bases físicas de la resonancia magnética nuclear

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Page 1: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

Bases Físicas de la Resonancia

Magnética Nuclear

Aurelio Montoya Bañuelos R2Centro Médico ISSEMyM TolucaImagenología Diagnostica y Terapéutica

Page 2: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

HISTORIAO En 1946 fue descrita matemáticamente la

magnetización transversal y la longitudinal del spin por Bloch en Stanford y Purcel en New York recibiendo el premio nobel en 1952.

O En 1971 Damadian muestra que los tejidos cancerosos emiten una señal distinta a los sanos.

Page 3: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O En 1972 Lauterbur y Mansfield realizan imágenes en dos dimensiones.

O Hahn, Carr Purcell, Meiboom Gill, trabajan en la secuencia Eco Spin.

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Page 5: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear
Page 6: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear
Page 7: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

El magnetismoO Los imanes tienen dos polos, norte (-) y sur

(+)O Los polos de signo inverso se atraen, los del

mismo signo se rechazan.O Alrededor de los polos de los imanes hay un

campo magnético.

Page 8: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O Una corriente eléctrica crea un campo magnético, el que a su vez tiene una dirección, un sentido, un punto de origen y una magnitud.

Page 9: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O La tierra es un imán. Su campo magnético es de 0.05 Gauss

O En RM los campos utilizados van de 400 a 2000 Gauss

O10,000 Gauss=1 Tesla

Page 10: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

El átomo O Los electrones pasan de una orbita a otra

absorbiendo o liberando cantidades fijas de energía, características del átomo y de la capa considerada, todo electrón excitado tiende a volver a su estado base

Page 11: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O PROTONESO NEUTRONESO A causa de sus cargas eléctricas, los protones y los neutrones se

comportaran como dipolosO Entre el polo + y el – existe un campo eléctrico, que esta orientado en

cierta dirección y reacciona ante toda fuerza eléctrica exteriorO Esta relación esta asociada a lo que se llama el momento eléctrico

Page 12: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O El momento magnético posee una dirección (de un polo a otro), un sentido (de sur a norte), una magnitud que posee una dirección y un sentido que se llama vector

Page 13: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

Spin

N

S

Page 14: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O Si se coloca en un campo magnético, el dipolo se alineara en dirección de él.

O El núcleo gira sobre si mismo a una gran velocidad (espín)

O La tierra gira sobre si mismaO El espín es una propiedad intrínseca de las

partículas

Page 15: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O Según el valor de su espín una partícula puede responder o no a un campo magnético, que puede ser nulo o no nulo

O El espín se alinea en dirección del campo magnético

O El momento magnético angular de spin es simplemente llamado spin

Page 16: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

OEl mas simple de los núcleos es el del hidrogeno

O El átomo mas abundante del cuerpo humano

O El único que se utiliza para la imágenes de RM

Page 17: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O Cuando la suma de protones y de neutrones es par sus spins se anulan

O Solo los átomos en los que la suma de protones y neutrones es impar tendrán un momento magnético angular global no nulo y podrán servir en RM y en la realización de imágenes.

Page 18: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O Protón del hidrogeno posee un spin no nulo, si se coloca sobre un campo magnético, el spin va alinearse puesto que se comporta como un imán.

O Pero tiene la posibilidad de elegir entre dos posiciones

O Alinearse de sur a norte en posición PARALELA

O Alinearse de norte a sur en posición ANTIPARALELA

Page 19: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O Los protones no tienen otra posibilidad O Estas posiciones corresponden a

diferentes niveles de energíaO MENOR ENERGIA POSICION

PARALELAO MAYOR ENERGIA POSICION

ANTIPARALELA

Page 20: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O Entre las dos posiciones la paralela y la antiparalela existe una diferencia de energía.

O Esta diferencia de energía es lo que hace posible la detección de la señal de RM

Page 21: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O Cuando aumentamos la intensidad del campo magnético, aumenta la diferencia de energía, haciendo esto se aumenta la señal

Page 22: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O Cuando los protones son colocados en un campo magnético entran en un estado de equilibrio

O En este estado, los protones están sometidos a la influencia de la temperatura exterior

Page 23: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear
Page 24: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

Esta es llamada la danza de los protones

Page 25: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

¿Qué es la resonancia?

