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Figura XXIX: Corte de un imán superconductor para IRM.
Bobinas de gradiente

Para localizar la señal de los distintos tejidos se aplican distorsiones lineales al campo magnético principal denominadas gradientes magnéticos. Estos gradientes son producidos por bobinas eléctricas denominadas bobinas de gradiente. Existen tres parejas de bobinas, ortogonales entre si, que producen los gradientes magnéticos en las tres direcciones del espacio y se denominan Gz, Gy y Gx. Además, es posible crear gradientes magnéticos en cualquier dirección enviando las intensidades de corrientes adecuadas a las bobinas.

Cada par de bobinas posee su propia alimentación de corriente independientemente regulado. Las magnitudes de las corrientes requeridas, y la forma de las ondas apropiadas se generan digitalmente, y luego se convierte en voltajes analógicos. Éstos se amplifican para producir los gradientes apropiados.

El conjunto de las bobinas de gradientes (Fig. XXX), están colocadas en los equipos formando un cilindro que se denomina cilindro de gradientes que se coloca por dentro del cilindro que contiene el conductor creador del campo magnético principal. Dentro de este cilindro se colocara la antena emisora y dentro se ubica al paciente.





Figura XXX: Los tres pares de bobinas se colocan formando el cilindro de gradientes.

1) bobinas de gradiente z, 2) bobinas de gradiente y, 3) bobinas de gradiente x.


Bobinas de RF

La antena o bobina es un elemento integrado por un conductor por el que circula corriente alterna y que permite trasformar dicha energía eléctrica en una onda de radiofrecuencia, también es capaz de captar la energía asociada a la onda de RF y generar corriente eléctrica. [21]

Junto al conductor una antena precisa un circuito que realiza dos funciones. La primera es obligar a la antena a trabajar a la frecuencia de resonancia y recibe el nombre de sintonización o tunning. La segunda es optimizar la transferencia de energía, es decir, que la antena sea capaz de entregar o de captar la máxima energía posible, recibiendo el nombre de adaptación o matching.

Para la emisión de los pulsos de RF, la antena debe excitar la zona de estudio cumpliendo una serie de requisitos:

▪ Excitación uniforme de la zona de estudio.

▪ Emisión de la máxima señal posible.

La antena emisora debe tener una forma que envuelva la región a explorar para que la distancia a la superficie de la antena en distintas direcciones sea uniforme. La distancia entre el paciente y la antena debe ser la menor posible para que la atenuación de la señal sea mínima.

La antena receptora (no siempre coincide con la emisora) que capta la señal liberada en la relajación nuclear debe captar niveles de señal muy bajos con una calidad suficiente para una posterior discriminación que permita una imagen o espectro de calidad, debe tener una elevada sensibilidad.


Se utilizan distintos tipos de antenas según la región a estudiar, y de acuerdo a sus características se consideran los siguientes tipos:

▪ Antena de “body”: esta antena es emisora-receptora y se ubica en el interior de la carcasa del imán en el que se introduce el paciente. Con esta antena se puede explorar cualquier región del cuerpo, aunque se aplica básicamente al estudio de regiones que requieren un FOV muy grande, o se puede utilizar únicamente como emisora, y la detección se realiza con otra antena que presenta una mayor adaptación anatómica a la región a explorar.

▪ Antena de cráneo/extremidades: se utilizan para el estudio de localizaciones concretas, y se pueden colocar con cierta facilidad en el isocentro del imán. Se utilizan para las exploraciones de cráneo, rodilla o tobillos entre otras y suelen ser emisoras-receptoras.

▪ Antenas de superficie: son únicamente receptoras, por lo que la emisión se realiza con otra antena, habitualmente la de “body”. Las antenas de superficie se adaptan a la región a estudiar, esto permite una captación de elevada calidad en la proximidad de la superficie de la antena. Suelen ser de reducidas dimensiones y pueden ser planas o flexibles. La captación de esta antena no es uniforme, a medida que se aleja de la superficie de la antena se produce una importante perdida de señal. Estas antenas se utilizan para FOV pequeños.


