Secuencia de pulso t1 (GRE)

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Angiografía CON RESONANCIA Magnética.La angiografía es una técnica q permite la visualización d flujo.
Para aplicar la resonancia Magnética se vale de distintas carácterísticas d los spins en movimiento.  Normal% el flujo produce artefactos en una imagen, sin embargo en la angiografía, es la principal fuente de contraste. De acuerdo a la técnica de adquisición puede ser clasificada en 3 categorías: Time-of-Flight. Phase Contrast (contraste de fase) e independiente del flujo.

TIME-OF-FIGHT

Es una técnica q utiliza el movimiento de la sangre para generar contrastes x medio d saturación. La técnica Time-of-Flight es la + eficiente en términos d tiempo para obtener Angiografías. Se puede dividir en 4 métodos d acuerdo al tejido q es saturado, estos métodos son: Énfasis de Flujo, Sangre Blanca, Sangre Negra y resta. Cualquier técnica dentro del grupo Time-of-Flight sirve para flujos que atraviesan un slice.Énfasis DE FLUJO. Consiste en la saturación d los tejidos estacionarios. Este mecanismo utiliza una secuencia
Gradient Eco, excitando una tajada delgada. Luego se agrega una nueva excitación lo cual provoca la saturación d los tejidos estáticos. La sangre x estar en movimiento solo percibe la segunda excitación. De esta forma, la señal obtenida sólo proviene de la sangre.SANGRE BLANCA.Esta técnica satura los tejidos estacionarios, realizando excitaciones en tajadas d acuerdo a la dirección d flujo. Se utiliza una secuencia SE en la tajada delgada, luego se realiza otra excitación en la tajada q contiene la sangre en movimiento, así satura los tejidos estáticos y genera en eco en la señal excitada en la tajada anterior.SANGRE NEGRA. Este método discrimina la sangre d los otros tejidos en base al eco producido x un pulso d reenfoque. Al utilizar un pulso d reenfoque, los tejidos estáticos producen  un eco, mientras q la sangre x presentar movimiento decae y no genera señal.RESTA. Esta técnica utiliza uno d los métodos anteriores con una secuencia GE normal. Es generada a partir d la resta de dos imágenes, una adquirida con alguno d los métodos antes mencionados y otra con la secuencia GE normal. Esta técnica intenta aportar información d los tejidos estacionarios, en especial las arterias.

PHASE CONTRAST (Contraste de Fase)

Esta técnica genera contraste a partir d la diferenciación d fase d los tejidos en movimiento. Se utiliza para ver flujo y su velocidad dentro de un corte.  En esta técnica, se aplica un gradiente bipolar en la dirección q se quiere el flujo. Un gradiente bipolar consiste en la aplicación d un gradiente constante, d cierta amplitud y duración, seguido d un gradiente igual ala anterior pero d amplitud opuesta. El gradiente bipolar es referido como positivo negativo dependiendo del signo d su primer gradiente. La aplicación d un gradiente bipolar equivale  a un desplazamiento en el espacio K en un sentido y luego en el sentido opuesto. Esto no altera los spins que están estáticos, sin embargo,  los spins en movimiento quedan con  una fase distinta. Si luego, se aplican los gradientes pertinentes para la lectura de  los datos (spin eco o gradient eco), se obtendrá una imagen sin ningún cambio puesto que una imagen cualquiera corresponde a la magnitud d los spins sin importar su fase. Si se toman dos imágenes iguales, una con una gradiente bipolar positiva y la otra con un gradiente negativo, la única diferencia será la fase d los spins en movimiento; x lo tanto si se restan, lo único q no se anula son los lugares en q existe flujo. Este método no sólo nos entrega información acerca del flujo sino además de la velocidad d éste, ya que mientras más rápido es el flujo, mas brillante se ve la imagen. Tiene la desventaja d necesitar un mayor tiempo d adquisición comparado con TOF, pero se ve menos afectado por trombos u obstrucciones y además permite medir la velocidad de flujo en las tres direcciones, independiente de la orientación del slice.

INDEPENDIENTE DEL FLUJO

Este método no se basa en el movimiento de la sangre sino en sus propiedades. Este contraste se crea con una secuencia que permita discriminar fuertemente de acuerdo a los valores T1 y T2 de la sangre, esto es posible sólo en regiones donde estos valores son únicos.


Difusión Y Perfusión.   La difusión y Perfusión son parámetros adicionales a T1 , T2 y Dp, que  cambian con las condiciones fisiológicas o patológicas de los tejidos.

