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PRINCIPIOS FISICOS DELA RESONANCIA
MAGNETICA NUCLEAR
DR. FLORESMEDICO RESIDENTE
CENTRO MEDICO ISSEMYM ECATEPEC
DEPARTAMENTO DE IMAGEN
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Historia
1845 Michael Faraday investiga las propiedadesmagnéticas de la sangre seca.
1936 Linus Pauli g y Charles D. Coryell descubren que
el estado magnético de la hemoglobina cambia segúnsu estado de oxigenación.
1937 I. I. Rabi y sus colegas desarrollan la resonancia
magnética de haces moleculares al hacer pasar un hazde moléculas de cloruro de litio a través de un campomagnético y, a continuación, someterlo a ondas deradio.
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Historia
1945 Con tres semanas de diferencia, los grupos deinvestigación dirigidos por Edward Purcell y Felix Blochdemuestran de forma independiente el fenómeno
conocido como "resonancia magnética nuclear enmateria condensada".
1948 Nicolas Bloembergen, Edward Purcell y Robert
Pound publican un estudio sobre la "relajaciónmagnética nuclear".
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Historia
1949 Erwin Hahn descubre el fenómeno del eco deespín en las mediciones de resonancia magnéticanuclear.
1960 Richard Ernst y Weston Anderson aplican elanálisis de Fourier a las señales de impulso paraaumentar la sensibilidad de la resonancia magnéticanuclear.
1971 Godfrey Hounsfield construye el primer escáner detomografía computarizada, la base de casi todos lossistemas de obtención de imágenes que se usan en laactualidad.
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Historia
1972 Paul Lauterbur combina la idea del gradiente conla idea del escáner de tomografía computarizada pararealizar varias proyecciones y reconstruirlas paraobtener la primera imagen por resonancia magnética.
1976 Peter Mansfield concibe la técnica ecoplanar,capaz de explorar todo el cerebro en unos segundos.
1976 Mansfield y sus colegas de Inglaterra publican laprimera imagen de un dedo humano obtenida porresonancia magnética.
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Historia
Primera imagen de RM
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Historia
1990 Seiji Ogawa detecta variaciones en la oxigenacióndel tejido local al utilizar contraste dependiente del nivelde oxígeno de la sangre con RMN.
1992 John W. Belliveau, Peter Bandettini y Seiji Ogawapublican de forma independiente sus estudios sobre larespuesta cerebral a la estimulación sensorial para losque utilizan imágenes obtenidas por resonancia
magnética funcional.
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Definición
La resonancia magnética (MRI, del inglés: MAGNETICRESONANCE IMAGING ) es un fenómeno físico basado en las propiedades magnéticas que poseen los núcleos
atómicos.
La RM permite alinear los campos magnéticos de diferentes átomos en la dirección de un campo magnético externo.
La respuesta a este campo externo depende del tipo de núcleos atómicos por lo que esta técnica puede utilizarse para obtener información sobre una muestra.
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Definicion
La resonancia magnéticahace uso de laspropiedades de
resonancia aplicandoradiofrecuencias a losátomos o dipolos entrelos campos alineados de
la muestra y permiteestudiar la informaciónestructural o química dela misma.
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Ventajas
Método de examen que carece de riesgos. Técnica con una resolución mejor (500%).
Representa la anatomía en tres planos.
Sensible al flujo vascular. Ausencia de artefactos.
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Metodo de eleccion
Tronco encefálico.
Cerebro.
Medula espinal. Espacio aracnoideo.
Ligamentos, cartílagos, tendones.
Medula ósea. Base de cráneo.
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Desventajas
Tecnica inespecífica de examen.
No es adecuada en pacientes muygraves.
Carece de escala de grises
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Magnetización y proceso nuclear
Para ello necesitamos observar el momentoangular o “spin” de una partícula subatómica
como el protón.
Debido a que el átomo de hidrógeno tiene soloun protón como núcleo su “spin” es más fácil de
ser evaluado.
El átomo de hidrógeno esta presente en el agua
y la grasa que conforman la mayor parte delcuerpo humano.
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Campo magnetico
Campo magnético principal: Larga corriente magnética va de un polo
a otro .
Se mide en teslas: ( 1T = 10,000 gauss)
1 gauss = campo magnético terrestre
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Campo magnetico
Cuando un electrón viaja alrededor de unvector se produce un campo magnético:
Como cuando viaja en un alambre
eléctrico:
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Magnetizacion y proceso nuclear
•Rapidez de precesión: es proporcional a lafuerza o intensidad de CME.
•Es especifica de cada especie de nuclear.
•Esta es la frecuencia de resonancia ofrecuencia de Larmor.
