nos hemos basado en las diapositivas y explicaciones de clase y en algún vídeo y artículo encontrado tanto en el blog como por Internet. Es un tema complejo que hemos intentado explicar de la manera más sencilla posible. Esperamos que os guste!

2.- Idea general de las secuencias de pulsos.

            ¿Pulsos de qué?
Una secuencia en RM consta de varios pulsos de radiofrecuencia, que además pueden ser diferentes entre sí.

       ¿Por qué hay secuencias distintas?
La diferencia entre unas secuencias y otras depende del tipo de pulsos de radiofrecuencia utilizados y del tiempo que hay entre ellos. Al combinar estas variables se obtienen secuencias cuyo resultado puede ser diferenciar sobre todo tejidos con distinta densidad según su T1 (imágenes potenciadas en T1) o según su T2 (imágenes potenciadas en T2). Por último, hay secuencias que potencian la imagen de tejidos con alta densidad de protones.




      ¿Cómo se producen?
Los pulsos de radiofrecuencia, se producen a partir de antenas de radio frecuencia (RF), unos dispositivos que se colocan próximos al cuerpo del paciente y que normalmente son tanto emisoras como receptoras. Una de las bobinas más utilizadas, tiene el siguiente aspecto:

¿Cómo se controlan?
Es posible, controlar varios parámetros de las secuencias de pulsos para lograr un contraste diferente entre los tejidos. Todos estos parámetros pueden ser modificados a partir de un ordenador con sistema de control y procesamiento de imágenes. Los parámetros más comúnmente manipulados son: el tiempo de repetición, el tiempo de eco y el ángulo de deflexión de la magnetización.

       Describir alguna secuencia explicando para que se utiliza cada caso.
Una de las secuencias utilizadas, recibe el nombre de Secuencia spin echo potenciada en T1.  Se obtienen usando tiempo de repetición y tiempo de eco cortos (la información se adquiere antes de la relajación transversal). De esta manera, estructuras con tiempos de relajación muy cortos, como la grasa, aparecen con alta intensidad de señal con respecto a aquellas con tiempos de relajación más prolongados, como el agua, por lo que estructuras ricas en agua, como el líquido cefalorraquídeo, se ven de muy baja intensidad de señal.
Así mismo, si relacionamos la sustancia blanca y gris del cerebro, tenemos que:
-Sustancia blanca (rica en grasa) -> mayor señal
-Sustancia gris (alto contenido de agua) -> baja señal
De esta manera, proporcionan un excelente detalle de la anatomía y, si se usa medio de contraste intravenoso también pueden demostrar entidades patológicas.


3.- Idea general de la codificación de información:

¿Qué es el espacio recíproco?
El espacio recíproco (también llamado espacio de Fourier o espacio de fase) y el espacio directo son recíprocos uno del otro y están relacionados por la transformada de Fourier. Este espacio recíproco se define como el conjunto de puntos imaginarios construidos de tal manera que la dirección de un vector desde un punto a otro del espacio recíproco, coincide con la dirección normal o perpendicular a los planos del espacio real. La separación de estos puntos (el valor absoluto del vector) es igual al valor recíproco de la distancia interplanar real. Esto es útil porque el complejo conjunto de planos del espacio real puede ser interpretado de manera más sencilla en el espacio recíproco.
Además, el espacio recíproco relaciona variables conjugadas y es un concepto fundamental para el análisis de procesos físicos en los que se produce una transferencia de momento.

¿Cómo se codifica posición en un eje?
A cada posición del espacio (unidad de volumen o vóxel) se le aplica un campo magnético con una determinada intensidad. Esto proporciona una señal FID (Free Induction Decay) con una frecuencia relacionada con la intensidad del campo magnético aplicado.
Al ir variando de manera lineal la intensidad del campo magnético en los distintos vóxeles, obtenemos distintas frecuencias de las FID, que van a componer la señal inducida en la antena, y esta señal puede ser descompuesta en función de las distintas frecuencias, y por tanto en función de los vóxeles asociados a las mismas.
Si variamos la intensidad del campo de forma proporcional a la variación de la distancia, obtenemos una variación frecuencial en función de este espacio. Hay una relación entre la situación en el eje de frecuencias de la señal FID y la situación física del vóxel, es decir, cada frecuencia se corresponde con un punto del espacio.
Para conseguir esto es necesario imponer un campo magnético constante más un pequeño gradiente que va variando conforme varía la posición espacial, y que va a permitir esta diferenciación e identificación de los vóxeles.

¿Qué equipamiento hace falta para poderlo hacer?
Es necesario el empleo de un juego de bobinas que permiten (con el juego de corrientes adecuado), producir el gradiente en cualquier plano.
Por un lado, está la bobina principal, que crea un campo magnético uniforme a través de la fila de vóxeles.
Por otro, están los tres pares de bobinas de gradientes (de intensidad mucho más pequeña en relación a la bobina principal), que se sitúan, según los tres ejes del espacio, en el interior del cilindro de exploración, por dentro del conductor que crea el campo magnético principal.
Y finalmente, dentro todo ello se colocará la antena emisora de radiofrecuencia.

¿Cómo se codifica en dos ejes?
Una vez se ha codificado cada plano de vóxeles en el plano Z, se van a codificar las coordenadas de los planos X e Y correspondientes para poder reconstruir la imagen final a partir de cada vóxel. En el método de reconstrucción de la imagen mediante retroproyección o zeugmatografía, las proyecciones de Fourier se obtienen variando la dirección del gradiente magnético en las relajaciones sucesivas de los núcleos del plano seleccionado, y la imagen final se reconstruirá mediante doble transformada inversa.
La señal que corresponde a un determinado vóxel se obtiene al analizar la señal por frecuencia y por fase, ya que al establecer un gradiente Gx según la dirección X durante un breve tiempo, se logra una codificación espacial por filas mediante la fase, mientras que el establecimiento del gradiente perpendicular Gy logra una codificación espacial por columnas mediante la frecuencia.

¿Qué aspecto tienen los datos brutos de un corte?
Los datos son números complejos correspondientes a las transformadas de Fourier que se han realizado para codificarlos, y por tanto habrá que realizar las transformadas inversas para que, en función de los distintos gradientes aplicados en los distintos ejes, pueda reconstruirse la imagen. El número de datos del corte dependerá del grosor del mismo, que está relacionado con la magnitud del gradiente y la frecuencia del pulso de radio (cuanto más abrupto sea el gradiente magnético y más estrecho en frecuencias el pulso, más delgado será el corte que entre en resonancia).

¿Cómo se selecciona ese corte?
Para seleccionar un corte se aplica un gradiente de campo magnético en el eje Z, así cada corte tendrá una frecuencia específica. De esta manera, la antena emisora de radiofrecuencia deberá emitir la frecuencia correspondiente para que dicho corte entre en resonancia, coincidiendo la frecuencia propia del corte con la de la radiación externa.

¿Cómo se convierten los datos brutos en la imagen final?
Una vez seleccionado el corte, se selecciona la fila (aplicando un gradiente en la dirección Y para que cada fila tenga una fase distinta) y después el vóxel (aplicando gradiente en la dirección X, provocando una dispersión en frecuencias). Una vez leída la información, ya tenemos los datos codificados en frecuencia y fase (números complejos de la transformada de Fourier) en función de los dos ejes de cada corte, por tanto, se calcula la transformada inversa de Fourier en dos dimensiones y se obtiene la imagen.


Verónica Aramendía y Pablo Manjón