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Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 1
Apuntes Magnéticos Física de la resonancia magnética -
secuencias
Aníbal J. Morillo, MD. 2011
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 2
PresentaciónLas imágenes por resonancia magnética (RM) representan un avance tecnológico cuya importancia se ha comparado
con la del descubrimiento de los rayos X. A partir del magnetismo, un fenómeno natural conocido desde la antigüedad,
y gracias al ingenio de varias mentes brillantes, se llega al fenómeno físico de la
resonancia magnética nuclear. Gracias al esfuerzo -combinado o
enfrentado- de muchos otros, se obtienen imágenes mediante este método.
La formación de las imágenes difiere en forma sustancial de lo conocido en
los métodos que utilizan radiación ionizante. Los principios físicos que rigen
las imágenes por RM resultan completamente novedosos, incluso para
quienes tengan experiencia previa con otras modalidades de imagen.
La comprensión de la física básica de la resonancia magnética puede
permitir un mejor aprovechamiento de este método. Sin duda, con un mejor
conocimiento del origen de las imágenes, se podrá planear mejor su uso.
Tuve la fortuna de conocer este método en 1988, cuando no existían en
Colombia equipos de RM. Mi primera experiencia con la física de la resonancia magnética fue casi traumática. Es
tanta la información nueva que hay que procesar, y de un grado de dificultad tan alto, que inicialmente es difícil creer
que uno puede llegar a entender la física de la resonancia magnética. La mala noticia es que, tras algo más de dos
décadas de trabajar con RM, es claro que muchos de los aspectos de la física de la resonancia magnética no podrán
ser comprendidos jamás por muchos de los involucrados en el uso de esta técnica, incluyendo tecnólogos y
radiólogos u otros especialistas, a menos que se tenga formación avanzada en física cuántica.
Ni el haber leído cientos de veces un número similar de artículos o capítulos sobre el tema, ni el haber tenido la
fortuna de recibir información de primera mano de algunos expertos, pioneros en este campo, parece suficiente.
Mi primer acercamiento a la física de la Resonancia Magnética fue estimulado por el Dr. Robert Quencer, en la
Universidad de Miami. En los primeros años de la RM en Colombia, participé con César Maldonado (q.e.p.d.) en la
divulgación de esta técnica en diferentes regiones del país, tanto en sus aplicaciones clínicas como en algunos
aspectos de la física de este método. El Dr. Peter Rinck nos acompañó en uno de estos primeros eventos de
divulgación. Años después, durante mi paso por la Universidad de Pensilvania, pude hablar con doctores en física,
bioquímica, física nuclear y astrofísica. Las conversaciones de física con Leon Axel, por ejemplo, fueron una
experiencia tan inolvidable como inalcanzable. El equipo dirigido por el Dr. Herbert Kressel, que incluía nombres tan
importantes como el del físico Felix Wehrli, El bioquímico Robert Lenkinski, y el físico y radiólogo Mitchell Schnall,
entre muchos otros, ayudaron a consolidar algunos de los conocimientos de los conceptos físicos aquí presentados.
Las limitaciones de memoria y espacio me impiden hacer un listado de los nombres de aquellos lo suficientemente
generosos como para compartir conmigo sus conocimientos a lo largo de todos estos años. Entre ellos recuerdo a
Hernán Jara, Norbert Pelc, Erwin Hahn, Georg Bongartz y tantos otros.
La repetida presentación de conferencias sobre el tema y los muchos intentos propios por explicar estos
interesantísimos fenómenos me han permitido recopilar estos apuntes, una especie de guía para aproximarse desde
las secuencias de impulsos de radiofrecuencia a la resonancia magnética, una técnica verdaderamente fascinante, con
un futuro tan prometedor como lo fue su nacimiento.
La serie APUNTES de PONDO ® es una compilación de índole educativa, con la que se pretende divulgar información relacionada o no con la radiología y ciencias afines o disímiles. Se basa en referencias bibliográficas, conferencias, esquemas y experiencia (que no siempre es sinónimo de vejez). Cualquier laxitud en las normas de autoría se cobija en la intención docente y sin ánimo de lucro de esta información. La interred ha demostrado ser una fuente inagotable de referencias, esquemas y fotografías. El uso de motores de búsqueda convencionales permite una velocidad de navegación tan alta, que en ocasiones se pierde la pista de los sitios visitados, con la consiguiente omisión involuntaria de las respectivas referencias. Sin embargo, un viajero virtual avezado puede rehacer el camino navegado o encontrar nuevos senderos por las diferentes disciplinas del conocimiento.Se han hecho esfuerzos para dar un adecuado reconocimiento a las fuentes utilizadas, plagiadas o modificadas. Aunque los APUNTES de PONDO® son de uso y divulgación libre, se recomienda abstenerse de utilizar las fotografías, figuras, esquemas y tablas con fines diferentes a los de la formación personal, ilustración o diversión, para evitar la propagación de violaciones flagrantes a los derechos de autor.
La ciencia está en permanente evolución. La lectura de la serie APUNTES de PONDO® debe ser crítica y complementada con otras fuentes de información. El autor no se hace responsable por el contenido o veracidad de esta información o por las consecuencias
derivadas de conductas o decisiones tomadas con base en los APUNTES de PONDO ®.
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 3
1. Presentación
2. Introducción
3. un poco de física, algo de terminología
4. partes de una secuencia
5. magnetismo poético
6. preparación
7. excitación
8. relajación
9. apariencia de los tejidos
10. formación de la imagen
11. anatomía de una secuencia
12. parámetros y tiempos
13. terminología - señales
14. parámetros de una secuencia
15. terminología de las secuencias
16. señales - escala de grises
17. resolución
18. tipos de secuencias
19. tipos de secuencias - SE y FSE
20. generación de ecos de espín
21. inversión - recuperación
22. eco de gradiente
23. tipos de secuencias - GE o FE
24. generación de ecos de gradiente
25. anatomía de una secuencia
26. terminología - descripción
27. conclusión
28. anexo 1: IR
29. anexo 2: GE
30. anexo 3: apuntes de los apuntes
(explicaciones adicionales)
31. ¿qué hay en un nombre?
32. Bibliografía
Organización
Magneto
Precesión de átomos
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 4
La base para lograr el contraste entre los
tejidos, que se obtiene mediante las
imágenes por resonancia magnética (IRM),
es la amplia disponibilidad de secuencias
de impulsos de radiofrecuencia.
Existe una gran variedad de secuencias,
que básicamente consisten en una serie
de eventos que tienen como objetivo
estimular los tejidos para que emitan
ondas de radiofrecuencia (RF) en las que
se encuentra información acerca de las
moléculas que los conforman. Toda
secuencia tiene que cumplir con las
siguientes condiciones:
1. Crear una magnetización transversal.
2. Codificar la magnetización transversal
(para localizar las señales en el espacio).
3. Obtener un adecuado contraste entre
los tejidos examinados.
La receta para comprender las secuencias
de RF no es novedosa ni original; sus
ingredientes pueden ser tratados con
diferente profundidad y pueden variarse
para obtener un resultado similar:
identificar su importancia, y conocer la
manera de aplicar las secuencias en
diferentes situaciones clínicas.
La siguiente es la lista de ingredientes que
se usarán en estos apuntes:
La receta es la misma que se utiliza en los
procesos diagnósticos clínicos, en los que
hay que tener unas bases científicas, hay
que conocer el lenguaje de cada
especialidad y hay que seguir un proceso
ordenado y de sentido común (el menos
común de los sentidos). Aunque algunos
de los ingredientes no son fáciles de
individualizar, aportan definitivamente al
producto final.
Introducción«La mayor parte de las ideas esenciales en ciencia son fundamentalmente simples y
pueden, en términos generales, ser explicadas en un lenguaje comprensible por todo el
mundo.» Albert Einstein.
(El siguiente texto puede ser un ejemplo de lo contrario, pero no se desanimen…).
En español, se aplican impulsos, no «pulsos», inaceptable calco del inglés que es ampliamente utilizado entre quienes trabajamos con esta modalidad de imágenes.
Ingredientes
-un poco de física
-algo de terminología
-partes de una secuencia de impulsos de RF
-secuencias y tiempos de relajación
-anatomía de una secuencia
-tipos de secuencias
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 5
Descripción del fenómeno de resonancia
magnética
La materia está compuesta de átomos.
Los elementos que poseen átomos con
número impar de electrones tienen una
propiedad conocida como momento
magnético o espín. Esto significa que
tienen un campo magnético propio, es
decir, se comportan en forma similar a
pequeños imanes. Es una fortuna que el
átomo de hidrógeno -el más abundante
del cuerpo-, tenga esta propiedad.
En una muestra de átomos de hidrógeno -
como los que se encuentran dentro de
cualquier tejido- sus campos magnéticos
se encuentran orientados al azar, es decir,
se cancelan unos a otros.
Esta es la razón por la cual los tejidos no
poseen magnetismo neto. (No somos
magnéticos, aunque se faltaría a la verdad
si no reconocemos que algunas personas
poseen cierto «magnetismo»).
Si se somete una muestra de tejido a un
campo magnético (que es lo mismo que
introducir a un paciente en un imán), sus
átomos de hidrógeno se alinean con este
campo externo (de hecho, le sucede lo
mismo a los átomos de otros elementos
con la propiedad descrita como momento
magnético, como el sodio, carbono,
nitrógeno y otros). La alineación es un
proceso dinámico, en el cual existe una
precesión alrededor del eje del campo
magnético externo. La frecuencia de dicha
precesión es exclusiva para cada
elemento, y depende de la intensidad del
campo magnético aplicado. Esta
frecuencia es conocida como la relación
giromagnética, y es de aproximadamente
cuarenta y dos y medio millones de veces
por segundo (42.5 megaHercios o MHz)
un poco de física, algo de terminología
Relación giromagnética
Núcleo MHz/T Sensibilidad
1H 42.56 10013C 10.7 0.2514N 3.1 0.2023Na 11.3 0.1332P 17.2 0.41
Quizá con el ánimo de confundirnos, los físicos usan indistintamente los términos protón y espín como sinónimos, aunque al referirse a un protón como espín, el término «momento magnético» no sería sinónimo...
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 6
para el caso del hidrógeno, por cada
unidad T (Tesla) de campo magnético
utilizado.
Los campos magnéticos usados en
resonancia magnética son de alta
intensidad. La intensidad o potencia se
mide en unidades Gauss o Tesla, siendo
1T equivalente a 10,000 G. Los equipos
de resonancia magnética típicamente
funcionan a intensidades que varían
desde 0.5 a 1.5 T, aunque desde hace
algunos años existen equipos para uso
clínico de 4T y más potencia.
Recientemente, se ha notado la tendencia
hacia los equipos de 3T, quizá buscando
un balance entre utilidad clínica y costos
(dadas las grandes exigencias
tecnológicas de los equipos de campos
altos, se puede hacer un cálculo grosero
de aproximadamente un millón de dólares
por unidad Tesla. Ajuste su presupuesto
y escoja la potencia que quiera o pueda
comprar). El campeón solía ser el de la
Universidad de la Florida en Tallahasee,
con 45 T de potencia. A esta potencia, es
posible hacer «levitar» objetos o animales
pequeños, como gotas de agua, fresas o
ranas. La divulgación de estos
experimentos en documentales
transmitidos por televisión ha generado
toda clase de reacciones. Quizá la más
interesante y divertida de las reacciones
haya sido la carta de un grupo «religioso»
autodenominado «La Iglesia de las
Culebras del Último Día» cuyo interés
surgió a partir de la transmisión de
experimentos similares en la Universidad
de Nottingham.
un poco de física, algo de terminología
Como punto de referencia, el planeta tierra tiene un campo magnético de aproximadamente ½ G.
Para ver una rana que levita en un campo magnético intenso:http://www.youtube.com/watch?v=A1vyB-O5i6EPara una fresa que flota gracias al magnetismo:http://www.youtube.com/watch?v=cEC9G8JUKW8&feature=related(Algunos vínculos pueden haber cambiado sin previo aviso ni responsabilidad de los Apuntes).
para el caso
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 7
un poco de física, algo de terminología
Facsímil de la carta enviada por una Iglesia Herpetológica al Departamento de Física de la Universidad de Nottingham, en busca de información para la compra de un equipo de resonancia magnética con fines de «levitación religiosa». Difícilmente se puede superar este tipo de reacción...
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 8
La manera de interactuar con los átomos
en precesión es mediante la aplicación de
una forma de energía que tenga la misma
frecuencia que la de dicha precesión.
Esta forma de energía es una onda de
radio, la cual se emite a la frecuencia
exacta que corresponde a los átomos de
hidrógeno, 42.5 MHz por Tesla (haga la
cuenta: casi sesenta y tres millones de
ciclos por segundo en un equipo de 1.5T).
La interacción entre la frecuencia de
precesión de los átomos sometidos a la
influencia de un campo magnético
externo y una onda de radio que tiene la
misma frecuencia, produce un cambio en
la orientación de los átomos, que depende
del tiempo de duración del impulso de
radiofrecuencia aplicado. Lo más común
es utilizar impulsos capaces de cambiar
la orientación atómica en 90º. La
interacción entre los protones y las ondas
de radio gracias a la coincidencia de sus
frecuencias de rotación es, precisamente,
el fenómeno de resonancia, poéticamente
comparado con un canto protónico por
Alain Coussement.
un poco de física, algo de terminología
Arriba, los átomos sometidos a un campo magnético (Bo) se orientan preferencialmente en el sentido de ese campo magnético, llamado paralelo. Unos pocos se orientan en el sentido contrario, o antiparalelo. En la figura del centro, resulta más fácil y comprensible dibujar un átomo que muestre la tendencia general, que dibujar millones de átomos que se orientan preferencialmente en el sentido paralelo. Abajo, el átomo hipotético, que representa la tendencia general, no se mantiene estático. La alineación es un proceso dinámico, que recuerda al movimiento de nuestro planeta. Gira sobre su propio eje y precesa alrededor del eje del campo magnético, a una frecuencia específica para cada elemento y directamente proporcional a la intensidad del campo magnético. En el caso del hidrógeno, 42.5 MHz por cada unidad Tesla. Ésa es precisamente la frecuencia a la cual se pueden estimular los protones para entrar en resonancia.
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 9
(Ojo: la orientación no se refiere a un
proceso en el que los átomos cambian de
posición, sino a un fenómeno cuántico, en
el cual la orientación del vector de
magnetización cambia de dirección). La
razón para hacer esto se anuncia en la
introducción a este tema: se requiere algo
de magnetización transversal. Una vez
logrado esto, se interrumpe el impulso de
RF, y los átomos vuelven a su posición
original - una posición artificial, creada
por el campo magnético externo.
En el proceso de recuperación hacia la
orientación previa al impulso de
radiofrecuencia, los átomos liberan la
energía aplicada, también en forma de
ondas de radio. Mediante un complejo
proceso en el cual se repite el estímulo
descrito, se captan y procesan las señales
emitidas por la muestra -ondas de radio-
para producir una imagen. En la misma
analogía musical de Coussement, si la
resonancia pone a «danzar» a los
protones, la emisión de energía por los
mismos corresponde al «canto de los
protones».
un poco de física, algo de terminología
Arriba, esquema del protón en precesión que muestra la tendencia general de los átomos de hidrógeno bajo la influencia del campo magnético. En el centro, la aplicación de ondas de radio a partir de una bobina induce un «cambio» en la orientación de este protón esquemático. Abajo, la interrupción del estímulo (onda de radio) hace que el protón vuelva a su estado original, liberando la energía en forma de una onda de radio, que es captada por la misma antena y convertida en una señal. Imágenes tomadas de un número de National Geographic de comienzos de los años 90, dirigido al público general, en el que se explica el fenómeno de la resonancia magnética nuclear.
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 10
La señal emitida tiene una intensidad
que depende de la organización
molecular y de otros factores tisulares.
Esta señal se convierte en una escala de
grises, y la terminología que se utiliza
para describirla la califica como señal
alta, intermedia, baja o nula. En la
imagen final, las señales altas son muy
«brillantes» o blancas, y las bajas son
registradas como «oscuras» o negras. Las
áreas donde no existen átomos de
hidrógeno -o donde los existentes no
interactúan con las ondas de radio- no
producen señal. Es común la descripción
de las señales «altas» o «brillantes» como
«hiperintensas», y las bajas como
«hipointensas». El término «iso» resulta
un poco confuso, pues siempre debe ser
comparativo, pero es común el error de
asimilarlo a una señal intermedia. Así,
no es lo mismo «isointenso al líquido
cefalorraquídeo» cuando se trata de una
secuencia en la cual el líquido es de alta
señal, que cuando se trata de una
secuencia en la cual el mismo líquido es
de baja señal. El término «iso» no resulta
autoexplicativo, como sí lo es el uso de
«señal intermedia», que significa,
independientemente de la secuencia
usada, que no se trata de una imagen de
color blanco o negro, sino gris. Mi
preferencia siempre será la del uso de
descriptores de la intensidad de señal
que no requieran de mayor aclaración.
En mis informes, nunca se encontrará
mención a una señal «isointensa»,
excepto si se compara con algún otro
tejido o señal.
