7. PLANO TOMOGRFICO. (R: 03-2). 7.1

Una de las grandes ventajas que aporta la RM como mtodo de imagen es la posibilidad de

obtener una imagen tomogrfica en cualquier direccin del espacio. Para ello hay que tener presente que segn la ecuacin fundamental de Larmor, para excitar selectivamente los ncleos en un determinado plano basta lograr que el campo magntico que perciban sea el mismo ya que en estas condiciones, todos ellos entraran en resonancia con una emisin de RF a la frecuencia de resonancia. Si el campo magntico fuese uniforme dentro del imn todos los ncleos absorberan la energa de RF a la misma frecuencia. Para lograr una excitacin selectiva por planos hay que instaurar una variacin uniforme del campo magntico segn la direccin perpendicular a los planos elegidos, lo que constituye un GRADIENTE MAGNTICO en aquella direccin. Los GRADIENTES MAGNTICOS se crean mediante pares de bobinas recorridas por corrientes continuas en sentidos contrarios. (Fig.7.1)

Fig 7.1: Seleccin del plano tomogrfico. Las dos bobinas A y B crean un gradiente magntico en la direccin crneo-caudal. Cada plano axial percibe un campo magntico distinto y por tanto sus ncleos precesarn por planos a frecuencias distintas. Tan slo ser excitado el plano que entre en resonancia con la frecuencia f2 de la emisin de radiofrecuencia.

I

I

BA I

B2B1 B3

A B

f2

2f2f

7 SELECCIN DEL PLANO TOMOGRFICO

7.2 7. PLANO TOMOGRFICO (R: 03-2)

Si colocamos una bobina (A) en el extremo caudal de la bobina principal y hacemos que sea recorrida por una corriente continua (IA ) en el mismo sentido que la del bobinado principal (I), la bobina A crea un campo magntico que en cada punto se suma vectorialmente al campo magntico principal. A medida que nos vamos alejando, la influencia del campo magntico de la bobina A sobre el principal es cada vez menor, logrndose una variacin del campo magntico con la distancia (Gradiente Magntico). Esta variacin con la distancia puede ser reforzada colocando en el extremo opuesto una segunda bobina (B) recorrida por una corriente (IB) en sentido contrario. Ello crea un campo magntico que en cada punto se resta vectorialmente al campo magntico de la bobina principal. Este conjunto de dos bobinas recorridas por corrientes en sentidos contrarios crea un gradiente magntico crneo-caudal. Una vez establecido este gradiente, todos los ncleos sobre un plano perpendicular al gradiente (en este caso, todos los ncleos sobre un plano TRANSVERSAL o AXIAL del paciente) percibirn el mismo valor del campo magntico y por tanto tendrn la misma frecuencia de precesin, la cual ser ligeramente distinta de sus planos adyacentes. Para excitar selectivamente un plano basta con emitir la RF a la frecuencia de precesin adecuada. Los otros planos no entrarn en resonancia. Para obtener una imagen tomogrfica de otro plano transversal basta con cambiar la frecuencia de emisin sin tener que desplazar al paciente. Se ha establecido mediante los gradientes magnticos una codificacin espacial crneo-caudal ya que a cada frecuencia le corresponde un plano transversal. De la misma forma, colocando una bobina en la parte anterior del paciente y otra en la parte posterior logramos establecer un gradiente magntico antero-posterior y por lo tanto una codificacin de frecuencias que proporcionar planos coronales. Por ltimo, creando gradiente de derecha a izquierda lograramos tomografas sagitales.

Mediante tres pares de bobinas que crean los gradientes magnticos en las tres direcciones del espacio, se pueden lograr no solamente tomografas transversales, sagitales o coronales, sino que enviando las intensidades de corriente adecuada a las bobinas, se consiguen gradientes en cualquier direccin del espacio y en consecuencia tomografas de obtencin directa en las direcciones ms adecuadas para el diagnostico sin tener que movilizar al paciente. El conjunto de las bobinas de gradientes (Fig 7.2), estn colocadas en los tomgrafos de cuerpo entero formando el llamado cilindro de gradientes que se coloca por dentro del cilindro que contiene el conductor creador del campo magntico principal. Dentro de este cilindro se colocar la antena emisora de cuerpo y dentro el paciente.

Fig 7.2 Bobinas de gradiente. Los tres pares de bobinas estn colocadas en los tomgrafos de cuerpo entero sobre un cilindro llamado cilindro de gradientes dentro del cual se colocar la antena de cuerpo y el paciente. Al indicar al ordenador la orientacin del plano tomogrfico, se enviaran a conjunto de bobinas las intensidades de corriente adecuadas para crear un gradiente perpendicular a la orientacin diseada.

Al seleccionar una determinada orientacin del plano tomogrfico, el ordenador enviar al

conjunto de bobinas las intensidades de corriente adecuadas para crear un gradiente magntico perpendicular a la orientacin diseada. En cada punto el valor del campo magntico es la suma vectorial del principal mas los creados por los tres pares de bobinas.

