Equipos de rm y us

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UF4
EQUIPOS DE RESONANCIA MAGNÉTICA
Y ULTRASONIDOS

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Índice
1. Caracterización de equipos de resonancia magnética (RM) ............................................. 3
1.1. Comportamiento del espín nuclear en un campo magnético........................................ 3
1.2. Generación de la señal de resonancia.......................................................................... 11
1.3. Tiempo de repetición, de eco y de adquisición. Secuencias de pulsos de RF.............. 16
1.4. Descripción de la sala de exploración de RM............................................................... 21
1.5. Identificación de los equipos de resonancia abiertos y cerrados ................................ 23
1.6. Identificación de los diferentes tipos de imanes y su clasificación.............................. 25
1.7. Descripción de emisores y receptores de radiofrecuencia (RF)................................... 26
1.8. Control de la consola de mandos y la planificación de la exploración......................... 28
1.9. Descripción de los usos diagnósticos y terapéuticos de la RM .................................... 29
1.10. Seguridad en las exploraciones de RM....................................................................... 29
1.11. Captura de señal. Matriz de datos. Espacio K. Transformada de Fourier .................. 32
1.12. Reconstrucción 2D y 3D.............................................................................................. 33
1.13. Artefactos en RM........................................................................................................ 37
1.14. Identificación de las nuevas técnicas: RM funcional, RM intervencionista, RM en
simulación radioterápica espectroscópica por RM............................................................. 40
1.15. Uso eficiente de los recursos...................................................................................... 44
2. Caracterización de equipos de ultrasonidos ....................................................................... 45
2.1. Descripción de las ondas mecánicas, características. Rangos sonoros........................ 45
2.2. Producción y recepción de ultrasonidos: efecto piezoeléctrico .................................. 49
2.3. Interacciones de los ultrasonidos con el medio: propagación de ultrasonidos en
medios homogéneos y no homogéneos ............................................................................. 50
2.4. Transductores. Componentes y tipos........................................................................... 52
2.5. Consola o mesa de control ........................................................................................... 54
2.6. Selección de los dispositivos de salida: monitores e impresoras................................. 57
2.7. Usos diagnósticos y terapéuticos de las imágenes de ultrasonidos............................. 59
2.8. Manipulación de la imagen digitalizada estática y en movimiento. Ultrasonografía 2D,
3D y 4D ................................................................................................................................ 67
2.9. Identificación de artefactos en ultrasonografía ........................................................... 76
2.10. Uso eficiente de los recursos...................................................................................... 80

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1. Caracterización de equipos de resonancia
magnética (RM)
La resonancia magnética consiste en una reacción física por la que los núcleos de
ciertos elementos entran en resonancia, es decir, responden con una vibración ante
estímulos que oscilan en una determinada frecuencia. La resonancia magnética utiliza
radiaciones no ionizantes, que no presentan efectos adversos para el organismo.
La manipulación de este efecto se lleva a cabo con campos magnéticos de elevada
intensidad y se aplica en medicina para obtener imágenes diagnósticas con un gran
contraste entre tejidos blandos. Se usa también en angiografías, ya que esta técnica
registra el movimiento de los fluidos. Asimismo, se aplica para realizar análisis
espectroscópicos y espectrométricos.
1.1. Comportamiento del espín nuclear en un campo magnético
Los átomos tienen un núcleo que se compone de protones y neutrones. Dentro de
estos nucleones, encontramos pequeñas partículas subatómicas llamadas quarks.
Cada nucleón contiene tres quarks, que rotan sobre sí mismos. Dos de los quarks giran
en un sentido y el tercero lo hace en la dirección contraria. Según la orientación del
giro, se conocen como quark arriba (up) y quark abajo (down).
El núcleo atómico contiene nucleones de dos tipos: protones, con una carga
elemental positiva de +1,6 · 10-19
C, y neutrones, que no están cargados
eléctricamente.
El espín o spin es una propiedad física de algunas partículas subatómicas por la
cual rotan sobre sí mismos. Este estado de rotación se conoce como momento
angular.

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Los nucleones tienen diferente orientación de su espín, según la dirección hacia la que
giren los quarks en su interior. Así, los protones tienen dos quarks arriba y uno abajo,
por lo que su espín es hacia arriba; los neutrones tienen un quark arriba y dos abajo,
con lo que su espín es hacia abajo.
Los protones y los neutrones del núcleo atómico tienen diferente orientación de espín, según la rotación de los quarks que
contienen.
Para que el núcleo atómico de un material pueda utilizarse en resonancia magnética
debe tener un número impar de nucleones que generen un valor de espín neto. En
átomos con un número de protones y neutrones parejo, el espín será demasiado
estable y no podrá utilizarse en RM. Algunos de los elementos con número impar de
nucleones son el oxígeno (17O), el flúor (19F), el carbono (13C) y el hidrógeno (1H).

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Cerca de tres cuartas partes de la anatomía humana se componen de agua, que
contiene átomos de hidrógeno y de oxígeno (H2O). En RM se usan los núcleos de
hidrógeno, que contienen un único protón, para registrar las imágenes.
Los protones están cargados eléctricamente y, al estar en movimiento por la rotación
de los quarks, producen un campo magnético a su alrededor. De este modo, los
protones actúan como pequeños dipolos magnéticos.
La representación gráfica del campo magnético creado por los protones en
movimiento es un vector orientado en el sentido del espín y que se denomina
momento magnético (µ).
La orientación de los campos magnéticos generados por los protones de hidrógeno es
aleatoria. Para alinearlos, se aplica un campo magnético B0, que provoca que todos
Un campo magnético consiste en una magnitud física vectorial que tiene
tres características o componentes:
• Módulo: indica la intensidad de la magnitud y se representa a través
del tamaño del vector.
• Dirección: se corresponde con la inclinación de la recta y el ángulo que
forme con respecto a un eje horizontal.
• Sentido: se indica con la punta de la flecha.
Partes de un vector: módulo, dirección y sentido. Cedido por Dnu72.