O Es un fenómeno físico en el que hay transferencia de energía entre dos sistemas que oscilan a la misma frecuencia.

O En todos los fenómenos de resonancia se trata de una onda que representamos como un sinusoide que tiene frecuencia y amplitud propias.

Page 26: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O Las ondas de RF usadas en RM son de 1-100 MHz, se emiten por una bobina en la cual dispositivos electrónicos provocan oscilaciones eléctricas.

O La recepción se realiza también con una bobina o antena. Que puede adoptar la forma de solenoide o en silla de montar.

Page 27: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

Para recibir una señal de un tejido, debe estar dentro de un campo magnético y recibir una onda de RF útil, que se determina por:

O LA NATURALEZA DEL TEJIDO.O LA INTENSIDAD DEL CAMPO MAGNETICO.O EL NUCLEO DEL ATOMO ESPECIFICO.

Page 28: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O Los protones entran en resonancia cuando son excitados por una onda de radiofrecuencia de longitud de onda apropiada

O Bascular de una posición a otraO Se debe de aportar exactamente la cantidad

de energía necesaria: la diferencia entre sus estados de energía ∆E

Page 29: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear
Page 30: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O Es necesario una onda electromagnética cuya frecuencia sea igual a la frecuencia de resonancia del núcleo

O Para el protón de un campo magnético de 1 T = 42.5Mhz (situada en las ondas de radio)

O Una onda de RF de frecuencia característica produce la resonancia de los núcleos cuando sus spins son previamente alineados en un campo magnético

Page 31: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O El protón resuena a 21.2 Mhz en 0.5 TO a 42.5 Mhz en 1 TO a 63.8 Mhz en 1.5

T

Page 32: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O Esta onda sinusoide se caracteriza por tres parámetros

O Su frecuencia: es la frecuencia de resonanciaO Su amplitud de partidaO La pendiente de la curva de disminución

Page 33: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O Después de la excitación de los núcleos alineados en un campo magnético por una onda de RF de frecuencia característica se recoge una señal que es caracterizada por una curva de caída libre (FID)

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Page 39: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

El canto de los protones

O Los protones tienen un momento magnético o spin

O Se representa como una flecha perpendicular al movimiento de rotación del protón sobre si mismo y por la letra µ

Page 40: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O Giran alrededor del eje a gran velocidad, como un trompo, este movimiento se llama precesión

Page 41: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear
Page 42: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O La velocidad a la que se mueve el protón alrededor de su eje es diferente para cada elemento (constante giro magnética γ), siendo para el Hidrogeno de 42.5 millones de veces en un segundo dentro de un campo magnético de 1 T.

O Movimiento de precesión: rotación de un núcleo alrededor del eje del campo magnético principal.

O Entre mayor sea la fuerza del campo magnético mayor será la Frecuencia de precesión (ω).

Page 43: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O Los protones no solo pueden estar orientados hacia el norte o el sur sino a la derecha o izquierda, adelante o atrás.

O Cada protón precesa por su propia cuenta, estando desfasados unos de otros.

Page 44: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

Cuando el campo magnético externo Bo es nulo, los spines se orientan en forma aleatoria.

Resultando una magnetización neta M igual a cero.

M=0

Page 45: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear
Page 46: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

Cuando el campo magnético externo Bo no es nulo, los spines se orientan en forma paralela o antiparalela al campo Bo.

Existe una muy pequeña mayoría de ellos que se orientan en forma paralela a Bo.

Dicha mayoría crece cuando crece Bo. Es por esto que cuanto mayor sea el campo externo, mayor será la intensidad de la señal recibida de los protones por el equipo de MR.

S

N

Mm

m

=

mB0

=

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Page 49: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O Representaremos el campo magnético B0 con Z y su eje ecuatorial como XY, el vector M representa la suma de los protones que apuntan en dirección de Z y que precesan alrededor de él.

O El vector de magnetización longitudinal Mz alcanza su máximo en estado de equilibrio y el vector transversal Mxy es nulo en equilibrio porque los protones están desfasados y su ∑ se anula.

O VECTOR Mz= Magnetización longitudinalO VECTOR Mxy= Magnetización transversal

Page 50: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

ECUACION DE LARMOR.O Sirve para calcular la frecuencia de precesión (en

Hz o MHz) del protón.

