RESONANCIA MAGNETICA

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UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MANABÍ FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS, FÍSICAS Y QUÍMICAS PROYECTO DE INVESTIGACIÓN RESONANCIA MAGNETICA INTEGRANTES: LUIS ANTONIO VINCES GARCÍA SOLORZANO BARCIA KLEBER INTRIAGO MIELES WILMER MONTESDEOCA ZAMBRANO GINO DOCENTE: ING. LEONARDO VERA FECHA DE ENTREGA: JUEVES 26 DE FEBRERO, 2014

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RESONANCIA MAGNETICA

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UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MANABÍFACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS, FÍSICAS Y

QUÍMICAS

PROYECTO DE INVESTIGACIÓNRESONANCIA MAGNETICA

INTEGRANTES:

LUIS ANTONIO VINCES GARCÍA SOLORZANO BARCIA KLEBER INTRIAGO MIELES WILMER

MONTESDEOCA ZAMBRANO GINO

DOCENTE:ING. LEONARDO VERA

FECHA DE ENTREGA:

JUEVES 26 DE FEBRERO, 2014

NIVEL:CUARTO

PERIODO2014 – 2015

PORTOVIEJO – MANABÍ – ECUADOR

CONTENIDO:

1. INTRODUCCIÓN............................................................................2

2. MARCO TEORICO..........................................................................3

2.1. CAMPO MAGNÉTICO EN LOS EQUIPOS DE R.M....................3

2.1.1. EL MAGNETISMO Y LA EXCITACIÓN.................................3

2.1.2. ECUACIÓN DE LARMOR......................................................4

2.1.3. GRADIENTE DE CAMPO MAGNÉTICO: CODIFICACIÓN ESPACIAL.........................................................................................5

2.2. ¿QUÉ VENTAJAS TIENE LA RM FRENTE A OTRAS TÉCNICAS DIAGNÓSTICAS?...........................................................6

2.3. VENTAJAS DE LA RM..............................................................6

2.4. RELAJACIÓN ENERGÉTICA.....................................................7

2.5. EL CAMPO MAGNÉTICO.........................................................7

2.6. TIPOS DE IMANES..................................................................8

2.7. MEDIOS DE CONTRASTE EN RESONANCIA MAGNÉTICA...8

2.8. LA IRM NO EMPLEA RADIACIONES IONIZANTES...........8

2.9. PROCESADOR DE IMÁGENES................................................9

2.10. ARTEFACTOS DE MOVIMIENTO.........................................9

2.11. ARTEFACTOS DE MOVIMIENTOS.....................................10

2.12. ARTEFACTOS DE DESPLAZAMIENTO QUÍMICO.............10

2.13. ARTEFACTOS POR ENVOLVIMIENTO..........................10

2.14. ARTEFACTOS FERROMAGNÉTICOS.................................11

2.15. ARTEFACTOS DE GIBBS....................................................11

2.16. ATENCIÓN AL PACIENTE...................................................11

3. CONTRAINDICACIONES..........................................................12

4. CONCLUSIONES:......................................................................13

BIBLIOGRAFIA

ANEXO

1. INTRODUCCIÓN

Para realizar un estudio de imagen por resonancia magnética (RM) es necesario, tal y como se ha visto en el capítulo anterior, disponer de un campo magnético estático muy potente a fin de alinear los espines nucleares en la mayor medida posible. Este campo magnético es generado por imanes, los cuales dependiendo de su composición se clasifican en distintos tipos: permanentes, resistivos y superconductivos. Además de estos imanes, también se precisan otros menos potentes que generen gradientes de campo magnético a lo largo de las tres direcciones del espacio. Estos gradientes son pequeñas variaciones locales de este campo magnético estático y son los que, en las técnicas de imagen por RM, permiten realizar una codificación espacial del volumen que se quiere explorar. Nuestro equipo también ha de disponer de sistemas que emitan pulsos de radiofrecuencia (RF) que exciten los espines nucleares, así como receptores que recojan la señal que reemiten éstos al relajarse. En las siguientes secciones se describen las características y el modo de funcionamiento de estos componentes, que han de estar presentes en todos los equipos de RM.