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los núcleos apunten en un mismo sentido, que puede ser aquel en el que se orienta el
campo o el contrario.
Cuando los protones se ordenan en dirección paralela al campo, su estado se
denomina espín up de baja energía; si los núcleos se orientan en sentido antiparalelo
al campo, su estado es de espín down de alta energía.
Cuando los núcleos afectados por el campo magnético llegan al equilibrio térmico, es
decir, alcanzan la misma temperatura, más de la mitad de los espines están alineados
en dirección paralela al campo, lo que significa que hay más espines up.
Una muestra de tejido contiene un gran número de núcleos. En cada unidad de
volumen o vóxel encontramos varios núcleos, cuya suma proporciona la
magnetización neta (Ṁ) del vóxel paralela a la magnitud del campo.

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Precesión. Frecuencia de Larmor
Al aplicar un campo magnético sobre los espines, estos realizan un movimiento de
precesión cuya frecuencia es proporcional a la intensidad del campo. Este movimiento
es similar al de una peonza que gira sobre su eje con una inclinación.
Representación del movimiento de precesión con respecto a los ejes x, y, z.
Cedido por Caliver.
La constante giromagnética de proporcionalidad varía según la composición del
núcleo atómico. En la tabla que aparece a continuación, se muestran los valores de
esta constante para algunos elementos usados frecuentemente en obtención de
imagen por RM.
El movimiento de precesión se expresa mediante la ecuación de Larmor, que
indica la frecuencia del giro de los espines (f) en MHz. Para resolverla, es
necesario conocer el valor del campo magnético aplicado (B0), expresado en
teslas (T), y la constante giromagnética de proporcionalidad (γ), en MHz/T:
𝑓𝑓 = 𝛾𝛾 ∙ 𝐵𝐵0

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Se dice que los núcleos no están en fase cuando realizan el movimiento de precesión
dibujando una componente de magnetización perpendicular al campo magnético que
apunta al azar en cualquier dirección. Cuando existe equilibrio térmico, la componente
transversal del vector magnetización es paralela al campo magnético sobre el eje z
longitudinal y nula en el plano xy.
Constante giromagnética por elemento
Núcleo
1H
13C
17O
19F
23Na
31P
γ (MHz/T)
42,6
10,7
5,8
40,1
11,3
17,2

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Campos magnéticos en equipos de resonancia magnética
El campo magnético principal es el que se aplica sobre los núcleos de hidrógeno para
conseguir el movimiento de precesión de los espines. Este campo debe ser uniforme
para lograr una frecuencia de precesión, establecida por la ecuación de Larmor, lo más
homogénea posible en todos los núcleos. En los equipos de resonancia magnética, la
intensidad del campo principal puede estar en un rango de entre 0,3 T y 3 T.
Al realizar un examen con RM, se busca que los núcleos del plano seleccionado para
la exploración precesen en una frecuencia distinta que la de los tejidos colindantes.
Para ello, se aplican unos campos magnéticos variables, con una magnitud 103
veces
inferior a la del campo principal, llamados campos de gradiente (Bgrad). El sistema para
generar estos campos consiste en tres bobinas colocadas en un cilindro y orientadas
en las tres direcciones espaciales, cuya función es cambiar la orientación del campo.
Los campos de gradiente alteran el campo principal de manera que los núcleos
afectados realizan los movimientos de precesión a una frecuencia distinta.
Las bobinas que generan los campos de gradiente se orientan en las tres direcciones espaciales.
La intensidad de los campos magnéticos se expresa en tesla (T) o en gauss (G).
La ecuación para trasformar un valor en una unidad a otra es la siguiente:
1 T = 1 ∙ 104
G

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La configuración bioquímica del entorno que rodea a los núcleos provoca un tercer
campo magnético, esta vez a escala molecular, pues su magnitud es 106
veces menor
que la del campo principal. Las modificaciones que genera este campo de origen
bioquímico causan una dispersión en la frecuencia de resonancia que puede ser
registrada por los equipos de RM.
El valor total de la magnitud del campo magnético que perciben los núcleos (B)
es la suma del campo principal (B0), los campos de gradiente (Bgrad) y el campo
bioquímico (Bbioq):
B = B0 + Bgrad + Bbioq

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1.2. Generación de la señal de resonancia
Los espines realizan dos movimientos: al mismo tiempo que giran en torno a su propio
eje, precesan alrededor del eje del campo magnético. Al introducir señales de
radiofrecuencia se añade otro movimiento, ya que las ondas de radio de gran
intensidad generan la excitación de los núcleos atómicos.
Excitación nuclear
La influencia de los campos magnéticos sobre los núcleos provoca que estos se alineen
y que hagan el movimiento de precesión. Cuando a esta interacción se añade un pulso
de radiofrecuencia, los núcleos que entran en resonancia pueden pasar de un estado
up a uno down por la energía absorbida, modificando así la frecuencia del vóxel que
los contiene.
La señal de radiofrecuencia también
provoca que los núcleos realicen en fase
el movimiento de precesión. Al entrar en
resonancia, la magnetización dibuja un
movimiento en espiral en torno al eje de
dirección del campo magnético, dentro
de la misma frecuencia de los
movimientos de precesión.
La magnetización (Ṁ) cambia entonces
su orientación longitudinal con respecto
al eje xy por la orientación transversal,
desviándose de la posición de equilibrio.
El ángulo α que se genera en esta
desviación se denomina ángulo de
Un pulso de radiofrecuencia está formado por una onda electromagnética cuyo
componente magnético es perpendicular al componente eléctrico y que provoca
que los espines de los núcleos atómicos se desplacen.