•Mecánica cuántica: el protón solo puede tener
dos estado s energéticos : en la misma dirección
que el vector ( spin paralelo) o contra el ( spin
anti paralelo
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Resonancia magnetica
La RM es la suma de tres parámetros:-Intensidad de los protones.
-El tiempo de relajación de T1.
-El tiempo de relajación de T2.
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Secuencias en RM:
Las principales secuencias empleadas son:
T1
T2
Densidad de protones
S i
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Secuencias
T1: se define como el tiempo requerido para que lamagnetización longitudinal recupere un 63% de su valorde equilibrio.
T2 se define como el tiempo requerido para que lamagnetización transversal decaiga a un 37% del valormáximo que alcanza
S i
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Secuencias
T1 y T2 son variantes que sonpropiedades diferentes en cada tejido y nopueden ser variados por la técnica de
pulsos. T1 en tejidos biológicos oscila entre 200 a
2000 ms.
Los valores de T2 son un 10 –20 del valorde T1 y se expresan en un intervalo de20 – 200 ms.
S i
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Secuencias
En el caso de líquidos como en LCR y laorina alcanzan hasta 1500- 2000 ms
Ab ió d di f i
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Absorción de radiofrecuencias
Cuando el PRF rota en plano transversoesta en 90º .
Cuando el PRF rota 180º esta en –z La fuerza y la duración de cada pulso
puede ser controlada al manejar el
ángulo.
T1 l j i t t
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T1 relajacion y contraste
Cuando rota 90º se le llamamagnetización transversa.
Cuando rota otros 90º se le llamamagnetización longitudinal con valor 0º
T1: es la magnetización que crece de
regreso a el valor inicial longitudinal
T1 l j ió t t
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T1 relajación y contraste
T1 es un parámetro característico de cadatejido especifico.
La materia blanca tiene un T1 muy corto yse relaja muy rápido.
El LCR tiene un T1 largo y se relaja
lentamente. La materia gris tiene un T1 intermedio
T1 l j i t t
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T1 relajacion y contraste
T2 l j ió t t
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T2 relajación y contraste
El T2 ( o transverso) inicia con el campomagnético alineado en dirección Z y a unpulso de 90º la convierte en transversa.
Los protones no van todos en fase.
T2 l j ió t t
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T2 relajación y contraste
Causas de desfase de T2:
- Interacciones spin- spin
- Campo magnético no homogéneo.
- Susceptibilidad magnética del blando.
- Efectos de corrimiento químico.
T2 l j ió t t
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T2 relajación y contraste
T2 es un parámetro característico detejidos específicos.
T2 relajación contraste
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T2 relajación y contraste
Base de interpretación
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Base de interpretación
La señal que emana de los tejidos vienede núcleos de H (protones).
80% del agua del citosol. 20% agua intersticial.
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Señales de Tejidos y Organos
BLANCO GRIS NEGRO
T1 GRASA
HEMORRAGIA SUBAGUDA
CONTRASTE MAGNETICO
SUSTANCIA BLANCA
SUSTANCIA GRIS
HIGADO. BAZO
PANCREAS
RIÑONMÚSCULOS
LESIONES CON
AGUA
LCR
ORINA
QUISTES
TENDONESVASOS
AIRE
FIBROSIS
T2 LCR
ORINA
QUISTESTUMORES
RIÑÓN. BAZO
AGUA LIBRE
SUSTANCIA GRIS GRASA
SUSTANCIA BLANCA
PÁNCREAS. HÍGADO.
MÚSCULO.HUESO CORTICAL.
TENDONES.
AIRE.
VASOS
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Indicaciones especificas:
Sistema nervioso central, cualquier área delcerebro, o columna vertebral.
En patologías oculares, auditivas, senos
paranasales, boca y garganta. Áreas que abarcan cabeza, cara y cuello. En diversas enfermedades de difícil diagnóstico
que involucren estructuras del tórax o abdomen,incluyendo corazón, pulmones, glándulasmamarias, hígado, bazo, páncreas, riñones,útero, ovarios, próstata, etcétera.
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Indicaciones especificas:
Tumores de cualquier tipo. Alteraciones en arterias y venas. En lesiones de músculos, ligamentos,
tendones, articulaciones de todo tipo yregión: Hombro, codo, muñeca, mano,cadera, rodilla, tobillo, pie, mandíbula,etcétera.
Es el único procedimiento que permite verligamentos.
Tipos de magnetos
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Tipos de magnetos
Imagen medica:0.012 a 2 teslas.
Imanes:
permanentes, resistivos, superconductoreso mixtos.