Difusión

La diferencia de concentración local de soluto en una solución da origen a flujo de soluto de las zonas de alta concentración a las zonas de baja concentración, a este flujo se le llama Difusión. En MRI la Difusión produce un desfase progresivo de los spins, que no es posible corregir con un pulso de reenfoque como el caso del desfase producido por in homogeneidades. Al aplicar dos excitaciones (la segunda de 180 grados), es posible apreciar la difusión como la atenuación de la señal. Para generar el contraste en Difusión se requiere utilizar un gradiente extra que amplifica los efectos de la difusión, y que determinará la difusión que existe en la dirección en que fue aplicado. Para tener un mapa exacto de la difusión se deben realizar 6 imágenes, una para cada par dirección/sentido. Con estos gradientes especiales se generan imágenes llamadas Diffusion Wheighted Imaging o imágenes con peso en difusión. Este nuevo tipo de contraste tiene diversas aplicaciones.

Perfusión

Es una técnica para evaluar el flujo microscópico de la sangre en capilares cerebrales y venas. Existen dos métodos de adquisición de imágenes de Perfusión: DSC (Dynamic Susceptibility Contrast) y Marcador de spin (Spin Labelling). DSC: Este método se basa en la inyección de un bolo de medio de contraste ( bolo de prueba), cuya intensidad es distinta al resto de la imagen, mediante MRI se identifica su perfusión. Consiste en una serie de imágenes rápidas cuyo nivel de intensidad determina el nivel de perfusión en el tejido. Spin Labelling: Es un método no invasivo en el que se adquieren dos series de imágenes, con una inversión de sangre arterial y la otra sin inversión. Luego se restan y su diferencia representa el nivel de perfusión en el tejido. Existen varias técnicas para realizar esto (PICORE, FAIR, EPISTAR, QUIPPS). Los mapas que se pueden obtener con estas imágenes de perfusión son los siguientes: MTT: (Mean Transfer Time): Tiempo de estadía del flujo en capilares. CBV: (Relative Cerebral Blood Volume): Volumen del flujo de interés. CBF: (Relative Cerebral Blood Flow): Nivel de flujo de interés.


ESPECTROSCOPIA.   La espectroscopia es una técnica utilizada tanto en el análisis químico como en medicina, que permite determinar los compuestos presentes en una solución u objeto. Está basada en la lectura del hidrógeno, el cuál experimenta una frecuencia de resonancia distinta dependiendo del compuesto en el que se encuentre (principio del desplazamiento químico o Chemicals shif). La imagen espectroscópica se obtiene leyendo todas las frecuencias para cada voxel. Hay dos métodos básicos para obtener espectros. El primero en base a un voxel definido, el cuál se localiza utilizando 3 pulsos de RF selectivos (aplicando gradientes en los tres ejes x ,y ,z); y el otro es simplemente obtener un espectro para todo el objeto como un conjunto (no selectivo). Esta técnica abre una nueva dimensión en las imágenes por resonancia magnética, es decir al obtener un corte de un objeto en vez de tener una imagen con un contraste determinado se obtienen múltiples imágenes cada un contraste que está determinado por un solo compuesto que contiene hidrógeno. Los principales problemas de esta técnica son el largo tiempo de adquisición y la sensibilidad a los artefactos. Métodos.Para leer en una nueva dirección (en este caso dirección de frecuencia) y así obtener varias imágenes, en general se debe utilizar un gradiente extra. Por ejemplo, en el caso de adquirir imágenes 3D se utiliza como gradiente extra el gradiente de selección de tajada Gz. En el caso de la espectroscopía no se requieren gradientes adicionales, ya que el correspondiente en el especio K de las distintas frecuencias es el tiempo, es decir para leer en el sentido de la frecuencia basta “esperar” el desfase natural de los spins. El gradiente para moverse en el sentido de los compuestos es el mismo tiempo. El segundo método está basado en una, dos o tres codificaciones en fase para producir espectros en múltiples voxeles. CONSIDERACIONES Y PREPARACIONES. Una espectroscopía es un tipo especial de imagen y algunas carácterísticas deben tenerse en cuanta antes de realizarla. Señal débil: La señal del agua y la grasa son predominantes en todo el cuerpo humano por lo que deben suprimirse para que no oculten la señal de otros compuestos en una espectroscopía, que son los compuestos de interés. Homogeneidad: La homogeneidad del campo magnético es fundamental para obtener una imagen espectroscópica por lo que se debe realizar shimming específico para cada examen. TIPOS DE ESPECTROSCOPIA: Existen dos formas de analizar las espectroscopias: 1) Espectrograma: Un grafico con la cantidad de cada compuesto para un píxel en particular o para la suma de toda la imagen. 2) Imagen de espectroscopía: Una imagen con la intensidad de un compuesto en particular para todos los pixeles de la imagen. Parámetros: Ancho de los peaks: idealmente no tienen ancho (puntuales) ya que cada pulso representa un compuesto que resuena a una frecuencia determinada. El ancho de ellos está determinado por el tiempo de adquisición. Mientras más se adquiere, mas angosto sera el pulso (importante cuando los pulsos están cerca). Peaks anchos son equivalentes a una imagen de baja resolución.