El eje de orientación de los átomos se
grafica como un vector. Cualquier vector
en un sistema de coordenadas en tres
dimensiones, tiene dos componentes,
uno en el plano xy y otro en el yz. El
proceso de recuperación de los átomos
de hidrógeno a su posición de precesión
original se divide en dos partes
principales, que corresponden a los
componentes vectoriales del eje de
un poco de física, algo de terminología
«Ausencia de señal» siempre significará que se trata de una imagen de color negro. Lo que no es aceptable, en buen español, es decir que «se demuestra la presencia de ausencia de señal», una cacofonía que he visto usar ocasionalmente en los informes de mis residentes.
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 11
orientación de los átomos examinados.
Esta división es puramente académica,
pues resulta imposible individualizarla
en la práctica.
El componente vertical, conocido como
longitudinal, depende de la interacción
de los átomos con su entorno (lattice o
celosía) y está en relación con
intercambios energéticos de tipo térmico.
Al seguir el comportamiento de este
componente en el tiempo, se le puede
graficar como una curva exponencial
ascendente, a la que se le conoce como
tiempo de relajación longitudinal o T1.
Esta curva ascendente muestra cómo,
con el paso del tiempo, el componente
longitudinal o vertical crece
progresivamente.
T1
un poco de física, algo de terminología
Progresión del vector vertical o de magnetización longitudinal, conocido como T1.El vector (azul) corresponde al componente vertical del fenómeno de recuperación, y se grafica como una curva exponencial (azul) cuya intensidad (I) crece en forma progresiva, de la misma manera que crece el vector en el tiempo (t)
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 12
El componente horizontal, conocido
como transversal, depende de la
interacción de los átomos entre sí. Esta
interacción también está relacionada con
la presencia de heterogeneidades en el
campo magnético externo. Su
comportamiento en el tiempo es también
exponencial, y corresponde al tiempo de
relajación transversal o T2. Esta curva
es descendente, como corresponde al
componente vectorial complementario al
longitudinal.
Ambas curvas describen constantes de
tiempo, y alcanzan dos terceras partes
de su altura final cuando ha
transcurrido un tiempo equivalente a
1/e. Como parece obvio, las dos curvas
suceden en forma simultánea. Esto
explica por qué, en algunos casos, la
razón por la cual un tejido es «blanco» o
«negro» en una secuencia «T1» es por su
«T2», y viceversa.
T2
un poco de física, algo de terminología
Progresión del vector vertical o de magnetización transversal, conocido como T2.El vector (verde) corresponde al componente horizontal del fenómeno de recuperación, y se grafica como una curva exponencial (verde) cuya intensidad (I) disminuye en forma progresiva, de la misma manera que disminuye el vector en el tiempo (t)
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 13
Un par de ejemplos simplificados, en los
cuales usamos un cerebro que sólo tiene
dos tipos de tejido (conozco personas
cuyos cerebros parecen ser así), uno al
que llamaremos «cerebro» (C) y el otro
«líquido» (LCR). En una secuencia con
información T1, podemos ver el
comportamiento de cada tejido en el
tiempo. En general, el tejido que
llamamos «cerebro» siempre será de
mayor señal (I) que el que llamamos
«líquido». En este tipo de secuencia, el
líquido cefalorraquídeo siempre es de
menor señal que el cerebro,
independientemente del momento en el
que se «observe» este proceso.
Precisamente, el tiempo de eco (TE), del
que hablaré más adelante, corresponde
al «momento» en que «observamos» este
fenómeno. Si no se escoge
adecuadamente el TE, el contraste entre
los tejidos que nos interesan se puede
perder, hasta el punto de que se vuelven
indistinguibles. En las secuencias con
información T1 escogemos un TE que
llamamos «corto», precisamente para
realzar las diferencias entre los tejidos.
En una secuencia con información T2, la
cosa se vuelve más compleja, pues la
señal de los dos tejidos se traslapa y se
cruza. Así, si observamos el fenómeno
muy tempranamente, el líquido va a
tener un comportamiento similar al de
T1
las secuencias «T1», es decir, más oscuro
que el «cerebro». Por el contrario, en un
momento más tardío (más «pesado» hacia
T2), el líquido será más brillante que el
cerebro, como suele verse en las
secuencias que llamamos «T2».
T2
De nuevo, una mala selección del TE
hará que no podamos diferenciar los dos
tejidos entre sí, pues ambos serán
«grises» (punto de intersección entre las
curvas de relajación transversal).
un poco de física, algo de terminología
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 14
partes de una secuenciaPara describir las secuencias, se utiliza
un diagrama temporal que se grafica
como una serie de eventos que ocurren
en forma ordenada, secuencial o
simultánea. El diagrama puede
parecerse remotamente a un registro
fisiológico, como un electrocardiograma,
en el que se muestran eventos que
simulan ondas y que tratan de
representar lo que sucede cada vez que
se estimulan los tejidos magnetizados
con las ondas de radio. Se mencionó en
la introducción que todas las secuencias
deben cumplir con ciertas características
comunes.
Partes de una secuencia de impulsos
de RF
La descripción de los componentes de
toda secuencia evoca las partes que
pueden describir a otras actividades más
o menos interesantes (según el gusto de
cada quien):
Preparación • Excitación • Relajación
Más que un electrocardiograma, el esquema temporal de una secuencia de impulsos de radiofrecuencia recuerda a un polígrafo como los que usamos en radiología intervencionista para monitorizar a nuestros pacientes, con varios «canales» que registran diferentes parámetros a la vez. En el caso de la RM, nuestros «signos vitales» son los impulsos de radiofrecuencia (RF), los gradientes para la selección del corte, la codificación de fase, la codificación de frecuencia y la generación de «ecos»
Para muchos, la descripción en estas tres partes (Preparación, Excitación
y Relajación) ha sido una revelación inspiradora. Lo sé, porque en
versiones previas de esta conferencia, es en este momento de la charla
cuando comienzan a circular entre los asistentes algunos papelitos con
mensajes que parecen buscar algo de excitación, y que configuran un
estilo literario que yo llamo «magnetismo poético». Lamentablemente, no
he podido seguir decomisando (perdón, coleccionando) estos mensajes.
Supongo que las nuevas generaciones ahora se «textean» cosas similares
con sus teléfonos celulares…
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 15
magnetismo poético
Eres mi eje de
precesión!
¿Resonamos juntos? !
Tu magnetismo me supera!
Alineemos nuestros vectores en el plano horizontal…!
¡No seas tan antiparalelo!!
CENSURADO !Ejemplos de la inspiración de que es capaz la descripción de las secuencias de impulsos de radiofrecuencia usadas en resonancia magnética como una sucesión de eventos que comienza con la preparación, sigue con la excitación y continúa con la relajación.
La divulgación de algunos de los mensajes que circulan entre los asistentes a este tipo de conferencia se sale del alcance de esta presentación; fue necesario censurarlos...
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 16
preparaciónLa preparación puede organizarse a su
vez en varios aspectos, que, en general,
ocurren antes de cualquier estímulo
conducente a una señal que nos informa
sobre los tejidos que examinamos.
Inicialmente, se lleva a cabo una
magnetización seguida de la alineación
de los vectores de magnetización. Como
se mencionó, una vez que el tejido (o
paciente) ingresa al campo magnético del
imán, los tejidos se magnetizan. Pero no
del todo: sólo interactúan los átomos con
número impar de electrones, de los
cuales se ha dicho que el más abundante
es el hidrógeno, el mismo que además
es el más sensible a este proceso. Por
tener un solo electrón, a los átomos de
hidrógeno se les conoce como protones.
Los protones, como también se ha dicho,
poseen la propiedad conocida como
espín o momento magnético. (Pareciera
que los físicos hubieran tenido la
intención de confundirnos, pues usan en
forma indiscriminada los términos
protón y espín para referirse a los
átomos de hidrógeno [de ahí que a la
secuencia de RF más común se le
conozca como eco de espín, y no eco de
protón, ni eco de átomo]).
Bajo el efecto de un campo magnético
externo de suficiente potencia, los
protones o espines no tienen más
remedio que alinearse (vectorial y
cuánticamente) con la orientación del
campo magnético.
Ya se mencionó que la alineación es un
proceso dinámico: a los espines les
quedan entonces dos posibilidades:
orientarse en la misma dirección general
del vector del campo magnético externo,
o hacerlo en la dirección opuesta a dicho
vector.
A la primera opción se le conoce como
orientación paralela, es la que prefieren
los espines, pues consume menos
energía. A la segunda opción se le conoce
como orientación antiparalela, que,
como parece obvio, consume mayor
energía, y es menos común que la
primera. Se hizo referencia a que este es
un proceso dinámico, esto significa que
estas orientaciones cambian con el
tiempo: los protones que se encontraban
en la posición paralela pasan a la
antiparalela y viceversa.
En español, no se dice «magneto», término que aunque parece más «técnico», es otro calco innecesario del inglés. Magnet se traduce como imán.Magneto es el nombre de un siniestro personaje de ciencia ficción de la serie de cómics X-Men...
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 17
preparaciónEl balance general es que los tejidos
quedan magnetizados, pues, siempre
que estén bajo la influencia de un campo
magnético externo, habrá un pequeño
exceso de protones en posición paralela.
«Pequeño exceso» es bastante literal: por
cada millón de protones, la diferencia
puede ser de unos tres o cuatro espines.
Esto explica que las señales sean tan
bajas, y que sean necesarios grandes
esfuerzos de ingeniería, física y
matemática para poder hacer algo (como
formar imágenes o espectros) con esas
señales tan pequeñas (los esfuerzos
incluyen usar antenas especiales
capaces de captarlas, o campos
magnéticos de mayor intensidad para
aumentar la diferencia o exceso de
protones con cuya señal se puede
trabajar, diseñar secuencias con mejor
relación señal/ruido, etc).
Durante la preparación se pueden
aplicar impulsos adicionales, como los
de saturación o los de inversión, con
los cuales se logran «efectos especiales»,
como la eliminación de señales
originadas en movimiento o en tipos
específicos de tejidos (saturación grasa,
saturación de espines para eliminar la
señal en el interior de algunos vasos,
etc).
La gran mayoría de los protones sometidos a la influencia de un campo magnético externo (Bo) se orienta (cuánticamente, no realmente) en el mismo sentido (paralelo) que el vector o eje de dicho campo magnético. Sólo unos pocos espines queda en la dirección antiparalela, en un proceso dinámico en el que estas posiciones energéticas fluctúan en uno y otro sentido. En el dibujo, se ha exagerado la proporción de protones en sentido antiparalelo. Deberían ser menos los que se orientan en ese sentido (opuesto al del campo magnético externo). Pero es que no es fácil dibujar este fenómeno...los físicos sabrán perdonar (o habrán abandonado esta lectura hace rato...).
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 18
excitaciónLa cosa se pone interesante: después de
la preparación viene la ¡excitación!
La manera de excitar a los protones es
relativamente sencilla: se usa una forma
de energía que tenga la misma
frecuencia que la que adquieren los
espines durante la preparación. Si
mencioné antes que la frecuencia de
precesión se mide en MHz, resulta obvio
usar ondas de radio «sintonizadas» a esa
misma frecuencia. Así, si la relación
giromagnética del hidrógeno es de
4258/G, en un equipo de 1.5 T se
requiere de una onda de RF de
(4258Hz/G) • (15,000 G) = 63,87 MHz.
Esta es la frecuencia a la que debemos
«sintonizar» en nuestro «radio» para oír el
«canto de los protones» (difícilmente se
puede ser más poético).
La excitación se lleva a cabo mediante
una secuencia de impulsos de RF, es
decir, la aplicación de una serie de ondas
de RF que se «encienden» y «apagan» en
forma secuencial o sucesiva para obtener
diferentes tipos de contrastes entre los
tejidos. Para que la excitación funcione,
debe ser selectiva: esto significa que se
aplica en una región específica (corte) y
en un volumen dado (espesor de corte).
El proceso de excitación se lleva a cabo cuando una onda de RF, sintonizada a la misma frecuencia a la que giran los protones dentro del campo magnético, es emitida por una bobina (placa roja a la derecha). La excitación produce un cambio en el nivel de energía que se representa como una deflección del vector, cuyo grado depende de la duración del estímulo, comúnmente 90 grados en la secuencia conocida como eco de espín.A propósito, algunas bobinas sirven para emitir y recibir las ondas de RF, pero hay otras que sólo reciben las ondas emitidas por los tejidos. En ese caso, la bobina llamada «de cuerpo», que se encuentra dentro de cada imán, es la encargada de emitir los estímulos que serán captados por una bobina específica, ubicada cerca al área de interés en cada caso.
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 19
relajaciónEs apenas lógico: después de la
preparación y la excitación, sigue la
relajación. Se trata del proceso de
recuperación luego de que los tejidos
han recibido el estímulo, en este caso,
las ondas de radio. La energía recibida
debe regresar cuando se interrumpe su
aplicación. El resultado de la excitación
es que la energía se libera en una forma
similar a la que fue aplicada, es decir,
como una onda de radiofrecuencia. Lo
interesante es que esa onda refleja la
composición molecular de los tejidos
estimulados. Es un eco, pero modificado
por el tipo de molécula a partir del cual
se refleja. Se hace la analogía con una
cueva u otro lugar donde sea posible
obtener uno o varios ecos luego de un
estímulo sonoro. El eco no reproduce
exactamente el sonido emitido. Se
modifica su tono o su volumen de
acuerdo a las propiedades acústicas del
lugar y a la composición de las paredes o
superficies desde donde se refleja el
sonido emitido. La onda recibida se
puede caracterizar con dos constantes de
tiempo, que corresponden a los dos
componentes longitudinal y transversal
de una onda que tiene comportamiento
vectorial. Estos componentes se conocen
como tiempos de relajación. El
componente vertical se conoce como el
tiempo de relajación longitudinal o T1, el
componente perpendicular a éste es el
tiempo de relajación transversal o T2.
Más adelante se describirán con mayor
detalle estos tiempos de relajación, que
son los que explican los contrastes (o
tonos en una escala de grises) que se
obtienen de los diferentes tejidos. Las
secuencias de impulsos o estímulos
permiten modificar la apariencia de los
tejidos.
El proceso de relajación comienza cuando se interrumpe la emisión de ondas de radio. Los átomos estimulados regresan a su posición original dentro del campo magnético y emiten energía en forma de ondas de radio. Esas ondas contienen información acerca de los átomos estimulados, las moléculas que forman, su tamaño, número, etc. La misma bobina que emitió el estímulo puede usarse para captar estas ondas, que por ser «reflejadas» se conocen como ecos.
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 20
apariencia de los tejidosEn la escanografía, técnica tomográfica
que utiliza rayos X para la formación de
imágenes, la apariencia de los tejidos
depende básicamente de su densidad,
con alguna contribución del flujo. La
densidad está dada por el número
atómico de los elementos que componen
las moléculas, que a su vez forman las
células y los tejidos.
Los elementos con número atómico más
alto, como el calcio, son más densos, y
son representados como «blancos» en
estos estudios imaginológicos. En
contraste, en resonancia magnética
existen por lo menos cinco factores que
determinan la intensidad de la señal de
los tejidos examinados en una escala de
grises. Estos factores son: los tiempos
de relajación T1 y T2, la densidad
protónica, la susceptibilidad
magnética y el flujo.
Todos estos factores son intrínsecos al
tejido examinado. La magia de las
secuencias consiste en diseñar
estrategias que favorezcan la
visualización preferencial de uno o más
de estos factores.
Se utilizan secuencias (series de
impulsos de ondas de radio que se
encienden y apagan en patrones
definidos) que realcen estas diferencias
entre los tejidos, para obtener una
imagen en la que se asignan tonos de
gris según el parámetro escogido para
diferenciar dichos tejidos. Así, por
ejemplo, en una secuencia que realce la
información acerca del T1 de los tejidos,
las colecciones líquidas tendrán una
señal de baja intensidad, mientras que
las mismas colecciones tendrán una
señal muy alta si se utiliza una
secuencia que muestre mayor
información acerca del T2 de los tejidos.
Factores que determinan el contraste en RM
-Tiempo de relajación longitudinal T1
-Tiempo de relajación transversal T2
-Densidad de protones
-Susceptibilidad magnética
-Flujo
Apariencia de los tejidos en secuencias T1 y T2La escala de grises de los tejidos puede variar según la secuencia usada para observarlos. En ambas secuencias, la señal más baja corresponde al aire y al hueso cortical. En la secuencia SE convencional, la grasa tiene señal intermedia en secuencias T2, pero muy alta si la técnica usada es la de eco de espín rápido (FSE).
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 21
formación de la imagenSecuencias de impulsos de
radiofrecuencia- formación de la
imagen
La aplicación secuencial de uno o varios
impulsos RF es la técnica utilizada para
extraer la información de las señales
emitidas por los tejidos. Existen varios
parámetros que tienen relevancia para
adquirir esta información. Para la
formación de la imagen completa de cada
corte o sección, que a su vez representa
una matriz, es necesario repetir varias
veces los impulsos aplicados. De hecho,
para completar cada imagen -
representada como un corte o sección-
es necesario repetir la secuencia de
impulsos de radiofrecuencia tantas veces
como filas tenga la matriz final.