2. MARCO TEORICO

2.1. CAMPO MAGNÉTICO EN LOS EQUIPOS DE RESONANCIA MAGNÉTICA:

2.1.1. EL MAGNETISMO Y LA EXCITACIÓN.

El fenómeno del magnetismo tiene su origen en el movimiento de las partículas cargadas eléctricamente. La magnetización se refiere al fenómeno causado por una orientación no aleatoria del campo magnético de los electrones. Esta orientación da lugar a una magnetización macroscópica neta. Además de los electrones, la mayoría de los núcleos atómicos también posee un pequeño campo o momento magnético, que es el que se utiliza en la obtención imágenes por RM (resonancia magnética). Este magnetismo nuclear tiene su origen en el spín nuclear y el valor del momento angular asociado a él, y se encuentra directamente relacionado tanto con el número atómico (número de protones) como con el número másico (número de protones más números de neutrones) o con el número de neutrones. Existen dos situaciones en las que se origina un momento magnético nuclear neto:

Cuando el número de protones y el número másico son impares (o el número de neutrones es par), como en el 1H,15N,19F,23Na y 31P.

Cuando el número de protones es par y el de neutrones es impar (o número másico impar) como el 13C.

El hidrógeno, con un protón (1H) como núcleo más simple de todos los elementos, es un buen isotopo para la obtención de imágenes al ser el núcleo más abundante en el cuerpo y poseer un momento magnético muy grande.Normalmente estos spines o momentos magnéticos están alineados de forma aleatoria, de forma que en un no sometido a ningún campo magnético externo, no existe magnetización neta, tal y como se puede observar en la figura 1ª. Cuando el material se sitúa en el interior de un campo magnético, estos momentos magnéticos se alinean con dicho campo magnético (misma dirección) existiendo una mayor cantidad de spines que se orientaran en el mismo sentido que el campo magnético principal en comparación con los que lo harán en sentido contario.

Figura 1. a. Los momentos magnéticos de un material no sometido a un campo magnético externo, se orientan de forma aleatoria, no

proporcionando ningún momento magnético neto. b. Cuando el mismo material se somete a un campo magnético externo, los spines se alinean a lo

largo de la dirección del campo magnético aplicado, proporcionando un momento magnético neto (magnetización neta) que es la base de la señal de

RM.

Esto dará como resultado un momento magnético neto que se situara en equilibrio. Este momento magnético neto, también llamado magnetización neta, es la base para la creación de la señal RM.Tal y como se ha comentado, los átomos con un número impar de protones o neutrones poseen un momento angular o spín. En ausencia de un campo magnético externo, los espines estarán orientados aleatoriamente, pero cuando se sitúan bajo un campo magnético intenso, los espines se alinean con este, proporcionando una magnetización longitudinal neta, MZ, en la dirección del campo aplicado (supongamos z). Estos spines procesan alrededor del eje z a una frecuencia directamente proporcional a la intensidad del campo magnético, tal y como puede observarse en la figura La ecuación de Larmor describe la dependencia entre el campo magnético B0 y la frecuencia angular a la que están procesando dichos spines.

2.1.2. ECUACIÓN DE LARMORω0=γ|B0|

Figura 2. El vector magnetización procesa alrededor del ejeLongitudinal a una frecuencia proporcional a la intensidad del

campo magnético aplicado (B0). Mxy: componente transversal de lamagnetización M. Mz: componente longitudinal de la magnetización M.

La constante giromagnética depende del átomo bajo estudio, y tiene un valor de 42.58 MHz/T para el 1H. Los protones de hidrogeno son los que usualmente se utilizan en prácticas clínicas debido a su gran abundancia en el tejido vivo. La tabla 1 muestra varios núcleos que poseen spines donde se puede comparar su abundancia con respecto al 1H.

2.1.3. GRADIENTE DE CAMPO MAGNÉTICO: CODIFICACIÓN ESPACIAL.

Los gradientes de campo magnético son elementos de un sistema de resonancia magnética que permite resolver la posición espacial, y por lo tanto, reconstruir una imagen. Tres gradientes de campo magnético proporcionan una variación lineal en la intensidad del campo magnético longitudinal como función de la posición a lo largo de las tres direcciones ortogonales, normalmente a lo largo del núcleo del imán, horizontalmente a través del núcleo, y verticalmente a través del núcleo. La determinación de la localización espacial de una señal de resonancia magnética nuclear depende de la secuencia de aplicación de los tres gradientes de campo magnético (Gx, Gy y Gz).

