Capítulo Nueve
Fundamentos de las Caracteristicas de la Imagen de RM

n diagnóstico por imagen los contenidos que aparecen en una imagen de­ben reflejar la esencia de la información original de la manera más ob­je­ti­va posible. Sin embargo, como se ha visto anteriormente existen li­mi­ta­ci­ones: la configuración de hardware y el software del equipo de IRM in­flu­yen en el contenido de la imagen. Además, las características intrínsecas de la propia imagen afectan al contenido de la imagen (Figura 09-01).

Figura 09-01: Objetos e imágenes "espejo" – en am­bos ca­sos la "excitación" cambiará los ele­men­tos de la imagen.

09-01 Elementos de la imagen y el volumen

En el entorno de la imagen médica digital computarizada, ya sea en medicina nu­c­le­ar, TAC, angiografía o RM, las imágenes se componen de elementos, lla­ma­dos elementos de imagen (picture elements) o píxeles, que, a su vez, reflejan el contenido de elementos de volumen (volume elements) o vóxeles. La Figura 09-02 explica este concepto.

Figura 09-02: Vóxel y píxel. Queremos explorar en una imagen de una persona para lo cual dividimos el espacio ma­te­má­ti­ca­men­te en elementos de vo­lu­men. En cada uno de estos volúmenes, las señales se promedian en un número que representa cierto nivel de gris. Estos nú­me­ros se utilizan para crear una imagen a partir de píxeles.

En principio, los vóxeles podrían ser tan pequeños como una sola célula. En realidad, sin embargo, el tamaño del voxel depende de un número de factores limitantes, siendo los principales obstáculos la señal obtenida a partir de un voxel individual y la capacidad de computación. Por estas razones, por lo ge­ne­ral se crean vóxeles de 256×256×1 de una corte de un objeto y se convierten en píxeles. Al conjunto de los 256×256 elementos de la imagen se le llama matriz.

09-02 Matriz de la imagen y de campo de visión

La matriz de adquisición de la imagen se caracteriza por el número de pixeles en los ejes x e y. Esta matriz se define por la inclinación del gradiente en x (el gra­di­en­te de la frecuencia de codificación) y el número de etapas de codificación de fase del gradiente en y. Ambos definen el campo de visión (en inglés: field of view, FOV), tal como se muestra en la Figura 09-03.

Figura 09-03: Matriz y campo de visión. In este caso, tenemos una imagen de 6×6 (6 filas y 6 columnas con un total de 36 ele­men­tos). Normalmente, en las ex­plo­ra­ci­ones por RM, el campo de visión es de al menos 256×256. En realidad, los vóxels y los píxeles son más grandes en ex­plo­ra­ci­ones de cuerpo que en ex­plo­ra­ci­ones de la cabeza.

A modo de ejemplo, si el campo de visión cubre de toda la cabeza con una longitud de arista de 25,6 cm y se emplea un tamaño de matriz de 256×256, en­ton­ces un solo píxel representa 1 mm. Si el campo de visión es más pequeño (por ejemplo, 12,8 cm) y el tamaño de matriz utilizado es el mismo, la resolución espa­ci­al es de 0,5 mm.

09-03 Resolución espacial y efectos de volumen parcial

Al igual que en otras técnicas de imagen digital, el tamaño de los vóxeles y los píxeles influyen en la resolución espacial de la imagen y por lo tanto en el con­tra­ste.

Todas las estructuras anatómicas contenidas en un voxel contribuyen con su señal a la señal global promediada del vóxel en la imagen final. Si el vóxel es re­la­ti­va­men­te grande, contendrá muchas estructuras y tipos de tejidos diferentes. En el píxel de la imagen final, se obtendrá una única señal y los tejidos serán in­dis­tin­gu­i­bles. Si el voxel puede mantenerse más pequeño, el número de estructuras representadas por un solo pixel será menor, y por tanto la resolución espacial y el contraste serán mejores.

Los métodos de adquisición de datos y de reconstrucción definen los di­fe­ren­tes tamaños de voxel.

Las reconstrucciones isotrópicas uti­li­zan 'cubos', mientras que en los métodos de anisotropía un lado del vóxel es más largo que los otros dos. A pesar de que esta diferencia no se aprecie directamente en el pla­no de la imagen, el contenido del vóxel y por lo tanto la intensidad glo­bal calculada para la re­pre­sen­ta­ción del píxel en uno de los niveles de gris puede ser diferente (Figura 09-04). Figura 09-04: Diferente espesor de corte. (a) Los vóxels pueden ser isotrópicos o anisotrópicos (b) diferente intensidad de señal.

En ocasiones, las características de borrosidad de estas imágenes se originan en el promedio de señales de diferentes estructuras dentro de cada vóxel. Esto se co­no­ce como efecto de volumen parcial. Cuanto me­nor sea el tamaño de pixel, menor influencia tendrán los efectos de volumen parcial (Figura 09-05).

Sin embargo, cuanto mayor sea el tamaño de vóxel, mejor será la señal (y la re­la­ción señal-ruido). En general, la relación señal-ruido es el factor determinante para el tamaño final del voxel/píxel. El aumento del tamaño de la matriz de 128×128 a 256×256, manteniendo constante el campo de visión y el espesor del corte, reducirá la relación señal-ruido en un factor de 4. La relación señal-ruido tiene que ser por tanto lo suficientemente alta como para permitir un aumento de la resolución.

Figura 09-05:
Resolución espacial y efecto de volumen parcial: matriz de (a) 256×256, (b) 128×128, (c) 64×64, and (d) 32×32. Debido al volumen parcial, los detalles de la anatomía, desaparecen.