Principios Físicos de la Resonancia Magnética Nuclear

Principio Físico de la Resonancia Magnética Nuclear

INTRODUCCIÓN

La Resonancia Magnética Nuclear es una técnica que usa las propiedades magnéticas de los núcleos atómicos que se producen de forma natural en el organismo humano, principalmente el hidrógeno, tan abundante en el agua y en otras moléculas. Dado que las mediciones de esta prueba se realizan por la sincronización de las señales nucleares atómicas que ya existen en los tejidos, la RMN es una de las técnicas diagnósticas menos invasoras de que disponemos hoy en día.

Actualmente se considera una técnica imprescindible en el estudio de gran cantidad de enfermedades, y de valiosa ayuda en muchas otras. A partir de ella se han generado nuevas técnicas que tienen un potencial médico y científico enorme, como Tomografía de emisión de positrones o PET y muchas otras (RMN de difusión y perfusión, angiografía resonancia magnética, imágenes de resonancia magnética funcional, imágenes de transferencia de magnetización, imágenes espectroscópicas o SPECT, etc).

BASES FÍSICAS

La información obtenida en RM proviene de las propiedades magnéticas naturales de los átomos. La base física de este fenómeno está dada por la existencia de dos tipos de movimientos de los núcleos atómicos:

- el movimiento giratorio o spin (alrededor de su eje)

- el movimiento de precesión (alrededor del eje gravitacional)

Dichos movimientos generan un campo magnético alrededor de cada núcleo, especialmente los átomos que poseen un número impar de protones y neutrones. En éstos predominan las cargas positivas y en consecuencia, adquieren mayor actividad magnética.

Dado que el hidrógeno es el átomo más abundante en los tejidos orgánicos y su núcleo tiene 1 protón (impar) resulta ideal para el examen de RM. Es decir que de ahora en más cuando hablemos de protones, siempre vamos a estar refiriéndonos al hidrógeno.

En condiciones normales los vectores de los protones adoptan direcciones aleatorias y se anulan entre sí.

Ahora bien, cuando se introduce un cuerpo en un campo magnético, éste se "magnetiza" temporariamente; es decir que sus núcleos de hidrógeno se alinean con el campo magnético, y precesan alrededor del mismo, creando el llamado "vector de magnetización neta", (pueden alinearse en paralelo o antiparalelo). Dicho vector es la resultante de la suma de los vectores de cada uno de los átomos.

Esto se denomina "magnetización longitudinal" (porque el vector está paralelo al eje longitudinal del campo o eje Z).

Cuando se aplica un pulso de radiofrecuencia (RF), el objetivo es "voltear" esta magnetización longitudinal hasta el plano transverso, y así crear la "magnetización transversa".

¿Por qué se hace esto? Y acá viene algo fundamental para entender todo: La variación de esta magnetización transversa es lo que puede "leer" el equipo, o dicho de otra manera: la precesión de la magnetización transversa induce señales eléctricas en el cable de la bobina, determinándose la señal de un tejido. Interesa medir el tiempo de relajación de los protones de cada tejido.

Por ejemplo: Pensemos en los protones como si fueran brújulas dentro de un recipiente (protones en el organismo). Ahora supongamos que les ponemos un fuerte imán enfrente (campo magnético del resonador). 

Vamos a lograr que se alineen. Pero si de alguna forma, manteniendo el imán, podemos desviar a la fuerza las agujas y luego soltarlas (pulso de RF), evidentemente éstas tenderían a volver a su posición inicial. La diferencia con los protones sería que los diferentes protones en los distintos tejidos se relajan en diferentes tiempos, según la relación entre ellos y con el medio. Y esto es lo que puedo medir por RM.

El tiempo de relajación longitudinal se llama TI y depende de la relación entre el protón y el medio que lo rodea (existen medios de distinta estructura molecular, viscocidad, etc)

El tiempo de relajación transversa se llama T2 y depende de la relación entre el protón y los protones vecinos.

Cada tejido, según su abundancia en protones y a cuánto tardan en relajarse luego de ser estimulados (TI y T2), emite una señal de mayor o menor intensidad que es captada por el equipo. Este voltaje se cuantifica en valores numéricos (imagen digital) y finalmente se transforman en tonos en una escala de grises (imagen analógica o anatómica).

La imagen se forma cuadradito por cuadradito (pixels) en una matriz de TV, al igual que en TC (estos cálculos matemáticos los realizan las computadoras).

Bibliografía

• Salvador Pertusa Martínez (2011). Resonancia Magnética Nuclear (RMN). Netdoctor.es. Recuperado de: http://www.netdoctor.es/XML/verArticuloMenu.jsp?XML=004047

• Diagnóstico por imágenes PRINCIPIOS FÍSICOS RESONANCIA MAGNÉTICA (2005). Fundación Barcelo, Facultad de Medicina. Recuperado de:

http://www.fundacion-barcelo.com.ar/medicina/diagnostico%20por%20imagenes%20medicina/resonancia%20principios%20fisicos.pdf