Magnituds Vectorials en Ressonància Magnètica

1. Vector moment magnètic

Representa les petites forces dels petits camps de cadascun dels protons.

2. Vector suma moment magnètic

És la suma dels vectors de tots els protons no neutralitzats entre si.

3. VML

Eix z: la resultant de la suma vectorial de tots els petits vectors moment magnètic forma l’anomenat excés de protons que s’origina alineat amb el camp de l’imant. Quan la intensitat del camp augmenta, la senyal del VML no pot ser captada per l’antena receptora, ja que està superposada a la senyal del camp B0 i no es pot distingir.

4. VMT

Pols d’ones que s’emeten des d’una antena que actua com a emissora, obliga els espins a orientar-se momentàniament en sentit transversal. Pot formar un angle respecte a l’eix del camp de l’imant entre 15-180º; ha canviat d’orientació el VML i rep el nom de VMT.

Effecte dels polsos de RF i de Gradient en RM

L’objectiu de la RM és aconseguir imatges del conjunt d’espins que estan precessant a una freqüència molt ràpida. Quan es troben en estat lliure és difícil aconseguir-ho perquè estan precessant de manera descompassada i per aquest motiu, si en aquest moment fa una emissió d’energia, no seria captada per l’antena. Així podem parlar de:

• Fase: fenomen físic quan es transfereix energia des de l’antena i els espins que precessaven lliurement comencen a fer-ho ara de manera momentània de forma sincronitzada en fase. La precessió en fase coincideix amb l’instant en què el VMT presenta el valor màxim (microsegons).
• Desfase: els protons van a la mateixa freqüència i arribaran al seu estat inicial; fenomen físic que s’inicia cada vegada que s’interromp l’emissió dels pols. Els espins es relaxen i van alliberant la senyal de RM. Durant la desfase, el VMT disminueix de forma gradual i la senyal també.
• Refase: és el procés contrari al desfase. Consisteix a tornar a la fase dels espins que s’havien desfasat espontàniament al cessar l’emissió de RF.

Mecanisme d’acció dels polsos d’ones electromagnètiques de RF

1. Excitació protònica: efecte de pols inicials d’ones sobre els espins i es doble. Per una part, té lloc un canvi d’orientació longitudinal dels espins a transversal i, per l’altra, es produeix un refase dels espins. Orientació del sentit transversal: protons en excés, precessen desfasats paral·lelament. Amb el primer pols excitador, aquests espins són desviats i es forma el VMT i el VML desapareix; no hi ha cap protó precessant paral·lelament. Precessió en fase: el segon efecte de pols inicial consisteix en què els espins precessin momentàniament en fase; sumen totes les senyals individuals de protons. L’emissió del pols excitador és molt curta i s’interromp quan els espins intenten tornar al seu estat inicial. Aquesta senyal se li anomena FID.
2. Emissió d’un pols refasador de 180º/relaxació dels espins: per impedir que els espins es desfasin per complet, s’emet un segon pols de 180º que vol homogeneïtzar el camp. Amb aquest pols s’aconsegueix que els espins tornin a precessar en fase. Després de la fase, aquest segon pols es tornarà a desfasar i serà quan obtindrem el primer eco de ressonància vàlid, amb el qual es formaran les primeres imatges anomenades seqüència espín-eco.
3. Recepció de la senyal de ressonància: la senyal de ressonància que s’emet pels protons es transmet com una ona electromagnètica de RF on serà processada i transformada en imatge al sistema informàtic.
4. Emissió de polsos successius refasadors de 180º: el procés descrit anteriorment seria una seqüència mono eco. Avui en dia, les seqüències són una successió de polsos de 180º que no deixen que els espins es desfasin del tot després del primer pols excitador.

Mecanisme d’acció dels polsos de gradient

Un gradient magnètic és un petit camp magnètic lineal que es superposa al camp magnètic principal. Els polsos de gradient són emesos quan s’activa un dels parells de les bobines de gradient.

1. Obtenció de la senyal en les seqüències eco-gradient: els polsos de gradient magnètic exerceixen un efecte refasador sobre els espins que s’han desviat en un sentit transversal. Els gradients magnètics actuen accelerant o disminuint la freqüència de precessió directament en cadascun dels espins.
2. Determina el gruix de tall: els gradients s’utilitzen en totes les exploracions per seleccionar el gruix de tall que ha de ser estimulada per les ones de RF. Obtenim imatges sagitals estimulant les bobines a la dreta i esquerra per obtenir imatges coronals i superior i inferior.
3. Codificació dels ecos de RM: codificar és assignar un codi determinat a una sèrie de dades; en RMN, codificar els ecos suposa identificar amb un codi la senyal individualitzada que prové de cadascun dels vòxels abans de ser captada per l’antena receptora. Amb tots els ecos, cadascun dels vòxels d’un tall es reconstruirà en una imatge formada pel mateix nombre de píxels.

Temps de relaxació transversal/T2

Constant física que es mesura en milisegons i reflecteix el temps que tarden en desfasar-se els espins; es repeteix cada vegada que s’interrompen els polsos refasadors de 180º del gradient. Hi ha dos tipus:

• Desfase en seqüències espin-eco: s’interromp l’emissió del pols refasador de 180º i comença la desfase dels protons.
• Desfase T2* eco-gradient: desfase dels protons en seqüències que alternen polsos d’ones electromagnètiques i de gradient. Els protons es desfasen més ràpidament en eco-gradient, per tant T2* és més curt que T2, situació que explica que les exploracions de gradient siguin més ràpides.

Temps de relaxació longitudinal/T1

Constant que reflecteix el temps que tarda el vector de magnetització longitudinal en recuperar el 63% del seu valor, cada vegada que s’interromp l’emissió dels polsos refasadors de RF o gradient magnètic. Els temps són d’alguns milisegons, i és més llarg quan augmenta la intensitat del camp. El T1 està en funció del tipus de molècules de les quals formen part els àtoms d’hidrogen; així, el teixit adipós presenta un T1 curt de 200-300 ms, en canvi, el d’un teixit amb gran quantitat de protons presenta un T1 més llarg de 1600-2000 ms com l’aigua.