Capítulo Ocho
Secuencias Rápidas

08-01 Introducción

as secuencias convencionales hacen que la RM sea una técnica lenta. To­das las secuencias clásicas de RM requieren tiempos de adquisición lar­gos haciendo que, por ejemplo, la adquisición de una imagen espín- eco tarde entre cuatro y veinte minutos.

Figura 08-01: Algunas personas prefieren rápido, otras prefieren despacio. Ambos estilos tienen sus ventajas y desventajas. Este cochero Vienés prefiere los procedimientos lentos; a nosotros nos gustaría que fuera más rá­pi­do. La pregunta es si la calidad del re­sul­ta­do es mejor - o, a largo término, quien ob­ti­ene los mejores resultados?

Las principales limitaciones que aumentan la duración de la adquisición son, por un lado, los tiempos de relajación largos y por otro, los valores esperados de relación señal-ruido y resolución espacial. Después de un período de 5 × T1 de un tejido, los espines casi se han recuperado completamente. Para obtener la se­ñal óptima, se debería esperar a que este periodo pasase para volver a enviar un pulso de excitación. Por tanto, para adquirir imágenes en las que la recuperación del T1 durante el TR tenga poco efecto, se requieren TR relativamente largos, par­ti­cu­lar­men­te en equipos de alto campo donde el T1 de los tejidos es mayor a un segundo.

En el capítulo anterior, hemos visto que el tiempo t para adquirir una imagen se puede calcular con la siguiente expresión:

t = NGy × TR × NEX

donde TR es el tiempo de repetición; NGy el número de codificaciones de fase (número de líneas en la imagen, por lo general 256 en secuencias clásicas); y NEX el número de ex­ci­ta­ci­ones (número de veces que se adquiere la imagen).

Si TR = 2 s, NGy = 256, y NEX = 2, el tiempo de adquisición asciende a 1024 segundos (es decir, 17 minutos y 4 segundos).

Estos tiempos solían ser los habituales en una secuencia clásica espín-eco T2. Como muestra la Figura 08-02, existen muchos parámetros que influyen en el tiempo de adquisición. Cuando alguno de estos parámetros cambia, el resto de parámetros también se ven afectados.

Obtener datos con mejor resolución espacial y misma relación señal-ruido, o mejor relación señal-ruido con la misma resolución espacial requiere, por lo ge­ne­ral, más adquisiciones (NEX) y por tanto tiempo total de adquisición se ve pe­na­li­za­do.

Figura 08-02: El tiempo de adquisición de las imágenes depende de multitud de factores, entre el­los los cocientes de señal-ruido y la re­so­lu­ción espacial.

Desde los inicios de la IRM, se han realizado muchos esfuerzos para acortar el tiempo de adquisición. La mejora en la relación señal-ruido de los datos, por ej­em­plo, se consiguió aumentando la intensidad del campo magnético. El equi­pa­mi­ento (en particular bobinas) y el software también se mejoraron. Las se­cu­en­ci­as multi-eco y multi-corte utilizaban el tiempo disponible entre períodos de ex­ci­ta­ción para obtener múltiples imágenes pero hasta la década de 1990, los ti­em­pos de adquisición medidos en segundos o incluso la IRM en tiempo real eran una mera utopía. A principios de la década de 1980, muchos físicos creían que las secuencias rápidas de IRM serían difíciles de implementar debido a las li­mi­ta­ci­ones asociadas a los tiempos de relajación. Los diversos segundos de re­cu­pe­ra­ción después de cada excitación eran el principal obstáculo. Sólo a me­di­ados de la década de 1980 se desarrollaron nuevas ideas sobre la manera de ace­le­rar la adquisición de las imágenes.

Para facilitar la comprensión de las secuencias rápidas, hay que recordar al­gu­nas de las principales características de la IRM convencional. La obtención de una señal que contiene información espacial es el primer paso en una ad­qui­si­ción de IRM. El siguiente paso es la manipulación del contraste en las imágenes, que se consigue usando una determinada secuencia de pulsos. En general, la re­con­struc­ción de la imagen y la secuencia de pulsos son independientes, de modo que cualquier secuencia de pulsos se puede combinar con cualquier técnica de reconstrucción. Para entender mejor estos procesos, vamos a suponer que la ad­qui­si­ción se realiza con una secuencia espín-eco 2D con excitación selectiva de uno o más cortes y que la reconstrucción se genera con una 2DFT para producir una imagen 2D.

La forma de la señal de IRM viene determinada por un gran número de fac­to­res, incluyendo la densidad protónica ρ, el T1, el T2, el flujo y la difusión. Con la preparación adecuada de los espines, podemos realzar la contribución de cada uno de estos factores. Las secuencias de pulsos básicas (espín-eco, inversión-re­cu­pe­ra­ción) se describieron en el Capítulo 4 and Capítulo 6.

Estas secuencias de pulsos tienen que modificarse ya que la señal FID se pi­er­de muy rápidamente y se necesita un mecanismo adicional para generarse un eco. Esto proporciona tiempo suficiente para que los otros gradientes que se uti­li­zan en la codificación espacial (gradiente selector de corte y gradiente co­di­fi­ca­dor de fase en una secuencia 2D) puedan utilizarse.

La secuencia espín-eco utilizada de esta manera produce una única imagen espín-eco, en la que los niveles de señal vienen determinados principalmente por el tiempo de repetición (TR) y el tiempo de eco (TE). Puesto que la se­cu­en­cia se usa generalmente con un TR relativamente largo, se pueden recoger di­fe­ren­tes cortes para mejorar la eficiencia de la secuencia. Mediante la ma­ni­pu­la­ción del TR y del TE, podemos inducir contraste en T1 y T2, respectivamente. Esto se dis­cu­ti­rá en detalle en los siguientes capítulos.

El contraste T1 también puede obtenerse mediante la aplicación de un pulso de inversión (180°), esperar un tiempo (TI) y enviar el pulso de excitación (90°). Un pulso de 180° siempre invierte la magnetización en el eje z; además, cuando hay magnetización transversal, también la reenfoca, dando lugar a un eco de espín.

Para aumentar la cantidad de información recogida tras una secuencia espín- eco, se pueden aplicar una serie de pulsos de 180° y crear múltiples ecos. Nor­mal­men­te, cada eco se almacena en bruto en una línea del espacio-k. Así, para n ecos, existirán n imágenes. Las secuencias multi-eco proporcionan imágenes con diferente contraste si se incrementa el TE. Las diferentes variantes de las se­cu­en­cias espín-eco y su influencia en el contraste se verán en los siguientes capítulos.