UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS - FACULTAD INGENIERÍA RESONANCIA MAGNÈTICA UD

1. UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS - FACULTAD INGENIERÍA RESONANCIA MAGNÈTICA UD 2. FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR 2. FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR Resonancia Magnética UD Universidad Distrital Francisco José De Caldas 2011

2. UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS - FACULTAD INGENIERÍA RESONANCIA MAGNÈTICA UD 2. FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR EL SPIN Propiedad fundamental de las partículas subatómicas, también llamada momento angular intrínseco. Puede ser considerado como resultado del movimiento de rotación o de giro de las partículas sobre su propio eje. El giro de los protones sobre su mismo eje genera pequeños campos magnéticos. Animación tomada de: http://www.imaios.com/es/e-Courses/e-MRI/NMR

3. UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS - FACULTAD INGENIERÍA RESONANCIA MAGNÈTICA UD 2. FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR RED DE MAGNETIZACIÓN La suma de todos los diminutos campos magnéticos de cada spínse llama magnetización neta o magnetización macroscópica. Normalmente, la dirección de estos vectores se distribuyen al azar . Por lo tanto, la suma de todos los spínda una magnetización neta es nula Animación tomada de: http://www.imaios.com/es/e-Courses/e-MRI/NMR

4. UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS - FACULTAD INGENIERÍA RESONANCIA MAGNÈTICA UD 2. FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR CAMPO MAGNÉTICO EXTERNO Si los protones son expuestos a un gran campo magnético externo, los spín se alinean con dicho campo: Unos se alinean en el mismo sentido (se ubican en un estado de nivel de energía alto) y otros en el sentido contrario (se ubican en un estado de energía bajo). Animación tomada de: http://www.imaios.com/es/e-Courses/e-MRI/NMR

5. UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS - FACULTAD INGENIERÍA RESONANCIA MAGNÈTICA UD 2. FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR PRECESIÓN FRECUENCIA DE LAMOR El movimiento oscilatorio de un cuerpo sobre su eje de rotación es llamado: Precesión. Un protón expuesto a un campo magnético externo presenta una precesión con una frecuencia de oscilación proporcional a la magnitud del campo. Esta frecuencia es llamada: Frecuencia de Lamor. Animación tomada de: http://www.imaios.com/es/e-Courses/e-MRI/NMR

6. UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS - FACULTAD INGENIERÍA RESONANCIA MAGNÈTICA UD 2. FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR VECTOR DEL SPIN El campo magnético del protón se representa con un vector que tiene un componente longitudinal (eje Z) y un componente transversal (plano XY). Animación tomada de: http://www.imaios.com/es/e-Courses/e-MRI/NMR

7. UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS - FACULTAD INGENIERÍA RESONANCIA MAGNÈTICA UD 2. FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR COMPONENTE Z RED DE MAGNETIZACIÓN Debido a que los espín que se alinean en el mismo sentido al campo externo no es la misma cantidad de los q se alinean en contra. La red de Magnetización posee un componente en Z no nulo. Animación tomada de: http://www.imaios.com/es/e-Courses/e-MRI/NMR

8. UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS - FACULTAD INGENIERÍA RESONANCIA MAGNÈTICA UD 2. FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR COMPONENTE X-Y RED DE MAGNETIZACIÓN Debido a que la precesión de los protones entre si no es en fase. La sumatoria de los componentes transversales (plano XY) del campo magnético es Nulo. Animación tomada de: http://www.imaios.com/es/e-Courses/e-MRI/NMR

9. UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS - FACULTAD INGENIERÍA RESONANCIA MAGNÈTICA UD 2. FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR NIVELES DE ENERGIA Y TRANSICIÓN Un protón inmerso en un campo magnético puede invertir su alineación con dicho campo, es decir pasar de un nivel de energía a otro. Esto sucede si a los protones inmersos en un campo magnético externo se someten a una señal de radiofrecuencia con la misma frecuencia de su frecuencia de precesión. De ésta manera los neutrones son capaces de absorber un fotón y cambiar de nivel de energía. Tan pronto sea retirada la señal de radio frecuencia los protones regresan a su alineación original y liberan energía.

10. UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS - FACULTAD INGENIERÍA RESONANCIA MAGNÈTICA UD 2. FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR NIVELES DE ENERGIA Y TRANSICIÓN Nivel de Energía Alto Nivel de Energía Bajo Transición Animación tomada de: http://vam.anest.ufl.edu/forensic/nmr.html

11. UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS - FACULTAD INGENIERÍA RESONANCIA MAGNÈTICA UD 2. FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR TIEMPO T1 Al someter los protones a la señal RF algunos de ellos invierten su alineación haciendo que la magnitud del componente Z del vector de la red de magnetización cambie. Cuando se retira la señal RF, la alineación de los protones regresa a la original y la magnitud del componente Z del vector también lo hace. El tiempo que demora el componente Z en retornar a su magnitud original después de retirar la señal RF es llamado T1. Animación tomada de: http://vam.anest.ufl.edu/forensic/nmr.html

12. UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS - FACULTAD INGENIERÍA RESONANCIA MAGNÈTICA UD 2. FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR TIEMPO T2 Al someter los protones a la señal RF (a la frecuencia de Lamor) , éstos oscilan en resonancia con dicha señal y todos con la misma fase. Esto lleva a que el componente XY de la red de magnetización ya no sea Nulo. Cuando se retira la señal RF, las oscilaciones de los protones vuelven a desfasarse y el componente XY regresa a ser nulo. El tiempo que demora el componente XY en retornar a Cero después de retirar la señal RF es llamado T2. Animación tomada de: http://vam.anest.ufl.edu/forensic/nmr.html

13. UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS - FACULTAD INGENIERÍA RESONANCIA MAGNÈTICA UD 2. FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR TIEMPOS T1 Y T2 Animación tomada de: http://www.cis.rit.edu/htbooks/mri/