Fundamentos de la Resonancia Magnética: Principios Físicos y Aplicaciones

La Resonancia Magnética (RM) es un método no invasivo de diagnóstico por imágenes que, a diferencia de la radiografía y la tomografía computarizada (TC), que utilizan radiación ionizante, utiliza un campo magnético y pulsos de radiofrecuencia. En las imágenes, el blanco representa lo hiperintenso y el negro lo hipointenso. El principio se basa en la inducción de transiciones entre diferentes estados de energía, que ocurre al someter partículas (electrones y protones) de núcleos atómicos de número impar a un potente campo magnético, de forma que estos puedan absorber selectivamente energía de la frecuencia de ondas de radio (8 a 130 MHz) dentro del espectro electromagnético.

En la RM, se introduce al paciente en un campo magnético creado por un gran imán y se aplican ondas electromagnéticas. Así, se consigue la “resonancia” y se recoge la energía liberada en forma de señal. El campo magnético que genera la carga eléctrica del espín se denomina momento dipolar magnético.

Magnetización Protónica

Cuando el protón es expuesto a un campo magnético externo constante, una fuerza actúa sobre su momento dipolar magnético de forma que éste se orienta en paralelo con el campo externo. Este proceso de alineación se conoce como precesión y se produce por la interacción del campo magnético externo y el campo magnético nuclear.

Los vectores se anulan unos con otros, resultando en una magnetización cero. El vector de sumación, o magnetización neta, es la suma de todos los vectores alineados.

Ecuación de Larmor

El pulso de Radiofrecuencia (RF) que se envíe debe tener la misma frecuencia que la frecuencia de precesión, y para ello se utiliza la ecuación de Larmor:

ω = γ x B0

Donde:

• ω es la frecuencia angular de Larmor (MHz).
• γ es la relación giromagnética (MHz/T), relación entre las propiedades mecánicas del núcleo y depende del tipo de núcleo.
• B0 es la fuerza del campo magnético en Teslas (T).

Para los protones, γ ≈ 42,58 MHz/T y para el hidrógeno, γ ≈ 42,5 MHz/T.

Estados Energéticos en el Campo Magnético

Los protones pueden alinearse de dos formas diferentes respecto al campo magnético:

• Estado paralelo o de baja energía: los protones se encuentran alineados con el campo magnético externo.
• Estado antiparalelo o de alta energía: los protones han sido estimulados por ondas de radiofrecuencia y han absorbido energía.

El vector de magnetización de los protones paralelos tiene el mismo sentido que el campo magnético externo, mientras que el de los antiparalelos tiene el sentido opuesto. Dentro de un campo magnético, los protones se reparten en estado paralelo y antiparalelo, con un pequeño exceso en estado paralelo o de baja energía.

La magnetización longitudinal es la suma de todos los momentos magnéticos individuales de cada núcleo, representando el momento magnético total. El momento dipolar magnético del protón en precesión posee una magnitud y una dirección y, por consiguiente, puede ser representado por un vector. Los vectores de los protones tienen direcciones aleatorias y anulan sus fuerzas. El exceso de protones en paralelo crea el llamado vector de magnetización neta o momento magnético. Dicho vector es el resultado de la suma de los vectores de cada uno de los átomos y su magnitud es directamente proporcional a la intensidad del campo magnético externo y tiene su misma dirección.

Cuando se aplica un pulso de radiofrecuencia, el objetivo es girar esta magnetización longitudinal hasta el plano transverso.

Tiempos de Relajación: T1 y T2

• T1: Tiempo que tardan los protones en recuperar el 63% de la magnetización longitudinal.
• T2: Tiempo que tarda hasta que persiste el 37% de su valor inicial. Mide el tiempo que los protones permanecen en fase después de un pulso de RF.

La diferencia entre unas secuencias y otras depende del tipo de pulsos de radiofrecuencia utilizados y el tiempo que hay entre ellos.