O γ es la constante giro magnética.O B es la intensidad del campo magnético (en

Teslas).Es la ecuación fundamental de RM y muestra que para un núcleo dado, la frecuencia de precesión es proporcional a la intensidad del campo magnético.

Page 51: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear
Page 52: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

• Al aplicar la onda de RF los protones comenzaran a precesar en fase y su ∑ deja de ser nula.

• Al aumentar el nivel de energía, el vector de magnetización longitudinal disminuye hasta desaparecer.

• Este movimiento en espiral se llama nutación

z

yx

a

Mw

RF

yx

M0

Page 53: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O Pulso de radiofrecuencia

Page 54: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O P1 representa una situación donde la mitad del exceso de spin del estado de base es pasada al estado de excitación.

O La onda de RF que posee la energía requerida para llegar a este resultado es llamada pulso de 90°

Page 55: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O Un pulso de RF apropiado anula o invierte Mz y aumenta Mxy

O Al detenerse el pulso de RF, el retorno al equilibrio se acompaña por una parte de la recuperación de la magnetización longitudinal (T1) y por la otra de una disminución de la magnetización trasversal (T2)

Page 56: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O La onda de RF requerida para que la magnetización transversal Mz llegue a P1 fue de 90º o π/2 y para llegar a P2 fue de 180º o π.

Page 57: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

MEDICION DE LA SEÑAL MRO RELAJACION: Cuando el pulso de RF es

retirado, los protones vuelven a su estado inicial, emitiendo la energía que absorbieron cuando el pulso de RF estaba presente.

z

MZM

MXY

B0

yx

V

t

pulso de RF

Verctor Mxy

Page 58: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O La relajación depende mucho del medio histo químico en el que se encuentra el núcleo.

O La energía restituida se disipa en forma de calor y 1/5 en forma de onda que puede ser recogida y medida por antenas receptoras.

MEDICION DE LA SEÑAL MR

Page 59: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear
Page 60: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

La relajación de los protones

O El retorno de los protones de su posición de equilibrio, al final de la excitación provocada por el pulso de RF se llama RELAJACION.

O ESTOS SON LOS TIEMPOS DE RELAJACION

O Los protones ceden la energia que han absorbido

Page 61: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O T1 es el tiempo necesario para que la magnetización longitudinal haya recuperado un 63% de su magnetización.

O T2 es el tiempo necesario para que la magnetización transversal haya perdido un 63% de su magnetización.

Page 62: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

OT1

Page 63: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

TIEMPO DE RELAJACION T1O También conocido como spin-red o tiempo

de relajación longitudinal.O El tiempo que requiere Mz para volver al 63%

de su valor inicial

63%

MZ

T1 ms3×T1 5×T1t

2×T1 4×T1

M0

Page 64: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O Se define como el tiempo en que tarda la componente longitudinal en llegar al 63% de su valor inicial.

O Es dependiente del tipo de tejido en el que se encuentren “inmersos” los protones, por dicha razón es específico del tejido que se esté excitando.

240ms

809 2500680

63%

100%Sustancia blancaMateria grisCSF

Grasa

MZ

Page 65: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear
Page 66: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O La relajación T1 es el proceso por el cual los protones ceden su energía para volver a su valor inicial

Page 67: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

OT2

Page 68: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

TIEMPO DE RELAJACION T2O La relajación del componente transversal, esta

determinado por la interacción entre protones (los spines se anulan entre ellos al desfasarse). Se llama relajación spin-spin.

O Se define como el tiempo en que tarda la componente transversal en decaer al 37% de su valor inicial.

tT2

MXY

37%

Page 69: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

RELAJACION T2O Los protones pierden la coherencia de fase,

desplegándose y dejando de estar orientados en la misma dirección y por lo tanto disminuyendo su magnetización transversal.

Page 70: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

RELAJACION T2O Si graficamos la magnetización transversal en

función del tiempo obtenemos una curva en descendente ya que la magnetización desaparece con el tiempo, también es constante de cada tejido.

O T1 es de 2 a 10 veces más largo que T2, siendo de 300 a 2000 mseg y de 30 a 150 msg respectivamente.

Page 71: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O Este tiempo T2 también es dependiente del tipo de tejido en el que se encuentren “inmersos” los protones, por dicha razón también es específico del tejido que se esté excitando.

