Tiempos de Relajación y Semiotécnica en Resonancia Magnética

Tiempos de Relajación en RM

La energía residual FID es devuelta al medio por la muestra de protones a medida que estos recuperan su equilibrio termodinámico. La relajación de la muestra comprende dos fenómenos:

Pérdida del componente de magnetización transversal (Mxy): Al desaparecer el campo B1 (cuando cesa el pulso de RF), empieza a disminuir progresivamente. El tiempo que tarda en hacerse 0 se denomina tiempo de relajación transversal (T2). T2 se llama también tiempo de relajación espín-espín, porque la relajación transversal solo se produce por una interacción entre protones, y no por una interacción de estos con su entorno (mediante una interacción dipolo-dipolo).
Recuperación progresiva del componente de magnetización longitudinal (Mz): Hasta igualarse de nuevo a B0. El tiempo que tarda en volver a su posición inicial se llama tiempo de relajación longitudinal (T1). T1 se llama, sin embargo, tiempo de relajación espín-entorno, porque la relajación longitudinal se produce al intercambiar los protones energía con sus alrededores. Concretamente, viene determinada por movimientos de traslación y de rotación debidos a la temperatura (movimientos brownianos), por lo que se produce un intercambio de energía térmica con energía mecánica.

Semiología de RM

Las sustancias con T1 largo dan poca señal, mientras que las sustancias con T1 corto dan mucha señal (son muy eficientes). Por otro lado, las sustancias con T2 largo dan mucha señal. En la ventana T1 aparecen brillantes las sustancias con T1 corto (eficientes), mientras que en la ventana T2 aparecen brillantes las sustancias con T2 largo (poco eficientes). Según esto, distinguimos 4 patrones:

Prolongación de los tiempos de relajación: Típica de lesiones que cursan con aumento de agua tisular (T1 largo y T2 largo), las cuales se ven negras (hipointensas) en T1 y brillantes (hiperintensas) en T2. Ej: quiste aracnoideo, granulomas tuberculosos.
Acortamiento de T1 y prolongación de T2: Típica de sustancias paramagnéticas con electrones no apareados como hemoglobina (soluciones proteicas), que son hiperintensas en T1 y T2. Ej: sangrado subagudo.
Acortamiento de T1 y T2: Efecto paramagnético típico de imágenes obtenidas tras introducción de contrastes y melanina (se ve brillante en T1 y negro en T2).
Ausencia de señal: (T1 muy largo y T2 muy corto). Sustancias sin protones resonantes (gas, calcio, hueso cortical), sustancias con aumento de susceptibilidad magnética o sustancias donde todos los protones se desfasan porque se están moviendo rápido (espines en movimiento, como en el flujo rápido de las arterias). Cabe destacar que la sangre puede dar variaciones de señal dependiendo del estado de electrones no apareados (oxihemoglobina, desoxihemoglobina, metahemoglobina o hemocromos).

Ventajas y Desventajas de RM

Ventajas de RM

Es inocua, al no utilizar radiación ionizante (no se ha demostrado ningún efecto negativo para la salud, ni siquiera en fetos).
No invasiva, con buena resolución espacial y muy buena resolución de contraste (cientos de veces mejor que cualquier otra técnica).
Permite tomografías multiplanares.
Se pueden realizar estudios vasculares (con o sin contraste).
El manejo del contraste es diferente (muchas veces se basa en formas de aplicar los pulsos de radiofrecuencia), siendo además los contrastes más seguros que los yodados.

Desventajas de RM

Necesidad de la colaboración del paciente (debe estarse quieto >20 min).
El precio es elevado.

