Relajación nuclear en resonancia magnética: T1, T2 y FID

Fenómeno de Relajación Nuclear

Al finalizar el pulso de RF, se emiten fotones de energía de RF. Cuando cesa el pulso de RF, se produce un desfase lápico de los espines. El paso que permite obtener información consiste en la interrupción del paso de RF, con lo que los protones pierden la coherencia en fase y liberan la energía (anteriormente tomada del pulso de radiofrecuencia) como una corriente eléctrica denominada señal de resonancia magnética o eco, que es captada por una antena.

T1: Relajación Espín-Red

El proceso de relajación precisa la existencia de estructuras materiales alrededor del núcleo excitado a las que pueda transferir el exceso de energía que le ha conferido el pulso de RF.

La forma en que se realiza la relajación (liberación energética) nuclear se llama «relajación espín-red o tiempo de relajación T1».

El T1 de un tejido se define como el tiempo necesario que tiene que transcurrir para que el valor del vector de imantación longitudinal recupere el 63% de su valor en equilibrio. El 37% restante tarda en recuperarse, aproximadamente cinco veces más.

T2: Relajación Transversal o Espín-Espín

Unos protones precesarán más lentamente que otros. Cuanto más homogéneo es el medio, más sincrónica resulta la relajación.

Cuando la relajación transversal depende únicamente de las interacciones espín-espín de los núcleos vecinos, hablamos de un «tiempo de relajación transversal T2». La reducción de la imantación transversal (T2) es mucho más rápida que el crecimiento de la imantación longitudinal (T1). El T2 es el tiempo transcurrido cuando la magnetización transversal ha decrecido hasta el 37 % de su valor.

La grasa tiene un T1 corto, mientras que el agua tiene un T1 largo, le cuesta liberar energía. La grasa tiene un T2 corto y el agua tiene un T2 largo, se desfasa lentamente.

Señal: Caída Libre de la Inducción

El vector de magnetización neta (M) que se encuentra precesando de forma coherente sobre el eje transversal (x, y) tras la aplicación del pulso de RF traza un círculo que se acerca y aleja de la antena receptora perpendicular y, a medida que la magnetización transversal se va perdiendo y la longitudinal se va recuperando, traza un cono progresivamente menor que llega a su fin cuando toda la magnetización transversal se ha perdido y toda la longitudinal se ha ganado.

FID

La corriente eléctrica inducida por este movimiento se registra en la antena receptora en forma de una sinusoide amortiguada decreciente que recibe el nombre de FID (caída libre de la inducción o Free Induction Decay) y que representa la base de la imagen de la RM. Esta FID del vóxel induce una corriente en la antena receptora (del orden de microvoltios) que puede ser procesada y transformada en imagen.

Propiedades de Núcleos Atómicos

El espín es una propiedad intrínseca de las partículas, al igual que la carga o la masa.

Toda partícula con espín no nulo tiene asociado un vector, momento magnético μ, orientado en la dirección del espín, que crea un campo magnético a su alrededor.

El núcleo atómico, al estar compuesto por protones y neutrones, también posee espín, cuyo valor está en función del número de protones y neutrones que contenga.

Los protones y neutrones dentro del núcleo tienden a aparear sus espines, es decir, a anular su espín total, ya que ésta es una situación que resulta energéticamente favorable.