Unidad de Trabajo 411: Parámetros y protocolos de resonancia magnética

REALIZACIÓN DE LA PRUEBA DRM. PROTOCOLOS DE ESTUDIO

Técnicas de Imagen por Resonancia Magnética

CFGS Imagen para el Diagnóstico y Medicina Nuclear

BLOQUE II: PARÁMETROS TÉCNICOS EN LA FORMACIÓN DE LA IMAGEN. TIPOS DE SECUENCIAS EMPLEADAS

1. PARÁMETROS DE ESTUDIO. CRITERIOS DE CALIDAD
1. CONTRASTE
2. TIEMPO DE ADQUISICIÓN
3. RELACIÓN SEÑAL/RUIDO
4. RESOLUCIÓN ESPACIAL
2. TIPOS DE SECUENCIAS EMPLEADAS EN RM
1. GRUPO SE CLÁSICA Y VARIANTES
2. GRUPO EG CLÁSICA Y VARIANTES
3. SECUENCIAS HÍBRIDAS

PARÁMETROS DE ESTUDIO

Las imágenes en RM se adquieren mediante las secuencias, luego, la obtención de una imagen diagnóstica requiere la aplicación correcta de los parámetros de la secuencia. Cada secuencia posee una serie de parámetros que el técnico puede modificar, teniendo en cuenta las características del equipo, región anatómica y la patología que se vaya a estudiar. Los parámetros escogidos determinaran la potenciación de las imágenes.

En cualquier caso, los cambios y adaptaciones que se realicen sobre la secuencia se deben ajustar a cuatro criterios de calidad:

• V Contraste

Tiempo de adquisición (TA)

• V Relación señal-ruido (S/R)
• V Resolución espacial.

Estos cuatro criterios están íntimamente relacionados y cualquier modificación de los parámetros de la secuencia, los altera en mayor o menor medida, interfiriendo en la calidad de la imagen.

El objetivo que persigue el técnico es conseguir una adecuada resolución espacial, suficiente contraste entre tejidos y un equilibrio en la relación señal-ruido, y todo ello en un tiempo de adquisición aceptable.

CONTRASTE

Es la variación de intensidad de la señal entre dos estructuras adyacentes. Es decir, es un parámetro que permite la diferenciación de los tejidos.

El contraste de la imagen está determinado por una serie de factores o parámetros:

• Parámetros intrínsecos: tiempo de relajación T1, tiempo de relajación T2 y densidad protónica.
• Parámetros extrínsecos: aquellos que pueden ser modificados por el técnico, son tiempo de repetición (TR), tiempo de eco (TE), flipangle (FA) y tiempo de inversión (TI).
• Uso de medios de contraste.

Parámetros extrínsecos

Como la señal de relajación tiene una intensidad muy baja, hay que repetir el pulso de RF para llegar a obtener una señal procesable. De esta forma en una secuencia de pulsos se llama TR (tiempo de repetición) al intervalo de tiempo entre la aplicación de dos pulsos y TE (tiempo de eco) al tiempo de detección de la señal emitida por los protones en la relajación. Ambos se miden en milisegundos y su duración depende de la potenciación que se quiere obtener, ya que todos los tejidos no liberan la energía a la misma velocidad.

2Pulso de 180° Pulso de 90° Pulso de 90° Pulso de 90° ECO TE 2 TR TE

En las secuencias inversión- recuperación, el TI (tiempo de inversión) es el tiempo que transcurre entre el pulso de 180° y el pulso de 90°.

Pulso de 180º Pulso de 90° TI

El parámetro flipangle (FA) hace referencia al ángulo que indica el vector de magnetización longitudinal.

Ángulo de inclinación T1 Magnetización longitudinal FA < 45° T2 FA > 45° Magnetización longitudinal = 0 FA = 90 °

Los parámetros extrínsecos, que se utilizan en las secuencias, se mueven en unos límites que permiten pequeñas diferencias. Es importante saber que, sobrepasando los límites, el resultado puede no ser el deseado. El técnico debe conocer cómo estos parámetros extrínsecos producen la potenciación necesaria en T1, T2 o D.

• El TR determina el tiempo T1 y también la potenciación de la imagen en D.
• El ángulo de inclinación controla el tiempo T1 y la potenciación de la imagen en D.
• El TE controla la potenciación de la imagen en T2.

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TIEMPO DE ADQUISICIÓN (TA)

Es el tiempo que se requiere para completar la adquisición de datos, es decir el tiempo que dura una secuencia. El TA debe ser siempre lo más corto posible para disminuir los movimientos indeseados del paciente reduciendo así las posibilidades de artefactos en la imagen.

El TA de la imagen en una secuencia de pulsos normal viene determinado por:

TA = TR x Np x Nex

Nex es el número de excitaciones, es decir el número de veces que se repite la secuencia de pulsos y por tanto el número de señales que se recogen para generar una imagen en RM. Como la señal de resonancia que viene del paciente es muy débil, debemos repetir la medida de la señal varias veces, acumulando la señal de varias medidas para conseguir una mejor calidad de imagen, es decir, una imagen con mejor relación señal/ruido. Por tanto, el tiempo de adquisición de una imagen en la RM aumentará con el número de veces que repitamos la secuencia.

Np es el número de pasos de codificación de fase. Este número de codificación de fase conforma el número de hileras de una matriz definiendo el tamaño de esta (como el nº se renglones de una carta). Y así cuantas más hileras tenga una matriz, más tiempo tardaremos en obtener la imagen, pero también tendremos más detalle de la anatomía.