Para obtener imágenes de resolución
satisfactoria, éstas deben tener una
matriz de por lo menos 128 filas. Las
imágenes de mayor resolución (256, 512
o más) necesitan entonces de un número
mayor de repeticiones, y requieren de
más tiempo para completarlas.
La Secuencia se refiere a uno o más
impulsos de RF, que se aplican en forma
ordenada durante un intervalo de tiempo
determinado. Estos procesos son
bastante rápidos y se suelen medir todos
en milisegundos. Como se mencionó, la
misma secuencia de impulsos de RF se
repite varias veces para formar la imagen
definitiva. La señal con la que se trabaja
es tan pequeña, que además es preciso
repetir las mediciones muchas veces
para completar un «mapa» o imagen que
tenga utilidad clínica. Esto significa que,
además de repetir la secuencia por cada
«fila» de píxeles o elementos de imagen
(picture element = pixel), puede ser
necesario repetir cada fila para mejorar
la medición de cada señal.
Esquema simplificado que muestra los estímulos intermitentes (ondas rectangulares de color amarillo) necesarios para producir señales o ecos (ondas verdes) a partir de los tejidos. Estos estímulos se repiten a lo largo del tiempo (flecha azul).
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 22
anatomía de una secuenciaEl tiempo de repetición (TR) es el
intervalo transcurrido entre el inicio de
cada grupo de impulsos de
radiofrecuencia. Todas las secuencias
comúnmente usadas están constituidas
de un impulso inicial, que es el que
cambia la orientación de los átomos de
hidrógeno para iniciar el estudio de su
recuperación hacia la posición inicial de
precesión. Luego de un tiempo, se
aplican impulsos conocidos como «de
reenfoque», los cuales están destinados a
producir una o varias señales que
reflejan el proceso de relajación de los
tejidos.
Cada secuencia está compuesta de una
serie de impulsos de ondas de radio,
cuyo objetivo es lograr la emisión de este
mismo tipo de ondas por parte de los
tejidos. Cada vez que se aplica un
impulso de RF, el tejido lo absorbe; al
interrumpirlo, el tejido regresa a su
estado inicial, deshaciéndose de la onda
de radio aplicada. Debido a que se
requiere de un estímulo inicial -la
aplicación de uno o varios impulsos de
RF- la emisión de la onda de radio por
los tejidos estimulados se conoce como
un eco. Con este eco se caracterizan los
tejidos, pues contiene información
acerca de los procesos de relajación
longitudinal y transversal ya
mencionados. El intervalo entre la
aplicación del impulso de
radiofrecuencia y la emisión del eco se
conoce como tiempo de eco (TE),
también medido en ms.
Una secuencia típica está compuesta
entonces por uno o varios impulsos de
radiofrecuencia, cuyo resultado es la
emisión de uno o varios ecos por parte
del tejido estimulado. Esta secuencia se
repite un número de veces que depende
de la resolución requerida. Las matrices
(número de filas) comunes son de 128,
256, 512, etc.
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 23
parámetros y tiemposVarios de los parámetros técnicos con los
que se planean las secuencias de
impulsos pueden modificarse para
lograr contrastes diferentes entre los
tejidos, es decir, información acerca de
su T1 o de su T2. Los parámetros más
comúnmente manipulados son el TR, TE,
TI y el ángulo de deflección de la
magnetización o Flip Angle (θ), que es de
90 º en las secuencias SE (usualmente
de 90º pero en la práctica pueden ser de
casi cualquier ángulo), y –también
usualmente- menor de 90º en las
secuencias GE.
En cuanto a los tiempos de Repetición y
de Eco, si ambos tiempos son cortos, la
imagen obtenida será una
representación gráfica -en una escala de
grises- en la que predomina la
información T1 de los tejidos. Si el TR y
el TE son largos, la información obtenida
será predominantemente sobre el T2.
Atención: no es posible separar por
completo el T1 y el T2 de los tejidos. Esto
significa que, en una secuencia diseñada
para obtener información predominante
acerca del T2, algunas de las señales
obtenidas van a ser producto del T1 de
los tejidos, y viceversa.
La denominación inglesa “weighting” se
refiere a este hecho. Una imagen “T1-
weighted ” significa que la información
de la misma está “pesada” (en español es
más común decir ponderada) hacia el T1
de los tejidos. Al realizar secuencias tipo
SE, los tiempos de repetición y de eco
determinan el tipo de información
predominante que se obtiene de los
tejidos. Por esto, es más correcto llamar
a estas secuencias «de tiempos cortos» o,
si se quiere mayor precisión semántica,
“imagen con información predominante
acerca del tiempo de relajación
longitudinal de los tejidos”. Es fácil
entender la razón para que el uso
general haya abreviado este nombre
correcto al de uso más común: «imagen
T1» o simplemente «T1», denominaciones
que no describen en forma completa al
fenómeno físico de relajación de la
magnetización de los tejidos, pero que
definitivamente ahorran tiempo y suelen
ser entendidas por los entendidos...
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 24
terminología - señalesSi analizamos la descripción de una
imagen cualquiera de resonancia
magnética, es común encontrar entre los
novatos frases como «masa que es
hiperintensa en T1 y T2», cuando
estrictamente nos referimos a una masa
cuya señal es alta, tanto en las
secuencias de tiempos cortos como en
las de tiempos largos (o en las imágenes
con información predominante acerca
del T1 de los tejidos y en las que
predomina la información del T2 de los
mismos). Los tiempos de relajación son
propiedades de los tejidos, que no
podemos modificar. Al variar los
parámetros técnicos de las secuencias,
podemos observar mejor alguno de los
dos tiempos de relajación, pero nunca
independizarlos por completo. Al
entenderlos como propiedades de los
tejidos, y no de las secuencias, debe
quedar claro que no existen,
estrictamente, «secuencias T1» ni
«secuencias T2». Si usamos esta
denominación imprecisa sin comprender
que nos referimos a secuencias que
reflejan predominantemente el tiempo de
relajación longitudinal (o transversal) de
los tejidos, podríamos caer en el común
error de pensar que T1 y T2 son una
característica que permite clasificar las
secuencias.
Para facilitar la comprensión de los
términos «tiempos largos» y «tiempos
cortos», ofrezco la siguiente guía,
aplicable para las secuencias tipo SE:
TR corto: < 500 ms
TR Largo: > 1500 ms
TE corto: < 30 ms
TE largo: > 80 ms
(Ojo: esta es una guía, por lo tanto, estos parámetros no deben tomarse como punto de referencia inmodificable.)
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 25
parámetros de una secuenciaUna secuencia típica de tiempos cortos
tendría parámetros como:
TR 500, TE 20.
Las imágenes obtenidas de esta forma
tienen información predominante sobre
el T1 de los tejidos, por lo que en la
práctica se les conoce como «imagen
T1», «secuencia T1», o simplemente «T1».
Un ejemplo de «imagen T2» con la técnica
SE seria aquella obtenida con
TR 3000 y TE 90.
Si el TR es prolongado, pero el TE se
mantiene corto, a la imagen obtenida se
le conoce como imagen de densidad de
protones, pues se supone que tendrá
mayor información acerca de la
densidad de protones en los tejidos.
También se le conoce por su forma
abreviada (DP). Sin embargo, la
terminología moderna, que no parece
haberse impuesto, sugiere que la
denominación correcta sea la de «imagen
mixta» o intermedia. La razón para ello
es que este tipo de secuencia, en
realidad NO brinda información acerca
de la densidad protónica de los tejidos,
aunque se haya bautizado pensando que
sirve para ello.
La información que se obtiene con las
secuencias determina el contraste entre
los tejidos examinados, y depende
también de la información clínica que se
requiere. En la mayoría de las imágenes
con información T1, las estructuras
llenas de líquido (vejiga, espacio
subaracnoideo) son de señal baja a
intermedia, mientras que en las
secuencias o imágenes con información
T2 se vuelven muy brillantes. Sin
embargo, aunque las estructuras de
contenido líquido sean un buen
parámetro para definir qué tipo de
secuencia se analiza, para determinar el
tipo de información adquirida de los
tejidos examinados es indispensable
identificar los parámetros técnicos
utilizados en cada caso (TR, TE, etc.).
Analogía: las imágenes con información T1 (arriba, izquierda), se han comparado con una fotografía que muestra detalles (anatómicos, por ejemplo), mientras que las imágenes con información T2 (abajo, izquierda) son las que muestran los «objetos brillantes», aquellos que suelen indicar que hay una lesión o anormalidad.
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 26
terminología de las secuenciasEn las secuencias tipo GE, un parámetro
adicional a tener en cuenta es el ángulo
de deflección de la magnetización o Flip
Angle, el cual también se puede
modificar para obtener información T1 o
T2. De hecho, en estas secuencias GE o
FE, el ángulo puede ser un parámetro
más importante que el TR y el TE para
determinar el tipo de información a
obtener.
En general, ángulos de deflección
pequeños (<30º) producen información
predominantemente T2, y los ángulos
mayores de 45º dan información tipo T1.
Los parámetros de TR y TE son mucho
más cortos que los utilizados en las
secuencias SE. Las secuencias GE se
explican con mayor complejidad y mayor
potencial de confusión en otro anexo al
final.
Como se mencionó, una manera práctica
de determinar el tipo de imagen que se
analiza es buscar acúmulos normales de
líquido, como el espacio subaracnoideo,
la vesícula o la vejiga. En secuencias SE,
las imágenes con información T1 se
pueden identificar como aquellas en las
que estos acúmulos de líquido se
observan oscuros, las imágenes T2
demostrarán el contenido líquido como
muy brillante. En las imágenes tipo DP,
el líquido será oscuro, pero un poco
menos oscuro (es decir, de señal
intermedia) que en los estudios T1. Sin
embargo, la apariencia en sí misma
puede no ser suficiente, especialmente si
se han aplicado impulsos adicionales
para eliminar tejidos específicos, por lo
cual insisto en que la información
técnica es imprescindible para saber
con certeza qué tipo de imagen se
estudia. La vesícula biliar, por ejemplo,
puede ser brillante en secuencias con
información T1, en casos de ayuno
prolongado. Si no se tiene en cuenta la
señal del canal espinal en el mismo corte
donde se observa una vesícula biliar, se
puede pensar erróneamente que se trata
de una secuencia con información T2.
La presencia de la información sobre los
parámetros técnicos en las imágenes
debería ser un parámetro de calidad de
las mismas. Una imagen de RM en la
que no se incluyan los parámetros que
determinan su contraste (TR, TE, otros)
es una imagen de baja calidad.
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 27
terminologíaYa se mencionó que hay otras
características intrínsecas de los tejidos,
que también se pueden estudiar en
forma más o menos selectiva, alterando
otros parámetros técnicos de la
secuencia de impulsos de RF. Aquí se
incluyen los fenómenos relacionados con
el flujo, y una propiedad conocida como
susceptibilidad, que es la capacidad de
los tejidos de alterar el campo magnético
al que son sometidos (como podría
predecirse, hay un párrafo adicional
sobre la susceptibilidad en otro anexo
más, al final de este texto).
Los tejidos tienen entonces una señal
que depende de los factores intrínsecos
descritos. Los parámetros con los que se
realiza la secuencia de impulsos que los
examina también los pueden hacer
cambiar de apariencia, pues determinan
el factor predominante con el cual se les
compara.
Evite la terminología confusa: Aunque los términos «hiper» e «hipo» son auto explicativos (por si acaso, «hiperintenso» significa de alta señal, «hipointenso» equivale a «baja señal» [A propósito, cuando hablamos de «señal», nos referimos a su intensidad. Resulta tan redundante decir «intensidad de señal», como «kilogramos de peso»]).El término «isointenso» (así como «isodenso» en otras modalidades, significa «igual a» (en señal o densidad), es decir, SIEMPRE es comparativo. Isointenso puede ser al líquido (es decir, blanco, negro o gris, según la secuencia), o a la sustancia blanca (blanca, gris o negra). Para evitar ambigüedades, ¿porqué no decir que la señal es alta, intermedia, baja o nula? ¡Es una descripción inequívoca de la apariencia de un tejido dado!
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 28
señales - escala de grises
Señales de los tejidos en secuencias T1 y T2: (SE)
TEJIDO SEÑAL T1 SEÑAL T2 OBSERVACIONES
Grasa Alta intermedia En secuencias T2 tipo turbo o FSE, es muy brillante
Líquido simple (orina, LCR)
Baja Alta
Líquido complejo (proteináceo)
Alta intermedia o baja
Sustancia blanca Alta Baja Señal en T1 > T2
Sustancia gris Baja Alta Señal en T1 < T2
Médula ósea roja, hematopoyética
intermedia Baja
Médula ósea amarilla, grasa
alta intermedia a baja
Hueso cortical baja Baja
Fibrocartílago Baja Baja
Cartílago hialino intermedia intermedia
Tendones, Ligamentos Baja Baja
Disco intervertebral intermedia Alta
Músculo intermedia Baja
Pulmón Nula Nula
Hígado intermedia Baja
Páncreas intermedia Baja Señal en T1 <o= Hígado, Señal en T2 > Hígado
Bazo intermedia a baja
Baja Señal en T1 < Hígado, Señal en T2 > Hígado
Hematoma Señal compleja que depende de la evolución
agudo intermedia a baja
Alta
subagudo Alta Alta Señal en T1 es alta en el borde
crónico Mixta mixta En T1 y T2, el centro es de señal intermedia a alta, el borde de baja señal
En la tabla siguiente, se indica la apariencia usual de diversos tejidos en secuencias SE:
La ausencia del fenómeno físico y químico de «acoplamiento en j», que se pierde por los estímulos repetitivos empleados en las secuencias FSE, parece ser la mejor explicación para que en las secuencias FSE de tiempos largos (información T2), la grasa acumule señal y se vea muy brillante (como el líquido), en vez de disminuir su señal (como pasa en las secuencias SE convencionales). Entonces, siempre que se usen secuencias FSE o TSE, la grasa será muy brillante, tanto en secuencias T1 como T2.
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 29
terminología - señalesUn poco más de terminología: se
describen las señales como alta, como
sinónimo de brillante o blanca, baja,
como sinónimo de oscura o negra, e
intermedia, cuya apariencia será, por
supuesto, gris. Los descriptores hiper e
hipo intenso(a) se aceptan como
sinónimos de señal alta y baja,
respectivamente. El uso del término
isointenso(a) siempre debe hacerse en
forma comparativa, por lo tanto, en esta
modalidad de descripción, debe incluirse
la señal con la que se compara. Así, una
estructura puede ser isointensa al LCR,
sustancia blanca, sustancia gris, grasa,
etc., implicando diferente intensidad de
señal en cada caso. Por ello, considero
inaceptable describir una lesión como
simplemente «isointensa», cuando puede
ser mejor llamarla de señal intermedia,
representada como gris, sin riesgo de
confusión.
También es importante aclarar si se
habla de la señal o de los tiempos de
relajación. Estos últimos se describen
como cortos o largos, lo cual puede ser
motivo de confusión: ¡un tejido con T1
largo tendrá señal baja, mientras que
un T2 largo implica una señal alta!
Un concepto que es muy importante en
las imágenes es el de resolución. En
realidad, son tres conceptos en uno. La
resolución espacial se refiere al detalle
que se puede obtener y depende del
tamaño del elemento de imagen que
conforma cada imagen. A su vez, el lado
del cuadrado que corresponde al
elemento de imagen o píxel (del inglés
picture element) depende del tamaño del
campo de visión (FOV - Field of View)
utilizado. El cálculo es sencillo: el campo
de visión se divide por el número de filas
o columnas de la matriz de píxeles para
obtener la dimensión del lado de cada
píxel. Así, para una matriz de 128 x 128,
con un campo de visión de 160mm, se
obtienen cuadrados con lados que miden
1.25mm. Para mejorar la resolución
espacial, se puede disminuir el campo de
visión o aumentar la matriz. Con la
mitad del campo de visión (80mm) y el
doble de matriz (256x256), el resultado
es que cada lado de cada píxel mide
ahora menos de un milímetro (0.31mm).
Por supuesto, el ejemplo trata de píxeles
isotrópicos (cuadrados). Si se usan
elementos de imagen rectangulares
(anisotrópicos), la resolución será
diferente según el eje que se examine. La
tercera dimensión corresponde al
espesor del corte, se le llama elemento de
volumen o vóxel (de volume element). Si
es igual que la dimensión de un píxel
isotrópico, el resultado es un cubo. Si no
es igual, el resultado obvio es un
poliedro rectangular.
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 30
resoluciónNada es gratis. Para obtener una mayor
resolución espacial, debemos repetir la
secuencia más veces, tantas como filas
tenga nuestra matriz (concepto que se
aclara en otro capítulo).
La resolución de contraste se refiere a
la capacidad de distinguir señales en
una escala de grises. Esto depende del
entorno. Puede ser muy fácil detectar
un punto blanco diminuto en un fondo
negro, pero es más difícil detectarlo si el
fondo es gris, especialmente si es muy
claro, similar al blanco. Lo que esto
significa es que no siempre detectamos
cosas pequeñas por la resolución
espacial que hemos programado, sino
porque podemos manipular los
contrastes para que los objetos muy
pequeños sean evidentes. Por supuesto,
el contraste depende de los tejidos, pero
también de los parámetros que se
escojan para las secuencias.
