T.13 Relajación. Secuencias de pulsos. Gradientes. Generación de imagen

Tras acabar con el tema, en esta sesión probamos más en profundidad el Simulador y se propuso como tarea responder a las siguientes preguntas. La tarea se ha hecho fuera de clase.

¿Por qué no se pueden variar libremente T1 y T2? ¿Qué restricción hay entre ellas?

T1 representa el tiempo en recuperar la componente vertical del momento angular M
T2 representa el tiempo en decaer la componente horizontal introducida por el pulso de excitación

La recuperación de la componente Z se completa cuando el vector M está vertical, es decir, ha desaparecido la magnetización horizontal. En otras palabras, se ha cumplido el tiempo de decaimiento en el plano XY o T2. Por tanto, T2 no puede ser mayor que T1 y se cumple que T1 >= T2.

¿Cómo se consigue un "eco" de la señal? ¿Qué utilidad tiene?

El eco de la señal o "spin-echo" es la señal obtenida una vez que los momentos magnéticos de los protones individuales se vuelven a alinear.

Debido a pequeñas inhomogeneidades en el campo, cada protón de un voxel precesa a diferente velocidad angular, lo que tras aplicar el pulso de excitación, produce una pérdida de señal añadida, debido a que el desfase entre ellos va en aumento. Para evitar esto, se introduce un pulso de 180º que voltea todos los momentos haciendo que precesen en sentido inverso y el desfase vaya disminuyendo hasta volver a focalizarlos y registrar la señal.

Esta secuencia, que se puede repetir varias veces, se utiliza para estimar el tiempo de relajación T2 o el decaimiento en el plano XY. La medida de la señal en el momento del eco comparada con la inicial da una idea de cuanto ha decaído la componente horizontal evitando el efecto del desfase de los componentes.

Mediante el simulador se puede realizar de la siguiente manera:

Se escoge la escena "Weak inhomogeneity" y se aplica un pulso de 90º. Enseguida los diferentes componentes empiezan a desfasarse:

Según van desfasando, la señal recogida (azul) va disminuyendo:

Se aplica un pulso de 180º para voltearlos:

Se invierte el sentido de giro y vuelven a juntarse mientras la señal va en aumento (azul)

Finalmente se vuelve a focalizar y se recibe la señal máxima

¿Hay situaciones preprogramadas para ver gradientes? ¿Cuáles son?

Sí, eligiendo el modo de escena "Gradient" se simula el comportamiento de varios nucleidos alineados a los cuales se les aplica un gradiente longitudinal que varia de forma lineal. Este gradiente está preprogramado  y solamente se ve el efecto del mismo al aplicar un pulso de excitación igual a todos los nucleidos.

Los nucleidos alineados antes de recibir el pulso de excitación

La siguiente figura muestra los nucleidos una vez excitados con un pulso de 90º. 

Las diferencias en la orientación son debidas a que, por causa del gradiente, tienen diferentes velocidades de precesión. Es una manera de comprobar la Ley de Lamor, que relaciona la frecuencia de giro proporcionalmente con la intensidad del campo experimentado por el nucleido.