MRI physics overview | MRI Physics Course | Radiology Physics Course #1

Introducción al módulo de física de la resonancia magnética (MRI)

Resumen de la sección: En esta sección introductoria, el presentador da la bienvenida a los espectadores y explica que el curso se centrará en los fundamentos de la física de la resonancia magnética (MRI). Compara el aprendizaje de MRI con armar un rompecabezas, donde es importante comprender cada pieza antes de poder ver el panorama general. También muestra una imagen en 3D de una máquina MRI y explica que está compuesta por diferentes capas que representan diferentes tipos de imanes utilizados para generar imágenes.

Conceptos clave:

• La física de la resonancia magnética (MRI) es fundamental para comprender cómo funciona esta técnica.

• El aprendizaje de MRI es como armar un rompecabezas, donde cada pieza representa un concepto específico.

• Una máquina MRI está compuesta por diferentes capas que contienen imanes utilizados para generar imágenes.

Planos anatómicos y sistema cartesiano

Resumen de la sección: En esta sección, el presentador introduce los planos anatómicos utilizados en las imágenes por resonancia magnética (MRI) y explica cómo se utiliza el sistema cartesiano para localizar las señales dentro del paciente.

Conceptos clave:

• Los planos anatómicos utilizados en MRI son el plano longitudinal (Z o eje Z) y el plano transversal (ejes X e Y).

• El sistema cartesiano ayuda a localizar las señales dentro del paciente durante una exploración por MRI.

Resonancia magnética nuclear y átomos de hidrógeno

Resumen de la sección: En esta sección, el presentador explica que en la resonancia magnética (MRI) se utiliza el fenómeno de la resonancia magnética nuclear para generar imágenes. Se enfoca en los átomos de hidrógeno y explica por qué son útiles en MRI.

Conceptos clave:

• La resonancia magnética nuclear es utilizada en MRI para generar imágenes.

• Los átomos de hidrógeno son ampliamente utilizados en MRI debido a su abundancia en el cuerpo humano y su propiedad de tener un momento magnético no nulo.

• Los átomos de hidrógeno actúan como pequeños imanes dentro del cuerpo y pueden alinearse con un campo magnético externo.

Momento magnético y magnetización neta

Resumen de la sección: En esta sección, el presentador explica cómo los momentos magnéticos individuales de los átomos de hidrógeno se combinan para crear una magnetización neta dentro del paciente durante una exploración por resonancia magnética (MRI).

Conceptos clave:

• Los momentos magnéticos individuales de los átomos de hidrógeno pueden alinearse paralelos o antiparalelos a un campo magnético externo.

• La combinación de estos momentos magnéticos crea una magnetización neta a lo largo del eje longitudinal (eje Z) del sistema cartesiano utilizado en MRI.

Vector de magnetización neta

Resumen de la sección: En esta sección, el presentador describe cómo los momentos magnéticos individuales contribuyen al vector de magnetización neta durante una exploración por resonancia magnética (MRI).

Conceptos clave:

• Los momentos magnéticos individuales de los átomos de hidrógeno se combinan para crear un vector de magnetización neta a lo largo del eje longitudinal (eje Z) del sistema cartesiano utilizado en MRI.

• Los momentos magnéticos individuales están fuera de fase entre sí en los ejes X e Y, lo que resulta en una cancelación mutua y la ausencia de valores X e Y en el vector de magnetización neta.

Introducción a la resonancia magnética

Resumen de la sección: En esta sección, se introduce el concepto de resonancia magnética y cómo funciona. Se explica que en la imagen por resonancia magnética (IRM) se mide el vector de magnetización neta, pero no se puede medir directamente en la dirección paralela al campo magnético principal debido a su interferencia. Para superar esto, se utiliza un pulso de frecuencia de radio para mover el vector de magnetización neta perpendicularmente al campo magnético principal.

Reemplazo de átomos de hidrógeno

• La imagen por resonancia magnética (IRM) reemplaza los átomos de hidrógeno con el vector de magnetización neta.

• El objetivo es medir este vector, pero no se puede hacer directamente en la dirección paralela al campo magnético principal debido a su interferencia.

Uso del pulso de frecuencia de radio

• Se aplica un pulso de frecuencia de radio perpendicularmente al campo magnético principal.

• El pulso alterna a una frecuencia igual a la frecuencia procesional de los protones.

