El Contraste en la Imagen por RM - PDF

El contraste es un elemento clave en la imagen, necesario para realizar diagnósticos, y se puede definircomo la intensidad que permite diferenciar estructuras anatómicas adyacentes o vecinas. En la imagende RM, el contraste entre los diferentes tejidos se produce por una interacción compleja entre m...

El contraste es un elemento clave en la imagen, necesario para realizar diagnósticos, y se puede definircomo la intensidad que permite diferenciar estructuras anatómicas adyacentes o vecinas. En la imagende RM, el contraste entre los diferentes tejidos se produce por una interacción compleja entre múltiples variables, unas intrínsecas, inherentes al propio tejido, y otras extrínsecas, dependientes defactores técnicos o de aplicaciones. En la RM, como sucede en otras técnicas de imagen médica (radiología convencional o tomografía axial computarizada), el contraste depende de la relación señal/ruido, pero la superioridad obtenida en la RM se relaciona con su mayor capacidad de analizary utilizar más variables de las características tisulares. Por ello, a diferencia de otras técnicas, el uso de contraste externo es menos frecuente. El excelente detalle de las estructuras anatómicas y sus anomalías en áreas tales como el sistema nervioso central o en regiones musculo ligamentosas, hacende la RM una modalidad de elección para diagnosticar patologías. CONTRASTE DE LOS TEJIDOS El contraste de la imagen está controlado por una serie de factores que deben ser entendidos para poder obtener una imagen con calidad diagnóstica. Parámetros intrínsecos Los parámetros intrínsecosson aquellos que no se pueden cambiar porque son inherentes a los tejidos. Para poder obtener una imagen de RM, en primer lugar, se aplica un pulso de radiofrecuencia que provoca que los protones de los distintos tejidos entren en fase. Al finalizar el pulso de radiofrecuencia, los protones buscan el equilibrio electromagnético, produciéndose una liberación de energía que se recoge en forma de señaleléctrica. Al mismo tiempo se produce un desfase de los protones, por lo que habrá una disminuciónde la magnetización transversal. Después de la fase de excitación, la relajación de cada tejido tiene unas características específicas para la señal de RM. Por este motivo se considera un factor intrínseco,que condiciona el contraste de la imagen. Cada tejido tiene una relajación diferente, y por ello, una señal de RM diferente, expresada en el contraste tisular. Un mismo tejido puede presentar contrastesdiferentes al estar enfermo o haber un tumor; en estos casos en la imagen se aprecian áreas de alta señal y áreas de baja señal. Otro factor intrínseco del contraste es el número o la densidad de protonesen el tejido a estudiar, que tiene una relación directa con la señal y con el contraste. RELAJACIÓN T1 Y CONTRASTE T1 El tiempo de relajación es un concepto clave para entender el contraste de los tejidos en la imagen. El tiempo de relajación T1, explicado en el capítulo 1, Fundamentos de la RM, es el tiempo que necesitan los protones para volver a su estado inicial una vez ha cesado el pulso de excitación. Los protones de los tejidos recuperan la magnetización longitudinal de manera creciente. En este tiempo,llamado T1, el espín interacciona con el entorno que le rodea, y por ello cada tejido tiene un T1 diferente. El T1 no sólo depende del tejido (tiene relación directa con la tasa de crecimiento de la magnetización longitudinal), sino también de la fuerza del campo magnético. Así, a mayor fuerza del campo magnético, más lenta es la relajación T1. En un entorno de grasa, el espín es muy rápido para incrementar la magnetización longitudinal, y algo similar ocurre en la sustancia blanca. En cambio, en un entorno líquido la relajación longitudinal se alcanza más lentamente y por ello el T1 es más largo, como sucede en el líquido cefalorraquídeo, donde es unas diez veces más lento que en la grasa. Cuando el T1 es corto, hay más señal de RM y el contraste es más brillante. Por tanto, los tejidos conmayor facilidad para la liberación energética serán los primeros en alcanzar la magnetización longitudinal, y más tarde, la alcanzarán los tejidos que tienen una mayor dificultad en la cesión de energía. Así pues, cada tejido tiene una tasa de crecimiento de la magnetización longitudinal, que seexpresa en una curva exponencial creciente, determinando un tipo de contraste en la imagen. La imagen tiene mejor contraste si se obtiene en el momento de mayor diferencia o separación de las diferentes curvas; por el contrario, si hay poca diferencia entre las curvas, no hay diferencias de contraste T1. El T1 de un tejido se define como el tiempo necesario para que la magnetización longitudinal recupere el 63% de su valor inicial. RELAJACIÓN T2 Y CONTRASTE T2 El tiempo de relajación T2 ocurre cuando los espines pierden su coherencia o fase de precesión por las interacciones entre ellos. Están en el plano transverso, formando una magnetización neta transversa, y al cesar el pulso de radiofrecuencia de 90° se inicia el desfase y empieza a decrecer la señal de RM. Este tiempo de desfase es el T2, característico para cada tejido. El T2 es otro parámetrointrínseco del contraste tisular, y tiene relación directa con la tasa de desfase de los protones de un tejido específico. El T2 es otro parámetro intrínseco del contraste tisular y tiene relación directa con la tasa de desfase de los protones de un tejido específico. En los diferentes tejidos los espines difieren en su desfase y tienen un T2 específico, que se representaen curva exponencial decreciente. Así, el líquido cefalorraquídeo desfasa lentamente y tiene un T2 largo, al contrario de