CSF (1400 ms) >

37%

10

70%

100%

10%

30 50 100 150 200 250

50%

30%

ms

Materia blancaCSF

Grasa

Materia gris

9080

MXY

Page 72: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

TIEMPOS DE RELAJACION

O El agua/líquidos tienen un T1/T2 largos. La grasa tiene un T1 corto y un T2 más corto que el agua, el T2 del agua es más largo que el de los líquidos impuros que contienen moléculas más grandes.

O El T1 varía con la intensidad del campo magnético siendo más largo en campos más intensos.

O Los tejidos enfermos (edematosos al tener más contenido de agua tienen tiempos de relajación más largos.

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Page 81: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

La relajación T1O Es el tiempo de vuelta al equilibrio de un tejido

determinado después de la excitación O Es el tiempo que tardan los diferentes protones en

alinearse cuando se introducen en un campo magnético.

Page 82: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O En un solido o en la grasa la red de enlaces moleculares es abundante, los intercambios de energía son muy rápidos y su tiempo de relajacion T1 es corto y su señal elevada

Page 83: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O En el liquido puro como el agua o el LCR los enlaces son menos abundantes y la perdida de energía es menos rápida su tiempo de relajación T1 es mas largo y su señal es débil

Page 84: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O Para un campo magnético de 1 Tesla

OGrasa 240 msOSustancia blanca 680 msOSustancia gris 800 msOLCR 2500 ms

Page 85: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

La relajación T2O Es el tiempo de desfase de los espines de un tejido

determinadoO Cuando acaba el pulso de RF los espines se desfasan

entre siO La disminución de la magnetización transversal T2

depende del desfase de los espines

Page 86: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O La interacción de los espines varia con el tejidoO En un liquido puro los espines quedan en fase

mas tiempo, tendrán una señal mas intensa (T2 largo)

O Los solidos al contrario tienen T2 extremadamente cortos

O Por esta razón el hueso no da señal en RMO El T2 de los tejidos biológicos es alrededor de

10 veces mas corto que su T1

Page 87: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

El eco O La señal recogida por la antena es

debida a la magnetización transversal T2.

O Curva de decrecimiento de la inducción libre o FID

Page 88: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O Esta señal desaparece rapidamente a causa del desfase de los espines

O La disminucion de la curva es dependiente de la homogeneidad del campo magnetico

Page 89: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O Para obtener una señal aprovechable se debe generar una segunda señal que fuera un eco de la primera

Page 90: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O Tras un pulso inicial de 90°, la nueva puesta en fase se obtiene mediante un impulso de RF de 180° que da una imagen en espejo de los spines

O El impulso se aplica cuando los spines han comenzado ha desfasarse, van a ponerse en fase antes de desfasarse de nuevo

Page 91: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O Este modelo define la secuencia spin-eco por que la segunda señal es un eco de los espines

O El tiempo que separa el impulso de salida de la lectura se llamara tiempo de eco

Page 92: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

OEl eco spin es la secuencia mas utilizada en RM

Page 93: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O La elección del tiempo de eco ejerce una influencia en la imagen

O Un TE largo refleja mejor las diferencias de T2 y por consiguiente la ponderación en T2

O Un TE corto favorece la ponderación en T1

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Page 96: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

Imagen potenciada en T2

Page 97: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

EFECTOS BIOLOGICOS DE LA RM

O Existen riesgos relacionados con el empleo de campos magneticos

O No se debe someter a RMO MarcapasosO Implantes coclearesO Cuerpos extraños ferromagneticos

situados en un lugar peligroso (ojo)O Clips vasculares

Page 98: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O Prótesis ocularesO Catéter de Swan-Ganz

O La mujeres embarazadas pueden someterse a RM si es indispensable

O Consentimiento informadoO El estado actual de la ciencia no ha

demostrado ningún efecto perjudicial en el ser humano, pero ello no asegura lo que pueda ocurrir en el futuro

Page 99: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

La obtención de la imagen

Page 100: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear
Page 101: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O Para obtener una señal de los tejidos del paciente, se debe superponer un segundo campo magnético más débil que tiene diferentes intensidades en diferentes secciones.

