Imants en Resonància Magnètica Nuclear

UD1. Introducció:

els equips suministren informació a l'ordinador que la transformen en imatge amb un sistema de numeració binari, cada dígit=bit (dos dígits, 0 i 1). També hi ha numeració decimal= codificar o digitalitzar (10 dígits del 0-9). La memòria de l'ordinador ve determinada pel nombre de bits=dígits. 1 Byte està format per 8 bits. Imatge analògica= representació visual (dibuix...). Imatge digital= representació amb bits manipulables. La qualitat depèn de:

• Matriu d'imatge= conjunt de files i columnes de la imatge digital. Píxel: cada punt, correspon a una cel·la (pot ser quadrat o rectangular). Voxel: volum, cada una de les seves cares és un píxel (quadrat o regular: isotròpic/rectangular o irregular: anisotròpic).
• Mida de la matriu= n. de píxels que formen la imatge= n. de files X n. de columnes. +píxels,+resolució.
• Resolució espacial= detectar lesions petites pròximes entre sí. Depèn del gruix del tall: +gruix, -resolució.
• FOV= camp de visió, les dimensions de la imatge, s'expressa en cm o mm. Mida del píxel=FOV/matriu d'imatge.
• Profunditat dels bits= quantitat de bits utilitzats per definir cada píxel.
• Rang dinàmic= diferència total entre la part més clara i la més fosca.

Obtenció imatges mèdiques= 1. recollir la senyal amb el detector adequat (senyal= RX, gamma, ultrasons...) 2. transformar la senyal en senyal elèctrica. 3. codificar o digitalitzar la senyal elèctrica amb un convertidor analògic/digital. 4. emmagatzemar la senyal a l'ordinador. 5. processar, tractar, manipular la imatge amb el convertidor. 6. emmagatzemar la imatge a l'ordinador. Sistema de fitxers= PACS, que està format per: equip de manipulació, xarxa i sistema d'emmagatzematge.

UD1.2. Components estructurals:

A) Components fonamentals:

1. Imant= generador del camp magnètic Bo.
2. Gradients del camp mag= hi ha dues -Bobines de gradient= produeix gradients afegits a Bo en les coordenades x,y,z. L'amplificador, controlat per l'ordinador, incrementa la potència dels polsos al nivell necessari.
3. Bobina de RF= produeix camp mag. B1 que fa girar els spins 90º, 180º... També pot detectar senyal FID emesa pels spins.

PACS o SACI (sistema d'adquisició i comunicació d'imatge), inclou la gestió d'informació hospitalària (HIS), la gestió d'informació i exploració radiològica (RIS) i la gestió d'informació clínica (CIS), mitjançant (software) el DICOM 3 permet la teleradiologia o la telemedicina. Les 2 característiques principals d'un imant usat en RMN que condicionen la qualitat de la imatge són: la intensitat i la homogeneïtat. TIPUS D'IMANTS:

• Segons la intensitat de camp magnètic: ultra baix=hasta 0.1T, baix: 0.1T a 0.3T, mitjà: 0.4T a 1T, alt: 1 a 2T, ultra alt: més de 2T.
• Segons l'origen de la propietat magnètica, existeixen 3 tipus d'imants:
  1. Naturals: p. ex. la Terra causa del seu moviment de rotació.
  2. Permanents: p. ex.: les brúixoles. No són realment permanents, perden les seves característiques magnètiques per calor o un cop.
  3. Electroimants. És un bobinatge de fil de coure al voltant d'un nucli de ferro sotmès a corrent elèctric continu, creant així el camp magnètic.

Segons la forma dels imants es poden classificar:

• IMANTS OBERTS. Baix camp, resistents o permanents, orientats fonamentalment a pacients claustrofòbics i estudis bàsics. Poden tenir diferents formes:
  • Amb un bobinatge superior i altre inferior aguantats per un suport en C, creant un camp magnètic vertical perpendicular respecte al pacient.
  • Amb forma de dos 'donuts' units.
  • En forma d'un arc molt lleuger amb la llitera dins.
  Principal problema és la menor homogeneïtat i reducció de la relació senyal-soroll que són compensades amb majors temps d'adquisició de les seqüències.
• IMANTS TANCATS. Gran anell, dins de la llitera i aquest disseny afavoreix l'homogeneïtat. Alt camp, superconductius.