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inclinación (en inglés, flip o tip angle). Las imágenes de resonancia magnética se
consiguen utilizando secuencias de pulsos de RF con diferentes ángulos y controlando
el intervalo de tiempo de ello.
Según los grados, los pulsos tienen diferentes efectos. Por ejemplo, para alterar la
posición de equilibrio de la magnetización, se usa un pulso inversor de 180°; con un
pulso de 90° se llega a un estado de saturación porque se equilibra la cantidad de
núcleos up y down.
Relajación nuclear
El proceso de relajación nuclear se da cuando se retira la señal de RF. En ese momento
los núcleos atómicos emiten una energía de magnitud comparable a la de los
movimientos de dispersión browniana de las moléculas de su entorno.
Durante la relajación, la magnetización recupera su posición de equilibrio y se
producen unas variaciones en el campo magnético que pueden registrarse utilizando
un aparato receptor.
Las señales eléctricas que se recogen (free induction decay o FID) ofrecen datos sobre
la densidad de los núcleos de hidrógeno y sobre el medio en el que se encuentran.
Estas ondas son sinusoidales y amortiguadas, lo que significa que van menguando con
el tiempo hasta desaparecer. Su frecuencia de precesión depende del valor del campo
magnético en la relajación.
Los movimientos continuos y erráticos que realizan las partículas pequeñas
cuando se encuentran en un fluido se denominan movimientos brownianos.
Podemos ver esta actividad, por ejemplo, al observar en un haz de luz cómo las
partículas de polvo se mueven en el aire.
La información para generar imágenes por RM se obtiene de las emisiones
eléctricas generadas por los cambios en el campo magnético durante el proceso
de relajación.

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Para estudiar la magnetización durante la relajación, se observan los cambios que
experimenta a lo largo de este proceso: se proyecta su evolución en un eje
longitudinal z, que corresponde al eje del campo magnético principal, y un plano
transversal xy, perpendicular al eje z.
Densidad protónica
El número de núcleos de hidrógeno que encontramos en un volumen de tejido se
llama densidad protónica (DP) o densidad D. Cuando llegan al estado de relajación,
los diferentes tejidos muestran un tipo de señal diferente en el tiempo, que varía con
la densidad protónica. Así pues, para observar correctamente estas emisiones es
conveniente esperar a que termine el proceso de relajación.
El valor de la magnetización en el estado de equilibrio aumenta en proporción a la
cantidad de núcleos por volumen de tejido, por lo que se relaciona con esta densidad
D. Así, dos tejidos de distinta densidad trazan líneas diferentes al llegar al estado de
relajación.
Según la señal y, por tanto, la densidad, se asigna a cada tejido un brillo más o menos
intenso en la imagen por RM. Los tejidos más densos emiten una señal más alta y se
representan con más brillo en la imagen.

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Relajación longitudinal: T1
Se conoce como T1 al tiempo de relajación longitudinal de un tejido y establece la
velocidad a la que se produce la relajación. La capacidad de los núcleos para emitir
energía en el medio en el que se encuentran determina esta velocidad, por lo que se
conoce también como interacción espín-medio o espín-red. Un valor bajo de T1
significa que los núcleos ceden energía al medio sin dificultades, mientras que un valor
alto indica lo contrario.
Al principio del proceso de relajación, el vector magnetización tiene un valor 0 en el
eje z. Siguiendo el proceso, el vector sube hasta llegar a su máximo valor, que es igual
al de la magnetización en el estado de equilibrio de los núcleos del vóxel.
En la siguiente ecuación, que expresa el valor de magnetización en el eje z, M0
indica el valor de magnetización en el estado de equilibrio y Mz (t) representa
la componente z de la magnetización en un tiempo determinado.
Mz (t) = M0 (1 − e−t/T1
)
La constante de crecimiento exponencial T1, que varía según el tejido
examinado, indica el periodo de tiempo que transcurre entre un pulso de 90°
y el momento en el que la magnetización llega al 63% de su valor en el estado
de equilibrio. Esto es así porque cuando el valor de t es igual a T1, el valor de
Mz/M0 es 0,63.

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Cada tipo de tejido ofrece un nivel diferente de señal, lo que hace posible asignar
diferentes tonos a cada uno. Los tejidos con una larga proyección en T1 se ven más
oscuros que aquellos con una T1 más corta. Para lograr un contraste suficiente, las
señales deben registrarse antes de que los núcleos finalicen el proceso de relajación y
regresen al estado de equilibrio, ya que en ese punto todos los tejidos ofrecen los
mismos datos.
Relajación transversal: T2
Con el proceso de relajación, los núcleos pierden la fase, es decir, dejan de realizar los
movimientos de precesión simultáneamente. Se denomina T2 al tiempo de relajación
transversal que indica la velocidad a la que desaparece la sincronía de los protones
de hidrógeno en su precesión. Se conoce también como tiempo de relajación espín-
espín.
Antes de comenzar el proceso de relajación, la componente transversal del vector
magnetización en el plano xy coincide con el máximo valor de M0. Durante la
relajación, la componente sube al tiempo que gira, con lo que se crea una señal
sinusoide amortiguada por una constante de atenuación que depende de los campos
magnéticos aplicados, del tejido y de su entorno. Tejidos con tiempos largos de T2 se
ven más brillantes en las imágenes de RM que las estructuras con T2 breves.
Cuando se hace referencia a T2, se habla del decrecimiento exponencial en la sincronía
de precesión de los protones en tejidos sin alteraciones magnéticas locales, afectados
por campos magnéticos externos totalmente uniformes. Sin embargo, en la práctica
La siguiente ecuación expresa el valor de magnetización en el plano xy. En ella,
M0 señala el valor de magnetización en el estado de equilibrio y Mxy (t)
representa la componente transversal de la magnetización en un tiempo
determinado.
Mxy (t) = M0 ∙ e−t/T2∗
La constante de atenuación exponencial T2* es diferente para cada tejido.
Indica el tiempo que transcurre hasta que la magnetización pierde al 63% de
su valor en el estado de equilibrio, ya que cuando el valor de t es igual a T2*,
el valor de Mxy (t)/M0 es 0,37.

