Los gradientes de campo magnticoPosicin en el espacio-k
Gradientes aplicados
La RMN es un fenmeno causado por unaorientacin no aleatoria del
campo magntico de loselectrones. Esta orientacin da lugar a una
magnetizacinmacroscpica neta.Este magnetismo nuclear tiene suorigen
en el espn nuclear y el valor del momento angularasociado a l, y se
encuentra directamente relacionadocon el nmero de neutrones.Para
que se origine un momento magnticonuclear neto se debe cumplir una
de estas dos propiedades: 1) cuando el nmero de protones y el
nmeromsico son impares como en el 1H, 15N, 19F, 23Na y 31P, 2)
cuando el nmero de protones es par y el de neutrones impar como el
13C.
La imagen de la izquierda representa cualquier atomo excepto el
hidrgeno, que no tiene neutrones en su nucleo.El hidrgeno, con un
protn (1H) como ncleo ms simple de todos los elementos, es un buen
istopo para la obtencin de imgenes al ser el ncleo ms abundante en
el cuerpo y poseer un momento muy grande.Las dos imgenes de la
derecha representan las propiedades de espn (rotacin alrededor del
eje) y momento angular (Cantidad de mvto. de rotacin)
En esta tabla vemos algunos de los tipos de nucleo con espn mas
utilizados en RM.Se puede comparar la abundancia del 1H conrespecto
a otros elementos cuyos ncleos cumplen tambin lascondiciones para
poder efectuar un experimento de RM.
El 60% del organismo es agua y hay 10 elevado a 19
protones/mm3
Normalmente, estos espnes o momentos magnticosestn alineados de
forma aleatoria, de forma que en unmaterial no sometido a ningn
campo magntico externo, noexiste una magnetizacin neta, tal y como
se puede observaren la Figura 1a
Cuando el material se sita en el interior deun campo magntico,
estos momentos magnticos se alineancon dicho campo magntico (misma
direccin) existiendouna mayor cantidad de espnes que se orientarn
en el mismosentido que el campo magntico principal en comparacincon
los que lo harn en sentido contrario (ver Figura 1b).
alineacin paralela estado de mnima energa (se
prefiere).alineacin antiparalela estado de mayor energa.
Esto dar como resultado un momento magntico neto quese situar en
equilibrio. Este momento magntico neto,tambin llamado magnetizacin
neta, es la base para lacreacin de la seal de RM
Bajo un campo magntico intenso, los espnes sealinean con ste,
proporcionando una magnetizacinlongitudinal neta, Mz, en la
direccin del campo aplicado(supongamos z)Estos espnes precesan
alrededor del eje z auna frecuencia directamente proporcional a la
intensidad delcampo magntico, tal y como puede observarse en la
FiguraLa ecuacin de Larmor describe la dependencia entre elcampo
magntico B0, y la frecuencia angular a la que estnprecesando dichos
espnes,La constante giromagntica depende del tomo bajoestudio, y
tiene un valor de 42.58 MHz/T para el 1H.
La figura muestra las trayectorias simuladas por ordenador de la
magnetizacin resultante durante la aplicacin de un pulso de
excitacin de 45, 90 y 170 bajo un campo magntico de 1T de
intensidad.Poner el ejemplo del H: W=42.6 MHz/T x 1T=42.6 millones
de vueltas por segundoLa relajacin se produce cuando DESCONECTAMOS
el pulso de excitacinEst formada por dos componentes: la
longitudinal y la transversal.
La relajacin longitudinal se representa por una recuperacin
exponencial de la magnetizacin en equilibrio.
La relajacin transversal fuerza a la magnetizacin transversal a
decaer exponencialmente hacia cero.
Las ecuaciones de Bloch describen la evolucin de la magnetizacin
transversal y longitudinal
Con la herramienta flash que se ha desarrollado se muestrande
forma fcil, amena y didctica el comportamiento deprecesin y
relajacin de un solo espn de cualquiera de losncleos mostrados en
la Tabla anterior y perteneciente a cualquierade los tejidos
mostrados en esta Tabla ante la presencia de uncampo magntico
externo aplicado.
Imaginemos que aplicamos un pulso de 90 a nuestro conjunto de
espns.
La magnetizacin neta se ver tumbada sobre el plano transversal y
empezar a precesar alrededor del eje de B0 a una frecuencia igual a
la frecuencia de Larmor.
Esto representa una magnetizacin macroscpica que est cambiando
su direccin (rotando) a lo largo del tiempo.
Una magnetizacin que cambia de direccin a lo largo del tiempo
puede inducir una corriente alterna en una bobina.
Esta corriente se puede utilizar pues como medida de la
magnetizacin en el plano transversal.
En esta diapositiva se pueden observar los efectos combinados de
la precesin y la relajacin. La magnetizacin precesa alrededor del
eje longitudinal.El sistema tiende a regresar a la situacin inicial
de equilibrio, es decir, a llevar toda la magnetizacin sobre el eje
+z. La magnetizacin transversal no slo rota en el plano xy si no
que adems describe un movimiento de regreso al eje +Z. A esto se le
llama (precesin sobre el eje z). La figura muestra las trayectorias
simuladas por ordenador de la magnetizacin resultante durante la
fase de relajacin tras la aplicacin de un pulso de excitacin de 45
y 90 bajo un campo magntico de 1T de intensidad.Los gradientes de
campo magntico son el elemento de un sistema de resonancia magntica
que permite resolver la posicin espacial, y por tanto, reconstruir
una imagen a partir de la secuencia de aplicacin de los tres
gradientes de campo magntico (Gx, Gy y Gz)El espacio-k es el
espacio en el que se organizan los datos antes de reconstruir la
imagen