Secuencias de lectura
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Secuencias de lectura
1. Spin eco.
2. Inversion recuperacion.
3. Turbo spin.
4. Grase.
5. Multi spin-eco.
6. Secuencias de eco degradiente.
Secuencias de lectura
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Secuencias de lectura
Solo hay dos tipos de secuencias depulso:
Spin Echo Eco de gradiente
Todas las otras secuencias son
variaciones de estas.
Densidad de protones
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Densidad de protones
Secuencias con TR corto y TE cortoobtienen un T1.
Secuencias con TR largo y un TE cortoobtienen densidad de protones.
Colangiopancreatografia, ductos biliares y
ductos pancreaticos. Hemangiomas y quistes.
Densidad de protones
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Densidad de protones
Spin echo
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Spin echo
Spin echo
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Spin echo
Se aplica un pulso de 90º RF. Los protones en fase de
desfasan.
Se aplica un 180º RF coninicio de una refase.
Con una señal mas intensa.
Se aplica otro de 180º RF elcual forma un eco
Secuencias de lectura
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Secuencias de lectura
Spin echo
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Spin echo
Diagrama secuencia spin echo
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Diagrama secuencia spin echo
TE: tiempo de eco.
TR: tiempo de repetición.
G: gradiente
ADC. Conversión analoga a digital
Spin echo
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Spin echo
Fast echo spin
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Fast echo spin
Se aplica un pulso de 90º.
Posteriormente pulsos de refase de 180º
se aplican cada uno de los cuales crea unecho de Hahn.
Crean un tren de ecos.
Puede ser de 0.16 hasta 32 segundos.
Fast echo spin
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Fast echo spin
Multi spin echo
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Multi spin echo
Turbo spin echo
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Turbo spin echo
Inversion recuperacion
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Inversion recuperacionconvencional
Se aplica un pulso de 180º para iniciar unvector de magnetizacion.
Y anula la señal de un tejido en particular(agua en tejidos) TI
Posteriormente se aplica uno de 90º
Se obtienen dos secuencias STIR yFLAIR
Inversion recuperacion
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Inversion recuperacion
Inversion- recuperacion
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Inversion recuperacion
Inversion recuperacion
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Inversion recuperacion
Comparación SE y STIR
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Comparación SE y STIR
Edema intercarpal
(AR)Spin
Echo
Comparación FSE y STIR
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Comparación FSE y STIR
Infarto en tibia
distal y en
metatarsos
Comparación FSE y FLAIR
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Comparación FSE y FLAIR
a) FSE b) Flair con supresion del LCR DX Mets de CA
Pulmonar
Secuencias eco de gradiente
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Secuencias eco de gradiente
Un RF la cual divide el vector demagnetizacion dentro del plano
transverso. Se obtienen dos gradientes: defase
( negativo) y refase ( gradiente positivo).
Se basa en la susceptibilidad de lostejidos al magnetismo.
Secuencia de eco de gradiente
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Secuencia de eco de gradiente(gradient recalled echo pulse)
Secuencias eco de gradiente
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Secuencias eco de gradiente
Secuencias eco de gradiente
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Secuencias eco de gradiente
Diagnostico de hemorragia, traumatismocerebral y en sonovitis pigmentada
vellosonodular. Estudios de perfusion cerebral.
Estudios de perfusion de oxigeno (BOLD)
Secuencia eco de gradiente
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Secuencia eco de gradiente
a) Fast eco spin (dx quiste parameniscal), b) EG muestra
susceptibilidad a la hemosiderina (dx sinovitis
vellonodular)
Secuencias eco de gradiente
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Secuencias eco de gradiente
a) SE imagen, b y c corresponden a imágenes de
perfusion.
Eco de gradiente parcialmente
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Eco de gradiente parcialmenteorientado
Usa un eco de gradiente en refase ypreserva el T2.
Se usan para angiografia y para canalauditivo interno.
Secuencias eco de gradiente
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Secue c as eco de g ad e te
a) Imagen del canal auditivo interno b) imagen oblicua
sagital del corazon, c) imagen del cerebro.
Secuencias eco de gradiente
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Secue c as eco de g ad e te
a) T1 con una imagen de alta intensidad, b) SEG llenado
gradual en la fase venosa, c) SEG presencia de hemangioma.
Imagen eco planar
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g p
Un tren de ecos se usa para recolectardatos de todas las líneas del espacio Kdurante un TR:
Existen dos tipos de secuencias ecoplanar: SE y EGR.
Se puede considerar una variante de
EGR. Provee un contraste entre tejidos
( perfusion cerebral)
Imagen eco planar
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g p
b) Imagen eco planar obtenida con la secuencia de 24ª,
25b imagen de difusion muestra areas de restriccion de
difusion con alta intensidad de señal.
Secuencia de difusion
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Distingue rapida difusion protones delenta difusion de protones.