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no suelen cumplirse estas condiciones y existen varias causas de la pérdida de
sincronía de los protones, como las variaciones en el campo, la presencia de iones o
las diferentes estructuras de los tejidos. Cuando se tienen en consideración los
diferentes elementos que intervienen en la relajación transversal, se habla de la
constante T2*. Generalmente, T2 es igual o superior a T2*.
Ciertos elementos que afectan a la pérdida de la sincronía pueden corregirse. Por
ejemplo, usando pulsos de 180° es posible compensar las variaciones en el campo
magnético. Por el contrario, ciertos factores, como la composición de los tejidos, no
se pueden controlar.
1.3. Tiempo de repetición, de eco y de adquisición. Secuencias de pulsos
de RF
En RM, para excitar los núcleos y registrar después la señal que emiten durante la
relajación, se transmiten secuencias de pulsos de radiofrecuencia. Se conoce como
tiempo de repetición (TR) al intervalo de tiempo que pasa entre un pulso de RF y el
siguiente, dentro de una misma secuencia.
Los datos para formar la imagen diagnóstica por RM se obtienen a partir del registro
del eco de la señal que emiten los núcleos durante la relajación, ya que no es posible
percibir la señal completa. El periodo de tiempo que transcurre entre la emisión del
pulso de radiofrecuencia y la emisión del eco es el tiempo de eco (TE).
El intervalo temporal entre el momento en el que se emite el primer pulso de RF hasta
el instante en el que termina la última secuencia es el tiempo de adquisición.
El tiempo de adquisición (t) se expresa según la siguiente ecuación, para la que
debemos conocer las dimensiones de la matriz de imagen (DM), el tiempo de
repetición (TR) y el número de adquisiciones necesarias para lograr una relación
señal-ruido óptima:
t = DM ∙ TR ∙ NA

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Potenciaciones
Según interese en cada exploración, es posible incrementar los efectos de la relajación
en determinados estadios del proceso para observar con mayor claridad las señales
que emite cada tejido en ese momento. Este proceso se conoce como potenciación
de la imagen. Para potenciar imágenes en RM hay que tener en cuenta el tiempo de
repetición y el tiempo de eco.
Según la duración de estos tiempos, se consideran valores altos o bajos. El TR es bajo
cuando es inferior a 800 ms y es alto si dura unos 1.500 ms. Un TE se considera bajo si
su valor no supera los 20 ms y alto si supera los 80 ms.
Los valores de TR y TE pueden manipularse para potenciar la imagen en DP, T1 y T2:
Secuencias de pulsos de RF
Durante la relajación, no es posible registrar la desaparición de la señal; lo que se
obtienen son reflejos o ecos. Hay que diseñar correctamente la secuencia de pulsos
que se va a utilizar con el fin de lograr una intensidad de señal lo suficientemente
elevada. Para ello, existen secuencias de pulsos de RF ya establecidas según el tipo de
exploración.
Algunas de estas secuencias son diseñadas por los fabricantes de equipos y pueden
variar entre unos sistemas de RM y otros, pero hay algunas secuencias que son básicas
y podemos encontrarlas en cualquier equipo de resonancia magnética.
Potenciaciones
Parámetros/
Potenciación
DP
T1
T2
TR
> 1.200 ms y < 2.000 ms
< 800 ms
> 2.000 ms
TE
< 30 ms
< 20 ms
> 80 ms

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Secuencia de pulsos espín-eco
Esta secuencia consiste en aplicar un pulso inicial de 90° que excita los núcleos y, a
continuación, un pulso de 180° que los hace regresar a la fase. La secuencia es como
sigue a continuación:
1. Se aplica un pulso de RF de 90° que excita los núcleos y orienta la magnetización
M hacia el plano transversal. Cuando la excitación finaliza, los núcleos se
encuentran en fase y la magnetización M tiene un valor positivo y elevado.
2. Al terminar el pulso anterior, comienza el proceso de relajación, en el que los
núcleos pierden la fase durante un periodo de tiempo de eco/2 o TE/2.
3. Se suministra un pulso de 180° que invierte la posición de los vectores de
magnetización y los núcleos recobran poco a poco la simultaneidad de fase. En
este punto se genera la señal de eco que podemos registrar.
Si variamos los parámetros de TR, el espacio de tiempo entre dos pulsos de 90°, y de
TE, periodo entre la emisión del pulso de 90° y el registro de la señal, podemos obtener
imágenes potenciadas en DP, T1 y T2.
La secuencia espín-eco dura unos minutos, ya que la magnetización debe recuperarse
totalmente entre cada TR, y esto se traduce en tiempos de exposición largos. Es
posible reducir el periodo de TR, pero conlleva pérdida de contraste. También se
pueden cambiar los pulsos de 90° o 180 ° por ángulos menores, pero esto afecta al
registro del eco. La solución más adecuada es usar pulsos de gradiente.
Potenciaciones en secuencia espín-eco
Parámetros
TR corto
TR largo
TE corto
T1
DP
TE largo
Relación señal/ ruido
deficiente
T2