Concepto de resolución espacial.Arriba, FOV 160mm, 128 x 128 = 1.25mm. Abajo, FOV 80mm, 256 x 256 = 0.31mm, unaresolución espacial que es mucho más apropiada para estructuras pequeñas, como los ligamentos intercarpianos. Con un FOV de 16 cm (inaceptable en una muñeca), la única manera de lograr píxeles menores a 1mm es aumentando la matriz a niveles tan altos que resultan prohibitivos en tiempo (512x512). [Moraleja: los rompecabezas de más piezas son más demorados de armar].
Concepto de resolución de contraste.Cuatro filas de seis puntos de diferentes tonos de gris, superpuestas sobre fondos también de tonos distintos. Todos los puntos son fáciles de discernir cuando el «tejido» de fondo es de baja señal (como en una secuencia con información T2). Si no se escogen adecuadamente los parámetros de las secuencias, algunos de los puntos se vuelven casi imperceptibles o invisibles (algunas de las lesiones no serán detectadas).
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 31
resoluciónNada es gratis. Para obtener una mayor
resolución de contraste, debemos hacer
varias secuencias, que nos brinden
diferentes contrastes para tratar de
detectar y caracterizar las lesiones que
somos capaces de ver.
La resolución temporal se refiere a la
velocidad con que obtenemos la
información. Este parámetro nos sirve
para detectar movimiento, y lo
aprovechamos para detectar parámetros
fisiológicos o cambios en el tiempo luego
de una intervención tan sencilla como la
inyección de medio de contraste.
En este caso, lo usual es escoger
parámetros que realcen las diferencias
en el contraste entre los tejidos, que
resulten en secuencias que puedan
hacerse de manera muy rápida, incluso
sacrificando resolución espacial.
Estas secuencias son especialmente
útiles para seguir el comportamiento de
diferentes tejidos luego de inyectar
medio de contraste. Si se escogen
adecuadamente los parámetros, se
podrán diferenciar los tejidos de interés
(por ejemplo tumor y tejido sano
adyacente) aún con baja resolución
espacial. La secuencia se hace antes de
inyectar medio de contraste y se repite
varias veces para detectar cambios en el
comportamiento de estos tejidos de
interés.
Así, se pueden obtener curvas de
intensidad a lo largo del tiempo, que
sirven para hacer inferencias acerca de
la vascularización, angiogénesis, etc.
En estas secuencias, es más importante
la resolución de contraste que la
resolución espacial. El sacrificio en
resolución espacial permite hacer
secuencias más rápidas (mayor
resolución temporal), en las que será más
importante detectar cambios en la escala
de grises que detectar detalles
anatómicos.
Sabemos de lo que es capaz nuestro
equipo. El truco consiste en saber
cuánta resolución espacial necesitamos
para ver lo que queremos ver, dentro de
un tiempo razonable que nos permita
obtener la información suficiente para
ver eso que queremos ver.
Concepto de resolución temporal.Curvas de intensidad de tres diferentes tejidos luego de haber inyectado medio de contraste. Dos de ellos (curvas negra y blanca) realzan muy tempranamente; la curva blanca se estabiliza más pronto. El tercer tejido (curva gris) tarda en realzar y «lava» el medio de contraste más rápidamente que los otros dos.
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 32
tipos de secuenciasSE, GE, GraSE, FSE, DFSE, HASTE, IR,
CHESS, FLARE, FLAIR, DESS, FID,
SMASH, TSE, GRECO, FASCINATE,
SPGR, FIESTA, EPI, TURBO, FISP, PSIF,
RARE, FASE, STEAM, STAGE, GRASS,
ROAST, STIR, SPIR, PASTA, FLASH,
RISE, LAVA y CAIPIRINHA son sólo
algunos de los nombres de secuencias
disponibles en diferentes equipos. Esta
proliferación de nombres tiene que ver,
en parte, con el afán de las casas
fabricantes de equipos de resonancia por
presentar técnicas novedosas, o técnicas
clásicas o antiguas rebautizadas con
nombres diferentes, para dar la ilusión
de que se trata de verdaderas ventajas
sobre los equipos de la competencia. Por
otra parte, el uso de siglas que puedan
conformar palabras pronunciables
fácilmente (en inglés) sugiere que los
físicos e ingenieros involucrados en el
desarrollo de estas técnicas tienen un
peculiar sentido del humor. No de otra
manera se explica el uso de juegos de
palabras homófonas (FLAIR y FLARE) o
que hacen referencia a alimentos
(PASTA), o a maneras de prepararlos
(STEAM, ROAST, STIR), fenómenos
físicoquímicos (SMASH, RISE),
actividades lúdicas (FIESTA), o nombres
de cócteles y licores (CAIPIRIHNA,
GRAPPA).
La verdad es que solo hay DOS tipos de
secuencias, a las que ya se hizo
referencia:
Eco de espín (SE)
Eco de gradiente (GE)
Al final de estos apuntes, reproduzco el texto en inglés (creo que en español no tiene sentido el juego de palabras) que he titulado
TMA-2KTO (Too Many Acronyms To Keep Track Of)
en el que trato de dar cuenta de la increíble proliferación de siglas en RM...
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 33
tipos de secuencias- SE y FSEAunque no está disponible en todos los
equipos, es posible agregar una categoría
adicional, en la que se combinan las dos
maneras de adquirir ecos, representada
por la secuencia mixta o combinada
conocida como GraSE, que significa
gradient and spin echo, algo así como
«eco de gradiente y de espín».
En los dos tipos de secuencia (SE y
GE)se pueden intentar «clasificaciones»
adicionales, en las que se tenga en
cuenta, por ejemplo, si se forman uno o
más ecos por cada TR. En la secuencia
eco de espín convencional de tiempos
cortos, precisamente por la corta
duración de cada TR, de unos ms,
sencillamente no había tiempo sino para
obtener un eco por TR. Si el TR usado
era largo (por ejemplo, 2000 ms), se
podían obtener dos o más ecos en cada
repetición, más comúnmente dos ecos,
en la secuencia que se llegó a llamar
«doble eco». En el escenario habitual, el
primer eco era el reflejo de información
mixta, con un TE corto, y el segundo eco
era el reflejo del uso de tiempos (TE y TR)
largos. En aquellos tiempos en que sólo
era posible hacer secuencias SE,
resultaba práctico contar con una
secuencia que fuera capaz de producir
dos clases de imágenes, una tipo DP y la
otra tipo T2. En los inicios de la RM en
el país, surgió una manera «criolla» -y
errada- de llamar a la información
obtenida en forma temprana: se le
denominaba «primer eco del T2»,
mientras que al eco obtenido un tiempo
después se le llamó «segundo eco del T2»,
cuando claramente se trataba de una
secuencia en la que se obtenía más de
un eco por TR, cada uno con
características propias. La evolución
tecnológica llevó a la aparición de la
técnica denominada genéricamente como
«adquisición rápida con realce de la
relajación», más conocida por su sigla en
inglés RARE (Rapid Acquisition with
Relaxation Enhancement) o por su
descripción como «rápida» o «turbo», esta
última como analogía a los motores de
los automóviles más veloces.
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 34
tipos de secuencias - SE y FSEEste tipo de secuencias, las «eco de espín
rápido» (Fast SE o Turbo SE) fueron
básicamente una variante de la
secuencia convencional de eco de espín
en la que se adquirían múltiples ecos por
cada TR, lo cual requirió de un complejo
proceso de manipulación matemática de
la información para la creación de
matrices de información numérica
imaginaria, matrices que se pudieron
«llenar» de información mediante lo que
se conoce como trayectorias cartesianas
y no cartesianas del espacio k, que se
salen del objeto de esta revisión (a los
interesados, recomiendo la lectura de los
apuntes sobre el espacio k, la verdadera
razón de ser de las secuencias).
Actualmente, las variantes más comunes
de las secuencias SE son las que usan la
modalidad RARE, que pueden aplicarse
en diferentes formas, como en el caso de
las secuencias de inversión (IR, STIR,
FLAIR), o en las técnicas ultrarrápidas
(HASTE).
Entonces, si queremos clasificar
secuencias, no las dividimos en «T1» y
«T2», sino en SE y GE. Son realmente los
dos tipos de secuencias con los que
contamos para formar imágenes con RM.
Como se mencionó, hay una tercera,
básicamente la mezcla entre las otras
dos, GraSE.
Los dos tipos principales de secuencias son SE y GE. Ambas pueden tener uno o varios ecos. Las variantes principales de la secuencia SE son las rápidas y ultrarrápidas.
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 35
generación de ecos de espínDe nuevo, para facilitar la
representación gráfica del fenómeno de
la generación de ecos, se presenta un
esquema del estado de «reposo» artificial
(el creado por el campo magnético
externo) como unos vectores (amarillos)
que giran alrededor del eje de dicho
campo magnético (magenta). El diagrama
se simplifica si se representa esta
tendencia como un vector único que se
superpone al vector del campo magnético
externo.
El proceso de excitación se ilustra con la
aplicación de un impulso selectivo de RF
(selectivo porque tiene una frecuencia
que coincide con la de los vectores que
precesan alrededor del campo
magnético, es decir, igual a la relación
giromagnética). En el caso de la
secuencia eco de espín (SE), el impulso
se llama de 90º porque los vectores son
desviados desde el plano vertical
(llamado longitudinal) al plano
transversal. A este proceso se le llama
deflección de la magnetización, el ángulo
escogido suele ser de 90º en las
secuencias SE, pero puede ser menor o
mayor. Es importante recordar que
realmente se trata de un cambio
energético y no de un movimiento real de
los átomos (imagino que, si pudiésemos
«voltear» los átomos 90º o 180º, el
paciente se vería como un pollo que está
siendo rostizado, dando vueltas
alrededor de su propio eje... por
supuesto, como sólo es una pequeña
proporción de átomos los que se
«voltean», esto tampoco sucedería).
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 36
generación de ecos de espínA medida que los vectores se desfasan en
el plano transversal (por su relajación a
diferente velocidad, que depende de su
entorno molecular), cada vector en el
plano transversal adquiere una posición
o ángulo diferente con respecto al del
campo magnético, es decir una fase
diferente. La tendencia natural es a
continuar así hasta que se acabe el
componente transversal, es decir,
cuando se haya recuperado
completamente el componente
longitudinal (vertical). La idea es
reenfocar estos vectores, lo cual se logra
mediante un estímulo a los espines: un
impulso de RF que los obliga a regresar
al punto de partida a la misma velocidad
que tenían, por lo cual todos se van a
encontrar al mismo tiempo en el punto de
partida. Esta coincidencia de espines es
la que produce el eco que nos interesa:
precisamente, el eco de espín, la señal
que contiene la información de cuyo
procesamiento y análisis se hablará
después.
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 37
generación de ecos de espínLa analogía clásica es la de los
corredores de una pista atlética, donde
siempre cada uno alcanzará una
velocidad diferente. Antes de que la
carrera termine (una vuelta), se pide a
los corredores hipotéticos (espines) que
den media vuelta y regresen al punto de
partida, exactamente a la misma
velocidad a la que venían. Esto significa
que el corredor que iba «ganando» queda
«de últimas» y que el que iba de último
queda en primer lugar. La manera de
«pedir» a los corredores que hagan esto
es mediante un impulso de reenfoque, la
aplicación de una onda de RF cuya
duración (área bajo la curva) sea el doble
del impulso de 90º, es decir, un impulso
de 180º. El efecto que nos interesa es
que, al regresar a la misma velocidad,
todos van a llegar al mismo tiempo al
punto de partida. Este «empate» es el que
produce el eco que nos interesa: el eco
de espín, la señal que añoramos
procesar, bautizada spin
echo por Erwin Hahn en
su artículo original en
Physics Review, cuya
carátula se reproduce.
Haber tenido el gusto de asistir a la conferencia de Hahn «cómo me tropecé con el eco de espín», en la cual mostró los apuntes de su cuaderno, y la anotación al margen del momento en que él se da cuenta de que esa señal no es un artefacto sino un eco y escribe «EUREKA» con su puño y letra, fue un momento definitivo en mi formación...
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 38
generación de ecos de espínEste proceso de reenfocar los vectores o
espines se puede repetir las veces que se
quiera, siempre que haya algo de
magnetización transversal, es decir,
antes de que los vectores vuelvan a la
posición vertical, donde el componente
horizontal es nulo. Así, pueden
diseñarse secuencias con varios ecos
dentro de un mismo TR. El TR sería el
tiempo que tarda en «desaparecer» el
componente horizontal o transversal.
Teniendo en cuenta que se necesita un
tiempo (precisamente el TE) para que
surta efecto el impulso de reenfoque de
180º, no siempre hay suficiente tiempo
(TR) sino como para uno o dos ecos. Hay
que recordar que la gráfica no es exacta:
los vectores siempre estarán en una
orientación similar a la del eje del campo
magnético externo, el componente
horizontal sólo tendría valor cero si
realmente los vectores quedaran
superpuestos. La señal del componente
transversal puede ser tan baja (no = 0)
que simplemente no es detectable.
Es una de las dificultades de tratar de
dibujar la tendencia general de millones
de millones de protones y aproximarlos a
un simple vector que se desplaza 90º
cuando esto realmente no es lo que
sucede. De hecho, como se mencionó
antes, ni siquiera hay movimiento real,
sino cambios cuánticos en el nivel
energético de los espines, que parecen
más fáciles de entender si se asimilan a
un movimiento angular o vectorial...
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 39
generación de ecos de espínA manera de resumen, la secuencia
básica usada en RM es la llamada eco de
espín (Spin Echo), en la cual se aplica
inicialmente un impulso de RF de 90º,
seguido de uno de 180º. El eco se
obtiene un tiempo después. Si el tiempo
lo permite (TR) se pueden obtener más
ecos en cada TR, comúnmente dos por
TR. Mediante una combinación de
tiempos de repetición (TR) y de tiempos
de eco (TE), cada eco se puede «calibrar»
para que contenga información sobre el
T1 o el T2 de los tejidos, o para obtener
información mixta de ambos tiempos de
relajación. En la secuencia SE
convencional, es necesario repetir la
secuencia de impulsos de RF tantas
veces como filas de píxeles contenga la
imagen. Actualmente, se prefiere la
técnica rápida llamada genéricamente
Rapid Acquisiton with Relaxation
Enhancement o Fast Spin Echo (FSE),
eco de espín rápido, rápido por que no
requiere de tantas repeticiones como
filas de píxeles que contenga una
imagen, sino de una fracción del número
de filas. Esto se logra porque, en vez de
llenar una fila por TR, se pueden llenar
varias filas por TR. El factor de
«aceleración» depende de si se llenan
cuatro, ocho, dieciséis o más filas por
TR.
Aunque sufre de artefactos propios, la
técnica FSE tiene la ventaja de obtener
alta resolución espacial a mayor
velocidad o resolución temporal (es decir,
«mejor y más rápido»).
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 40
eco de espínEn la secuencia más comúnmente
utilizada, conocida como eco de espín
(spin echo -SE), se aplica inicialmente un
impulso de 90º, seguido más adelante de
uno de 180º. Luego del doble del tiempo
entre estos dos impulsos, se recibe una
señal -o eco- del tejido estimulado. Se
pueden aplicar varios impulsos de 180º,
cada uno de los cuales produce un eco.
Como se mencionó, los ecos reflejan el
proceso de relajación longitudinal y
transversal de los tejidos.
El paso siguiente a la preparación y a la
excitación es obvio: relajación. Se
refiere a la liberación de la energía (onda
de RF) que se aplicó durante la
excitación. Las interacciones entre los
espines y su entorno y entre los espines
entre sí son las que determinan las
características del eco, que es
básicamente una onda de RF que
contiene información molecular. No es
igual la respuesta (eco) de un protón
asociado a una molécula pequeña, como
la de agua, que el eco de un espín
dentro de una molécula mucho más
grande, como la de un ácido graso. He
resaltado las palabras eco, de, y espín
en forma intencional, de manera que sea
obvio que el nombre de la secuencia más
común (descrita por Carr, Purcell,
Meiboom y Gill, por lo cual también se
conoce con ese nombre o con la sigla
CPMG) hace referencia precisamente al
hecho de que los ecos que se reciben son
de los protones o espines.
Cortisol
Fascímiles de los artículos originales de Carr, Purcell, Meiboom y Gill, que dan nombre a la más común de las secuencias usadas en RM, la secuencia SE o eco de espín.
Aldosterona
Los átomos de hidrógeno de una molécula pequeña como el agua (H-O-H) tendrán mayor movilidad que los que se encuentran en moléculas grandes, como el cortisol o la aldosterona, por mencionar dos ejemplos.
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 41
inversión - recuperaciónUna variante de esta secuencia es la de
Inversión - Recuperación (Inversion
Recovery - IR), que es similar a la
anterior, pero añadiendo un impulso
inicial de 180º antes de la secuencia SE.
