Secuencia spin eco

Qué es la secuencia spin eco

El término "spin" procede del inglés, donde designa el giro; en física se adoptó para nombrar el momento angular intrínseco del protón de hidrógeno, la propiedad que la resonancia magnética explota para generar señal. "Eco" viene del griego ēchō, la ninfa del mito que repite sonidos, y en este contexto describe una señal que reaparece después de haberse perdido. La secuencia spin eco es, de hecho, la más antigua de las técnicas de pulso empleadas en resonancia magnética: Erwin Hahn la describió en 1950, en un artículo titulado Spin Echoes publicado en Physical Review, tras observar por accidente una señal inesperada mientras acortaba sus pulsos de radiofrecuencia.

Se aplica un pulso de radiofrecuencia de 90 grados, que hace bascular la magnetización de los protones desde el eje longitudinal hacia el plano transversal. A partir de ese momento, los protones comienzan a perder coherencia de fase entre sí, en parte por las interacciones espín espín y en parte por las heterogeneidades del campo magnético del propio equipo. Transcurrida la mitad del tiempo de eco, se aplica un segundo pulso, esta vez de 180 grados, que invierte la posición relativa de los protones sin cambiar el sentido en que giran. Los que se habían adelantado quedan ahora por detrás, y viceversa, de modo que todos vuelven a coincidir en fase al cumplirse el tiempo de eco completo. Esa reagrupación momentánea es el eco que da nombre a la secuencia.

Contraste y ponderación de la imagen

La combinación del tiempo de eco (TE) y el tiempo de repetición (TR) determina qué diferencia tisular resalta la imagen. Un TE corto junto a un TR corto produce una imagen ponderada en T1, sensible a la velocidad de recuperación de la magnetización longitudinal. Un TE largo junto a un TR largo produce una imagen ponderada en T2, sensible a la pérdida de coherencia transversal. Entre ambos extremos, un TE corto con un TR largo da lugar a una imagen de densidad protónica, en la que el contraste depende sobre todo de la cantidad de protones móviles por unidad de volumen. Ajustar estos dos parámetros es, en la práctica, casi todo lo que necesita el técnico para dirigir la secuencia hacia uno u otro tipo de contraste.

Aquí aparece la diferencia que separa a la secuencia spin eco del resto de familias de secuencias: el pulso de 180 grados, al reagrupar los protones, cancela el efecto de las heterogeneidades fijas del campo magnético, de modo que la señal recogida refleja el tiempo de relajación T2 real de cada tejido y no el T2 estrella, una medida más corta y menos específica, influida por esas heterogeneidades. Las secuencias de eco de gradiente, en cambio, prescinden de ese segundo pulso y por tanto sí quedan expuestas al T2 estrella, con ventajas propias que se explican en la entrada correspondiente.

Variantes y clasificación

A la secuencia spin eco convencional, que llena una única línea del espacio k por cada repetición, se le añadieron con el tiempo variantes más rápidas. La más extendida aplica varios pulsos de refase de 180 grados dentro de un mismo TR, generando un tren de ecos que permite rellenar varias líneas del espacio k en una sola excitación; según el fabricante y la literatura, esta variante recibe nombres distintos, entre ellos eco de espín rápido, turbo spin eco o RARE. Existen además combinaciones con pulsos de inversión previos, pensadas para anular la señal de tejidos concretos, que constituyen técnicas propias con entrada específica en este diccionario.

Preguntas frecuentes

¿Por qué es necesario el pulso de 180 grados?

Sin él, la señal se perdería casi de inmediato por la pérdida de coherencia entre protones, un fenómeno mucho más rápido que la relajación T2 real. El pulso de refase deshace esa pérdida de coherencia causada por el propio equipo, no la debida a la interacción entre tejidos, y así permite medir un T2 verdadero.

¿Qué distingue a la secuencia spin eco de la eco de gradiente?

El pulso de refase de 180 grados. Su presencia en la secuencia spin eco cancela las heterogeneidades del campo magnético; su ausencia en la eco de gradiente las deja actuar sobre la imagen, lo que a su vez explica por qué esta última resulta más sensible a productos de degradación de la sangre y más susceptible a artefactos junto a material metálico.

¿Es una secuencia lenta?

Sí, en su forma convencional, si se compara con las técnicas de eco de gradiente o eco planar. Cada repetición completa aporta una sola línea del espacio k, de modo que cubrir una imagen entera exige un número de repeticiones proporcional a la matriz elegida. Las variantes de eco de espín rápido reducen bastante ese tiempo sin renunciar al pulso de refase.

¿En qué año se describió por primera vez el fenómeno del eco de espín?

Erwin Hahn lo publicó en 1950, en la revista Physical Review. Su aplicación a la formación de imágenes médicas llegaría más de dos décadas después, con los desarrollos de Peter Mansfield y Paul Lauterbur en la década de 1970.

Referencias

1. Eco de espín, Wikipedia
2. Resonancia Magnética: El Portal de e-Learning, capítulo 8, secuencias rápidas
3. Principios Básicos de la IRM, técnicas básicas para la adquisición de imágenes
4. Sociedad Española de Radiología Médica (SERAM), Principios básicos de RM