Computadora

La computadora es el corazón del sistema de imagen, controla todos sus componentes (Fig. XXXI). Especifica el gradiente, la onda de RF y los tiempos a ser utilizados, y pasa esta información al sintetizador de frecuencia o generador de onda (waveform generator) que fija la forma y amplitud de cada gradiente, envía la señal a los amplificadores y de allí a las bobinas. La señal de resonancia, una vez que es codificada en fase, es convertida en una señal digital por el conversor analógico-digital. La señal digital es enviada al procesador de imagen para la realización de la transformada bidimensional fe Fourier y la imagen es visualizada en el monitor.





Figura XXXI: Diagrama en bloque de un equipo de IRM.
Los datos crudos, que es la señal antes de la transformada de Fourier, se guardan para permitir la aplicación de correcciones a los datos en el post procesamiento.

Debido a que las señales de resonancia provenientes del paciente son débiles, estas pueden quedar enmascaradas con ruidos externos, es por esto que los equipos de IRM se encuentran normalmente rodeados de un escudo de cobre o acero inoxidable conocido como jaula de Faraday. [22]


2.6. CALIDAD DE IMAGEN. ARTEFACTOS
La imagen de RM tiene muchas características comunes a otras modalidades de imagen digital. Determinados parámetros, como resolución espacial, resolución de contraste, ruido y artefactos, son criterios importantes para juzgar una imagen de RM.

Resolución espacial

La resolución espacial o capacidad de diferenciar dos puntos cercanos y pequeños en la imagen, traduce la nitidez en la visualización de las estructuras. Depende del tamaño del voxel, y por lo tanto de tres parámetros principales: el tamaño de la matriz, el campo de medición o FOV, y el grosor de corte.

La resolución se puede aumentar utilizando matrices mayores (512x512 en vez de 128x128), disminuyendo el FOV, o disminuyendo el grosor de corte. Hay que tener en cuenta que la modificación de estos parámetros produce una drástica disminución de la S/R, por lo que se debe aumentar el número de adquisiciones o NEX. Esto junto al aumento del número de codificaciones de fase necesario por aumentar la matriz hace que el tiempo de exploración en las técnicas de alta resolución sea largo. Por este motivo es frecuente la utilización de secuencias rápidas como TSE o GraSE.

Resolución de contraste

La ventaja fundamental de la IRM es su resolución de estructuras con bajo contraste.

La diferencia en los parámetros de IRM entre los tejidos biológicos suelen ser del 30% o mayor. Por ejemplo, la diferencia en el coeficiente de atenuación de rayos x entre la sustancia gris y blanca del cerebro es de aproximadamente 0,5%. Sin embargo, la diferencia en los parámetros de IRM entre estos tejidos varía del 30% al 40%. Esa diferencia puede aprovecharse para obtener una diferenciación espectacular entre la sustancia gris y blanca.

Ruido. Relación Señal/Ruido (S/R)

El ruido se define como un componente no deseado, aleatorio, añadido a la señal, que produce una desviación de sus valores. En la imagen, esto aparece como un granulado que afecta a la calidad, dañando tanto la resolución de contraste como la resolución espacial.

La intensidad de señal de un voxel es determinante en la calidad de la imagen. Cuanto más intensa sea ésta, más calidad tendrá. Sin embargo, la señal puede ser distorsionada por la existencia de ruido. En las imágenes diagnósticas se requiere una S/R lo mayor posible. La imagen será más ruidosa cuanto más pequeño sea el voxel, lo que sucede en cortes finos o con matrices grandes. También depende de la secuencia de pulsos. En las secuencias GRE, al tener una componente transversal de la magnetización menor, la S/R es menor.

La amplitud del eco también influye. Los ecos centrales del espacio K tienen una gran amplitud, mientras que los ecos extremos son más débiles. Estos últimos tienen una S/R más baja, debido a que el ruido es constante, y la señal es menor.