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Secuencia de inversión-recuperación
Esta secuencia se basa en la de espín-eco, a la que se añade un pulso de 180° previo
al pulso de 90°. Se utiliza para eliminar la señal producida por determinados tejidos,
normalmente de las densidades agua o grasa.
El tiempo que pasa entre el pre-pulso de 180° y el de excitación de 90° se denomina
tiempo de inversión (TI) y se puede manipular desde el equipo.
Secuencia de pulsos gradiente-eco
Estas secuencias se utilizan para obtener imágenes potenciadas en T1, T2 y DP con
tiempos de exposición inferiores a los de la secuencia espín-eco. Para reducir el
tiempo de adquisición, se usan pulsos de gradiente que aumentan el campo
magnético y logran que los núcleos entren en fase con un TR más corto.
El tiempo que dura el proceso de relajación es propio a cada sustancia y no se puede
modificar. Sin embargo, sí es posible variar el ángulo de inclinación o FA (flip angle).
Se usan ángulos de entre 10° y 35° con los que la magnetización en el eje longitudinal
no llega a desaparecer por completo.
Para lograr el eco de gradiente, se provoca una variación entre fase y desfase a través
de pulsos de igual duración y amplitud, pero de signo contrario. Esto se conoce como
gradiente bipolar.
La secuencia eco-gradiente se desarrolla como se expone a continuación:
1. Se emite un pulso de radiofrecuencia con un ángulo inferior a 90° y se realizan
mediciones según salen de fase los núcleos.
2. Se aplica un pulso de gradiente cuando disminuye la señal, a medida que los
espines pierden la fase.
3. Se invierte el gradiente, con lo que la señal aumenta y los espines vuelven a entrar
en fase. De este modo, se crea un eco que puede ser detectado en un tiempo muy
inferior al de la secuencia espín-eco.
Al trabajar con FA pequeños, pulsos breves de RF y tiempos cortos de TR son
suficientes para crear la magnetización longitudinal necesaria. Si se amplía el FA,
aumenta la potenciación en T1.

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Otras secuencias
Además de las secuencias espín-eco y gradiente-eco, existen otras que también se
emplean en RM:
• La secuencia de saturación-recuperación o SR consiste en transmitir un primer
pulso de 90° que inclina hacia abajo la magnetización en el plano xy. Después del
TR, se aplica otro pulso, también de 90° que sitúa la magnetización en un punto
del plano perpendicular en el que se pueden registrar las señales eléctricas. Esta
secuencia es la más básica en los equipos de resonancia magnética.
• La secuencia turbo espín-eco (TSE) es una variante más rápida de la secuencia
espín-eco. Consiste en la aplicación de un pulso de 90°, seguido de varios pulsos
de refase de 180° que generan un gran número de ecos, cada uno con una fase
diferente.
• La secuencia eco-planar (EPI) registra de manera muy rápida una elevada
cantidad de ecos generados por la aplicación de manera alternativa de gradientes
de signo opuesto.
• La secuencia GraSE (gradient spin echo) es la más moderna y combina las
secuencias TSE y EPI.
Potenciaciones en gradiente-eco
Parámetros/
Potenciación
DP
T1
T2*
TR
200 ms-400 ms
200 ms-400 ms
20 ms-50 ms
200 ms-400 ms
TE
8 ms-15 ms
8 ms-15 ms
8 ms-15 ms
30 ms-60 ms
FA
5°-15°
45°-90°
30°-60°
5°-15°

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Las secuencias de pulsos de RF usadas en MR son:
• Secuencia de pulsos espín-eco: un pulso inicial de 90°, seguido de un
pulso de 180°.
• Secuencia de inversión-recuperación: un pulso de 180°, seguido de un
pulso de 90°.
• Secuencia de pulsos gradiente-eco: pulsos de igual duración y
amplitud, pero de signo contrario, con ángulos de entre 10° y 35°.
• Secuencia de saturación-recuperación: un pulso de 90°, seguido de
otro también de 90°.
• Secuencia turbo espín-eco: un pulso de 90°, seguido de varios pulsos
de refase de 180°.
• Secuencia eco-planar: aplicación de gradientes de signo opuesto de
manera alternativa.
• Secuencia GraSE: combina las secuencias TSE y EPI.

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1.4. Descripción de la sala de exploración de RM
Los equipos de RM utilizan ondas y campos magnéticos de una gran intensidad. Para
lograr imágenes útiles para diagnóstico, los campos y las señales deben interactuar
únicamente con el cuerpo del paciente, sin ningún tipo de influencia externa. Es
necesario contar con salas especiales, con características muy concretas, para poder
desarrollar las exploraciones con RM sin que afecten elementos del exterior.
Los equipos de RM son muy sensibles a cualquier señal electromagnética por lo que
es imprescindible aislar la sala de influencias externas para evitar interferencias. Con
este fin, la sala se conforma como una jaula de Faraday, es decir, una caja metálica
que contiene un campo electromagnético nulo y que neutraliza campos externos.
La sala de RM debe reunir las siguientes características:
• Todas las paredes de la sala han de estar recubiertas por planchas metálicas,
tapadas después con láminas de aluminio.
• La sala no puede contener ninguna parte móvil de metal que pueda afectar al
campo magnético o a las ondas que se encuentran en su interior. Deben usarse
materiales no ferromagnéticos para los elementos de construcción, como
tornillos, y para cualquier otro dispositivo o elemento que deba estar dentro de
la sala, como extintores de incendios. El material utilizado más comúnmente
como sustituto del metal en las salas de RM es el aluminio.
• Debe calcularse exactamente la instalación de circuitos y canalizaciones, como el
cableado eléctrico o la refrigeración, para evitar interferencias. Entre los
conductos imprescindibles, se cuenta aquel que canaliza el helio líquido que
tienen algunos imanes de RM en caso de fuga.
Para comprobar el efecto producido por una jaula de Faraday, un experimento
sencillo es el de envolver un teléfono móvil en papel de aluminio y realizar una
llamada a ese número para comprobar que no recibe señal. Si quieres conocer
más sobre este efecto, en el siguiente enlace encontrarás información
ampliada y un vídeo explicativo para realizar otro experimento casero con una
jaula de Faraday:
http://www.backyardbrains.cl/experiments/faraday