LONGUITUD DEL ESPECTRO

Depende de la periocidad con que se muestra la señal (ancho de banda). Mientras mas cerca están las muestras, mas largo será el espectro. Equivale a un FOV grande en imagen.

RUIDO

Determina la amplitud mínima de los compuestos para ser  apreciados en el espectro. Para disminuir el ruido se puede hacer varias adquisiciones. 

IMÁGENES Cardíacas

Imágenes que permiten observar el corazón. Los avances en el desarrollo de la resonancia magnética, especialmente en la velocidad del scan, hacen que sea posible tomar imágenes de un órgano en movimiento, como es el corazón. La posición más útil para adquirir este tipo de imágenes en los planos paralelos y perpendiculares al eje cardiaco. Existen varios tipos de imágenes según necesidades diagnósticas.

IMÁGENES Cinemáticas (CINE IMAGING):

 En  este tipo de imágenes la adquisición se sincroniza con el ECG de manera que se puede apreciar el movimiento del corazón para un ciclo completo. Este examen dura entre 10 y 20 segundos, para que el paciente pueda detener la respiración (break hold), lo que permite evitar que se produzcan artefactos debido al movimiento respiratorio. Este examen permite detectar, por ejemplo, zonas de movimiento anormal del corazón (infartos). Se realiza la adquisición de distintos instantes del ciclo cardiaco a lo largo de varios ciclos para formar en conjunto un video de un ciclo completo.

IMÁGENES Estáticas:

En este caso, se selecciona un instante dentro de la fase del corazón y se adquiere una imagen estática. Esta puede ser del tipo white Blood o Dark blood dependiendo de la técnica que se use.


Técnicas Básicas:

Secuencias

Una secuencia es un conjunto de instrucciones de hardware que permiten obtener una imagen de Resonancia
  Magnética, determinando las carácterísticas de las cuatro etapas anteriores. Una secuencia está completamente determinada por los pulsos de RF aplicados, el momento en que se hace la lectura y los gradientes en cada una de las tres direcciones de frecuencia, de fase y de corte; o, x, y z respectivamente. Todo lo anterior se puede ilustrar usando un diagrama como se muestra en la figura. Alternativamente, se puede ilustrar además una representación del desplazamiento que se produce en el espacio K producto de los gradientes aplicados. Las secuencias genéricas, de las cuales se derivan la mayoría de las secuencias actuales son: Gradiente eco (GE), Spin eco (SE) e Inversión Recovery (IR), las cuales describiremos a continuación.

GRADIENTE ECO (GE):

Es la secuencia básica y consiste en una excitación y los gradientes necesarios para codificar el espacio K. Se realiza una excitación a los spins con un pulso de RF de 90 grados dejando los spins en el plano transversal, luego mediante la aplicación de gradientes se avanza llenando el espacio K. El problema de esta secuencia es que después de la excitación, los spins se desfasan producto de la diferencia en el campo magnético “visto” por ellos.  Estas variaciones se deben a gradientes, efectos de off-resonance y fuente de ruido no controlado. El desfase produce que la señal disminuya mas rápido de lo esperado (T2*). Los contrastes que se pueden obtener con esta secuencia son T1, densidad protónica y T2*.

SPIN-ECO (SE):

Spin eco, es una secuencia que utiliza una excitación extra para eliminar el desfase progresivo de los spins al momento de la lectura, logrando el máximo de señal. Primero se aplica un pulso de 90 grados, luego un pulso de refase (equidistante entre la excitación y la lectura y finalmente gradientes para llenar el espacio K. El problema de disminución de señal de Gradiente eco, se soluciona con un pulso extra de refase. Los spins se desfasan (la señal disminuye) producto de tres razones: Las inhomogeneidaes del campo, Chemicals shif o desplazamiento químico y diferencias en la susceptibilidad magnética. Spin eco corrige en parte estos problemas al aplicar un pulso de 180 grados entre la excitación inicial y la lectura. Este pulso hace que los spins que giran a mayor velocidad y que están más adelantados, vuelvan hacia atrás por lo que en el momento de la lectura, todos los spins están en fase independiente  de la velocidad que giran.Al aplicar un segundo pulso de RF que invierte el efecto del desfase, se logra efectivamente una imagen con contraste T2 y no T2*.