7. PLANO TOMOGRFICO. (R: 03-2). 7.3

Los gradientes magnticos de seleccin del plano tomogrfico se activan nicamente durante la excitacin, generalmente durante el primer pulso de la secuencia utilizada, siendo quitados inmediatamente para proceder a la obtencin de la seal de relajacin que como veremos tiene que ser codificada espacialmente mediante el establecimiento de nuevos gradientes a lo largo de los lados del plano elegido. Ello implica que la entrada y salida de los gradientes se realice en microsegundos y por tanto se hable de PULSOS DE GRADIENTE. Los pulsos de gradiente implican una variacin del campo magntico muy rpida y por tanto inducen fuerzas electromotrices dando lugar a vibraciones snicas audibles que originan el tpico ruido de los gradientes. La potencia y la frecuencia de este ruido depende de la secuencia y es molesto para los pacientes que deben ser advertidos de esta circunstancia dndoles protectores acsticos que van desde simples algodones en los odos hasta auriculares de proteccin. Tambin hay que advertirlos al comienzo de la secuencia para evitar sobresaltos. En algunas secuencias el nivel de ruido puede sobrepasar los 100 decibelios, lo que puede ocasionar sin la adecuada prevencin, hipoacsias transitorias.

El establecimiento de un gradiente magntico implica que en el espacio ocupado por el voxel exista una variacin de frecuencias. Por tanto cada voxel vendr determinado por un intervalo de frecuencias centrado alrededor de una frecuencia media de resonancia. Cuando enviamos el pulso excitador este lleva implcito una amplitud de banda alrededor de la frecuencia principal, que cubre todo el intervalo del voxel. Por tanto un pulso excitador sobre un gradiente implica la excitacin de todo un plano de voxels (Fig 7.3).

Fig 7.3. Determinacin del corte tomogrfico. Una vez establecido el gradiente Gz, se enva un pulso de radiofrecuencia a la frecuencia de precesin correspondiente al centro del plano. El ancho de banda de este pulso f implica la excitacin de los ncleos sobre un grosor z.

La direccin del gradiente de seleccin del plano es siempre perpendicular al plano elegido.

El gradiente de seleccin del plano se representa como Gz. En el caso de la fig 7.3 la direccin de Gz es la del eje z (es la direccin donde existe la variacin del valor del campo magntico). El valor del campo magntico en cada punto viene representado por el valor de las ordenadas de la recta Gz .

El grosor del plano de corte puede regularse mediante la amplitud del pulso excitador

manteniendo el gradiente. Pero la forma habitual es manteniendo la amplitud del pulso de radiofrecuencia, variar el valor del gradiente (la pendiente de Gz).Lo cual consiste simplemente en modificar las intensidades de las corrientes elctricas por las bobinas. (Fig 7.4). El valor mximo alcanzable por los gradientes Gmx fija el grosor mnimo del corte. (Ver captulo 2.3)

Disminuir el grosor del corte implica evidentemente disminuir el tamao del voxel y por tanto quedarnos con menos H en consecuencia disminuimos la seal. Ello puede solventarse aumentando el nmero de adquisiciones (NA), lo cual implica aumentar el tiempo de adquisicin y por tanto el riesgo de que el paciente se mueva degradando la imagen.

B1

B

zz

f

fp f

z

B2 B3

Gz

7.4 7. PLANO TOMOGRFICO (R: 03-2)

Fig 7.4. Si mantenemos la misma amplitud del pulso de radiofrecuencia excitador f , al aumentar el gradiente (aumentar la pendiente de la variacin del campo magntico con la distancia z) (pasar de Gz(2) a Gz(1)), disminuimos el grosor del plano tomogrfico (z(1) < z(2))

As como la seleccin del plano tomogrfico se realiza en la excitacin, la dimensin de la zona a visualizar (Campo de visin o Field of view: FOV) se determinar durante la relajacin, admitiendo en la antena receptora tan slo la seal de los voxels comprendidos en la zona determinada. Ello permitir adems obtener imgenes con campos de visin en cualquier punto del plano seleccionado es decir FOV desplazados del isocentro del imn "off-center" variable.

Los gradientes de seleccin del plano estn activados muy poco tiempo (del orden de los milisegundos). Ello permite que durante la relajacin del plano y dentro del tiempo TR de la secuencia puedan ser activados otros planos, con lo que nos encontramos con una tcnica multiplanar y a su vez multidireccional dentro de una misma adquisicin. De esta forma podemos obtener por ejemplo en una exploracin de columna lumbar tomografas oblicuadas segn los diferentes discos en la misma adquisicin. (Fig 7.5.).

Por lo general las exploraciones se disean a partir de tomografas rpidas (scout view o escanogramas) obtenidas inicialmente en cualquier direccin del espacio. Por ejemplo en una exploracin craneal, se obtienen inicialmente aprovechando la versatilidad de los gradientes, una imagen transversal, sagital y coronal en segundos sobre el lugar marcado por la luz de centraje al entrar el paciente en el imn. A partir de estas imgenes rpidas se plantea el resto de la exploracin adaptndose a la posicin en que se ha colocado el paciente.

Fig. 7.5. Utilizacin de la capacidad multiplanar y multidireccional en una exploracin lumbar. Cada lnea indica donde va a obtenerse una imagen tomogrfica. Todos los planos se van a obtener en la misma secuencia. La orientacin de los planos se realiza en la consola sobre una imagen sagital de obtencin rpida (scout view o escanograma) ----------

zz

f

fp f

Gz

Gz

(1)

(2)

z (1)

z (2)