• Si coincide con la frecuencia procesional, los protones comenzarán a procesar en fase y el vector de magnetización neta adquirirá magnetización transversal.

Generación del señal

• Al aplicar el pulso, el vector precesa en el plano XY y genera una señal.

• La amplitud y duración del pulso determinan el ángulo en que se gira el vector.

• El movimiento del vector induce una corriente en una bobina receptora que se utiliza para generar la imagen.

Generación de señal y pérdida de coherencia de fase

Resumen de la sección: En esta sección, se explica cómo se genera la señal en la resonancia magnética y cómo se produce la pérdida de coherencia de fase.

Movimiento del vector en el plano transversal

• El pulso de frecuencia de radio hace que el vector precese en el plano transversal (plano XY).

• La señal generada depende del movimiento del vector en este plano.

Pérdida de coherencia de fase

• Al detener el pulso, los vectores comienzan a perder coherencia de fase.

• A medida que los vectores se desfasan más, la magnetización neta en el plano transversal disminuye.

• Esto da lugar a una señal más débil y representa una pérdida de información.

Curva T2* y contraste

Resumen de la sección: En esta sección, se introduce la curva T2* y cómo las diferentes curvas T2* pueden generar contraste en las imágenes por resonancia magnética.

Curva T2*

• Cada tejido tiene una curva T2* única.

• La curva T2* representa la pérdida gradual de magnetización transversal con el tiempo.

• Diferentes tejidos tienen diferentes tasas de pérdida, lo que permite generar contraste en las imágenes.

Pérdida simultánea y ganancia

• Mientras ocurre la pérdida de magnetización transversal, también hay una ganancia gradual de magnetización longitudinal.

• La ganancia ocurre a medida que los vectores recuperan su magnetización longitudinal después del pulso de frecuencia de radio.

Pérdida y ganancia de magnetización

Resumen de la sección: En esta sección, se explica cómo ocurre la pérdida y ganancia de magnetización en la resonancia magnética.

Ganancia gradual de magnetización longitudinal

• Después del pulso de frecuencia de radio, los vectores recuperan gradualmente su magnetización longitudinal.

• Esto ocurre a medida que pasa el tiempo después del pulso.

Pérdida de magnetización transversal

• La pérdida de magnetización transversal ocurre debido a la pérdida de coherencia de fase entre los protones.

Recuperación de la magnetización longitudinal

Resumen de la sección: En esta sección, se explica el proceso de recuperación de la magnetización longitudinal a medida que pasa el tiempo. Se menciona que a medida que transcurre más tiempo, se obtiene más magnetización longitudinal. También se destaca que, aunque los protones han recuperado algo de magnetización longitudinal, están completamente fuera de fase entre sí.

Procesos independientes

• La recuperación del T1 o la relajación longitudinal y la decadencia de inducción libre ocurren a diferentes velocidades en diferentes tejidos.

• Estos dos procesos son independientes entre sí.

Generación de contraste

• Las diferencias en las tasas de decadencia de inducción libre y recuperación del T1 se utilizan para generar contraste en las imágenes.

• Solo podemos medir la señal perpendicular al campo magnético principal.

Parámetros para generar imágenes

Resumen de la sección: En esta sección, se explican los parámetros utilizados para generar imágenes utilizando las diferencias en la decadencia de inducción libre y la recuperación del T1.

Tiempo de eco (TE)

• El tiempo desde el pulso RF inicial hasta el momento en que medimos la señal generada por los tejidos.

• A medida que aumenta el tiempo, las diferencias entre los tejidos también aumentan.

Tiempo de repetición (TR)

• El tiempo desde el primer pulso RF hasta el segundo pulso RF.

• Al esperar un período largo antes de medir la señal, permitimos que los tejidos ganen su magnetización longitudinal completa.

Diferencias en relajación longitudinal

Resumen de la sección: En esta sección, se explican las diferencias en la recuperación longitudinal o T1 entre diferentes tejidos.

Tiempo de repetición corto (TR)

• Si esperamos un período corto y no permitimos que los tejidos ganen su magnetización longitudinal completa, veremos que la magnetización longitudinal en el tejido graso es mucho mayor que en el agua.

• Esto genera una imagen T1 donde el agua tiene una señal baja y la grasa tiene una señal alta.

Tiempo de repetición largo (TR)

• Al esperar un período largo antes de medir la señal, permitimos que todos los tejidos recuperen completamente su magnetización longitudinal.