Resonancia Magnética Funcional

La fRM se basa en el análisis del flujo de oxígeno en las diferentes regiones del cerebro (blood oxygen dependent level o BOLD), dado que en condiciones normales, toda actividad cerebral se asocia a hiperperfusión local, con vasodilatación y llegada de hemoglobina que sustituye a la desoxihemoglobina. Dado que la desoxihemoglobina tiene baja señal de resonancia, se produce como consecuencia un aumento de la señal relativa de las áreas de activación cerebral donde el mayor flujo sanguíneo determina una prevalencia de la oxiemoglobina, presentando por lo tanto una mejor recogida de señal y apareciendo la imagen más intensa. Esta técnica puede utilizarse para localizar áreas funcionales determinadas, dado que cuando se están utilizando se “iluminarán” en fRM, lo que permite:

Determinar si un tumor afecta o no a una determinada área.
Determinar los márgenes quirúrgicos para evitar dañar zonas funcionales importantes.
Realizar investigaciones de neuropsicología.

Neuroespectroscopía o Espectroscopía

Esta técnica se basa en la detección in vivo de N-acetil aspartato y otros metabolitos encefálicos (creatinina, colina, lactato y otros aminoácidos), dado que los tejidos cerebrales normales tienen una composición determinada de estas sustancias, de modo que concentraciones anormales indicarán alteraciones tisulares. Sirve para:

Detección de abscesos o tumores cerebrales que tienen diferente composición metabólica (por ejemplo, el absceso cerebral bacteriano tiene lactato + aminoácidos en su composición espectroscópica).
Tipificación de tumores. Determina el grado de agresividad tumoral (benignidad o malignidad).
Detección de enfermedades metabólicas cerebrales como enfermedades mitocondriales donde no se sintetiza ATP, poniéndose en marcha una ruta metabólica alternativa (metabolismo anaerobio). Esto se manifiesta por el aumento de lactato.
Isquemia cerebral.
Enfermedades degenerativas y demencias: encefalopatía hepática, Alzheimer.

Resonancia Magnética de Perfusión

Esta técnica mide el flujo, el volumen y el tiempo en que la sangre irriga el parénquima cerebral, basándose en que este capta de manera predecible y simétrica cualquier sustancia de la sangre en función de su vascularización. De este modo, al introducir un bolus de contraste (con propiedad de acortamiento preferencial en T1) y analizar el cerebro con secuencias ultrarápidas sensibles a cambios de señal, pueden identificarse las regiones en las que se ha captado menos contraste de lo esperado para su vascularización normal (pudiendo determinarse si existen regiones de mala perfusión), zonas en las que se ha captado más contraste de lo esperable, y zonas en las que se ha producido retardo en la llegada del contraste. Esto es útil para el diagnóstico de:

Isquemia cerebral.
Diferenciación de lesiones no captantes en RM convencional.
Caracterización de tumores.

Contrastes en Radiografía Convencional y TC

Preparados que modifican el coeficiente de atenuación de los rayos X, para realzar ciertas estructuras anatómicas. Estos compuestos pueden clasificarse en:

Positivos: Sustancias yodadas hidrosolubles iónicas o no iónicas o compuestos de bario, siendo el yodo lo más adecuado para estructuras endocavitales, que tiene mayor coeficiente de atenuación que los tejidos (las más utilizadas son las sustancias iodadas no iónicas).
Negativos: Que disminuyen el coeficiente de atenuación del tejido como el aire o el agua.

Estos fármacos pueden administrarse por vía oral, para el estudio del tubo digestivo proximal (normalmente suspensiones de bario al 2% para RX convencional, y disolución yodada para TC), vía rectal, para estudio de tubo digestivo distal (abdominal o pélvico), vía intravenosa, para realzar vasos y órganos y para estudiar el comportamiento de una lesión, otros (intratecal, intracavitario, fistulografía). Estos métodos permiten estudiar casi todos los sistemas del cuerpo, sirviendo tanto para el diagnóstico por imagen, como para guiar técnicas intervencionistas.

Contrastes en US

Partículas inertes con gas rodeadas por una capa proteica externa, que se incorporan en las estructuras corporales y actúan como ecopotenciadores, produciendo artefactos que facilitan el realce de estructuras. Se administran por vía intravenosa y tienen t1/2 muy corta, estando indicadas para detección de lesiones y el estudio de fenómenos de flujo.