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Debido al coste y trabajo que supone contar con una habitación que cumpla todos
estos requisitos, las salas de RM suelen tener dimensiones reducidas, aunque siempre
tienen un tamaño suficiente para contener el equipo y acomodar al paciente en su
interior.
En la imagen, podemos ver el detalle de las paredes con planchas metálicas de una sala de RM en construcción.
Cedida por Ptrump16.
1.5. Identificación de los equipos de resonancia abiertos y cerrados
Los equipos de resonancia magnética pueden ser cerrados o abiertos, según su diseño
y características.
• Equipos de RM cerrados: estos equipos, que son los más frecuentes, tienen una
camilla sobre la que se sitúa al paciente y que se introduce por una abertura. Este
espacio cilíndrico se conoce como el túnel del imán porque es donde se colocan
los imanes que producen el campo magnético uniforme que rodea al paciente. El
campo generado es paralelo al eje craneocaudal del paciente y está orientado en
la dirección del eje del túnel.

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Equipo cerrado de RM. Cedida por GeorgeWilliams21.
• Equipos de RM abiertos: algunos pacientes no soportan bien el tiempo que deben
pasar dentro del túnel del imán, por el efecto claustrofóbico que puede producir
en ciertas personas. Para evitar esto existen equipos de RM abiertos, con forma
de media luna, en los no se rodea por completo al paciente. En estos equipos el
campo magnético es perpendicular al eje del túnel y al eje craneocaudal del
paciente.
Equipo abierto de RM. Cedida por Svadg.

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1.6. Identificación de los diferentes tipos de imanes y su clasificación
Los equipos de RM crean los campos magnéticos que se necesitan para logar la imagen
diagnóstica a través de imanes capaces de alinear los espines nucleares de los átomos
del cuerpo del paciente hasta que los vóxeles alcancen la magnetización neta deseada.
El imán suele tener forma de aro, con un espacio en medio cuyo diámetro permite que
la camilla, con el paciente, pase a través del hueco. Estos imanes pueden funcionar de
diferentes maneras:
• Electroimanes: tienen un conductor por el que pasa una corriente eléctrica, que
puede activarse o desactivarse por medio de un control. Con estos imanes se
consiguen campos magnéticos de entre 1,5 T y 3 T. Los conductores usados
pueden ser de dos tipos:
− Resistivos: para estos electroimanes se usan materiales conductores de la
electricidad, frecuentemente cobre, que presentan resistencia. Los imanes
resistivos alcanzan temperaturas muy altas por lo que deben contar con
circuitos de agua a modo de sistema de refrigeración. Necesitan una elevada
potencia eléctrica, lo que incrementa los gastos de mantenimiento.
− Superconductores: están compuestos por elementos superconductores de la
electricidad y son los más utilizados actualmente. Es frecuente encontrar
imanes de este tipo fabricados con una aleación de titanio y niobio (TiNb) que
no presenta resistencia a temperaturas muy bajas, por lo que se usa helio
líquido para mantener el frío. Estos imanes no requieren un suministro
continuo de corriente; solo es necesario cargarlos con un generador para que
funcionen de manera de manera autónoma después.
• Permanentes: se usan materiales no ferromagnéticos para generar campos
magnéticos homogéneos y continuos que no se pueden desactivar. Estos imanes
no necesitan suministro eléctrico, por lo que su coste es bajo, pero son bastante
pesados, lo que los hace difíciles de transportar. El campo magnético que generan
está limitado a unos 0,3 T y tienen una relación señal/ruido baja.
• Híbridos: se combinan electroimanes resistivos e imanes permanentes para
lograr campos magnéticos de hasta 10 T.
Los imanes se pueden clasificar también según la intensidad del campo magnético
(CM) que generan:
• CM muy alto: equipos que generan campos de más de 2 T.
• CM alto: logran campos de entre 1 y 2 T.

26
• CM medio: equipos que producen campos de entre 0,4 y 1 T.
• CM bajo: los campos que se obtienen tienen entre 0,1 y 0,4 T.
• CM muy bajo: equipos que generan campos de hasta 0,1 T.
1.7. Descripción de emisores y receptores de radiofrecuencia (RF)
Las exploraciones con resonancia magnética implican la necesidad de emitir una señal
de RF y de recibir las señales eléctricas con la información para formar la imagen. Por
eso, los equipos de RM incluyen bobinas con antenas emisoras y receptoras, que se
ajustan para obtener la mejor imagen posible.
Bobinas de recepción, de emisión y mixtas
Las antenas receptoras de las bobinas son las encargadas de registrar los datos de las
alteraciones del campo magnético, que convierten en señal eléctrica, por lo que es
conveniente que se encuentren lo más cerca posible de la parte de la anatomía que
se examine.
Se denomina factor de calidad Q a la
capacidad del receptor para transformar
ondas de radio en tensión eléctrica. Un
factor Q alto indica una buena capacidad
de conversión y un factor Q bajo, lo
contrario.
Los equipos más usados actualmente en RM se componen de electroimanes
superconductores y son de CM alto o muy alto.