Este estímulo previo puede aplicarse
durante la fase de preparación o como
parte de la fase de excitación. A este
estímulo de radiofrecuencia se le conoce
como impulso de inversión; en este tipo
de secuencia se requiere de un
parámetro adicional, conocido como
tiempo de inversión (TI o τ -letra griega
tau), utilizado para invertir o anular
selectivamente la señal de algunos
tejidos. Si el TI es corto, (de unos 110 a
130 ms en un equipo de 1.5T), se obtiene
una imagen en la cual el tejido graso
presenta baja señal. Esta es la secuencia
STIR (Short Tau Inversion Recovery). Si,
en cambio, se usa un TI prolongado (de
unos 1500 a 2500 ms), se elimina o
atenúa la señal de las colecciones
líquidas, en una secuencia cuya
información predominante es acerca del
T2 de los tejidos. Esta secuencia (que es
realmente una secuencia «T2», se conoce
como FLAIR (Fluid Attenuated Inversion
Recovery). Las secuencias que usan la
técnica IR se describen con mayor detalle
(pero no necesariamente con mayor
claridad) en un anexo al final de este
documento.
Como su nombre lo indica, la secuencia IR comienza con una Inversión. A partir de ese momento (Recuperación), los tejidos pueden examinarse cuando el primero de ellos (cerebro - curva verde) cruza la línea de cero señal, o cuando el segundo (líquido - curva roja) lo hace. En el segundo caso, se atenúa la señal de líquido, y éste será de menor señal (oscuro) comparado con el cerebro, efecto obtenido con la secuencia FLAIR (Fluid Attenuated Inversion Recovery)
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 42
eco de gradienteHay además una forma de adquirir
señales o ecos sin la aplicación de
impulsos de 180º. Esto se hace
invirtiendo la polaridad del campo
magnético local al que está expuesto el
tejido. A este procedimiento se le conoce
como adquisición de ecos por inversión
de gradientes, o eco de gradiente
(Gradient Echo -GE) y es una técnica en
la cual se inicia con un impulso similar
al utilizado en la secuencia SE, pero
usualmente de menor duración. Esto
hace que la orientación de los campos
magnéticos de los átomos en precesión
sea modificada en un ángulo menor de
90º. El eco se obtiene mediante la
inversión de la polaridad del campo
magnético.
Aunque el vector se desplaza menos de 90º, se tiene en cuenta el componente transversal. Si en vez de aplicar un eco para reenfocar este componente en el plano transversal, se invierte la polaridad del gradiente del campo magnético, el efecto es como si todos los vectores cambiaran de cuadrante en el plano transversal. Si en el eco de espín es como si regresaran a la misma velocidad, en el eco de gradiente es como si de un «salto» quedaran en la posición inversa, el más rápido de último, el más lento en primer lugar. Así, al cabo de un tiempo (TE), todos se «reenfocan» produciendo un eco, pero a partir de una inversión de la polaridad del gradiente, no de la aplicación de un impulso de RF.
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 43
eco de gradientePor tratarse de una técnica en la cual se
usan gradientes para invertir la
polaridad del campo, esta secuencia se
llama eco de gradiente (Gradient Echo –
nunca «gradiente de eco»), o eco de
campo (Field Echo- ¡nunca «campo de
eco»! ). Estos nombres diferencian la
técnica de la descrita arriba, donde el
eco es del espín, no del gradiente.
Cuando se quiere realzar un tipo
específico de tejido, se pueden escoger
secuencias que optimicen el contraste
entre el tejido de interés y los tejidos
adyacentes, basadas en las diferencias
entre sus tiempos de relajación.
También es posible combinar algunas de
estas técnicas, e incluso agregar
impulsos que estimulen selectivamente
algunos tejidos para hacer aparecer o
desaparecer su señal. Es el caso
específico de los impulsos de saturación
de grasa, en los que se obtienen
imágenes en las que se elimina la
información de este tipo de tejido. Estas
secuencias son sensibles al fenómeno de
susceptibilidad magnética, el cual se
manifiesta en presencia de metales o
interfases tisulares con aire. Su
sensibilidad hace que se conozcan
genéricamente como «secuencias de
susceptibilidad.»
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 44
tipos de secuencias - GELas secuencias GE pueden ser
coherentes o incoherentes. Esta
descripción hace referencia al fenómeno
conocido como estado de equilibrio, al
cual se llega gracias al estímulo
repetitivo y rápido que se obtiene al usar
pequeños ángulos de deflección de la
magnetización. El resultado es una
apariencia del líquido que es brillante en
todo tipo de secuencia, con información
T1 o T2. Como puede ser confuso contar
con secuencias con información T1 pero
con líquido blanco, se han encontrado
varias maneras de interferir o destruir
esta «coherencia» del estado de
equilibrio. La aplicación de impulsos de
«interferencia» puede «dañar» el estado de
equilibrio, y hacer que, en vez de obtener
líquido brillante, éste sea oscuro, que
sería lo «esperado» en una secuencia SE
con información T1.
Los dos tipos principales de secuencias son SE y GE. Ambas pueden tener uno o varios ecos. Las secuencias GE pueden ser coherentes (con preservación del estado de equilibrio) o incoherentes (con
La sigla GE (gradient echo) no debe confundirse con la que representa el nombre de una de las compañías que producen equipos de resonancia magnética, GE (General Electric).
La descripción de las secuencias GE como coherentes e incoherentes se atribuye a Mark Haacke, un importante investigador (y autor obligado) en el tema del eco de gradiente.
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 45
tipos de secuencias - GE o FEEn inglés, el término spoiling hace
referencia a la destrucción o «daño» del
estado de equilibrio: se usa para las
secuencias «spoiled» (SP), de las que hay,
por supuesto, muchas variantes: la
clásica eco de gradiente con interferencia
(o destrucción) del estado de equilibrio
(Spoiled Gradient Echo – SPGR) una
variante rápida (Fast SPGR) y una que
adquiere la información como un bloque
tridimensional a partir del cual se
pueden hacer diferentes
reconstrucciones (3D SPGR). Las
secuencias spoiled son las mismas
incoherentes. Con ellas, se elimina
cualquier magnetización residual al final
de cada TR, lo cual significa que cada
impulso de RF actúa únicamente sobre
la magnetización longitudinal. La
secuencia fue llamada por Siemens
FLASH (Fast Low-Angle SHot), Philips y
Toshiba las llaman T1-FFE (Fast Field
Echo), porque al destruír el estado de
equilibrio, el líquido aparece oscuro,
como se espera en las secuencias con
ponderación T1. Para General Electric,
se llaman SPGR (SPoiled GRadient echo).
Este tipo de secuencia es muy útil para
adquisiciones 3D, o para estudios
dinámicos, luego de la administración de
medio de contraste. Usar ángulos
menores a 90º significa que habrá
siempre una magnetización transversa
que puede acumularse a favor o en
contra de la secuencia. Para cada
relación TR/T1, habrá un ángulo óptimo
que dará el mayor componente
transverso con cada impulso de RF
aplicado, es decir, la mayor señal. A este
ángulo óptimo se le conoce como ángulo
de Ernst.
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 46
tipos de secuencias - GE o FELas secuencias eco de gradiente que
son capaces de adquirir imágenes en
menos de un segundo se conocen como
secuencias GE ultrarrápidas. Es bien
difícil lograr buena señal y buen
contraste con TR y TE muy cortos; para
un buen contraste T1, se necesita un
ángulo de deflección de la magnetización
mayor, pero el ángulo óptimo (de Ernst)
cuando el TR es corto es pequeño. El
truco es aplicar un impulso inicial de
inversión (180º) a manera de
preparación, lo cual incrementa la
ponderación de la imagen hacia T1. Este
tipo de secuencia se puede usar para
obtener imágenes rápidas con
información T1.
Ejemplos de las secuencias ultrarrápidas
GE son la Turbo FLASH de Siemens, TFE
(Turbo Field Echo) de Philips, Fast SPGR
de General Electric, T1-FFE (Fast Field
Echo) de Toshiba o la RSSG (RF Spoiled
SARGE [Steady state Acquisition with
Rewound Gradient Echo]) de Hitachi.
Otra variante de las secuencias
ultrarrápidas GE incluye las
adquisiciones 3D. Como en la versión
2D, se usan impulsos preparatorios
antes de las adquisiciones, para
favorecer la ponderación T1. El tiempo
necesario para una secuencia 3D es muy
largo como para que un solo impulso
preparatorio baste, por lo cual se
requieren varios impulsos preparatorios
durante la adquisición. Estas secuencias
se usan para lograr imágenes 3D con
información T1, pero muy rápidas.
Siemens la llama MP-RAGE
(Magnetization-Prepared Rapid
Acquisition Gradient Echo), Philips la
conoce como 3D TFE (Turbo Field Echo),
el nombre en Toshiba es similar, 3D
FFE, para General Electric es 3D fast
SPGR y para Hitachi es 3D RSSG
(Radiofrequency-Spoiled Steady state
acquisition with rewound Gradient echo).
La aplicación típica es la adquisición 3D
del cerebro, que puede usarse para
mediciones volumétricas y para
reconstruir imágenes en todos los planos
a partir de una misma secuencia.
La secuencia llamada eco planar,
descrita en la década de los años 70 por
Peter Mansfield (sí, el mismo que recibió
el premio Nobel de medicina junto con el
ya fallecido (en 2007) Paul Lauterbur) es
una variante muy rápida de la secuencia
3D SPGR, en la que una sola repetición
(TR) permite obtener TODA la
información de un corte (todas las filas
de pixeles). Este es un ejemplo de una
secuencia que adquiere más de un eco a
la vez. EPI (Echo Planar Imaging) es
quizá una de las pocas siglas que ha sido
adoptada sin variación por GE
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 47
tipos de secuencias - GE o FE(General Electric), Siemens, Hitachi,
Philips y Toshiba. Esta técnica se usa en
aplicaciones avanzadas, como las
imágenes de difusión y perfusión y las
imágenes de RMfuncional.
La obvia contraparte de las secuencias
GE incoherentes son las secuencias
coherentes, en las que no se modifica el
estado de equilibrio. En estas secuencias
el líquido casi siempre será brillante, sin
importar si los parámetros seleccionados
favorecen la información T1 o T2. Son
muy útiles para obtener lo que se conoce
como «hidrografía», secuencias en las
que es posible ver todo tipo de cavidades
o conductos gracias a su contenido
líquido. Las imágenes conocidas como de
«efecto artrográfico», «efecto mielográfico»,
o las usadas para ver los conductos
salivares, lacrimales o biliares son
ejemplos de este tipo de secuencias.
Algunas siglas que definen estas
secuencias son la SSFP (Steady State
Free Precession) o «precesión libre –es
decir, sin interferencia- en estado de
equilibrio». En la variante FID (Free
Induction Decay) se toma una muestra
de un componente de la señal del eco de
decaimiento de inducción libre. Su
contraste en TR corto se basa en la
relación T1/T2*. Si el TR se prolonga, el
contraste es similar al de las secuencias
incoherentes. Los nombres de estas
secuencias incluyen la FISP (Fast
Imaging with Steady-state Precession) de
Siemens, GRASS (Gradient-Recalled
Acquisition in the Steady State) de
General Electric, FFE (Fast Field Echo)
de Philips y SARGE (Steady-state
Acquisition with Rewound Gradient
Echo) de Hitachi.
Una segunda variante de las secuencias
SSFP es la que muestrea una porción del
eco de espín. También es una secuencia
coherente, en cuanto el estado de
equilibrio no es interferido. Se comparan
con las secuencias SSFP-FID puesto que
parecen una versión «invertida» de
dichas secuencias. PSIF (mirrorred FISP
o FISP «en espejo») es el nombre que les
dio Siemens, mientras que para General
Electric es CE-GRASS (Contrast-
Enhanced GRASS) y para Philips es CE-
FFE (Contrast- Enhanced T2-weighted
FFE).
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 48
tipos de secuencias - GE o FEHitachi sigue siendo la compañía a la
que le gustan los nombres más
complejos: TRSG (Time-Reverse SARGE).
Estas secuencias tienen una gran
ponderación T2, es decir, muestran el
líquido muy brillante, por lo cual tienen
aplicación en el llamado «efecto
mielográfico». La combinación de las dos
técnicas anteriores resulta en la
secuencia de Siemens denominada DESS
(Dual-Echo Steady State), en la cual se
obtiene ponderación T2 adicional, útil en
aplicaciones ortopédicas, con capacidad
de alta resolución, con adquisición 3D y
líquido brillante («efecto artrográfico»).
La variante «balanceada» de las
secuencias GE coherentes incluye la
Balanced SSFP y la CISS. En éstas, el
efecto T2* es menor, y se obtiene mayor
información T2. El contraste obtenido se
basa en la relación T2*/T1. Esto significa
que los tejidos con un T2 cercano a su
T1 son los que aparecerán más
brillantes. Estas son secuencias muy
rápidas, y permiten obtener cortes finos,
como en el caso de la secuencia llamada
FIESTA (Fast Imaging Employing STeady
state Acquisition, nombre comercial
dado por la compañía GE (General
Electric, ojo, ¡no confundir con Gradient
Echo!)).
Otra aplicación sería la obtención de
imágenes localizadoras rápidas del
abdomen, estudios fetales y cardiacos.
En los equipos Siemens, la secuencia de
precesión libre en estado de equilibrio se
llama True FISP (Fast Imaging with
Steady state Precession). En el diagrama
de tiempo de las secuencias, para lograr
«balancear» las secuencias, se requiere
que las áreas bajo las curvas de los
gradientes negativos sean iguales a las
áreas bajo las curvas de los gradientes
positivos. Para lograr esto, fue necesario
esperar al desarrollo de gradientes más
rápidos y más potentes; De ahí el
nombre True FISP, que Siemens usó
para contrastar con su secuencia FISP,
que era sólo parcialmente balanceada.
Otro truco usado para «balancear» las
secuencias es aplicar impulsos alternos
positivos y negativos, con ángulos de
deflección que oscilan a cada lado del eje
de magnetización. Toshiba las llama
True SSFP (Steady State Free
Precession); Philips prefiere el nombre
Balanced FFE (Fast Field Echo),
mientras no sorprende que Hitachi las
llame con siglas que hacen referencia a
otras siglas: BASG (BAlanced SARGE –
Steady state Acquisition with Rewound
Gradient Echo).
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 49
tipos de secuencias - GE o FELa modalidad CISS hace referencia a las
secuencias balanceadas de estado de
equilibrio, en las que se alterna la fase
de cada impulso de RF para mejorar la
calidad de las imágenes mediante lo que
se conoce como una «interferencia
constructiva» (Constructive Interference
Steady State, que es el mismo nombre
que adoptó Siemens (CISS), mientras
que en General Electric se llama FIESTA-
C (Fast Imaging with stEady-STate
Acquisition and phase Cycling).
Por último, menciono la secuencia
híbrida que combina SE y GE, conocida
como GraSE (Gradient and Spin Echo)
en equipos General Electric o TurboGSE
en los de Siemens. Se trata de una
combinación de técnicas en las que se
quiere obtener «lo mejor de dos mundos»,
es decir, ecos que son formados por
impulsos de RF al estilo de la técnica
RARE, a la vez que se adquieren
múltiples ecos de gradiente al estilo EPI.
El resultado es una secuencia muy
rápida con información T2, con mejor
resolución que su equivalente en SE, y
con menos distorsión que la secuencia
EPI convencional. Mientras que la grasa
en las secuencias RARE con información
T2 es muy brillante, con las secuencias
híbridas se vuelve a obtener una
disminución en la señal de la grasa en
T2, como sucedía con las secuencias
convencionales SE. La secuencia híbrida
es rápida y de alta resolución, tiene
aplicación en estudios con información
T2 del cerebro y las articulaciones.
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 50
generación de ecos de gradienteCon el mismo esquema vectorial se
puede tratar de explicar la manera cómo
se obtienen ecos en la secuencia llamada
eco de gradiente (GE) o eco de campo
(Field Echo, FE). El proceso de excitación
se ilustra con la aplicación de un
impulso selectivo de RF (ya expliqué por
qué se llama selectivo). En el caso de la
secuencia eco de gradiente (GE), el
impulso comúnmente es menor a 90º.
En esta secuencia, no es necesario
esperar a que haya una deflección de la
magnetización desde la posición vertical
hasta la horizontal, lo cual permite
mayor velocidad y menor depósito de
energía sobre los tejidos expuestos a
estos impulsos de RF. Aunque no se
llegue hasta los 90º, siempre habrá un
componente transversal. En el plano
transversal ocurre lo mismo que en las
secuencias SE. Una vez interrumpido el
estímulo que cambió la orientación del
vector de magnetización (el impulso
<90º), el componente transversal
comienza a desfasarse. unos protones
irán más rápido que otros, y se observan
como un abanico (flechas verdes) sobre
el plano transversal. Como en la
secuencia SE, cada vector en el plano
transversal adquiere una posición o
ángulo diferente con respecto al del
campo magnético, es decir una fase
diferente. Aquí también aplica la
analogía clásica de los corredores de una
pista atlética, y también trataremos de
hacer que, antes de que la carrera (que
es a una vuelta) termine, todos lleguen al
mismo tiempo a la meta, con lo cual se
produce un eco.
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 51
generación de ecos de gradienteEn esta secuencia, la manera de obtener
un eco es también reenfocando estos
vectores. Como el componente
longitudinal residual es alto
(precisamente debido a que la deflección
de la magnetización fue menor a 90º), un
impulso de 180º no sirve para reenfocar.
