Secuencias RM: supresión de grasa, angio-RM y espectroscopía

Técnicas de Supresión Grasa en Resonancia Magnética

Secuencia SE IR (Spin Echo Inversion Recovery)

Comienza con un pulso de inversión de 180° para invertir la magnetización longitudinal. Después de un tiempo de inversión (TI), se aplica un pulso de excitación de 90°, seguido de un pulso de refase de 180° para generar el eco. La señal se recoge en el tiempo de eco (TE). El tiempo de repetición (TR) es el intervalo entre dos pulsos de inversión de 180° consecutivos.

• TR: Tiempo entre 2 pulsos de inversión de 180°.
• TE: Tiempo entre el pulso de 90° y el centro del eco.
• TI: Tiempo entre el pulso de inversión de 180° y el pulso de excitación de 90°. Se elige para anular la señal de un tejido específico (ej., grasa en STIR, LCR en FLAIR).

Shimming

Proceso para mejorar la homogeneidad del campo magnético principal (B0).

Desplazamiento Químico (Chemical Shift)

Diferencia en la frecuencia de precesión entre los protones del agua y la grasa debido a su entorno químico distinto. El agua está menos apantallada (~4.7 ppm) que la grasa (~1.2 ppm). La diferencia es de aproximadamente 3.5 ppm, lo que equivale a unos 224 Hz a 1.5 Tesla.

Chemical Shift de Primer Orden (Tipo 1)

Artefacto visible en la dirección de codificación de frecuencia. Causa una mala localización espacial de la señal de agua y grasa, registrándose en posiciones ligeramente diferentes aunque estén en el mismo vóxel. Se manifiesta como un borde hipointenso en un lado de la interfaz agua-grasa y un borde hiperintenso en el lado opuesto. Es más prominente con T2* corto. Puede ser útil para identificar estructuras con grasa macroscópica como: lipomas, tumores dermoides y teratomas.

Para reducir el artefacto de Chemical Shift de primer orden:

• Usar campos magnéticos (B0) más bajos.
• Aumentar el ancho de banda de recepción (rBW).
• Aumentar el tamaño de la matriz (reduce el tamaño del vóxel).
• Usar secuencias Spin Echo (SE) que refocalizan las diferencias de fase.
• Utilizar técnicas de supresión grasa.

Chemical Shift de Segundo Orden (Tipo 2 o 'India Ink Artifact')

Ocurre en secuencias Gradient Echo (GRE) y depende crucialmente del Tiempo de Eco (TE). Es un fenómeno de cancelación de fase que ocurre cuando los protones de agua y grasa dentro del mismo vóxel están fuera de fase (180° de diferencia). Esto resulta en una pérdida de señal en los vóxeles que contienen cantidades similares de agua y grasa. Se observa como un contorno negro ('tinta china') en las interfaces entre órganos y la grasa circundante. Es útil para detectar grasa intracelular microscópica en: adenomas suprarrenales, infiltración grasa hepática (esteatosis), angiomiolipomas renales.

Técnica Dixon

Método basado en el desplazamiento químico que adquiere imágenes con agua y grasa en fase y fuera de fase. Permite calcular y generar cuatro tipos de imágenes:

1. En fase
2. Fuera de fase
3. Solo agua ('Water-only')
4. Solo grasa ('Fat-only')

Se puede implementar con secuencias Turbo Spin Echo (TSE) y Gradient Echo (GRE).

FatSat (Saturación Grasa Espectral)

Método de supresión grasa que aplica un pulso de radiofrecuencia (RF) selectivo (generalmente de 90°) sintonizado a la frecuencia de precesión específica de la grasa, justo antes de la secuencia de adquisición principal. Este pulso satura la magnetización longitudinal de la grasa, impidiendo que genere señal. Su eficacia depende de la homogeneidad del campo magnético (B0) y de la correcta calibración de la frecuencia.

SPIR (Spectral Presaturation with Inversion Recovery)

Combina un prepulso de inversión de 180° selectivo para la grasa con la secuencia de adquisición. Se espera un tiempo de inversión (TI) adecuado para que la magnetización de la grasa pase por el punto nulo en el momento del pulso de excitación de la secuencia principal. Es sensible a inhomogeneidades de B0 y B1.

SPAIR (Spectral Adiabatic Inversion Recovery)

Técnica de inversión-recuperación que utiliza pulsos adiabáticos. Estos pulsos son menos sensibles a las inhomogeneidades del campo de RF (B1) y del campo magnético principal (B0), logrando una inversión más precisa y homogénea de la magnetización de la grasa en comparación con SPIR. Proporciona una supresión grasa más robusta y homogénea. Utiliza gradientes 'spoiler' para destruir la magnetización transversal residual.

Pulsos Binomiales (Water Excitation - WE)

Utilizan una combinación de pulsos de RF con diferentes fases y amplitudes (ej., 1-1, 1-2-1, 1-3-3-1) en lugar de un único pulso de excitación (ej., 90°). Están diseñados para excitar selectivamente la señal del agua mientras anulan la señal de la grasa (o viceversa). No saturan la grasa, sino que evitan excitarla.

Técnicas de Angiografía por Resonancia Magnética (Angio-RM)

Angiografía Time-of-Flight (TOF)

Técnica de angio-RM sin contraste basada en el fenómeno de entrada de flujo ('inflow').