O Este campo esta producido por bobinas de gradiente, por lo tanto en los cortes diferentes se experimenta diferente intensidad del campo magnético y tienen frecuencias de precesión distintas, siendo estimulados por pulsos de RF distintos.

O El gradiente de campo que nos permite examinar un corte especifico se llama gradiente de selección de corte.

Page 102: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O Podemos seleccionar un grosor de corte si enviamos un amplio rango de RF, entre más amplio más grueso el corte. También podemos modificar la pendiente del corte manteniendo la misma RF y obtenemos un grosor distinto.

O Utilizando el mismo pulso de RF obtenemos un corte más delgado o más grueso.

Page 103: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O El gradiente de selección de corte consiste en enviar otro gradiente de campo que disminuye ya sea de Izq. a Der o viceversa.

O Esto hace que cada columna de protones emita las señales con una frecuencia diferente.

Page 104: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O Utilizando un gradiente de campo adicional (gradiente de codificación de fase) que es más intenso en la parte de arriba que en la de abajo por un breve momento, por lo que el protón de arriba precesara más rápido que el de en medio y el de abajo, al interrumpir este gradiente todo retoman la misma frecuencia pero en distinta fase.

Page 105: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

LA TRANSFORMACION DE FOURIER.

O Es la operación matemática que permite hacer inteligible la señal recogida por la antena, ya que originalmente la diferencia de frecuencias están mezcladas.

O Si expresamos la señal con relación a la frecuencia y no al tiempo obtenemos dos picos, cada uno especifico a un tipo de protones.

Page 106: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O El resultado final de aplicar todos estos gradientes es una mezcla de señales diferentes con diferentes frecuencia y diferentes fases, que por medio de la transformación de Fourier se puede asignar a estas señales una cierta localización del corte.

O Obteniendo así la imagen de RM.

PERMITE PASAR LA SEÑAL DEL TIEMPO A LA FRECUENCIA CONSERVANDO LA INTENSIDAD.

Page 107: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

LA TRANSFORMACION DE FOURIER

O La propiedad de núcleos idénticos de resonar a una frecuencia diferente según el medio molecular en el que se encuentren se llama desplazamiento químico.

O La espectroscopia por RM es el estudio del desplazamiento químico de los núcleos.

Page 108: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

MEDIOS DE CONTRASTE

O PARAMAGNETICOS: El más usado es el Gadolinio un metal lantánido que en estado libre es toxico pero se une a DTPA como quelante, induce interacciones dipolo-dipolo acortando T1.

El disprosio Dy se encuentra en experimentación para estudiar perfusión cerebral.

Page 109: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

MEDIOS DE CONTRASTE

O SUPERPARAMAGNETICOS: los óxidos de Fe pueden formar nano partículas magnéticamente ordenadas creando en los tejidos una gran heterogeneidad magnética (↓T2 dosis dependiente).

O Se componen de una parte central (F2O3 magnetita, Fe3O4 Maghemita, FeOOH Oxihidroxidos) y una cubierta que determina su farmacocinética determina su vida media que va desde 15 minutos hasta 3 días.

SPIO: Superparamagnetic Iron Oxide.USPIO: Ultrasmall Superparamagnetic Iron Oxide.VSOP: Very small Superparamagnetic Iron Oxide. (ensayados en Andio R-M)MION: Monocrystalline Iron Oxide Nanoparticles. 4.6-1.2 nm.

Page 110: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

SUPERPARAMAGNETICOS.

Page 111: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

MEDIOS DE CONTRASTEO Las sustancias QUELANTES encapsulan al ion

para que se libere la menor cantidad de él, su tamaño, estructura y composición regula su biodistribución.

O Los de bajo peso molecular (menos de 10 000 D) después de la inyección intravascular atraviesa la circulación pulmonar y son distribuidos por el sistema arterial al espacio intersticial y a través de los glomérulos renales se excretan por la orina. No constituyen un pool sanguíneo ni tienen especificidad en los tejidos.

Page 112: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O Agentes de bajo peso molecular con estructura diferente pueden ser específicos, siendo eliminados por vía hepato-biliar y renal.

O Quelantes de alto peso molecular ( 100 000 D) difunden poco a través de los capilares, por lo que constituyen un pool sanguíneo de contraste magnético.

AGENTES SIN ESPECIFICIDAD TISULAR.