La solución está en invertir la polaridad
del campo magnético mediante la
aplicación de un gradiente en las
bobinas que están en el imán. En este
caso, el efecto no es el de pedir a los
corredores que regresen a la misma
velocidad que traían. ¿Cuál es el efecto
de la aplicación de un gradiente que
invierta la polaridad del campo
magnético? Es como si todos los
corredores dieran un salto desde el
primer cuarto de la pista hasta el último
cuarto de esa circunferencia.
Al «voltearse», el efecto es que el primero
quedará de último y el último asumirá la
primera posición. En el tiempo esperado
(TE), todos los vectores llegarán al mismo
tiempo a la meta. Se ha producido un
eco, pero no por la aplicación de un
impulso de RF, sino por la aplicación de
un gradiente. Este eco no es del espín, es
un eco de un gradiente. De ahí su
nombre, eco de gradiente, gradient
echo, que NO debe traducirse como
«gradiente de eco», como algunos lo
llaman, desconociendo el origen de este
fenómeno (el eco es del gradiente, no el
gradiente del eco).
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 52
anatomía de una secuenciaA comienzos de la década de 1990,
Mitchell Schnall, físico nuclear y médico
radiólogo de la Universidad de
Pennsylvania, comenzó a dictar una
conferencia a la que llamó «Anatomía de
una secuencia de impulsos de
radiofrecuencia». El haber sido testigo de
su «disección» de las secuencias también
fue una experiencia reveladora para mí.
Tomo descaradamente el nombre de su
conferencia, tanto a manera de
homenaje amistoso, como por el hecho
de que en las siguientes páginas trataré
de compartir el estilo de Mitch para
tratar de comprender, paso a paso, los
principales fenómenos que ocurren cada
vez que se inicia una secuencia de
impulsos de radiofrecuencia. A estas
alturas de los apuntes magnéticos, ya
tenemos información acerca de los
tiempos de relajación, los tipos de
secuencias y la manera cómo se
adquieren los ecos, que son nuestra
«moneda». Analicemos, pues, lo que
sucede cada vez que le pedimos a
nuestros tecnólogos que hagan una
secuencia del tipo eco de espín, la
secuencia básica para casi cualquier
estudio de RM. El primer paso es
recordar nuestro gráfico de tiempo, una
especie de «monitor» que registra varios
parámetros a la vez, que hemos dado en
llamar nuestros «signos vitales». Quienes
hayan tenido la fortuna de presenciar la
versión en vivo (conferencia) de estos
apuntes, recordarán que las imágenes
que acompañan esta sección son en
realidad unas animaciones muy bien
logradas (modestia aparte), que este
formato de apuntes solo permite mostrar
a manera de «fotografías instantáneas»
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 53
anatomía de una secuenciaLa primera fila de nuestro monitor
muestra precisamente la secuencia de
impulsos de radiofrecuencia que hemos
escogido, en la técnica eco de espín, SE.
En el diagrama de tiempo, la he dibujado
como una línea amarilla. El primer
rectángulo representa el impulso de 90º,
con el cual comienza la secuencia SE.
Un tiempo después, aparece en esta
misma línea un segundo rectángulo, del
doble de ancho (y doble área bajo la
curva), que, como se habrá deducido,
corresponde al impulso de 180º. Muchos
textos representan estos impulsos como
una onda sinusoidal, una forma más
correcta de hacerlo, pero bastante más
difícil de dibujar (para mi nivel de
experiencia con un programa como
Powerpoint, en el que se elaboró la
presentación). Siguen tres gradientes,
que representan los tres ejes del espacio,
en este caso en el siguiente orden:
z, x, y. Como podrá suponerse,
corresponden a los fenómenos
necesarios para localizar las señales en
tres dimensiones. El gradiente z se llama
también gradiente de selección de corte,
pues corresponde a la manera de
informar al equipo que obtendremos
información de un corte dado (por
ejemplo, a la altura de la base del
cráneo, o de los ápices pulmonares, etc).
En este esquema, la he dibujado como
una línea blanca. Le sigue una línea
azul, que corresponde al gradiente x o
gradiente de codificación de fase. En la
gráfica inicial muestra unas lineas
semicirculares concéntricas a la
izquierda, las cuales pretenden
representar los cambios en la altura y
orientación de este gradiente en el
tiempo (más sobre esto después). La
línea que sigue, en magenta,
corresponde al gradiente y o gradiente de
lectura. Este gradiente es un poco
irregular, comienza en la secuencia típica
de eco de espín con una porción negativa
(debajo de la línea de base) y luego se
complementa con un área bajo la curva
de la misma duración que el eco que se
pretende «leer».
La última línea del «monitor» (verde)
corresponde a la aparición del eco, que
contiene la información de los tejidos.
Como era de esperarse, aparece luego del
doble del tiempo entre el primer estímulo
de RF y el estímulo de reenfoque.
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 54
anatomía de una secuencia
En este esquema, sólo se ha graficado un
TR, es decir, los hechos principales que
suceden en sólo una de las veces que se
repite esta secuencia de estímulos. Es
decir, la «instantánea» muestra
únicamente un intervalo TR, al cabo del
cual todo se repite, comenzando de
nuevo desde el extremo izquierdo de
nuestro «monitor».
Para tratar de entender la anatomía de la
secuencia de impulsos, a continuación
seguiremos el ejemplo de la secuencia, es
decir, la repetición, pero con algo más de
detalle de cada paso. Para ello, uso un
nuevo esquema, en el cual se muestran
dos repeticiones. De nuevo, aunque
todos estos eventos son simultáneos,
para entenderlos se decribirán como si
sucedieran en forma independiente. En
el nuevo esquema he dejado dos líneas,
la de los impulsos de RF (amarilla) y la
del eco (verde). Como se dijo, la
secuencia corresponde al encendido y
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 55
anatomía de una secuenciaapagado de bobinas que producen ondas
de radio (impulsos de RF). De hecho,
esta rápida conmutación de las bobinas
con las corrientes requeridas para
producir las ondas de RF es la que
produce el ruido acústico que se oye
durante un examen de RM. Lo he
comparado con el «salto» de un fusible o
«taco», como le decimos en Colombia,
que produce un sonido audible. La
conmutación de las bobinas requiere de
varios encendidos y apagados en corto
tiempo, que explica el traqueteo rítmico
que caracteriza a los estudios de RM, y
que, en general, es inevitable.
Los impulsos de RF producen la
deflección de la magnetización. En el
caso de la secuencia SE convencional, el
primer estímulo es de 90 grados. El
tiempo transcurrido en la «instantánea»
equivale a dos TR. Cuando ha
transcurrido el doble del tiempo entre el
primer y segundo estímulos, aparece
(abajo) el eco (verde). Por supuesto, este
tiempo es el TE.
La aplicación de los impulsos de RF no
tendría sentido si no se hace en un lugar
determinado, es decir en un corte
específico. El esquema se hace más
complejo, pues se agrega entonces la
línea que corresponde al gradiente de
selección de corte, de color blanco en el
«monitor».
Como puede verse, así como los
impulsos de RF se repiten de manera
idéntica (su amplitud y área bajo la
curva son exactamente iguales en cada
repetición o TR), el gradiente de selección
de corte siempre es igual, pues indica
que esos impulsos se están aplicando en
un mismo corte durante toda la
secuencia.
El siguiente «signo vital» en el «monitor»
corresponde al gradiente de fase. Como
se entenderá después, este gradiente se
modifica con cada TR. En la manera
clásica de hacerlo, la primera vez no se
aplica ningún gradiente (gradiente 0,
línea plana), la segunda vez se aplica un
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 56
anatomía de una secuenciapequeño gradiente positivo, la tercera vez
un gradiente de igual tamaño pero
negativo, la siguiente vez el gradiente
vuelve a ser positivo, pero de mayor
tamaño, y así sucesivamente, alternando
tamaño y polaridad hasta completar
todas las repeticiones. ¿Cuántas veces se
repite? Las que sean necesarias para la
resolución que se haya escogido. Si la
matriz escogida es de 512, esto se hace
512 veces. Si la matriz es de 256 x 256,
el número de repeticiones es la mitad,
doscientas cincuenta y seis, que
corresponde a las filas que se tienen que
llenar. Este es un concepto importante:
las secuencias se repiten tantas veces
como filas contenga la imagen. Cuantas
más filas se usen, mayor resolución se
obtendrá. Por supuesto, si el evento a
repetir (los impulsos) tardan medio
segundo (TR 500ms), completar 512 filas
tarda 0.5 x 512 = 128 segundos, es decir
dos minutos y ocho segundos. Una
secuencia de TR largo, por ejemplo 2000
ms (dos segundos), a la misma
resolución (512 filas) tomaría más de 8
minutos. Si en la práctica las secuencias
con ese TR no demoran tanto, es porque
hay disponibles varios «trucos» que
permiten disminuir estos tiempos. Lo
importante es entender que cada corte o
imagen requiere de este mismo proceso,
la repetición de los impulsos el número
de veces que se haya escogido
(resolución espacial). El gradiente de
codificación de fase cambia con cada fila,
los impulsos de RF tienen que ser los
mismos hasta completar todas las filas.
El gradiente de selección de corte
también tiene que ser el mismo durante
todas las repeticiones para que se
apliquen en el mismo corte. Los ecos
(línea verde) siempre aparecen en el
mismo momento relativo, con respecto a
la aplicación de los impulsos.
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 57
anatomía de una secuenciaHay que recordar que todos los eventos
descritos hasta ahora suceden en forma
simultánea. Describirlos «paso a paso«
solo pretende facilitar su comprensión.
El gradiente que falta es el y, llamado
también gradiente de lectura. Como su
nombre lo indica, sirve para «leer» la
información que hemos obtenido
mediante los estímulos aplicados (ondas
de RF). Esa información está contenida
en los ecos. Por ello, el gradiente de
lectura se debe aplicar en el mismo
momento en el cual aparece el eco (TE).
En el esquema, se nota que el gradiente
de lectura comienza un poco antes que el
eco. La línea magenta se invierte justo
antes de la aparición del eco (línea
verde). El momento en que cruza la línea
de base coincide con el comienzo del eco,
y el gradiente «cubre» la totalidad del eco
y finaliza al tiempo con éste. La inversión
inicial es definitiva para el llenado del
espacio k, concepto que se tratará en un
número aparte de los Apuntes
Magnéticos. Después, todo vuelve a
comenzar (TR). De nuevo, esta
representación esquemática es una
simplificación de los eventos ocurridos
durante una secuencia típica del tipo SE.
En muchos casos, queda un efecto
residual de alguno de los gradientes
aplicados, y es necesario aplicar
gradientes invertidos para que todo
vuelva al estado inicial antes de
comenzar un nuevo TR. Sin embargo, los
pasos fundamentales para completar
una secuencia son los arriba descritos.
Imagen obtenida de la literatura: esquema temporal de una secuencia de impulsos de RF
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 58
terminología - descripción…y todo esto ¿para qué?
No importa cuáles o cuántas secuencias
se usen, la idea es lograr un balance
entre la información requerida (T1, T2,
T2*, χ, Flujo, etc.) y los planos de corte
que mejor demuestren la anatomía a
estudiar.
Al final, lo más importante es incluir en
la descripción de las lesiones su
comportamiento magnético. Esto se
logra mediante la descripción de su
señal. Encuentro que es común que al
hacer un primer intento por interpretar
un estudio de resonancia magnética, se
comience por una descripción superficial
o incompleta de la señal de una lesión.
Las descripciones como «lesión
hiperintensa, localizada en …», carecen
de la información más importante para
comprender el tipo de lesión que se
analiza: precisamente, el tipo de
informacion de la secuencia que se está
describiendo. Hay una gran diferencia
entre una lesión que es hiperintensa en
una secuencia con información T1, que
el mismo comportamiento de señal en
una secuencia T2. Sólo algunas pocas
lesiones tienen señales típicas en ambas
secuencias; la gran mayoría de
patologías se observarán de baja señal
en las secuencias T1, y de alta señal en
las que tienen información predominante
acerca del T2. Por este motivo, aunque
suene a herejía, la señal de la lesión
puede ser la característica menos
importante en su descripción. Es más
importante la descripción de sus otras
características (localización, contornos,
etc) para aproximarse al diagnóstico del
tipo de lesión.
Un ejemplo de una descripción que no
aporta información útil:
«Lesión hiperintensa»
(¡así, a secas, sin una descripción de la
secuencia en la cual se observa la
lesión!)
Cómo leerla mejor:
«Lesión de alta señal en la secuencia T1»
(Pocas cosas son de alta señal en las
secuencias T1: grasa, metahemoglobina,
líquido con alto contenido proteináceo,
melanina, algunas calcificaciones y
depósitos de minerales)
Otros ejemplos de descripciones poco
útiles:
«Lesion hiperintensa en T2 y en FLAIR»
(La secuencia FLAIR es simplemente
una variación de la secuencia T2, en la
cual, mediante la aplicación de un
impulso de RF de inversión, se logra la
atenuación de la señal de los acúmulos
líquidos, como el espacio subaracnoideo
en el cerebro, o los quistes simples
hepáticos).
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 59
terminología - descripciónEste «truco técnico» sirve precisamente
para diferenciar las lesiones sólidas, que
presentan prolongación del tiempo de
relajación transversal, de los quistes. Por
tanto, quien use este tipo de descripción
se pone en evidencia como alguien que
NO ha entendido lo que observa, puesto
que si traducimos esta descripción
leeríamos «Lesión hiperintensa en T2 y
en T2». [En un infarto cerebral, las
secuencias T2, que pueden ser en los
planos transversal y coronal, deben
mostrarlo como un área de alta señal.
En un caso así, dudo que alguien
estuviera dispuesto a describir que una
lesión es «hiperintensa en T2 en el plano
transversal e hiperintensa en T2 en el
plano coronal»] {…después del tono,
marque el 9 para volver a empezar.
¿Aló?}.
Otro «clásico» de la «literatura
magnética»:
«Lesión hipointensa en T1 e hiperintensa
en T2»
(La inmensa mayoría de lesiones tienen
este comportamiento. Sería lo mismo
decir «lesión igual a todas las demás». La
manera «elegante» de decir que una
lesión es de alta señal en T2 y de baja
señal en T1 es:
«Lesión que muestra prolongación de los
tiempos de relajación longitudinal y
transversal» (aunque dudo que esta
descripción aporte mucho a su
diagnóstico, pero por lo menos sugiere
una mayor comprensión de los principios
físicos de la RM, o, como mínimo, una
lectura concienzuda de estos apuntes).
Analogía exagerada para tratar de
hacerme entender : sería como si cada
vez que se obtiene una muestra
sanguínea para un examen de
laboratorio se menciona algo así como
«…se obtienen 10 cc de sangre roja…». El
momento de reportar esta característica,
que podemos asimilar a la señal de una
lesión en RM, sería precisamente esa
muestra en la cual la sangre NO fue roja,
sino verde, azul u de otro color.
Por ello, creo que es más importante
mencionar los casos menos frecuentes,
como el hecho de que una lesión tenga
alta señal en T1, o baja en T2.
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 60
conclusiónEn conclusión, para entender las
secuencias de resonancia magnética se
necesita:
-tener algunos conocimientos básicos
acerca de los principios físicos que
explican la apariencia de los tejidos.
-identificar el tipo de información que se
puede obtener (T1, T2, mixta).
-conocer los dos tipos principales de
secuencias (son sólo dos, SE y GE,
todas las demás son variantes de esas
dos, y no son T1 y T2).
Es importante recordar que un estudio
de imágenes por resonancia magnética
puede hacerse de muchas maneras
diferentes, y que se planea de acuerdo a
la información que se desee obtener.
Tristemente, son escasas las ocasiones
en que recibimos información suficiente
en las remisiones (o en las entrevistas a
los pacientes) sobre la información que
se desea obtener. Por ello, debemos
aprovechar los minutos que tenemos
asignados con cada paciente para
optimizar la información obtenida: una
sesuda combinación de planos y tipos de
secuencia, que nos permita hacernos
una idea general del tipo de lesiones y su
caracterización.
Las secuencias disponibles tienen
diferente sensibilidad para detectar
diferentes tipos de lesiones. Hay
secuencias específicas para la detección
de pequeños focos hemorrágicos
(secuencias de susceptibilidad), otras
que demuestran mejor las placas
desmielinizantes (FLAIR, SWAN), unas
que únicamente demuestran estructuras
vasculares con alto flujo, otras con
selectividad química para tejidos grasos,
unas más que permiten demostrar mejor
ciertas estructuras anatómicas, en fin,
posibilidades casi ilimitadas de
información, que deben seleccionarse de
acuerdo a cada caso clínico. Sin los
datos suficientes para la planeación del
estudio, se desaprovechan las
capacidades de un recurso altamente
especializado, como lo es un estudio de
imágenes por resonancia magnética.
Magneto, el villano de los cómics llevado al cine en la serie de ciencia ficción X-Men, que NO corresponde a la traducción de magnet, que en español correcto se dice imán.