La S/R puede mejorarse modificando los siguientes parámetros: aumentando el TR, disminuyendo el TE, aumentando el número de adquisiciones (NEX), y aumentando el tamaño del voxel (aumentando el FOV y espesor de corte, y disminuyendo el tamaño de la matriz). [23]

Artefactos

Los artefactos se pueden definir como alteraciones en la generación o captación de la señal de RM que alteran la imagen obtenida. Los artefactos más comunes son:

Artefactos debido a interferencias de RF: es debido a emisiones electromagnética que interfieren con la correcta operación del sistema. La interferencia se ve como una banda en la imagen, la posición del artefacto en la dirección de codificación de frecuencia depende de la frecuencia de la interferencia. Puede ser causado por dispositivos eléctricos ubicados en la sala de examen, fugas en la jaula de Faraday, electricidad estática.

La solución para este artefacto consiste en el aislamiento del lugar donde se encuentra el imán, controlando que la puerta no quede abierta en el momento del examen.




Figura XXXII: Ejemplos de artefactos por interferencia RF. a) Artefacto producido por la fluctuación de una bombilla de luz, b) la puerta de la sala de examen se encontraba abierta durante el estudio.
Artefacto de movimiento: el movimiento del objeto durante la secuencia produce inconsistencias en la fase y amplitud, lo que produce borrosidad e imágenes fantasmas. El origen de este artefacto puede ser pulsaciones arteriales, movimiento cardiaco, respiratorio, peristálticos, tragar, y movimientos físicos del paciente (Fig. XXXIII).

Existen distintas técnicas para reducir este artefacto. La comunicación con el paciente es importante para reducir los movimientos voluntarios, explicándole lo que va a suceder. Puede utilizarse anestesia en pacientes que no cooperan o niños, o utilizar secuencias rápidas (GRE, FSE). Los movimientos involuntarios pueden reducirse utilizando respiración sostenida, sincronización cardiaca o respiratoria, saturación (anula la señal) de la anatomía que genera el movimiento, utilizar bobinas de superficie puede reducir artefactos generados a una distancia del área de interés. Se puede rotar el artefacto 90º cambiando la dirección de codificación de fase y frecuencia. [24]





Figura XXXIII: Artefacto de movimiento.
Inhomogeneidad B0: los artefactos debido a inhomogeneidades del campo magnético reciben también el nombre de artefactos de susceptibilidad magnética. Ocurren como resultado de variaciones en la fuerza del campo magnético en la interfase de sustancias con susceptibilidad magnética (propiedad que relaciona la magnetización que aparece en un objeto con el campo magnético externo aplicado) diferente. Estos artefactos se observan normalmente alrededor de los objetos ferromagnéticos que se encuentran en el cuerpo humano (diamagnético). Aparecen como perdida de señal y distorsiones en la imagen, y en ocasiones con áreas de hiperintensidad.

Este tipo de artefacto es peor cuando se utilizan TE largos y secuencias GRE, ya que no utilizan el pulso de 180º que corrige las heterogeneidades del campo magnético. Este artefacto aparece siempre en la dirección de codificación de frecuencia, y es más pronunciado en campos magnéticos altos. Puede ser eliminado utilizando técnicas de supresión de la grasa.




Figura XXXIV: a) IRM axial de la cabeza en un paciente con rímel en sus párpados. Los artefactos

de susceptibilidad del rímel oscurecen la mitad delantera de los globos oculares. b) imagen sagital con artefactos producidos por dentadura.


Artefacto por enrollamiento (wrap around) o aliasing: es un artefacto común que ocurre cuando el FOV es más pequeño que la parte del cuerpo a ser examinada. La parte del objeto que se encuentran fuera de los bordes del FOV y que fue excitada se proyecta (superpone) en la parte opuesta de la imagen. Puede ocurrir en la dirección de codificación de fase y frecuencia.

La solución a este artefacto es ajustar el tamaño del FOV, filtrar los datos en la dirección de codificación de frecuencia, utilizar bobinas de superficie para restringir la anatomía vista por la bobina, intercambiar las direcciones de codificación de fase y frecuencia.






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