Page 113: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O Macromoléculas con Gd: con un peso molecular de hasta 100 000 Dalton difunde muy poco a través de los capilares, pueden recircular en la sangre durante varias horas, permitiendo obtener desde angiogramas, medidas cuantitativas de volumen, flujo y permeabilidad.

O Si hay daño endotelial, se escapa al espacio intersticial, pudiendo caracterizar el daño tisular, monitorizar procedimientos intervencionistas, predecir dosis-tiempo de quimioterapia.

O NUEVOS COMPUESTOS: Gadomer-17 (se une a la albumina) y MS-325.

Page 114: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear
Page 115: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

O OXIDOS DE Fe: del torrente sanguineo pasan a los organos del SER, son biodegradables incorporandose al Fe del organismo, potencian T2/T2*.

• SPIO: de 50-200nm, vida media de 5-15 min, son fagocitados rapidamente por el SER. Ej: AMI-25, Feridex, Feridex I.V, SHU 555.

• USPIO: son captados por nodulos linfaticos. Ej: AMI-227, Combidex, Sinerem.

• MION: nanoparticulas recubiertas de dextrano, internalizadas por macrofagos en el bazo, higado, ganglios linfaticos, celulas tumorales, celulas neuronales.

Page 116: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear
Page 117: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

LOS IMANESO Tienen intensidades de campo entre 0.5 y 1.5 T.O El campo debe ser homogéneo y esto se expresa con

ppm (partes por millón). Cualquier inhomogeneidad produce diferencias en la frecuencia de precesión por lo que se pueden realizar ajustes eléctricos y mecánicos que mejoran esto (shimming).

Page 118: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

TIPOS DE MAGNETOO Permanentes

O aleaciones ferromagnéticasO Inestabilidad térmica :Campos

no uniformes varía con la temperatura

O Grandes tamaños, pesados. 100 ton para 0.3 T.

O ResistivosO Bobina atravesada por una

corriente eléctrica .O Presentan resistencia al paso de

corriente eléctrica por lo que se calientan y requieren s. de enfriamiento.

O B máx. 0.2 TO Híbridos

O Núcleo de Fe.

B0

B0

Page 119: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

MAGNETO SUPERCONDUCTOR.O Superconducción

O Son los más utilizados, utilizan electricidad con un conductor especial.

O R= 0 a temperatura de – 269 ºC .

O Una vez ingresada, la corriente continúa indefinidamente circulando sin necesidad de fuente alguna.

O He y N líquido.O Si falla el sistema de

enfriamiento hay un aumento brusco de la resistencia al flujo de corriente.

Enfriador

liquidoG

as

Pantalla 80K

Pantalla 20K

Bobinas

Recarga De Helio

Tubo de Quench

Válvula de Quench (15 psi)Manómetro

Válvula de alivio 1/3 psi0

-0.5

.5

1psi

A la atmósfera

Válvula de despresurización

Torreta de Service

Cubierta

Críostato

Page 120: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

MAGNETO SUPERCONDUCTOR

• CAMPO MAGNETICO ALTO: Mejor resolución espacial, se puede usar en espectroscopia.

• CAMPO MAGNETICO BAJO: Mejor contraste y menor costo.

Page 121: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

TIPOS DE MAGNETO

AltoHorizontal (z)>1.5Superconductor

MedioVertical (y)0.6Hibrido

MedioVertical (y)0.3Permanente

BajoVertical (y)0.2Resistivo

CostoDirección del campo

Máximo Campo (T)

Tipo

Page 122: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

LAS BOBINASO De VOLUMEN: rodean completamente la parte del

cuerpo que se desea estudiar, del tamaño aproximado del paciente, la bobina de cabeza actúa como receptora y la corporal es la que trasmite las ondas de RF.

O De COMPENSACION (shimming): dan mejor homogeneidad al campo magnético.

O De GRADIENTES: producir campos magnéticos lineales variables., permiten seleccionar el corte y obtener la información espacial, son tres juegos.

Page 123: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

LAS BOBINAS

O De GRADIENTES: 3 bobinas ortogonales.O Sirven para ubicar espacialmente el origen de los pulsos.O Son las responsables del ruido dentro del iman.

B0I

B0

IBobinas X e Y

Bobina Z

Y

X

Page 124: Bases físicas de la resonancia magnética nuclear

Bobinas de Gradientes