27
Los pulsos de RF deben emitirse de manera que interactúen con los núcleos de los
vóxeles. La trasmisión se hace utilizando una antena emisora que transmite una señal
homogénea y perpendicular al campo magnético. Suelen tener forma de cilindro, con
el mismo eje que el cilindro de gradiente, aunque hay antenas adaptadas
específicamente para ciertas zonas de la anatomía.
Existen dos tipos de antena emisora:
• Lineales: también llamadas de polarización lineal, tienen un único eje en el plano
transversal. Las antenas usadas en exploraciones de cuerpo suelen ser de este
tipo.
• De cuadratura: se conocen también como antenas de polarización circular.
Emiten en el plano transversal de una manera equivalente a dos antenas.
Transmiten la señal con un desfase de 90° y con una acumulación del 50% de la
energía. Estas antenas, utilizadas por ejemplo en exámenes de cabeza, tienen más
interacción con los tejidos que las antenas lineales.
Muchos equipos actuales incluyen antenas mixtas que son capaces de funcionar como
emisoras y receptoras al mismo tiempo.
Bobinas corporales y de superficie
Además de la antena o antenas principales, los equipos de RF incluyen otras bobinas
que emiten y reciben señal y que se diferencian en función de la aplicación a la que se
dedican.
Las bobinas corporales o de volumen rodean al paciente por completo y se usan en
exploraciones de cuerpo o de alguna zona amplia de la anatomía para la que no hay
una bobina específica. Con estas bobinas se obtienen señales homogéneas, pero las
imágenes pueden tener menos calidad que las reproducidas con bobinas específicas
ya que estas últimas pueden situarse más cerca de la zona a explorar.
Las bobinas de superficie entran en contacto con la zona del cuerpo a examinar para
conseguir imágenes de alta calidad. Hay bobinas de superficie de distintos tamaños
que permiten gran diversidad de usos.
Ajustes de recepción y emisión
Al comenzar la exploración con RF, es necesario realizar dos ajustes en la antena
receptora:

28
• Tuning: sintonizar el receptor para que el facto Q sea el deseado.
• Matching: amplificar la señal.
Además de este ajuste, también es necesario seleccionar las frecuencias de emisión.
Al realizar un estudio con RM, en el espectro aparecen un pico que representa la
absorción de agua por parte de los núcleos de hidrógeno y otro pico que corresponde
a la absorción de grasa. Dependiendo del tipo de examen que se realice, la frecuencia
elegida se encontrará más cerca de uno que del otro. Los equipos realizan también un
ajuste del emisor, adaptando de manera automática la transmisión de pulsos de
radiofrecuencia de 90° y 180°.
1.8. Control de la consola de mandos y la planificación de la exploración
La sala de control se sitúa fuera de la sala de exploración con RM. Sin embargo, la sala
de RM es visible desde la sala de control a través de una ventana recubierta por un
blindaje protector. Además de esto, es frecuente encontrar circuitos cerrados de TV
que permiten una vista más completa de la sala. Para comunicarse con el paciente, la
sala contiene un intercomunicador.
La consola de mandos, localizada dentro de la sala de control, tiene dos pantallas: una
muestra las imágenes y la otra ofrece las herramientas para elegir los parámetros de
la prueba. Es frecuente que incluyan una tercera pantalla, conectada a la red interna
del centro sanitario, en la que aparezca la lista de pacientes que tienen cita para
exploración en la sala de RM.
Los parámetros de una prueba no se seleccionan individualmente, sino que la consola
de mandos ofrece una serie de protocolos de exploración que corresponden a
exploraciones específicas y que pueden variar entre modelos de equipo diferentes. Al
seleccionar una exploración en la consola, el sistema ajusta las secuencias de pulsos
según el protocolo marcado.
En caso de necesitar sistemas auxiliares, como el equipo de inyección de contraste,
los mandos se encontrarán también en la sala de control.

29
1.9. Descripción de los usos diagnósticos y terapéuticos de la RM
Las exploraciones con resonancia magnética logran imágenes diagnósticas con un
gran contraste entre tejidos usando radiaciones no ionizantes, por lo que son muy
adecuadas para estudios de tejidos blandos. Permiten diferenciar el tejido sano del
que no lo está y, en muchos casos, no se requiere aplicar contraste. La RM se usa
principalmente para estudios de cerebro, corazón, vasos sanguíneos, columna,
abdomen, pelvis, mama y articulaciones.
Las aplicaciones terapéuticas de la RM se encuentran aún en fase de estudio, aunque
su uso se orienta a reparar estructuras concretas a través de las diferentes respuestas
que ofrecen los núcleos de H en distintos tejidos. Generalmente, los campos
magnéticos que se emplean en tratamiento son muy inferiores a los usados en
diagnóstico, alrededor de 10-12
T.
Los últimos estudios en el uso terapéutico de la resonancia magnética se dirigen a su
uso como paliativo del dolor de enfermedades musculoesqueléticas, como la artrosis
o la artritis. La traumatología y la ortopedia son otros de los campos de aplicación que
se están estudiando.
1.10. Seguridad en las exploraciones de RM
Al igual que sucede en otras técnicas de diagnóstico por la imagen, el uso de RM
implica la posibilidad de efectos adversos que deben evitarse. En este caso, los
intensos campos magnéticos que se generan requieren una serie de precauciones que
hay que tener en cuenta para garantizar la seguridad de pacientes y personal sanitario.
Efectos del campo magnético
El equipo de RM genera un campo magnético de gran intensidad cuya influencia llega
incluso al exterior de la sala de exploración.
Para evitar accidentes, hay que revisar bien la sala y confirmar que no hay ningún
objeto de metal en su interior que pueda desplazarse al ser atraído por el
magnetismo.
También es fundamental asegurar que no entra ningún elemento ferromagnético en
la sala de exploración; debemos retirar relojes, anillos, bolígrafos y demás objetos,
además de revisar el mobiliario sanitario (camillas, sillas, etc.). De este modo, se evita
la posibilidad de que un objeto metálico pueda golpear a alguna persona al ser
afectado por el magnetismo.

