Principios Fundamentales de Resonancia Magnética y Ecografía Médica

Resonancia Magnética (RM)

Principios Físicos en RM

a) Requisitos del Núcleo Atómico

Pregunta: ¿Qué cantidad de nucleones (protones y neutrones) debe presentar el átomo para que sea útil en RM y por qué?

Respuesta: El átomo debe tener un número impar de protones o neutrones (o ambos). Esto resulta en un espín nuclear neto no nulo, lo que hace que el núcleo se comporte como un pequeño imán y pueda interactuar con el campo magnético externo utilizado en RM.

b) Obtención de la Imagen

Pregunta: ¿Cómo se consigue una imagen en RM?

Respuesta: Se aplican campos magnéticos de gradiente. Estos campos hacen que los núcleos atómicos en diferentes localizaciones del cuerpo precesen (giren) a frecuencias ligeramente distintas. Al detectar estas diferencias de frecuencia y fase, se puede reconstruir la localización espacial de la señal y formar la imagen.

Elementos Clave en RM

a) Definiciones

• Magnetización de Equilibrio (M0): Es la magnetización neta que alcanza un tejido cuando se somete a un campo magnético externo y llega al equilibrio térmico.
• Tiempo de Relajación T1 (Longitudinal): Constante de tiempo que describe la velocidad a la que la magnetización longitudinal recupera su valor de equilibrio después de una perturbación (pulso de radiofrecuencia). Depende de la interacción del espín con su entorno molecular (red).
• Tiempo de Relajación T2* (Transversal Aparente): Constante de tiempo que describe el decaimiento rápido de la magnetización transversal debido tanto a las interacciones espín-espín (T2) como a las inhomogeneidades del campo magnético externo.
• Tiempo de Relajación T2 (Transversal Verdadera): Constante de tiempo que describe el decaimiento de la magnetización transversal debido únicamente a las interacciones espín-espín intrínsecas del tejido. Refleja la pérdida de coherencia de fase entre los espines.

b) Tipos de Campo Magnético (Intensidad)

• Campo Magnético Ultrabajo: Equipos de RM de hasta 0,1 Teslas (T).
• Campo Magnético Bajo: Equipos desde 0,1 T hasta 0,4 T.
• Campo Magnético Medio: Equipos desde 0,4 T hasta 1,0 T.
• Campo Magnético Alto: Equipos desde 1,0 T hasta 2,0 T.
• Campo Magnético Muy Alto: Equipos de RM con intensidades superiores a 2,0 T.

Ultrasonidos (US) / Ecografía

Propagación del Ultrasonido

a) Conceptos que Afectan la Velocidad de Propagación

• Densidad: La velocidad de propagación es inversamente proporcional a la densidad del medio (a mayor densidad, menor velocidad, si la compresibilidad se mantiene constante).
• Elasticidad (o Rigidez): Capacidad del medio para recuperar su forma y tamaño tras aplicar una fuerza. A mayor elasticidad (menor deformabilidad), mayor velocidad de propagación.
• Compresibilidad: Variación relativa de volumen al aplicar una presión sobre un objeto. Es la inversa de la rigidez. A mayor compresibilidad (más fácil de comprimir), menor velocidad de propagación.

b) Velocidad de Propagación en el Cuerpo Humano

Pregunta: ¿Existen diferentes velocidades de propagación en el cuerpo humano?

Respuesta: Sí, la velocidad varía según el tejido (ej., es diferente en grasa, músculo, hueso, líquido). Sin embargo, para la formación de imágenes, los ecógrafos se calibran asumiendo una velocidad promedio constante de 1540 m/s para los tejidos blandos del cuerpo humano.

Tratamiento de la Imagen por Ultrasonido

a) Modos de Imagen Ecográfica

• Modo A (Amplitud): Representación unidimensional de la amplitud de los ecos en función de la profundidad (tiempo/distancia). Es la técnica más antigua, utilizada para medir distancias. Actualmente en desuso para imagen diagnóstica general.
• Modo M (Movimiento): Representación del movimiento de las estructuras a lo largo de una línea de ultrasonido en función del tiempo. Útil para valorar el movimiento de válvulas cardíacas, paredes cardíacas y pleura.
• Modo B (Brillo o Bidimensional): Es el modo más utilizado. Genera una imagen bidimensional (2D) representando la intensidad de los ecos como puntos de brillo variable. La rápida sucesión de imágenes (frames) por segundo permite la visualización en tiempo real en 2D.

b) Artefactos Comunes en Imagen Ecográfica (Escala de Grises)

• Reverberación: Ecos múltiples generados cuando el ultrasonido rebota repetidamente entre dos interfaces muy reflectantes. Aparecen como líneas paralelas equidistantes.
• Refuerzo Posterior (o realce acústico): Aumento de la ecogenicidad (brillo) detrás de una estructura con baja atenuación (ej., quiste lleno de líquido), ya que el sonido que la atraviesa se atenúa menos que en los tejidos circundantes.
• Sombra Acústica Posterior: Área anecoica (oscura) o hipoecoica detrás de una estructura que atenúa o refleja fuertemente el ultrasonido (ej., hueso, cálculo, gas).
• Artefacto en Cola de Cometa: Tipo de reverberación corta y brillante que ocurre detrás de objetos pequeños y muy reflectantes (ej., cristales de colesterol, clips metálicos, burbujas de gas).
• Refracción: Desviación del haz de ultrasonido al pasar oblicuamente entre medios con diferente velocidad de propagación. Puede causar errores en la localización, forma o tamaño aparente de las estructuras (ej., artefacto de doble imagen lateral).
• Imagen en Espejo: Artefacto donde una estructura aparece en ambos lados de un reflector fuerte y curvo (ej., diafragma, pleura), creando una imagen duplicada y virtual en una posición incorrecta.
• Cuerpos Extraños: Objetos introducidos en el cuerpo (sondas, catéteres, prótesis, agujas, etc.) que generan imágenes características, a menudo con sombra acústica, reverberación o artefacto en cola de cometa.