Con esta herramienta que se ha desarrollado se muestra en forma fácil, amena y didáctica el comportamiento de precesión y relajación de un solo spin de cualquiera de los núcleos mostrados en la Tabla 1 y perteneciente a cualquiera de los tejidos mostrados en la tabla 2 ante la presencia de un campo magnético externo aplicado (de intensidad seleccionada por el técnico). De la misma forma que se puede también estudiar el comportamiento de los espines ante la presencia de los gradientes de codificación de lectura y fase aplicados (Gx y Gy)

T2

2.2. ¿QUÉ VENTAJAS TIENE LA RM FRENTE A OTRAS TÉCNICAS DIAGNÓSTICAS?

No requiere exponer al paciente a radiaciones ionizantes

Es una técnica no invasiva.

Es una técnica limpia e inocua (hasta el momento no se han evidenciado efectos nocivos directos ni para el paciente ni para el profesional expuesto)

Permite diferenciar los tejidos sin administrar agentes de contraste y de esta forma mejora la capacidad diagnóstica.

Se pueden obtener imágenes en los tres planos del espacio sin tener que recolocar al paciente, evitando de esta manera las molestias.

Permite la visualización y el conocimiento de la dirección del flujo sanguíneo de los vasos sin utilizar medios de contraste farmacológicos, es lo que se conoce como la ANGIOGRAFÍA POR RM (en casos señalados, la calidad de señal y resolución de algunos vasos mejora con el uso de pequeñas cantidades de gadolinio - medio de contraste no nefrotóxico, y prácticamente sin reacciones alérgicas-)

2.3. VENTAJAS DE LA RM

Mayor rapidez. Permite adquirir una gran cantidad de datos en un periodo de tiempo muy corto, lo que es de gran utilidad en pacientes claustrofóbicos o no colaboradores.

Mayor resolución. Mayor nitidez de imagen. Nos permite realizar cortes menores de 1 milímetro, lo que permite localizar lesiones de pocos milímetros.

Los avances en el diseño de nuevas secuencias nos permiten realizar gran variedad de estudios: musculo-esquelético, abdominales, pélvicos, cardiacos, vasculares, estudios especiales para epilepsia.

2.4. RELAJACIÓN ENERGÉTICA

Durante esta relajación, la magnetización del voxel va a volver a su posición de equilibrio alineada con B. Esta variación de posición representa una variación magnética que induce sobre una ANTENA RECEPTORA una corriente eléctrica que servirá para realizar la imagen.

2.5. EL CAMPO MAGNÉTICO

El campo magnético es una magnitud vectorial, en una RM este campo lo crea el IMÁN.

El campo magnético se expresa en unidades de inducción magnética, las utilizadas son:

Tesla (T) Gauss la equivalencia es 1T =10.000 Gauss

Los aparatos de RM se enumeran como de bajo, medio o alto campo magnético, según el valor del campo magnético.

2.6. TIPOS DE IMANES

Electroimanes: crean el campo magnético mediante corriente eléctrica.

Resistivos: están construidos por bobinas por las que circula corriente eléctrica continua de alta intensidad.

Superconductivos: se basan en la propiedad de ciertas aleaciones como el Titanio-Niobio, pierden su resistencia eléctrica al ser enfriada cercana al cero absoluto.

2.7. MEDIOS DE CONTRASTE EN RESONANCIA MAGNÉTICA

El objetivo del uso de cte. en el estudio con RM es:

Aumentar la sensibilidad y la especificidad en la detección de patología.

Diferenciar zonas anatómicas normales que pudieran simular patología.

En RM las constantes han de tener propiedades magnéticas, es decir, que modifiquen las señales de resonancia de las estructuras que las rodean al ser sometidas a los fenómenos de campos magnéticos y RF. Estas señales pueden ser por aumento o por defecto. Los contrastes utilizados habitualmente son los PARAMAGNÉTICOS.

Pueden administrarse por dos vías:

Por vía oral se suelen utilizar para rellenar el tubo digestivo (técnica prácticamente en desuso).