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 61
anexo 1: inversión - recuperaciónAnexo para los curiosos e inquisitivos
(o desocupados)
TÉCNICAS DE INVERSIÓN -
RECUPERACIÓN (IR-TSE, STIR, FLAIR,
MP-RAGE)
La técnica de Inversión - Recuperación
(IR) permite manipular el contraste entre
los tejidos, cancelando selectivamente la
señal de algunos de ellos, con el fin de
acentuar las diferencias en contraste
entre algunas lesiones y los tejidos que
los contienen o que están adyacentes. La
cancelación de señal se basa en la
escogencia del tiempo de inversión TI,
también denominado con la letra griega
τ, tau. Los equipos modernos permiten
visualizar las imágenes en dos formas,
denominadas Real y Modular. Para
aprovechar mejor estas secuencias, es
muy importante fotografiar en cada caso
la imagen que más información
diagnóstica ofrece para el ojo del
radiólogo.
Para escoger el TI, se debe conocer el T1
del tejido que se desea cancelar. La
sencilla fórmula T1 x 0.6 es una buena
aproximación para escoger el TI, aunque
también deben tenerse en cuenta
factores como la potencia del equipo y el
TR utilizado. En general, a 1.5 T, el
tejido graso se cancela con TI de 100 a
120 ms. La cancelación de la señal del
bazo se logra con TI cercano a 600 ms; el
líquido cefalorraquídeo requiere de
tiempos mucho más largos para
cancelarlo. Sin embargo, es importante
aclarar que esta saturación NO es
químicamente selectiva. Esto significa
que tejidos de señal similar pueden
saturarse con esta técnica. Por ejemplo,
si se utiliza STIR para «saturación»
grasa, también pueden cancelarse las
señales de otros tejidos con T1 señal
similar, como algunos hematomas y el
Gadolinio. (Moraleja: NUNCA usar STIR
combinado con Gadolinio)
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 62
anexo 1: inversión - recuperaciónLa secuencia STIR (Short Tau Inversion
Recovery) se utiliza para cancelar la
señal del tejido graso. Su mayor utilidad
es en la visualización de alteraciones en
la cavidad medular ósea, así como en el
estudio de regiones anatómicas en las
que haya planos grasos abundantes,
como las órbitas, el cuello y el
retroperitoneo. Las entidades en las que
se utiliza con más frecuencia son:
Contusión ósea, osteomielitis,
metástasis y otros tumores óseos.
Ganglios y otras masas en el
cuello.
La gran ventaja de STIR es que es una
secuencia en la que se «suman» los
efectos T1y T2, y las lesiones se observan
muy intensas o brillantes en las
imágenes Modulares y muy oscuras o
negras en las imágenes Reales. Sólo
porque es más fácil detectar las lesiones
que brillan, en todos los casos en los que
se usa STIR se prefiere estudiar
únicamente las imágenes M.
La secuencia IR-TSE utilizada en cráneo,
con aplicación en pacientes con epilepsia
y en niños, está diseñada para realzar
las diferencias entre sustancia gris y
blanca. En los niños, se deben escoger
los parámetros de TI de acuerdo a la
edad, ya que en los primeros años de
vida hay cambios en el contenido de
agua del cerebro que requieren ajustes
en estos parámetros. Esta secuencia está
diseñada para observar principalmente
las anomalías morfológicas, como en las
alteraciones de la migración neuronal y
en la formación de los surcos corticales.
También es útil para estudiar el
hipocampo, pues define adecuadamente
su anatomía. En estos casos, la imagen
Real da una mejor definición anatómica,
y es la que se prefiere fotografiar.
La secuencia FLAIR (Fluid Attenuation
Inversion Recovery) tiene información
predominante T2, y se escoge un TI muy
prolongado, con el fin de atenuar o
cancelar la señal del líquido
cefalorraquídeo. El resultado es una
imagen similar a una de Densidad de
Protones, con líquido cefalorraquídeo
oscuro, pero con pobre contraste entre
sustancia gris y blanca. Sin embargo, las
alteraciones patológicas se observan
brillantes, con una sensibilidad que
parece ser mejor que la de la secuencia
DP. En este caso, también se prefiere la
imagen Real. La selección de la
modalidad de presentación Real o
Modular es fácil en los equipos Philips,
donde puede seleccionarse de antemano
la forma cómo se presenta la imagen al
finalizar cada secuencia.
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 63
anexo 1: inversión - recuperaciónEn casos de esclerosis múltiple,
enfermedad vascular cerebral,
isquemias, enfermedades degenerativas
y metabólicas, la secuencia FLAIR se
puede hacer en vez de una secuencia DP.
En algunos casos de tumores, puede
preferirse la secuencia DP a la FLAIR. En
la mayoría de los casos, se puede
eliminar la secuencia DP y remplazarla
por una FLAIR. La secuencia DP tiene
mejor contraste entre sustancia gris y
blanca, la secuencia FLAIR tiene mejor
contraste entre tejido normal y
patológico.
La secuencia MP - RAGE (Magnetization
Preparation Rapid Acquisition Gradient
Echo) Es una secuencia del tipo GE, la
cual se combina con un impulso de
Inversión para «preparar» la
magnetización del tejido.
Tiene gran utilidad en el abdomen, en el
que se escoge un TI para cancelar el
bazo. Debido a que la gran mayoría de
lesiones focales hepáticas tienen un T1
similar al bazo, al cancelar esta señal, se
harán más evidentes (oscuras) las
lesiones intrahepáticas. Estas imágenes
se estudian mejor en la forma Modular.
Descripción coloquial de IR: si se pudiera «sumar» todo lo oscura que es una lesión en una secuencia con ponderación T1 con todo lo brillante que sería esa lesión en una secuencia ponderada hacia T2, y si se pudiera lograr que esa suma se viera brillante, IR daría como resultado una lesión mucho más notoria, más brillante que en una secuencia con ponderación T2, sobre un fondo de baja señal, al seleccionar un TI de 0.6 del tejido que se quiera saturar, grasa en este esquema de una secuencia STIR
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 64
anexo 1: inversión - recuperaciónLa secuencia IR puede ser difícil de
entender, si no se tiene en cuenta que la
señal puede manejarse como un valor
absoluto, pues es difícil imaginar una
señal negativa o con valor inferior al 0,
es decir, más oscura que el color negro.
Con valores absolutos, la gráfica antes
de la inversión se invierte. A la
izquierda, la inversión antes de la
aplicación del valor absoluto. El primer
cráneo esquemático aparece con la señal
de líquido más alta que la señal del
«cerebro», aunque su curva sea al
contrario (verde de más señal que rojo).
Este efecto se comprende al ver la
gráfica de la derecha, donde no hay
señales más bajas que la representada
con color negro. La línea de base
corresponde al 0. La inversión de las
curvas hace fácil entender que el líquido
tenga señal más alta que el cerebro en el
primer caso y se invierta a partir de ese
momento (de manera optimista, se
espera que la gráfica de abajo aclare la
aparente inconsistencia entre las curvas
y las imágenes).
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 65
anexo 2: eco de gradienteAnexo 2: eco de gradiente, estado de
equilibrio y otros estados mentales
alterados (porque así puede quedar uno
después de tratar de entenderlo - lectura
opcional).
Como en la secuencia eco de espín, se
obtienen señales (o ecos) luego de un
estímulo, sólo que dicho estímulo no es
un impulso de radiofrecuencia, sino la
inversión de los gradientes del campo
magnético. El resultado es similar, pues
los componentes transversales de los
vectores de magnetización de los
protones en precesión regresan a un
mismo punto, exactamente después del
doble del tiempo transcurrido desde el
estímulo (lo mismo que en eco de espín,
se produce un primer estímulo, que es
un impulso de radiofrecuencia, y
después de un tiempo se aplica un
segundo estímulo [otro impulso de RF]
para que aparezca una reacción o eco. El
tiempo que transcurre entre la aplicación
del primer estímulo y el segundo es igual
al que ocurre entre el segundo y la
aparición del eco. En eco de gradiente se
remplaza el segundo impulso de RF por
una inversión de gradientes). En la
secuencia eco de gradiente o eco de
campo, se logran cambios en la
información obtenida con base en el
ángulo de deflección de la magnetización
(θ, letra griega Theta) más que en el TR o
TE. La secuencia eco de gradiente suele
ser más rápida que la secuencia SE (GE
es su sigla en inglés, Gradient Echo.
Debido a que el eco es producido por un
cambio en la polaridad del campo
magnético, a esta secuencia también se
le llama eco de campo, FE, Field Echo.
Las dos denominaciones son sinónimas).
Esto se explica, en parte, porque se usan
θ menores. Si no hay que esperar a que
los vectores estimulados se desplacen los
90º que usamos comúnmente en SE,
sino, por ejemplo, 10º o 25º, es
entendible que ese desplazamiento
vectorial será menor, y por tanto, las
cosas pasarán más rápido.
Estas secuencias son muy sensibles al
movimiento (precisamente, son las
utilizadas para detectar el movimiento de
espines en los vasos, sí, ¡son las
secuencias usadas en angioRM!).
También son sensibles al fenómeno físico
conocido como susceptibilidad
magnética: los elementos metálicos, pero
también los acúmulos de aire y las
estructuras «secas», como los huesos y
calcificaciones, se muestran como de
muy baja señal en estas secuencias. La
alta velocidad de estas secuencias las
hace muy útiles para estudios dinámicos
en los que se administra medio de
contraste, o para adquisiciones con
respiración suspendida.
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 66
anexo 2: eco de gradienteLa alta velocidad de estas secuencias las
hace muy útiles para estudios dinámicos
en los que se administra medio de
contraste, o para adquisiciones con
respiración suspendida.
GE en angiografía
En un tejido homogéneo por el cual
cursa un vaso, el impulso de RF produce
un corte de señal homogénea, excepto en
el sitio donde el vaso es cortado, donde
existe ausencia de señal. La secuencia
de eventos ya descrita hace que para el
momento en el cual se recibe la señal
(eco) el tejido que se encuentra dentro
del vaso (sangre) ya se haya desplazado
por fuera del corte (naranja). El momento
en el cual se adquieren los ecos de un
segmento dado puede coincidir con la
llegada del bolo de sangre estimulado en
un corte previo, lo cual produce un vaso
de señal alta, fenómeno conocido como
de «entrada».
En la técnica angiográfica conocida como
«tiempo de vuelo», se estimula
intencionalmente por encima del vaso de
interés para que en cada corte el vaso
muestre señal alta. Con técnicas de
procesamiento, se puede reconstruir el
curso de un vaso. La velocidad requerida
para este proceso hace que la técnica eco
de gradiente sea usada para angioRM.
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 67
anexo 2: eco de gradienteEl ángulo de deflección de la
magnetización toma el papel de 1/TR en
la secuencia SE. El ángulo óptimo es
una función de TR y del T1 de los tejidos.
A ángulos θ más bajos, se produce
menor saturación de protones o espines,
lo cual hace que la señal dependa más
de la «densidad de protones». Cuando se
disminuye el TR por debajo de 200ms, se
puede producir el efecto de estado de
equilibrio, en el cual el líquido aparece de
alta señal, ¡sin importar si la
información es T1 o T2! La información
obtenida depende entonces de los
tiempos de repetición y de eco, así como
del ángulo de deflección de la
magnetización. La siguiente tabla puede
servir de guía para determinar el tipo de
efecto que se obtendrá con las
secuencias GE:
Para confundir un poco las cosas, hay
que recordar que los ángulos muy
pequeños realmente tienen un muy bajo
impacto T1. Esto significa que,
estrictamente hablando, con θ pequeño
no es que se obtenga información muy
«pesada» hacia T2, sino que simplemente
tiene muy, muy baja influencia de T1, lo
cual realza las diferencias entre T2 y T2*.
Parámetro T1 DP T2
TR 200-500 ms 200-500 ms 200-500 ms
TE mínimo mínimo 30-50 ms
Θ 45-90º 10-20º 10-20º
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 68
anexo 2: eco de gradienteSecuencias GE T1
Tienen varios nombres, que cambian con
el fabricante. En Philips es T1- FFE,
Siemens lo llama FLASH, General Electric
lo llama SPGR, Marconi (antes Picker) lo
llama RF-FAST.
Usualmente se usan ángulos de
deflección de la magnetización (flip angle)
bajos, es decir menores a 90º y TR muy
cortos, cerca de 150ms.
Con tiempos de repetición tan bajos, se
espera una pobre relación señal-ruido,
pero al disminuir de 90º a 30º, se evita
esta pérdida de señal. Luego de un
impulso de 30º, la magnetización neta en
el eje z se aproxima al 86% del valor de
equilibrio Mo, lo cual significa que la
recuperación T1 está casi completa,
obteniendo relajación completa en un
tiempo muy corto, típicamente menor a
500ms. Así, aún con un TR corto, usar
un ángulo de 30º no tendrá mucha
información T1.
Al usar 50º o más, se reduce la
magnetización z y se mejora la
información T1. El TR tiene mucho
menos efecto sobre el contraste que el
ángulo.
Secuencias GE T2
En la secuencia GE o FE, no se obtiene
exactamente información T2, sino T2*
(T2 efectivo) También tienen nombres
que varían de acuerdo al fabricante, en
Philips sería T2-FFE, Siemens lo llama
FISP, General Electric lo llama GRE
(antes lo llamaba GRASS, que significa
Gradient Recalled Acquisition in the
Steady State [nótese que la traducción
correcta de Steady State NO es «Estado
Estable» sino Estado de Equilibrio], que
en español sería algo así como
Adquisición en Estado de Equilibrio
Obtenida por Gradientes) y Picker-
Marconi lo bautizó CE-FAST. También
hay una denominación genérica SSFP
(Steady State Free Precession), que usan
indistintamente varios fabricantes de
equipos. Se usan ángulos aún más
bajos (es decir, < 30º) para disminuir los
efectos T1, el aumento en TE afecta la
imagen haciéndola más pesada hacia T2.
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 69
anexo 3: apuntes de los apuntesAnexo 3. Apuntes de los apuntes
(explicaciones adicionales no
necesariamente necesarias):
1. El T2 efectivo
Es el mismo T2*, literalmente llamado en
ingles T2 star (T2 estrella o asterisco),
su nombre técnico es realmente T2
efectivo. Se explica por los efectos de las
imperfecciones (heterogeneidades -
nunca «inhomogeneidades» en español)
del campo magnético. No es posible
hacer un campo magnético
completamente homogéneo; aún en el
caso de tener la ingeniería para lograrlo,
con el sólo hecho de ingresar un paciente
a dicho campo hipotéticamente
«perfecto», los efectos de susceptibilidad
de sus tejidos lo harían heterogéneo.
2. El estado de equilibrio
(Advertencia: no apto para estados
mentales alterados – puede
empeorarlos).
Cuando se utilizan tiempos de repetición
muy cortos, la magnetización transversal
no alcanza a decaer entre los impulsos
de radiofrecuencia. Esto pasa
especialmente cuando el TR << T2. Si el
θ es alto, el resultado es que se obtiene
mayor señal del líquido, incluso cuando
se supone que la información obtenida
es «T1». Si se mantiene el estado de
equilibrio (Steady State), el efecto es que
se retiene la coherencia transversal, es
decir, el líquido aparecerá de alta señal,
y la apariencia general no será la que se
acostumbra en las imágenes con
información predominantemente T1, es
decir, con líquido oscuro. Las secuencias
como FISP y GRASS retienen esta
coherencia transversal, es decir,
muestran el estado de equilibrio. La
manera de obtener imágenes con
apariencia de T1 (además de la
información definitivamente ponderada
hacia T1), es mediante la destrucción o
interferencia del estado de equilibrio
(spoiling). Ejemplos de secuencias en las
cuales se destruye dicho estado son
Spoiled GRASS y FLASH. Con
parámetros idénticos, se obtienen
entonces imágenes en las cuales el
líquido es oscuro, como en las imágenes
T1 a que estamos habituados con la
técnica SE.
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 70
anexo 3: apuntes de los apuntes3. La susceptibilidad magnética
La susceptibilidad magnética χ es una
medida de cúanto puede magnetizarse
un material o tejido cuando se pone en
un campo magnético externo. Cuando
dos tejidos con susceptibilidad
magnética diferente están adyacentes, se
pueden producir interfases que
producen heterogeneidad local del
campo magnético y se pueden
manifestar como artefactos. Algunos
autores (Elster, por ejemplo) sugieren
que para simplificar el análisis, en vez de
usar el concepto de susceptibilidad χ , se
puede usar el de permeabilidad
magnética μ. La relación entre
permeabilidad magnética y
susceptibilidad magnética es la
siguiente:
μ = 1 + 4πχ
La aplicación práctica de este abordaje
es que se pueden explicar algunos
artefactos que pueden simular lesiones,
simplemente por la manera en que se
encuentran enfrentados dos tejidos con
diferente susceptibilidad,
específicamente en cuanto a su
orientación y geometría. Así, una
diferencia en la permeabilidad magnética
entre un septo óseo rodeado por un
volumen semiesférico de aire, que se
encuentre perpendicular a un tejido
blando adyacente, puede producir un
error en registro que se proyecte más
allá del septo, y dentro del tejido.
