Orientació Espacial dels Protons en un Camp Magnètic

Existeix un nivell energètic inferior anomenat “en paral·lel” i un estat energètic superior, que rep el nom de “antiparal·lel”. A la temperatura del cos humà i amb els camps utilitzats, predomina de forma lleugera l’inferior “en paral·lel”. La majoria de protons es troben precessant en sentit paral·lel i uns altres menys es troben precessant en sentit antiparal·lel. Per tant, el vector resultant queda orientat en sentit paral·lel al camp extern i el seu valor/magnitud depèn de la diferència de protons orientats en sentit paral·lel i antiparal·lel. Al nombre de protons superior en sentit paral·lel s’anomena excés de protons i precisament és d’on prové la senyal de RMN. El vector final resultant rep el nom de vector de magnetització.

Transferència Energètica amb els Protons

El primer pas que haurien d’aconseguir és homogeneïtzar el camp perquè els espins precisin de manera sincronitzada. Per aconseguir que els protons entrin en ressonància, és necessari aplicar una font d’energia externa capaç de produir i transmetre l’energia selectiva al nucli. Aquesta energia externa que es transfereix obliga els espins a precessar de manera transversa cap a l’antena per captar la senyal.

Donat que l’emissió és molt ràpida (milisegons) i en forma de polsos de RF, s’anomena polsos de RF. Una seqüència és un procediment físic que consisteix en l’emissió a intervals rítmics i curts de polsos d’ones de RF o gradient magnètic, durant una exploració de RM, amb la finalitat d’obtenir ecos de ressonància que permetin reconstruir i representar una sèrie d’imatges de qualsevol estructura anatòmica. L’emissió de polsos durant una exploració de RM produeix un so monòton que es percep des de la sala del tècnic. L’emissió es produeix de manera automàtica durant 3/4 minuts, a partir del moment que comença l’exploració.

1. Mitjançant pols d’ones electromagnètiques de RF

Les ones emeses per una antena travessen els teixits orgànics, interaccionen amb els protons i es tornen per aquests convertides en senyals de RM. Els polsos són de curta durada. En RM no s’emet només un pols, sinó que s’emet una successió d’aquests. La potència de polsos no és sempre la mateixa; aquesta energia es mesura en eV i en funció del canvi que provoquen sobre el vector de magnetització longitudinal en sentit transversal. Aquesta inclinació de l’angle rep el nom de flip angle o angle d’inclinació.

Simultàniament es produeixen altres fenòmens: refase del moviment de precessió, ja que tots els nuclis que responen al pols de RF entren en ressonància al mateix temps. A aquesta forma de transferència d’energia se li diu excitació pel pols de RF.

2. Mitjançant polsos de gradient magnètic

Un gradient és un intens camp lineal i intermitent que es produeix per l’activació en un temps determinat d’un parell de bobines de gradient; la seva intensitat canvia al llarg del temps i l’espai. Suposant que el pacient es trobi en decúbit supí dins l’imant, col·locant un parell de bobines en els extrems de l’imant es crea un gradient crani-caudal (talls axials, eix Z): per obtenir una imatge d’un altre pla axial només cal canviar la freqüència d’emissió sense desplaçar el pacient. De la mateixa manera, col·locant una bobina a la part anterior del pacient i l’altra a la posterior s’aconsegueixen plans coronals, i creant un gradient de dreta a esquerra s’aconsegueixen plans sagitals.

Els gradients magnètics de selecció del pla tomogràfic s’activen només quan s’ha de dipositar els polsos de RF, i es desconnecten de forma automàtica immediatament després de la selecció del pla; dura microsegons. L’establiment d’un gradient magnètic implica que en el pla seleccionat s’envia un pols de RF en l’espai ocupat pels vòxels que configuren aquest pla. Per tant, cadascun dels vòxels està determinat per un interval de freqüències. El gruix del pla de tall pot regular-se per l’amplada de banda (+amplitud + gruix de tall). Una de les característiques més importants és la rapidesa en la qual es produeix l’activació-desactivació de les bobines de gradient. Els gradients formen part del software de l’aparell, per tant no poden ser modificats pel tècnic.

Sintonització de les Frequències de Precessió, d'Emissió de Polsos i Recepció de la Senyal

Una vegada que el pacient s'ha situat dintre del túnel, ajustada l'antena i abans de realitzar l'exploració, és imprescindible i consisteix en PRESCAN, TUNING o sintonització en mode prova. Abans de començar qualsevol exploració, s'ha de calcular exactament la freqüència de precessió dels espins de les molècules que formen part de l'estructura anatòmica observada. Aquest procediment de prescan o tuning dura uns segons i és activat pel tècnic abans de començar cadascuna de les seqüències de polsos.

Durant aquest període de temps, el sistema informàtic realitza una estimulació en mode de prova de la regió anatòmica que es va a explorar. L'aparell es posa en marxa i comença a emetre polsos d'ones electromagnètiques en diferents freqüències i a captar la senyal de ressonància que s'emet pels protons. Aquest procediment s'ha de realitzar en tots els pacients i amb cadascuna de les seqüències d'adquisició. La freqüència de precessió per un gran nombre d'ones electromagnètiques que s'emeten en una freqüència lleugerament diferent està entre +/- 120 kilohertz (amplada de banda).

A la capacitat d'una antena per captar un nombre d'ones que s'emeten amb diferents freqüències s'anomena amplada de banda de l'antena. Els protons que formen part de les molècules d'aigua precessen a una freqüència de 63.853.225 Hz i els protons que formen part de les molècules del greix precessen amb menys Hz. Són diferències molt petites, però per aquest motiu en la major part de les exploracions s'emeten polsos com a mínim de dues ones (una a cadascuna de les diferents freqüències). A vegades interessa conèixer només la senyal que prové de l'aigua i anular la de greix i viceversa. Quan volem veure aigua s'anomena saturació FATSAT i quan volem veure el greix, saturació WATER SUPPRESSION.