lo que sucede en la sustancia blanca o la grasa, que desfasan más rápido y tienenun T2 corto. El T2 largo da más señal RM y es un contraste brillante, al contrario de los tejidos con T2 corto, que tienen señal baja y contraste negro. La imagen resultante muestra contrastes T2 diversos, según el tejido. A más separación de las curvas, más contrastes en la imagen (fig. 2.2). El T2 de los tejidos se define como el tiempo necesario para que la magnetización transversal haya perdido un 63% de su valor inicial. DENSIDAD PROTÓNICA La densidad protónica (DP) es otro factor intrínseco del contraste tisular, y tiene relación directa conel número de protones por volumen en cada tejido: a más protones, más señal. La señal del hueso esbaja, porque es un tejido con pocos protones, y lo mismo sucede en estructuras con aire, tales como los senos paranasales. En el cerebro se diferencia muy bien la corteza cerebral (más señal) de la sustancia blanca (menos señal). A mayor número de protones, más señal. Parámetros extrínsecos Los parámetros extrínsecos son aquellos que pueden ser manipulados por el técnico. PARÁMETROS BÁSICOS EXTRÍNSECOS DEL CONTRASTE Hay diversos parámetros extrínsecos o técnicos, los más básicos, que contribuyen al contraste: § Tiempo de repetición (TR), tiempo que transcurre entre un pulso de radiofrecuencia y elsiguiente; § Tiempo de eco (TE), tiempo que transcurre entre el pulso de radiofrecuencia y la recogidadel eco.  § Angulo de inclinación (flip angle), ángulo que indica el vector de magnetización longitudinal. § Tiempo de inversión, tiempo que separa el pulso inicial de 180° del pulso de 90°. El tiempo de repetición y el tiempo de eco 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.Los parámetros extrínsecos, que se utilizan en las secuencias, se mueven en unos límites que permitenpequeñas diferencias. Por ello es importante saber que, sobrepasados los límites, el resultado puede no ser el deseado e incluso ser de baja calidad. Por ejemplo, el líquido en un T2 siempre es blanco, mientras que en un T1 es gris. El operador debe conocer cómo estos parámetros extrínsecos producen la potenciación necesaria en T1, T2 o DP (densidad protónica): El TR (tiempo de repetición) determina el tiempo T1 y tambiénla ponderación de la imagen en densidad protónica. El ángulo de inclinación controla el tiempo T1 y la ponderación de la imagen en densidad protónica. El TE (tiempo de eco) controla la ponderaciónT2 de la imagen. Existen otros parámetros técnicos como por ejemplo el tiempo de adquisición, la relación señal-ruido y la resolución espacial que influyen en la calidad del estudio y que se verán encapítulos posteriores. El tiempo de repetición (TR) y el tiempo de eco (TE) se miden en milisegundosy su duración depende de la potenciación que se quiere obtener, ya que no todos los tejidos liberan laenergía a la misma velocidad. SECUENCIAS. POTENCIACIÓN DEL CONTRASTE TISULAR Las secuencias son una serie de pulsos de excitación (radiofrecuencia), de amplitud y ritmo prefijados,a veces seguidos de uno o más pulsos de refase. La señal de RM, llamada también señal de eco, se recoge en un momento determinado, forzando los contrastes T1, T2 o DP de los tejidos; es lo que seconoce como potenciación del contraste. Potenciación T1 Resaltan los diferentes T1 de relajación longitudinal de los tejidos. El parámetro clave es el TR; si escorto, se aumenta la diferencia entre los tejidos, y aquellos con T1 lentos no tienen tiempo de dar señal. El TE también debe ser corto para evitar que ocurra el desfase de los protones durante la relajación. La grasa y el agua funcionan de manera opuesta con relación a su tiempo de relajación. Al tener una baja energía inherente, la grasa absorbe fácilmente la energía de los átomos de hidrógeno, lo que permite una recuperación T1 relativamente rápida; el T1 de la grasa es corto. Por el contrario,el agua tiene una alta energía inherente y no puede absorber fácilmente la energía de los núcleos de hidrógeno, por lo que la recuperación T1 del agua es relativamente lenta; el T1 del agua es largo. El T1 de la grasa es corto y el del agua es largo. Potenciación T2 El valor T2 de los tejidos no se ve influido por el campo magnético principal, por lo que es independiente de éste. Si el tiempo de relajación transversal T2 depende de los dos factores (espín- espín y heterogeneidades del campo magnético principal), se denominará tiempo de relajación transversal T2. Se utiliza un TR largo para que los protones pierdan la energía sobrante absorbida durante el pulso de radiofrecuencia, combinado con un TE largo para que también pierdan la fase. En tejidos grasos es fácil que tenga lugar la interacción espín-espín porque las moléculas se encuentran más juntas; como resultado de ello se produce un rápido desfase y pérdida de la magnetización transversal y el T2 de la grasa es corto. Por el contrario, el T2 en el agua es menos eficiente que en lagrasa porque las moléculas están más separadas entre sí y es más difícil que ocurra la interacción espín-espín; en este caso el desfase de los espines es lento y la pérdida de la magnetización transversales gradual y el T2 del agua es largo. El T2 de la grasa es corto y el del agua es largo. Potenciación de la DP (densidad protónica) Las imágenes potenciadas en DP deben resaltar los protones de hidrógeno existentes en el tejido. Lautilización de un TR largo permite un aumento de la DP. se exponen los límites de los parámetros extrínsecos básicos para obtener las potenciaciones adecuadas. Se necesita un TR largo para que losprotones liberen el exceso de energía y un TE corto para que no pierdan la fase durante el proceso derelajación; de este modo se obtiene una DP.