Usa una secuencia eco planar o una EGrapida luego se aplican dos pulsos degradiente ( 180º)
Se usa en evento cerebrovascular agudo.
Secuencias de difusión
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http://slidepdf.com/reader/full/13329070-fisica-de-la-rmn 83/108Secuencias de difusion
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Combinacion de Flair y difusion, a) muestra 3 areasafectadas, by c determinan el tiempo del EVC.
Doble flecha ( EVC reciente) una flecha (EVC)
agudo.
Angiografia por RM
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g g p
Secuencia de tiempo de vuelo (multipleoverlapping thin slap acquisicions:
MOTSA) Imagen de fase de contraste
Angiografia dependiente de contraste
MOTSA
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Multiples RF se aplican con TR corto locual satura los spines de tejidos
estacionarios. La sangre no se afecta por RF.
Puede ser 2D y 3D.
RM en fase de contraste
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Provee dos tipos de informacion: direcciondel flujo y velocidad.
Solo percibe la señal de sangre enmovimiento.
Puede ser 2D y 3D.
Va de superior a inferior, derecha aizquierda y de anterior a posterior.
RM con contraste
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Contraste: gadopentato dimegluminecomo base.
Estos agentes acortan el T1
Eco de gradiente spoiled
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g p
Se usa para erradicar cualquierremanente de magnetizacion transversa
despues de cada eco.
Se usa con medio de contraste y en RM
cardiaca.
Eco de gradiente totalmente
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gorientado
Un pulso aplicado se repite con un tiempode repeticion corto.
Es muy susceptible a artefactos delcampo magentico.
Son secuencias muy rapidas.
Se en imágenes cardiacas,intervencionismo por RM y de altaresolucion del oido interno.
RM angiografia
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g g
a) MOTSA con MIP, b) imagen en fase de
contraste, c) angiografia en fase de contraste
Tecnicas de imagen grasa
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Supresion de señal grasa.
Secuencia en fase y fuera de fase.
Secuencia de supresion grasa
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Se aplica un RF cualquieraposteriormente un eco de gradiente
spoiler. No genera señal.
Dx: liposarcomas, lipomas, ( imagen en
T1 se suprime )
Secuencia supresion grasa
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a) Imagen del cuello con doble inversion
recuperacion, c) imagen con excitación de agua.
Secuencia de supresion grasa
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a y b coronal y axial, c imagen axial con
saturacion grasa que confirma la lesion
compuesta de grasa.
Secuencia en fase y fuera de
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fase
Se usa rutinariamente para descubrirgrasa microscopica.
Adenomas de carcinoma adrenal Grasa ( CH2) y agua (H2O)
Secuencia en fase y fuera de
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fase
a) Secuencia fuera de fase y b) en fase con supresion
de la grasa microscopica que muestra un adenoma
adrenal.
Bobinas en resonancia magnetica
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A:: BOBINAS DE SUPERFICIE
• B:: BOBINAS DE CUADRATURA
• C:: BOBINAS PHASE ARRAY
Bobinas de superficie
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Estas pueden ser bobinas para usosmúltiples o con un fin especifico.. Son
aquellas que solo recepcionan señal,,comúnmente llamadas Antenas derecepción.
Tamaños variables y muy versátiles locual nos permite un gran variedad deusos..
Bobinas de superficie
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http://slidepdf.com/reader/full/13329070-fisica-de-la-rmn 100/108Bobinas de cuadratura
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Bobinas para estudios específicos.
Ubicación fija en el equipo
Son de mejor resolución que las de superficie
Emiten y recepcionan señal.
Cabe destacar que si la estructura a estudiar espequeña debemos realizar el estudio con labobina que mejor se adapte y lo mas pequeñaposible,,
La señal en resonancia decae con el cubo de ladistancia,, por lo tanto cuanto mas pegadomejor recepción de señal.
Bobinas de cuadratura
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http://slidepdf.com/reader/full/13329070-fisica-de-la-rmn 102/108Bobina de body
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http://slidepdf.com/reader/full/13329070-fisica-de-la-rmn 103/108Bobinas phase array
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Están compuesta por un grupo de mas de 2 bobinas
dentro de las mismas. Bobinas de un tamaño considerable, que por constar de
componentes pequeños tienen mayor resolución deimagen.
Menor tamaño de bobina mejor resolución. Estructuras grandes y aumentar la resolución, esto nos
permite realizar cortes mas finos y usar campos de vista(FOV), mas pequeños.
Bobina phase array
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http://slidepdf.com/reader/full/13329070-fisica-de-la-rmn 105/108Bobina phase array
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http://slidepdf.com/reader/full/13329070-fisica-de-la-rmn 106/108Bobina phase array
5/11/2018 13329070-Fisica-de-La-Rmn - slidepdf.com
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GRACIAS…