Inversión RECOVERY (IR)

En esta secuencia los protones son Pre-excitados con un pulso de 180 grados (prepulso de inversión) lo que permite suprimir de la imagen ciertos tejidos. Este pulso excita los spins (en 180 grados) dejándolos invertidos. Esto proporciona un amplio rango para la relajación T1. Luego del pulso de inversión los spins se empiezan recuperar verticalmente cruzando por 0 para llegar luego a su estado de equilibrio. El tiempo entre el pre-pulso y la excitación en 90 grados, se denomina tiempo de inversión, TI. Si al momento de la excitación algún compuesto se encuentra cruzando por 0, este tejido no aparecerá en la imagen. Esta secuencia se utiliza en la obtención de contraste T1, y como método de supresión de tejidos. Algunas secuencias basadas en este principio son STIR y FLAIR.

STIR: (Short Tau Inversión Recovery):

La secuencia STIR utiliza el prepulso de inversión para eliminar las señales de grasa. La idea de STIR es esperar sólo hasta que la señal de la grasa cruce por cero.  En ese instante se realiza la excitación en 90 grados.

FLAIR (Fluid Attenuated Inversión Recovery):

La secuencia Flair satura los fluidos utilizando el prepulso de inversión. A diferencia de STIR, esta secuencia utiliza tiempos TI más largos para anular las señales de los fluidos (líquido cefalorraquídeo) en vez de grasa. Realiza la excitación en 90 grados en el instante en que la señal de agua es cero.

Saturación GRASA (Fat Saturation):

Es una técnica para eliminar la señas de grasa de la imagen mediante la aplicación de un pre-pulso de excitación a la frecuencia de resonancia de la grasa. La señal de grasa en ocasiones esconde alguna patología, y en otros casos, al tener una frecuencia de resonancia distinta a la del agua, pueden generar artefactos. Los spins de la grasa pueden ser selectivamente excitados con un pulso RF seguido de un gradiente de desfase que destruya la magnetización transversal de los spins de grasa. Luego se aplica una secuencia estándar, obteniendo una imagen que corresponde sólo a la señal del agua en los tejidos.


TRAYECTORIAS: Se denomina trayectoria a la forma de recorrer el espacio K durante la lectura. La magnitud del gradiente aplicado corresponde a la velocidad del desplazamiento en el espacio K. De esta forma, aplicando gradientes variables en el tiempo se puede definir una trayectoria para recorrer el espacio K. El tipo de trayectoria está definido conjuntamente por los gradientes aplicados en la codificación de fase y de frecuencia y que corresponden a la forma de moverse en dichas direcciones. Existen diversos tipos de trayectorias, según los criterios de diseño utilizado, tales como, restricciones de hardware, tiempo de adquisición y/o comportamiento frente a las in homogeneidades. Algunas de las trayectorias más comunes son las siguientes:

2DFT (2D Fourier Transform):

La trayectoria 2DFT es la más utilizada. Consiste en la lectura del espacio K mediante líneas paraleles independientes. Cada línea se origina en el centro del espacio K y corresponde a una excitación. El mapeo uniforme obtenido facilita la reconstrucción ya que se puede aplicar directamente la FFT (Fast Fourier Transform). La desventaja es que una secuencia lenta.

EPI (Echo Planar Imaging):

Es una trayectoria de lectura rápida que lee varias líneas por cada excitación. Recorre el espacio K mediante líneas paralelas adquiridas en una sola excitación. Puede incluso recorrer todo el espacio K en una sola excitación, aunque producto del decaimiento de T2* y los desfases de los spins no siempre se puede hacer y es necesario realizar mas de una excitación y varias adquisiciones entrelazadas. El principal problema de esta secuencia es su alta sensibilidad a las inhomogeneidades.

PR (Projection-Reconstruction):

A esta secuencia el espacio K se recorre en forma radial. La adquisición de datos es de forma similar a las técnicas utilizadas en Tomografía Computarizada(CT). La principal ventaja es su insensibilidad al flujo o movimiento. La desventaja es su lentitud.

ESPIRALES

Es una trayectoria no cartesiana de lectura rápida en forma de espiral. Es generada mediante la aplicación de gradientes sinusoidales y al igual que EPI, permite leer el espacio K completo con una sola adquisición. Tiene la ventaja de ser una trayectoria suave (sin cambios bruscos en la dirección de las gradientes), lo cual facilita su implementación y disminuye algunos artefactos.

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