Tecnicas en neuroimagen

CAPÍTULO 1: TÉCNICAS DE RM EN NEUROLOGÍA

PRINCIPIO BÁSICOS

Mecanismo de obtención de la señal de resonancia.
Con diferencia, la técnica de obtención de imágenes por resonancia magnética es la que mayor dificultad conceptual conlleva de entre todas las modalidades de imagen médica. En primer lugar, porque una descripción rigurosa del fenómeno requeriría el uso de la mecánica cuántica,de gran dificultad conceptual incluso para los propios físicos. En segundo lugar, porque el tratamiento de la señal obtenida en el escáner de resonancia requiere un tratamiento matemático informatizado. Sin embargo, lo que viene a continuación tratará de ser lo más intuitivo posible según principios físicos clásicos.
Las imágenes de resonancia se obtienen mediante ondas electromagnéticas afrecuencias de radio del orden de los Megahertzios (parecidas a las de la radio comercial de la banda AM). Los receptores, y posteriormente emisores, del interior del cuerpo humano, son los protones de algunos núcleos atómicos, que hacen de antena emisora y receptora. Salvo en algún tipo de espectroscopia por resonancia magnética, los protones que van a tener que ver con la imagen de resonancia, ya seaimagen anatómica o funcional, son los protones de los átomos de hidrógeno. Como todo el mundo sabe, en el cuerpo humano hay gran cantidad de átomos de hidrógeno, debido a la cantidad de moléculas de agua que hay en el organismo. El núcleo del átomo de hidrógeno contiene un único protón, el cuál tiene una propiedad denominada “espín” y que le hace comportarse como un pequeño imán con su polo nortey sur. Este espín también se manifiesta, siempre desde la física clásica, como una rotación sobre su eje (ver figura 1).
[pic] Dependiendo del sentido de la rotación del protón decimos que está en estado paralelo o en estado anti-paralelo y se representa con una flecha que apunta, o bien, hacia “arriba”(estado paralelo), o bien, hacia “abajo” (estado antiparalelo). Como el lector puedecomprender “arriba”, “abajo”, “paralelo” o “antiparalelo”, son asignaciones arbitrarias con objeto de tener una idea intuitiva de los dos posibles estados que puede mantener un protón cuando interacciona con campos magnéticos (tal y como será nuestro caso). De ahora en adelante utilizaremos esta “imagen” intuitiva del protón para explicar su comportamiento. En un solo gramo de agua puede haber del orden de1023 protones de este tipo. Esta cantidad tan elevada hace que sea posible detectar con antenas las señal electromagnética que pueden llegar a emitir si les aportamos una energía extra y también es la razón de que en realidad lo que captemos sea el comportamiento promedio de un “puñado” de ellos (ver figura 2).
[pic] En la figura se ha representado esquemáticamente lo que sería un imagen,formada por elementos cúbicos que serían los píxeles de la misma (en realidad son vóxeles o elementos de volumen, al contener información tridimensional). Si extraemos un voxel de la imagen, su nivel de gris corresponde a millones de billones de protones. El comportamiento magnético promedio de todos ellos viene descrito por un vector denominado momento magnético. No todos los protones de ese voxel vana emitir, sólo una fracción de aquellos que se encuentran inicialmente en el estado de baja energía o estado paralelo, ya que estos son los únicos que pueden adquirir energía para posteriormente emitirla en forma de ondas electromagnéticas. De cara a la intensidad de señal que recoge el escáner, cuantos más protones haya en estado de baja energía, mejor, pues potencialmente habría una mayorpoblación de protones susceptibles a la absorción y posterior emisión energía. Desgraciadamente esta distribución de protones en un estado u otro depende fundamentalmente de la temperatura a la que se encuentre la muestra y está perfectamente descrito por la distribución probabilística de Boltzmann. Como la temperatura del cuerpo humano ronda los 36-37 grados centígrados hace que muchos de los...