Contrastes en RM

Sustancias paramagnéticas (con electrones no apareados en sus órbitas de valencia) que cuando se someten a un campo magnético se ven atraídas débilmente por el mismo (las sustancias que no tienen electrones desapareados y que por lo tanto no tienen susceptibilidad magnética son las diamagnéticas, mientras que las sustancias que mantienen la magnetización aún después de ser retiradas del campo magnético son las ferromagnéticas o supermagnéticas). Los contrastes utilizados en estas técnicas pueden ser fármacos que producen acortamiento preferencial del T1, como sales de gadolinio (dan señal) y fármacos que producen acortamiento preferencial del T2, como sales de hierro (quitan señal). Los principales métodos de aplicación de contraste en RM son:

En el caso del tubo digestivo se utilizan soluciones positivas de sales de gadolinio o soluciones negativas de sulfuro de hierro diluido que pueden administrarse por vía oral o por vía rectal, con el fin de opacificar las vísceras huecas (es importante diluir el contraste si no denso dará múltiples artefactos).
En caso de contrastes vasculares se utilizan contrastes con menos contraindicaciones y efectos secundarios que los yodados y que permiten realzar las estructuras que los captan.
Otros tipos de contraste, como los contrastes intratecales.

Reacciones Adversas y Toxicidad

En función de su etiología, pueden clasificarse en:

No alérgicas: Normalmente reversibles y frecuentes en pacientes con daño renovascular como diabéticos, hipertensos, con colagenopatías, con policitemia o con mieloma múltiple, aunque pueden ocurrir en cualquier persona: por acción de la estructura química del contraste en el endotelio, proteínas circulantes y sistemas enzimáticos; relacionadas con las cantidades de contraste inyectado.
Anafilactoides o pseudoalérgicas: Que son reacciones sobre células que almacenan mediadores químicos que al liberarse provocan reacciones tipo alérgico.
Anafilácticas: Mediadas por IgE, necesitan sensibilización previa.

En función de su severidad se clasifican en:

Menores o leves: Como náuseas, calor, enrojecimiento facial, etc. (no requieren tratamiento).
Intermedias o moderadas: Como vómitos, urticarias y broncoespasmo leve.
Mayores o graves: Como urticaria generalizada, edema de laringe, broncoespasmo severo, shock y parada respiratoria.

Estas reacciones pueden prevenirse identificando los grupos de riesgo (antecedentes de alergia, asma, atopía, enfermedades renovasculares) y su tratamiento consiste en:

Medidas generales con antihistamínicos y esteroides.
En caso del shock, medidas posturales, reposición de volemia, oxígeno, adrenalina e intubación.
En caso de reacción anafilactoide, adrenalina, difenhidramina, hidrocortisona e intubación.
En caso de reacciones vasovagales, elevación de los miembros, antihistamínicos y atropina.

Además, en caso de los contrastes para RM, puede aparecer fibrosis nefrogénica, que es una reacción autoinmune con una incidencia muy baja que se caracteriza por el depósito de sustancias colagenóides en diferentes tejidos y membranas, siendo factores de riesgo la insuficiencia renal crónica, los trasplantes renales o la inmadurez (especialmente frecuente en lactantes).

Calidad en Radiología Diagnóstica

La calidad en radiología diagnóstica se consigue mediante (constituyentes): eficiencia organizativa; control del servicio que se presta, el producto que se obtiene y los costes; retroalimentación de resultados; investigación de errores; cumplimiento de estándares legislativos, laborales, científicos y profesionales. Por otro lado, los parámetros de calidad de la imagen son: resolución espacial, de contraste y temporal, que aumentan la calidad técnica; relación señal/ruido, artefactos y dosis, aumentando el primero la calidad diagnóstica y disminuyéndola los dos segundos.