Matriz 10 x 10 Eje X Filas Codificación de fase Eje Y Columnas Codificación de frecuencia

Por el contrario, si disminuimos Np, disminuiremos la resolución espacial (hay menos píxeles, pero estos serán más grandes).

Es decir, Np está directamente relacionado con la resolución espacial, pues cuanto menor sea su número, mejor será la relación S/R, es decir aumenta la señal, pero disminuye la resolución.

Ejemplo: En una secuencia SE clásica el TR= 2000ms, la matriz es de 256x256 pixeles y solo utilizamos una excitación, el TA= 512000ms (8'53").

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RELACIÓN SEÑAL/ RUIDO

Es el coeficiente entre la señal y el ruido y representa el mayor condicionante junto a la resolución espacial, de la calidad de la imagen en RM.

Relación S/R= Señal/ Ruido

Para considerar una imagen de calidad este cociente debe ser lo más cercano al valor 1. Así pues, los valores de señal y de ruido deben ser lo más parecidos posibles, se debe buscar una proporcionalidad entre ambos.

La señal es la suma de todas las señales emitidas por los protones que precesan en un tejido. La señal es recogida por la antena receptora, aporta información sobre las estructuras tisulares y su intensidad puede variar: a mayor intensidad de señal, mayor contraste de la imagen.

El ruido es una oscilación estática de la intensidad de la señal que aparece en forma de granulado, empeorando la formación de la imagen. Se debe evitar ya que disminuye la resolución espacial.

RESOLUCIÓN ESPACIAL

La resolución espacial o definición de la imagen es la capacidad para diferenciar dos estructuras próximas de manera nítida. Contribuye también a la calidad de la imagen, ya que esta se visualizará de forma más clara y precisa cuanto mayor sea la resolución.

La resolución espacial de la imagen puede ser:

• Resolución superficial: es la que indica la magnitud del pixel, elemento más pequeño en que se divide una imagen bidimensional. El tamaño de los píxeles viene determinado por el campo de visión (FOV) y el tamaño de la matriz según la relación:

Magnitud del pixel= FOV/ Tamaño de la matriz

El FOV es el tamaño de la región sometida a estudio. Se debe adaptar a la forma de la zona anatómica que vayamos a estudiar.

La matriz es el número de píxeles que cubren un campo de visión en cada una de las dimensiones. Las matrices habituales son de 256 líneas x 256 columnas (simétricas) o de 192 líneas x 256 columnas (asimétricas). Se habla de matrices de alta resolución cuando se aplican matrices con mayor número de filas o columnas (512 o 1024).

• Resolución espacial o volumétrica: es la que indica la magnitud del voxel, elemento más pequeño a nivel tridimensional. El tamaño de su área se calcula de la siguiente forma:

Tamaño del voxel= Tamaño del pixel x Grosor del corte

La señal que tiene cada voxel viene determinada por su tamaño. Así un voxel grande contiene muchos protones que contribuyen a aumentar la señal, en cambio, un voxel pequeño, aunque tenga menos protones, mejora la resolución espacial al separar las estructuras en vóxeles independientes que los hacen mucho más distinguibles.

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Así pues, para disminuir el tamaño del voxel se puede aumentar el tamaño de la matriz, es decir incrementar el número de filas y de columnas haciendo el FOV más pequeño o utilizando un FOV rectangular, que se consigue reduciendo Np y utilizando un grosor de corte más pequeño. Cualquiera de estos cambios incrementará la resolución de la imagen en detrimento de la relación S/R, que se verá reducida.

Protones Vóxel cuadrado Vóxel rectangular t Señal 4 Resolución

Por último, podemos citar un parámetro técnico que también afecta a la resolución espacial de la imagen que es la cobertura, la cual va a depender del grosor del corte y del GAP.

El grosor del corte es el espesor del tejido que se va a estudiar. Generalmente todas las secuencias son multicorte, aprovechando así el tiempo total de adquisición para obtener el mayor número de cortes posibles. Estos deben tener una separación mínima para evitar artefactos. Cuanto mayor es el grosor o espesor del corte menor es la resolución espacial. Podemos variar el grosor del corte modificando la anchura de la banda o modificando la pendiente.

El GAP es el intervalo o separación que hay entre un corte y otro.

Formas de aumentar la resolución espacial

Matriz 1 Relación señal-ruido Campo de visión 1 Rectangular Grosor de corte 1

TIPOS DE SECUENCIAS EMPLEADAS EN RM

Las secuencias en RM son la combinación de pulsos de RF y de gradientes de campo magnético, aplicados en periodos de tiempo de forma ordenada y repetida.

El conjunto de parámetros que componen cada secuencia vienen diseñados y denominados muchas veces de manera diferente, por las distintas casas comerciales de los equipos.

La clasificación de las secuencias se basa en la forma de conseguir el eco:

• si es por un pulso de RF, son las secuencias eco de espín (SE): secuencias SE básicas, secuencias IR, secuencias eco de espin turbo y todas las variantes con pulsos de 90° y/o 180°.
• si es por un desfase de gradientes son las secuencias eco de gradiente (EG): secuencias eco de gradiente clásicas, secuencias eco de gradiente rápidas (EGR) coherentes e incoherentes, EGR con preparación tisular, secuencias EPI etc.
• si proceden de una combinación de ambas, son las secuencias hibridas: GRASE.

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