Por vía intravenosa aunque se empieza a utilizar la vía linfática.

El principal contraste paramagnético utilizado es el gadolinio (dietilem-triamino-pentancetico) Gd-DTPA, que tiene la propiedad de acortar el tiempo de relajación T1 de las sustancias a donde accede realzando su señal.

2.8. LA IRM NO EMPLEA RADIACIONES IONIZANTES.

La imagen se obtiene mediante campos magnéticos de radiofrecuencia, con lo que se evitan incluso pequeños riesgos que acompañan a las dosis bajas de radiación administradas en TC o en los exámenes convencionales de Rx.La región anatómica a explorar no está delimitada por el tamaño, de la grúa, como sucede en la TC, sino que puede ser controlada electrónicamente, ello permite obtener planos transversales, además de planos coronales, sagitales y oblicuos.Se pueden obtener imágenes volumétricas sin modificar la posición del paciente, esa capacidad para obtener vistas en múltiples planos, recibe el nombre de imágenes multiplicas, que es otra de las ventajas claras de las IRM.La IRM ofrece otras ventajas significativas, no existen artefactos derivados del aire o de los huesos, como sucede en la TC. El flujo de la sangre puede ser visualizado y cuantificado.

2.9. PROCESADOR DE IMÁGENES

Para procesar las imágenes de RMN, la señal medida en la bobina es almacenada en función del tiempo y convertida, mediante las transformadas de Fournier y un procesador vectorial, en función de

su frecuencia. Tras determinar la intensidad relativa de cada píxel de un plano tomográfico, según una escala de grises, se forman las imágenes y se representan en el monitor digital. Estas imágenes se almacenan en el disco duro del ordenador, pudiendo fotografiarse desde la pantalla (impresión en placa) y/o guardar en soporte magnético o disco óptico para posteriores manipulaciones.

2.10. ARTEFACTOS DE MOVIMIENTO

El movimiento es uno de los problemas para las imágenes de RMN, ya que el estudio con esta técnica es largo. Los movimientos pueden ser voluntarios o involuntarios y éstos, a su vez, rítmicos (cardíacos, pulso, respiración) o no rítmicos (movimiento intestinal). Pueden ser mitigados por control del propio paciente o por mecanismos de sincronización. Los artefactos, generados por movimiento aparecen en la dirección de codificación de fase.

La forma de disminuir los artefactos de movimientos cardiorespiratorios es mediante técnicas de sincronismo, obteniendo los datos siempre en el mismo momento del ciclo respiratorio y/o cardíaco. Con el sincronismo cardíaco se utilizan técnicas de SE y EG asociadas a la monitorización del ECG, acoplando las secuencias de pulso a los espacios entre los complejos QRS. Colocamos los electrodos sobre el paciente en la forma que indica la ilustración siguiente, obteniendo el trazado ECG.

2.11. ARTEFACTOS DE MOVIMIENTOS

El Sincronismo, como es obvio, depende de las pulsaciones o latidos cardíacos. Esta información hay que dársela al ordenador. Para disminuir el movimiento de peristaltismo intestinal pueden administrarse fármacos inhibidores de la motilidad, como los anticolinérgicos. Para disminuir el movimiento respiratorio se pueden realizar estudios en apnea con técnicas RMN rápidas o estudios con sincronización respiratoria. En los artefactos por movimiento de flujo de estructuras vasculares, se pueden cambiar la dirección de preparación para cambiar la zona hacia la que se produce el artefacto.

2.12. ARTEFACTOS DE DESPLAZAMIENTO QUÍMICO

Se deben a la pequeña diferencia de frecuencia de precesión del hidrógeno ligado al agua o a la grasa. Aparece como una banda hiperintensa y otra hipointensa en las interfases agua-grasa.

Como es un artefacto relacionado con la frecuencia de precesión, se produce en la dirección de codificación de frecuencia. Estos artefactos

aumentan con los campos magnéticos intensos, técnicos de EG y técnicos muy potenciadas en T2.

Se disminuirá modificando la intensidad del gradiente o anchura de la banda.

2.13. ARTEFACTOS POR ENVOLVIMIENTO

Este artefacto (wrap around o back folding) consiste en la superposición de un extremo de la zona estudiada en el extremo opuesto.

