Básicos de resonancia magnética

Básicos de la Resonancia Magnética de Imágenes
Física del “Spin”
El spin o giro
¿Qué es el spin? Es una propiedad fundamental de la naturaleza como la carga eléctrica o en masa. El “spin” viene en múltiplos de 1/2 y puede ser + o -. Los protones, electrones y neutrones poseen spin. Electrones, protones y neutrones individuales no apareados, cada uno posee un giro de 1 / 2.
En el átomo dedeuterio ( 2H), con un electrón no apareado, un protón desapareado, y un neutrón impar, el espín electrónico total = 1 / 2 y el spin nuclear total = 1. 

Dos o más partículas con espines teniendo signos opuestos pueden combinarse para eliminar las manifestaciones observables de spin. Un ejemplo es el helio.  En la resonancia magnética nuclear, son los espines nucleares impares los que son deimportancia.
Propiedades de la vuelta
Cuando se coloca en un campo magnético de intensidad B, una partícula con un espín neto puede absorber un fotón, de la frecuencia . La frecuencia  depende de la relación giromagnética, de la partícula.
 =  B
Para el hidrógeno,  42,58 = MHz / T.
Los núcleos con spin
Los núcleos están formados por protones de carga positiva y neutrones sin carga que se mantienenunidos por fuerzas nucleares. Tanto los protones y los neutrones tienen aproximadamente la misma masa, que es aproximadamente 1840 veces más grande que la masa de un electrón. Neutrones y protones se conocen colectivamente como nucleones.
El modelo de capas del núcleo nos dice que los nucleones, al igual que los electrones, llenan los orbitales. Cuando el número de protones o neutrones es igual a2, 8, 20, 28, 50, 82, y 126, los orbitales se llenan. Dado que los nucleones tienen spin, al igual que los electrones, su spin puede combinarse cuando los orbitales se llenan y se anulan. Casi todos los elementos de la tabla periódica tienen un isótopo con un spin nuclear no igual a cero.  RMN(resonancia magnética nuclear) sólo se puede realizar en isótopos naturales cuya abundancia es losuficientemente alta como para ser detectada, sin embargo algunos de los núcleos que son de interés en la IRM(Imágenes por Resonancia Magnética) se enumeran a continuación.

Núcleos  | Desapareados 
Los protones  | Desapareados 
Los neutrones  | Net Spin  |  (MHz / T)  |
1H | 1  | 0  | 1 / 2  | 42,58  |
2H | 1  | 1  | 1  | 6,54  |
31P | 1  | 0  | 1 / 2  | 17,25  |
23Na | 1 | 2  | 3 / 2  |11,27  |
14N | 1  | 1  | 1  | 3,08  |
13C | 0  | 1  | 1 / 2  | 10,71  |
19F  | 1  | 0  | 1 / 2  | 40,08  |
Niveles de Energía
Para entender cómo se comportan las partículas con spin en un campo magnético, considere un protón.   
Este protón tiene la propiedad llamada espín. Piense en el giro de este protón como un vector momento magnético, causando que el protón se comporte como unpequeño imán con un polo norte y sur. 
Cuando el protón se coloca en un campo magnético externo, el vector de espín de la partícula se alinea con el campo externo, al igual que un imán. No es una configuración de baja energía o estado donde los polos están alineados N-S-N-S  y un alto N-N-S-S estado de energía. 

Transiciones
Esta partícula puede experimentar una transición entre los dosestados de energía por la absorción de un fotón. Una partícula en el estado de menor energía absorbe un fotón y termina en el estado de energía superior. La energía de este fotón debe coincidir exactamente con la diferencia de energía entre los dos estados. La energía, E, de un fotón está relacionada con su frecuencia, , Por la constante de Planck (h = 6.626x10-34 s J).
E = h  
En RMN y la IRM, lacantidad  se denomina frecuencia de resonancia y la frecuencia de Larmor.
Diagramas de Energía Nivel
La energía de los dos estados de espín puede ser representado por un diagrama de niveles de energía.  Hemos visto que  =  B y E = h , Por lo tanto la energía del fotón necesaria para causar una transición entre los dos estados de spin es
E = h  B 

Cuando la energía del fotón coincida con la...