Ejemplo práctico: Seno esfenoidal con un
septo vertical que se inserta
perpendicular (o casi) al piso de la silla
turca, con el resultado de un artefacto
que aparece como una imagen
puntiforme de baja señal proyectada
dentro de la hipófisis en el plano coronal,
justo a la altura del septo óseo en el seno
esfenoidal, simulando un
microadenoma…
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 71
¿Qué hay en un nombre?
En el número del 20 de mayo de 2009 del British Medical Journal, se publicó una carta que hacía referencia a lo indeseables que resultan los acrónimos.
(The death of DNR: The undesirability of acronyms. Elizabeth L Combeer BMJ 2009;338. doi: 10.1136/bmj.b2016)
Transcribo a continuación mis comentarios a esa carta, en la que hago referencia a la increíble - e incontrolable- proliferación de siglas y acrónimos en RM. El texto está en inglés, idioma en el que esas siglas tienen sentido:
31 May 2009
TMA-2KTO (Too Many Acronyms To Keep Track Of)
http://www.bmj.com/cgi/eletters/338/may20_3/b2016#214509
Anibal J. Morillo, Institutional Radiologist Department of Diagnostic Imaging, University Hospital of the Fundación Santa Fe de Bogota, Colombia.
Re: TMA-2KTO (Too Many Acronyms To Keep Track Of)Acronyms have become a part of our language, of any language, be it in the technical jargon or in common usage. There are literally thousands of initialisms, abbreviations and neologisms used in different disciplines. Some are simple arrangements of letters that are to be pronounced as in spelling bees, while others become incorporated as new words, that can become transformed into verbs or adjectives.
Em-vee-pee is the most valuable player or professional (MVP) in a sports season, but in Cardiology it becomes a mitral valve prolapse. Drop the P and replace it for an A (MVA) and, lo and behold, you have an statistical analytical tool (Multivariate Analysis, such as ANOVA [Analysis of Variance], among others), an abortion method that involves the suction of an embryo (Manual Vacuum Aspiration), a patient involved in a motor vehicle accident, or, as any parent of a 9- and a 12-yr old daughter knows, a recent computer-animated 3D feature film from Dream Works Animation and Paramount Pictures (Monsters vs. Aliens). This movie includes several fender-benders, which can be further categorized into motor vehicle collisions (MVCs), road traffic accidents (RTAs), or personal injury collisions (PICs), to mention a few.
PIC, incidentally, is the Spanish version of intracranial pressure (ICP), not infrequently measured in patients with traumatic brain injury (TBI), another medical acronym that is also used for a tracheobronchial injury which can occur as a result of trauma, or for the radiotherapeutic technique of total body irradiation used in preparation for HSCT (Hematopoietic Stem Cell Transplantation).
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 72
¿Qué hay en un nombre?By the way, PICC might be the People’s Republic of China’s largest casualty insurance company (People’s Insurance Company of China), but I am quite sure that most colleagues identify the acronym as synonymous with the intravenous access introduced in the middle of the seventies as an alternative to subclavian punctures, the peripherally inserted central catheter.
TBI also refers to another feature film, in this case a 2002 Universal Studios action thriller based on a novel by Robert Ludlum, about a special agent that fights his PTSD (Post Traumatic Stress Disorder) while he tries to unveil a CIA (Central Intelligence Agency) conspiracy. The Bourne Identity (TBI) would later become the first part of a trilogy of action films, expected to be followed by a fourth part to be released in the summer of 2010.
There are many modern art museums around the world, but MoMA makes one think first of New York’s fabulous venue, unless the name is heard by a Russian native of the Sakha Republic, who most probably would associate Moma with the name of a local river.
The plot thickens (TPT): some acronyms are understood in different languages, while others attain a word status as they are translated from one language to another.
Common examples are the acronyms for several non- governmental organizations (NGOs). The North Atlantic Treaty Organization (NATO) becomes the OTAN both in Spanish and in French (Organización del Tratado del Atlántico Norte, and Organisation du traité de l'Atlantique Nord, respectively).
Medical acronyms are just an example of the dissemination of this idiomatic practice, that some have traced to several centuries before our time (remember INRI?).
As the English language has become preponderant in the scientific literature, many physicians around the world adopt acronyms that could be otherwise untranslatable. In my field of work, my favorite acronyms refer to technical descriptions of magnetic resonance imaging (MRI) sequences. I believe that their names are evidence of the sense of humor (obscure as it may seem) that physicists possess: how else can one explain homophonous names such as FLAIR (FLuid Attenuated Inversion Recovery) and FLARE (Fast Low Angle Recalled Echoes)?
It might not be FAIR (Flow sensitive Alternating Inversion Recovery) to assume that these acronyms are found in HASTE (Half-Fourier Acquisition Single shot Turbo spin Echo). Maybe the experts in engineering and quantum physics are evoking favorite
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 73
¿Qué hay en un nombre?foods such as PASTA (Polarity Altered Spectral – spaTial selective Acquisition, also Pointwise Assessment of Streamline Tractography Attributes, whatever that means) or ROAST (Resonant Offset Averaging in the Steady sTate), or that preferred strategy games such as CHESS (CHEmical Shift Selective imaging Sequence), simply FASCINATE (Fluid Attenuated Scan Combined with Interleaved Non-ATtEnuation) them and become inspirational when the time comes to christen their techniques.
Whoever came up with FIESTA (Fast Imaging Employing Steady sTate Acquisition) was certainly overstated by the inventors of GRAPPA (GeneRalized Autocalibrating Partially Parallel Acquisition) and CAIPIRINHA (Controlled Aliasing In Parallel Imaging Results IN Higher Acceleration). If someone ever presents a sequence dubbed MARTINI, one could only expect to have at least two versions, to be chosen by the user’s own preference: shaken or STIR –ed (Short Tau Inversion Recovery)!
Anyone who lets out STEAM (Stimulated Echo Acquisition Mode) in the creation of such acronyms is sure to produce a SMASH (Short Minimum Angle SHot) hit. Onomatopoetic or plain simply poetic?
…It is not RARE (Rapid Acquisiton with Relaxation Enhancement)
for LAVA (Liver Acquisition with Volume Acceleration)
to RISE (Rapid Imaging Spin Echo)…
Decades ago, when I had my first chance to visit an academic hospital in the United States, my own confidence on my command of the English language was shattered when first confronted with an unexpected abundance of terms that were unintelligible to me. Soon, I came up with a diagnosis for my initial lack of understanding: an acute case of TMA-2KTO (Too Many Acronyms to keep track of).
A triple A (AAA) can refer to an American automobile association or to a disease that can be considered an important health issue (Abdominal Aortic Aneurysm). Less frequently than it should be, it also refers to the most important –and commonly forgotten- descriptors of the ideal qualities of language: accuracy, adequacy and appropriateness.
Competing interests: None declared
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 74
Casi todos los textos sobre resonancia magnética, los generales sobre diferentes aplicaciones o los específicos sobre las aplicaciones de la técnica en diferentes áreas del cuerpo, incluyen uno o varios capítulos introductorios sobre los principios físicos de la resonancia magnética. En algunos casos, el mismo experto en física escribe y reescribe sobre el tema en diferentes textos. En otros casos, cada editor de esos textos escribe sobre diferentes aspectos técnicos o físicos, o consigue a un experto que contibuye con una nueva manera de explicar los mismos fenómenos.Algunos ejemplos son los libros de Edelman, Higgins y Hricak, Brant-Zawadski, Newton, y Stark y Bradley, este último famoso por su enciclopédico alcance y por el hecho de llenar uno de sus tres tomos con los principios físicos que aquí nos ocupan. Las empresas fabricantes de equipos de diagnóstico por resonancia magnética también se encargaron de contribuir con manuales que resultaron siendo verdaderos clásicos sobre la física de la resonancia magnética. General Electric, Philips y Siemens son ejemplos de los orígenes de estos manuales, pero casi que cada fabricante puso su grano de arena para ayudarnos a comprender los requerimientos técnicos y físicos de la resonancia magnética. Algunos de estos manuales no eran firmados por un autor específico al que pueda hacerse un reconocimiento en esta bibliografía. Lo mismo puede decirse de los productores de medios de contraste.
Las referencias aquí anotadas no son todas las que hay ni son todas necesarias para entender lo que hacemos cuando hacemos resonancia magnética. Es sólo una muestra de las fuentes que he usado para aproximarme a esta técnica, para comprenderla parcialmente y para tratar de explicarla. Algunas de las ideas arriba presentadas son tomadas de conferencias que he tenido el privilegio de presenciar, de éstos u otros autores.
-Bitar R, Leung G, Perng R, et al: MR Pulse sequences: what every radiologist wants to know but is afraid to ask. RadioGraphics 2006; 26(2):513-537.
-Blinder RA: Introduction to T1 and T2: What are they and why should I care? App Radiol 1988; 60-64.
-Boyle GE, Ahem M, Cooke J, Sheehy NP, Meaney JF: An interactive taxonomy of MR imaging sequences. RadioGraphics 2006; 26: e24. Published online only. doi: 10.1148/rg.e24
-Bradley WG, Newton TH, Crooks LE: Physical principles of nuclear magnetic resonance. En: Newton TH, Potts DG (eds.) Modern Neuroradiology, vol II. Advanced Imaging Techniques. Clavadel Press, San Anselmo, 1983.
-Bradley WG, Waluch V: Blood Flow: Magnetic resonance imaging. Radiology 1985; 154; 443-450.
-Caruthers SD, Jara H, Melhem ER: MR Imaging: some applications of GRASE. Medica Mundi 1998; 42(3): 23-28.
-Chavhan GB, Babyn PS, Jankharia BG, Cheng H-L M, Shroff MM: Steady-state MR imaging sequences: physics, classification, and clinical applications. RadioGraphics 2008; 28(4): 1147-1160.
-Chavhan GB, Babyn PS, Thomas B, Shroff MM, Haacke EM: Principles, techniques, and applications of T2*-based MR imaging and its special applications. RadioGraphics 2009; 29): 1433-1449.
-Constable RT:MR Physics of body imaging. Radiol Clin North Am 2003; 41(1): 1-15.
Bibliografía
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 75
-Coussement A: El canto de los protones. (RM ¿Sin esfuerzo?) Nycomed Amersham, 2000.
-Dixon RL, Ekstrand KE: The Physics or proton NMR. Med Phys 1982; 9: 807-818.
-Duerk JL: Principles of image formation and reconstruction. MRI Clin North Am 1999; 7(4): 629- 659.
-Edelman RR, Hesselink JR (eds): Clinical Magnetic Resonance Imaging. WB Saunders Co. Harcourt Brace Jovanovich Inc. Philadelphia 1990.
-Elster AD: Sellar susceptibility artifacts: theory and implications. AJNR 1993; 14: 129- 136.
-Elster AD: Questions and Answers in Magnetic Resonance Imaging. Mosby-Year Book, St. Louis, 1994.
-Fleckenstein JL, Archer BT, Barker BA, Vaughan JT, Parkey RW, Peshock RM: Fast short-tau inversion-recovery MR imaging. Radiology 1991; 179: 499-504.
-Foo TKF, Polzin JA, Thomasson DA: MR Angiography physics: an update. MRI Clin North Am 2005; 13 (1): 1-22.
-Gallagher TA, Nemeth AJ, Hacein-Bey L: An introduction to the Fourier transform: relationship to MRI. AJR 2008; 190 (5) 1396-1405.
-Haacke EM, Mittal S, Wu Z, Neelavalli J, Cheng Y-CN: Susceptibility-weighted imaging: technical aspects and clinical applications, part 1. AJNR 2008; 30(1): 19-30.
-Haacke EM, Tkach JA: Fast MR imaging: Techniques and clinical applications. AJR 1990; 155: 951-964.
-Hagmann P, Jonasson L, Maeder P, Thiran J-P, Wedeen VJ, Meuli R: Understanding diffusion
MR imaging techniques: from scalar diffusion-weighted imaging to diffusion tensor imaging and beyond. RadioGraphics 2006; 26: S205-S223.
-Harms SE, Kramer DM: Fundamentals of magnetic resonance imaging. Critical Review Diag
Imag. Vol 25, No. 1: 79-111
-Henkelman RM, Hardy PA, Bishop JE, Poon CS, Plewes DB: Why fat is bright in RARE and fast
spin-echo imaging. JMRI 1992; 2: 533-540.
-Hendrick RE: Basic physics of MR imaging: an introduction. RadioGraphics 1994; 14: 829- 846.
-Hennig J, Nauerth A, Friedberg H: RARE imaging: a fast imaging method for clinical MR. Magn
Reson Med 1986; 3: 823-833.
-Jacobs MA, Ibrahim TS, Ouwerkerk R: MR Imaging: Brief overview and emerging applications.
RadioGraphics 2007; 27:1213-1229.
Bibliografía
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 76
-Jara H, Barish MA, Yucel EK, Melhem ER, Hussain S, Ferrucci JT: MR hydrography: theory and practice of static fluid imaging. AJR 1998; 170(4): 873-882.
-Kaufman L: Reading the NMR image: As the signal changes, so do image features. Diagnostic Imaging Nov 1982.
-Keller PJ: Fast(er) MR imaging. Neuroimaging Clin North Am 1999; 9(2): 243- 252.
-Listerud J, Einstein S, Outwater E, Kressel HY: First principles of fast spin echo. Magn Reson Quarterly 1992; 8(4): 199-244.
-Lufkin R: Approaches to fast MR imaging. Computerized Med Imaging Graphics 1989; 13(2): 145-151.
-McGowan JC: Basic principles of magnetic resonance imaging. Neuroimag Clin North Am 2008; 18(4): 623- 636.
-McRobbie DW, Moore EA, Graves MJ, Prince MR: MRI From Picture to Proton. Cambridge University Press, Cambridge, 2003.
-Mittal S, Wu Z, Neelavalli J, Haacke EM: Susceptibility-Weighted imaging: technical aspects and clinical applications, part 2. AJNR 2008; 30(1): 232-252.
-Morelli JN, Runge VM, Ai F, et al: An image-based approach to understanding the physics of MR artifacts. RadioGraphics 2011; 31: 849- 866.
-Morillo AJ. TMA-2KTO (Too many acronyms to keep track of). BMJ eletters, 31 May 2009, http://www.bmj.com/cgi/eletters/338/may20_3/b2016#214509
-Mugler III JP: Overview of MR imaging pulse sequences. MRI Clin North Am 1999; 7(4): 661- 697.
-Oshio K, Feinberg, DA: GRASE (gradient- and- spin- echo) imaging: a novel fast MRI technique. Magn Reson Med 1991; 20(2): 344-349.
-Pipe JG: Basic Spin Physics. MRI Clin North Am 1999; 7(4): 607-627.
-Plewes DB: Contrast mechanisms in spin-echo imaging. RadioGraphics 1994; 14: 1389-1404.
-Pooley RA: Fundamental physics of MR imaging. RadioGraphics 2005; 25: 1087-1099.
-Posteraro RH, Blinder RA, Herfkens RJ: MR-TUTOR: A program for teaching the interdependence of factors which influence signal intensity in magnetic resonance imaging. Computerized Med Imaging and Graphics 1989; 13(5): 393-406.
-Price RR: Contrast mechanisms in gradient-echo imaging and an introduction to fast imaging. RadioGraphics 1995; 15: 165-178.
Bibliografía
Apuntes Magnéticos - secuencias AJ Morillo 77
-Roemer PB, Hong X: Fast scan and echoplanar MR imaging technology. Neuroimaging Clin North Am 1999; 9(2): 227- 242.
-Rumboldt Z, Marotti M: Magnetization transfer, HASTE, and FLAIR imaging. MRI Clin North Am 2003; 11(4): 559-584.
-Runge VM, Wood ML, Kaufman DM, Traill MR, Nelson KL: The straight and narrow path to good head and spine MRI. RadioGraphics 1988; 8(3): 507-531.
-Saloner D: An introduction to MR angiography. RadioGraphics 1995; 15: 453-465.
-Saloner D: Flow and motion. MRI Clin North Am 1999; 7(4): 699- 715.
-Sochurek H, Melzer D: Medicine’s New Vision. National Geographic 1987; January: 1-40.© National Geographic Society.
-Stark DD, Bradley WG, Bradley WG: Magnetic Resonance Imaging. 3rd ed. CV Mosby, St Louis, 1999.
-Tsao J: Ultrafast imaging: principles, pitfalls, solutions, and applications. J Magn Reson Imaging 2010; 32(2): 252-266.
-Vinocur B: T1 and T2 relaxation times and the search for MRI specificity. Diagnositic Imaging March 1985: 72-73.
-Villafana T: Fundamental physics of magnetic resonance imaging. Radiol Clin North Am 1988; 26(4): 701- 715.
-Wehrli FW: Fast-Scan Imaging: Principles and Contrast Phenomenology. En: Higgins CB, Hricak H (eds.): Magnetic resonance Imaging of the Body. Raven Press, New York, 1987.
-Wehrli FW, MacFall JR, Newton TH: Parameters Determining the Appearance of NMR Images. GE Booklet, ca 1984.
-Wyle GE, Leyendecker JR: Magnetic resonance imaging of the liver: sequence optimization and artifacts. MRI Clin North Am 2010; 18(3): 525-547.
Bibliografía