Segons la composició:

• Permanents: compostos ferromagnètics, intensitat no superior a 0.6T, no consumeixen corrent i no requereixen refrigeració, configuració en forma de c (intervencionisme), molt pesats, disminució artefactes per metall per la baixa intensitat. Inconvenients: baixa relació senyal/soroll= estudis més grans.
• Electroimants: creen camp magnètic mitjançant corrent elèctrica, camp magnètic més gran de 0.3T i necessiten corrent i per mantenir el magnetisme. Dos tipus:
  1. Resistents: diversos bobinats de fil de coure=bobines de Helmholtz. Millor homogeneïtat que els permanents, baix cost, camp magnètic pot ser activat i desactivat. Inconvenients: elevat consum elèctric, fil de coure genera calor que cal dissipar amb sist. de refrigeració d'aigua, el camp magnètic no supera els 0.6T.
  2. Superconductius: més utilitzats, camp magnètic creat a partir de corrent elèctrica, conté heli líquid per a la refrigeració, camps molt intensos entre 0.5T a 4T (18T en investigació) consumeix poca energia, camps uniformes i homogenis però poden ocasionar pèrdues al llarg del temps, alta relació senyal/soroll. Inconvenient: cost per les càrregues d'heli, major nombre d'artefactes, pot produir claustrofòbia.
• Híbrids: composats de permanent i resistiu, l'ús de criògens per a formar camp magnètic i no supera els 0.7T.

Gradients lineals = electroimants resistius, mesura de intensitat 1mT/m=10G/m. 3 parells de bobines que es distribueixen en plans: a) selecció de tall: eix z. b) codificació de fase: eix GY=fileres. c) codificació de freqüència: eix GX=columnes i serveix per diferenciar teixits. Característiques dels GR: amplitud màxima (mt/m) determina= màxima resolució espacial, mínim gruix de tall, mínim camp de visió FOV; temps de pujada (milisegons)= temps que tarda el GR en aconseguir el valor; acceleració= velocitat de pujada.

Antenes classificades per: a) seu funcionament: a.1) transmissió/recepció a.2) recepció b) la seua forma: b.1) volum: emissors i receptors per a estudis profunds, envolten la totalitat del pacient. b.2) superfície: receptors col·locats sobre l'àrea a estudiar, gran definició però per a estudis superficials. c) de la tecnologia aplicada: c.1) lineals: receptors c.2) polarització circular o quadrada: emissors/receptors i actuen en x, y, 40% més eficaç que les superficials. c.3) tecnologia de múltiples: diverses antenes (temporomandibular). Matrius amb diverses antenes/multifase: composta per múltiples elements que es poden activar i desactivar per obtenir millor resolució. Hi ha dos: a) de baixa densitat: generen grans camps de visió FOV, són com a màxim 4 antenes i s'utilitzen per a exploracions de la columna. b) de alta densitat: imatges d'alta resolució i excel·lent senyal/soroll, 8 elements com a mínim 32 màxim. Permet obtenir imatges més resolutives (matrius més altes) sense deteriorament de la imatge. Sistemes d'homogeneïtzació= s'utilitzen per mantenir la màxima homogeneïtat del camp magnètic i obtenir bones imatges. Poden ser 1. Passius: peces metàl·liques que compensen les heterogeneïtats en el camp degut a efectes del fil conductor o objectes metàl·lics. 2. Actius: 30 petits bobinats de cable que fan passar electricitat generant un camp magnètic superposat al camp principal= afegixen o resten intensitat al camp. Corrents Eddy= corrents elèctrics induïts en un conductor per camp magnètic variable. Produeix artefactes com distorsió i desplaçament espacial. Un mètode per compensar (no eliminar) és l'ús de polsos de corrent que sumats a la corrent Eddy produeixen polsos de forma desitjada.