Esto sucede cuando el diámetro del objeto estudiado es mayor que el campo utilizado (FOV), al obtenerse información redundante externa. Se produce en la dirección de codificación de fase. Para evitar este artefacto aumentamos el FOV, modificamos la codificación de fase, y/o impedimos que las señales de los objetos externos al área que vamos a estudiar lleguen a la bobina (por ejemplo, colocando papel de aluminio alrededor de los brazos en estudios toracoabdorninales.

2.14. ARTEFACTOS FERROMAGNÉTICOS

Producen una distorsión espacial de la imagen y una pérdida de señal al modificar localmente el campo magnético. Pueden producirse por objetos metálicos externos o internos:

- Externos: Cinturones, botones, imperdibles, cremalleras, horquillas, cosméticos (pintura de ojos), etc. Se evitan haciendo que el paciente se desprenda de ellos y se desmaquille los ojos.

- Internos: Clips, suturas metálicas, prótesis, osteosíntesis, etc. Se disminuyen utilizando técnicas SE.

2.15. ARTEFACTOS DE GIBBS

Aparecen como bandas de aumento y disminución de la intensidad de la señal, paralelas a las interfases entre tejidos de intensidades distintas (como la cortical ósea y la grasa pericraneal) situados en la dirección de fase. Esto es debido a un error en la lectura de la señal por adquirir un número insuficiente de datos. Se corrigen empleando más tiempo en la adquisición de la imagen.

2.16. ATENCIÓN AL PACIENTE

El estudio con RMN somete al paciente a tres efectos teóricamente perjudiciales: campo magnético intenso, gradientes rápidamente cambiantes (que inducen en el organismo campos eléctricos) y efecto calorífico de radiofrecuencia.

Los riesgos potenciales de la RM han sido estudiados en profundidad y, hasta el momento actual, no se han demostrado alteraciones biológicas perjudiciales. No se han observado cambios en la temperatura corporal interna, aunque la superficial a nivel de la piel puede aumentar hasta 3 ºC.

Asimismo, las corrientes inducidas en objetos metálicos implantados (prótesis) pueden producir un efecto calórico local, aunque no ha sido demostrado efecto significativo alguno.

El campo magnético ejerce una fuerza de atracción sobre los objetos ferromagnéticos. El mayor riesgo viene dado por los objetos móviles en las proximidades del imán, los cuales pueden convertirse en proyectiles, sobre todo en campos magnéticos altos.

Las válvulas cardíacas no suelen ser ferromagnéticas y el campo magnético no tiene efecto sobre su Funcionamiento.

3. CONTRAINDICACIONES

El estudio con RMN está contraindicado en pacientes con clips ferromagnéticos implantados en intervenciones por aneurismas cerebrales, puesto que pueden movilizarse.

Tampoco pueden ser sometidos a examen por RMN los pacientes que precisan un equipo de soporte ferromagnético para el mantenimiento de la vida. No se deben estudiar pacientes con marcapasos, ya que el campo magnético rápidamente cambiante podría inducir una corriente extraña en el conductor eléctrico. Asimismo, no se debe emplear la RMN durante los tres primeros meses de embarazo.

4. CONCLUSIONES: Porque estudiar RMN?

Medicina: Diagnóstico por imágenes.

El fenómeno de RMN consiste en la absorción de energía de radiación electromagnética por parte de núcleos que tiene un momento magnético.

La absorción ocurre a frecuencias características que depende del tipo de núcleo (tabla1) y del entorno molecular en el que se encuentra.

El fenómeno solo se manifiesta en presencia de un campo magnético que diferencia en términos de energía a las posibles orientaciones del momento magnético nuclear.

Las cantidades de energías involucradas son extremadamente pequeñas y solo son medibles cuando la radiación electromagnética corresponde a las ondas de radio.

BIBLIOGRAFIA

http://alejandracorkrmn.fullblog.com.ar/resonancia-magnetica-bases-fisicas.html

http://dxiparatecnicos.blogspot.com/2010/09/resonancia.html

http://imagenyresonancia.blogspot.com/p/principios-fisicos-de-la-resonancia.html

http://es.wikipedia.org/wiki/Resonancia_magn%C3%A9tica_nuclear

ANE