• Esto genera una imagen T2 donde las diferencias entre el agua y la grasa son más evidentes.

Generación de contraste en imágenes

Resumen de la sección: En esta sección, se destaca cómo manipular los tiempos TE y TR para generar diferentes contrastes en las imágenes.

Manipulación del tiempo TE y TR

• Al ajustar los tiempos TE y TR, podemos generar diferentes contrastes dentro de nuestras imágenes.

• Un tiempo TR corto puede resaltar las diferencias en la recuperación longitudinal o T1 entre los tejidos.

• Un tiempo TR largo permite que todos los tejidos recuperen completamente su magnetización antes de medir la señal.

• Estos ajustes generan diferencias en el contraste entre el agua y la grasa.

Diferencias en la relajación T2 entre agua y grasa

Resumen de la sección: En esta sección se explican las diferencias en la relajación T2 entre el agua y la grasa, lo cual afecta a las señales obtenidas en imágenes de resonancia magnética.

Diferencias en la relajación T2

• El agua tarda mucho tiempo en desfasarse en el plano transversal, lo que hace que la señal permanezca alta.

• La grasa se desfasa más rápidamente debido a las interacciones spin-spin, lo que reduce la señal de magnetización transversal.

• Esto explica por qué los axones recubiertos de grasa aparecen oscuros en las imágenes de resonancia magnética.

Generación de imágenes por resonancia magnética

Resumen de la sección: Se explica cómo se generan las imágenes por resonancia magnética utilizando diferentes secuencias de pulsos.

Principio subyacente

• Las imágenes por resonancia magnética se generan mediante secuencias de pulsos específicas.

• El principio subyacente siempre está relacionado con el tiempo del eco y el tiempo de repetición.

• Aún es necesario analizar cómo localizar las diferentes señales dentro del paciente, seleccionar rebanadas específicas y codificar los componentes X e Y para crear una imagen.

Secuencias principales de pulsos

Resumen de la sección: Se presentan las principales secuencias de pulsos utilizadas en resonancia magnética, como la secuencia Spin Echo, la secuencia de recuperación por inversión y las secuencias Gradient Echo.

Secuencias principales

• Las secuencias principales de pulsos utilizadas en resonancia magnética son:

• Secuencia Spin Echo.

• Secuencia de recuperación por inversión.

• Secuencias Gradient Echo.

Técnicas avanzadas de imagen y artefactos

Resumen de la sección: Se exploran técnicas avanzadas de imagen por resonancia magnética, como espectroscopia MR, angiografía y artefactos en imágenes.

Técnicas avanzadas

• Además de las secuencias principales, existen técnicas avanzadas como:

• Espectroscopia MR.

• Diferentes tipos de angiografía.

• También se abordan los artefactos en imágenes por resonancia magnética y la calidad y seguridad en la obtención de imágenes.

Codificación del espacio K y creación de imágenes

Resumen de la sección: Se explica cómo se almacenan los datos generados durante una resonancia magnética utilizando el espacio K y cómo se crean las imágenes a partir de estos datos.

Codificación del espacio K

• El espacio K se utiliza para codificar las diferentes rebanadas en una imagen por resonancia magnética.

• Se analiza cómo llenar los datos dentro del espacio K específico y cómo apilar esos espacios K para crear una imagen desplazable.

Construcción gradual del conocimiento sobre resonancia magnética

Resumen de la sección: Se anima a utilizar esta charla como punto inicial para comprender los diferentes componentes de la resonancia magnética y cómo se relacionan entre sí.

Construcción gradual del conocimiento

• Cada charla posterior se centrará en un componente específico de lo que se ha cubierto hasta ahora.

• Se invita a utilizar esta charla como una pieza inicial del rompecabezas y construir gradualmente el conocimiento sobre la resonancia magnética.

Banco de preguntas y exámenes

Resumen de la sección: Se menciona la existencia de un banco de preguntas vinculado en la descripción para evaluar el conocimiento adquirido sobre física radiológica.

Banco de preguntas y exámenes

• Hay un banco de preguntas vinculado en la descripción del video.

• Este banco puede ser utilizado para evaluar el conocimiento mediante preguntas reales de exámenes anteriores sobre física radiológica.

Uso como punto de partida para estudiar física radiológica

Resumen final: Se anima a utilizar esta charla como punto de partida para estudiar física radiológica, aprovechando las siguientes charlas que profundizarán en cada componente específico.