• Utiliza TR cortos y secuencias rápidas tipo Gradient Echo (Fast GRE) para saturar la señal del tejido estacionario.
• La sangre que fluye hacia el corte/volumen no está saturada y genera alta señal.
• La saturación del flujo puede ocurrir si: el corte/slab es muy grueso, la velocidad de la sangre es lenta, o el flujo es paralelo al plano de corte.

TOF 2D (Bidimensional)

Adquiere cortes finos secuencialmente. Es más sensible a flujo lento y cubre áreas grandes más rápidamente, pero tiene menor resolución espacial y relación señal/ruido (SNR) que el 3D TOF.

TOF 3D (Tridimensional)

Adquiere un volumen (slab) grueso. Ofrece mayor SNR y resolución espacial. Es mejor para vasos tortuosos, pero más susceptible a la saturación de flujo lento dentro del volumen.

Angiografía por Contraste de Fase (PC-MRA)

Técnica sin contraste basada en la detección del cambio de fase acumulado por los protones en movimiento al atravesar gradientes magnéticos bipolares.

• No sufre de saturación de flujo como TOF.
• Permite medir la velocidad y dirección del flujo (cuantificación) ajustando la velocidad de codificación (VENC).
• El fondo (tejido estacionario) tiene señal muy baja (fondo negro).
• Los tiempos de adquisición son más largos que en TOF.
• Es más sensible a turbulencias y artefactos por flujos complejos o aceleraciones (errores de fase).

Angio-RM con Contraste (CE-MRA)

Utiliza la administración intravenosa de un agente de contraste basado en Gadolinio, que acorta significativamente el T1 de la sangre.

• Se emplean secuencias 3D Gradient Echo potenciadas en T1 muy rápidas.
• La adquisición se sincroniza con la llegada del bolo de contraste a la vasculatura de interés.
• Muy rápida y con alta SNR.
• No hay pérdida de señal por saturación de flujo.
• Permite adquisiciones en cualquier plano (el plano coronal es común para muchas aplicaciones vasculares).

Espectroscopía por Resonancia Magnética (MRS)

Técnica para el análisis no invasivo de la composición bioquímica (metabolitos) de los tejidos.

Pasos Generales:

1. Selección del Vóxel de Interés (VOI) o volumen para estudio.
2. Optimización de la homogeneidad del campo magnético (Shimming) en el área seleccionada.
3. Supresión de la señal del agua (mucho más abundante que los metabolitos).
4. Adquisición del espectro de metabolitos.

Secuencias Comunes:

PRESS (Point RESolved Spectroscopy)

Utiliza una secuencia de pulsos 90° - 180° - 180° para seleccionar el vóxel. Generalmente se usa con TE intermedios o largos (ej., 135-288 ms) para detectar metabolitos con T2 relativamente largo como:

• NAA (N-Acetil Aspartato)
• Cr (Creatina)
• Cho (Colina)
• Lac (Lactato) (doblete invertido a TE ~144 ms)

STEAM (STimulated Echo Acquisition Mode)

Utiliza tres pulsos de 90° para la selección del vóxel y genera un eco estimulado. Permite usar TE muy cortos (ej., 10-30 ms), lo que es útil para detectar metabolitos con T2 corto y acoplamientos J complejos como:

• Glutamato (Glu)
• Glutamina (Gln)
• Mioinositol (mI)
• Glucosa
• Lípidos

Modalidades de Adquisición:

Espectroscopía Monovóxel (Single Voxel Spectroscopy - SVS)

Adquiere el espectro de una única región seleccionada. Ventajas: Buena relación señal/ruido (SNR), buena calidad espectral. Ideal para áreas pequeñas y específicas (ej., hipocampo, núcleos basales, lesiones focales).

Espectroscopía Multivóxel (MVS) o Imagen Espectroscópica Química (CSI)

Adquiere espectros de múltiples vóxeles simultáneamente, creando un mapa metabólico. Ventajas: Proporciona información sobre la distribución espacial de los metabolitos. Desventajas: Tiempos de adquisición más largos, menor SNR por vóxel comparado con SVS, mayor dificultad técnica (shimming, supresión de agua). Útil para evaluar lesiones extensas (ej., tumores), márgenes de resección (post-operatorio).

Metabolitos Principales en Espectroscopía Cerebral:

• NAA (N-Acetil Aspartato): Pico a ~2.02 ppm. Considerado un marcador de viabilidad e integridad neuronal. Disminuye en daño neuronal.
• Cr (Creatina Total - Creatina + Fosfocreatina): Pico principal a ~3.03 ppm (y pico menor a 3.9 ppm). Relacionado con el metabolismo energético. Suele ser relativamente estable, usándose como referencia interna.
• Cho (Compuestos que contienen Colina): Pico a ~3.2 ppm. Relacionado con el metabolismo de las membranas celulares (síntesis y degradación). Aumenta en condiciones de alto recambio de membranas (ej., tumores, inflamación, desmielinización activa).
• Lac (Lactato): Doblete a ~1.33 ppm (mejor visualizado a TE intermedios). Producto del metabolismo anaeróbico. Normalmente no detectable. Aumenta en hipoxia, isquemia, algunos tumores agresivos, errores congénitos del metabolismo.