Spin, Precession, Resonance and Flip Angle | MRI Physics Course | Radiology Physics Course #3
Fenómeno de Resonancia Magnética Nuclear
Resumen de la Sección: En esta sección inicial, se introduce el tema de la resonancia magnética nuclear y su relación con los campos magnéticos externos.
Modelo Clásico vs. Modelo Cuántico
- Se mencionan dos modelos: el clásico y el cuántico, donde el primero describe partículas cargadas rotando alrededor de su eje con momento angular.
- El modelo clásico explica cómo una carga en movimiento genera un campo magnético, representado por un momento magnético. Sin embargo, este modelo no refleja la realidad a nivel subatómico.
Propiedades Cuánticas y Espín
- Se explora la necesidad del modelo cuántico para describir propiedades como el espín, que tiene valores medibles discretos.
- El espín describe cómo las partículas reaccionan a campos magnéticos externos, similar a cómo la carga describe interacciones eléctricas entre partículas.
Valor de Espín en Protones y Neutrones
- Los protones tienen un valor de espín de 1/2 y están compuestos por quarks con sus propios valores de espín.
- Cuando los neutrones se encuentran en un núcleo con un número par tanto de protones como de neutrones, sus momentos magnéticos opuestos se cancelan, resultando en un valor neto de espín cero para ese núcleo.
Átomos y Resonancia Magnética Nuclear
Resumen de la Sección: Aquí se profundiza en cómo ciertos átomos dentro del cuerpo humano responden a la resonancia magnética nuclear.
Importancia del Hidrógeno en RMN
- Los átomos con valor neto de espín distinto a cero experimentan resonancia magnética nuclear; el hidrógeno es elegido por ser abundante y tener el mayor momento magnético entre los isótopos comunes.
Utilización del Hidrógeno en Imágenes por RMN
- La propiedad vectorial del momento magnético del protón de hidrógeno permite calcular señales MRI al sumar todos los momentos magnéticos individuales.
Explicación de Momento Magnético y Frecuencia de Precesión
Resumen de la Sección: En esta sección, se aborda la relación entre el momento magnético y la frecuencia de precesión en protones de hidrógeno, destacando cómo estos conceptos están interconectados en el contexto del campo magnético externo.
Propiedades del Protón de Hidrógeno
- El protón de hidrógeno tiene un valor de espín no nulo, lo que le confiere un momento magnético y una orientación vectorial que describe el campo magnético alrededor del protón.
Momento Magnético Neto
- El protón puede existir en estados simultáneos de espín hacia arriba y hacia abajo, siendo su momento magnético neto relevante al considerar grupos de protones para obtener un vector neto de magnetización.
Relación con el Campo Magnético Externo
- La respuesta de los protones de hidrógeno a un campo magnético externo está determinada por su momento magnético, vinculado al valor del espín mediante el radio giroscópico.
Frecuencia Larmor
- La frecuencia Larmor, calculada a partir del radio giroscópico y la intensidad del campo magnético, es crucial para determinar la frecuencia procesional y aplicar pulsos RF en resonancia con dicha frecuencia.
Importancia en Imágenes por Resonancia Magnética (MRI)
Resonancia Magnética Nuclear
Resumen de la Sección: En esta sección, se explora el proceso de resonancia magnética nuclear y cómo se generan las señales en este contexto.
Generación de Magnetización Transversal
- Al aplicar un pulso de radiofrecuencia que coincida con la frecuencia procesional de los átomos de hidrógeno, se induce una resonancia que genera magnetización transversal.
Medición de la Señal
- La magnetización transversal solo se obtiene cuando los núcleos de hidrógeno están en fase, lo que permite medir la señal en el plano XY.
Importancia del Ángulo de Inclinación
- El ángulo de inclinación determina la fuerza de la señal medida, siendo máximo a 90 grados.
Selección Específica por Frecuencia
- La resonancia no solo permite medir la señal, sino también seleccionar grupos específicos de átomos basados en su frecuencia Larmor.
Uso Eficiente del Pulso RF
- Aplicar pulsos cortos a ángulos menores acelera la generación de señales sin esperar a alcanzar los 90 grados, manteniendo proporcionalidad en las mediciones.
Propiedades Cuánticas y Aplicaciones