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Esta revisión no debe quedarse en lo superficial: es recomendable hablar con el
paciente antes de la exploración y consultar si lleva algún implante o elemento
ferromagnético como prótesis, restos de metralla o, incluso, tatuajes, ya que algunos
llevan tintas con pigmentos férricos.
A pesar de eliminar cualquier elemento metálico y de aplicar un campo magnético de
valores por debajo de las 4T, la influencia del magnetismo puede ocasionar ciertas
reacciones adversas en pacientes sensibles. Algunos de estos factores afectan a los
sentidos, por ejemplo, percibir magnetofosfenos o centelleos de luz, así como notar
un sabor metálico en el paladar. Otros efectos pueden producir el malestar del
paciente con náuseas, vértigos, dolores de cabeza e, incluso, crisis de epilepsia. Estas
reacciones sobre pacientes sensibles desaparecen cuando el campo magnético se
retira, por lo que son reversibles.
Efectos de los campos de radiofrecuencia
Las ondas de RF depositan calor en los tejidos y producen un aumento de la
temperatura. El calor acumulado puede medirse según la tasa de absorción específica
(TAE) que se expresa en vatios por kilogramos de masa (w/kg). Para calcular este
parámetro se tienen en cuenta factores como el TR y la frecuencia de emisión.
Debido a que aumenta la temperatura, debemos tener especial cuidado con
colectivos más sensibles, como niños y ancianos, mujeres embarazadas y pacientes
con dolencias cardiacas o vasculares. Además, si el paciente tiene algún tipo de
prótesis, hay que tener en cuenta que el calor se concentrará en esa área y subirá la
temperatura de las zonas contiguas.
Otros efectos
Al realizar la exploración, el sistema de gradientes produce un nivel de ruido que
algunas personas no pueden tolerar: entre 70 y 110 dB. Con el objetivo de proteger al
paciente del alto volumen que produce el equipo, se le deben entregar unos
auriculares que cancelen el ruido o que transmitan música ambiental. Además, la
camilla debe disponer de un sistema de parada de emergencia que corte el suministro
eléctrico y suspenda el movimiento de la camilla de manera inmediata.
Los equipos de RM deben incluir circuitos para refrigerar los imanes, pero esto implica
el riesgo de una fuga de helio líquido. En caso de escape, el helio líquido se convierte
en gaseoso y se expande con gran rapidez. El peligro reside en que este gas empuja el
aire respirable de la sala de exploración y puede llegar a provocar asfixia. La
prevención de esta situación se lleva a cabo por medio de detectores que, al percibir

31
un descenso en el nivel de oxígeno, lo que implica una fuga de helio, hacen sonar una
alarma.
Incompatibilidades y factores de riesgo
Además de informarse acerca de datos relevantes, como embarazos o claustrofobia,
antes de la exploración RM es necesario comprobar la compatibilidad del sistema
con:
• Marcapasos en el seno carotídeo o prótesis valvulares
• Implantes cocleares o del estribo no eléctricos
• Pinzas de hemostasia en el cuerpo
• Bombas de insulina
• Estimuladores nerviosos
• Tatuajes y maquillajes
Es fundamental recordar que las exploraciones de RM no pueden realizarse a
pacientes con:
• Marcapasos cardiacos
• Implantes cocleares o del estribo eléctricos
• Pinzas de hemostasia en el sistema nervioso central

32
1.11. Captura de señal. Matriz de datos. Espacio K. Transformada de
Fourier
Las antenas receptoras registran una señal analógica que consiste en la corriente
electromagnética creada por los ecos de RF. Es necesario digitalizar esta señal por
medio de su descomposición en una cantidad de valores equivalente a las
dimensiones de la matriz de datos.
Para conseguir la información necesaria se codifican las señales de frecuencia y de
fase, que ofrecerán información de las coordenadas de la matriz, bien de las columnas,
bien de las filas. Una vez se tienen los datos de la matriz completa digitalizados,
denominados datos en bruto (raw data), se almacenan en el llamado espacio K.
Esquema de cómo se registran los datos en el espacio K para convertirlos en la matriz de la imagen. Cedido por See below.
El espacio K se compone de un número de columnas Kx, en el eje x, y de una cantidad
de filas Ky, en la coordenada y, que vienen dados por el tamaño de la matriz. A cada
uno de estos valores se les aplica la doble transformada inversa de Fourier, una
operación matemática que asigna un valor de gris a cada posición y, de ese modo,
conformar la imagen.
El espacio K es la matriz de datos en bruto que sirve de base para la imagen final.
Cada fila de esta matriz se corresponde con un eco compuesto por un número
de frecuencias igual al número de vóxeles en esa fila, y cada una de ellas se
adquiere con una codificación de fase diferente. Por tanto, en cada línea del
espacio K se encuentran los datos de un corte completo.

33
1.12. Reconstrucción 2D y 3D
Cuando al paciente se le aplica únicamente el campo magnético principal, no es
posible registrar los datos necesarios para reproducir una imagen. Esto se debe a que
si los núcleos son sometidos a un campo magnético cuando están en reposo, que los
hace preceder en una frecuencia fp, y se aplica después un pulso de RF, todos los
núcleos entran en resonancia y no generan datos espaciales.
La solución es generar campos magnéticos diferentes para cada localización en el
espacio utilizando bobinas de gradiente. Con esto se logra que en cada punto espacial
los núcleos sean afectados por un campo magnético distinto y, por tanto, solo puedan
ser excitados por un pulso de RF que se encuentre en la misma fp.
Es posible variar el rango de frecuencias comprendidas en el pulso de RF para
modificar el grosor de la parte anatómica estudiada. Sin embargo, esto se consigue
de manera más sencilla si alteramos las corrientes de las bobinas para modificar el
valor del gradiente. Esta variación se puede hacer en cualquiera de las tres direcciones
espaciales para lograr los cortes deseados.
Un pulso de RF se identifica por una frecuencia cuyo valor se encuentra en el medio,
entre otras frecuencias mayores o menores. El rango entre la más alta y la más baja
se conoce como el ancho de banda del pulso de RF (también conocido como BW, del
inglés bandwidth). Manipulando este ancho de banda es posible modificar el espesor
del corte.

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Reconstrucción en 2D
En este tipo de reconstrucción de la imagen, solo se acciona la bobina de gradiente
del eje z, paralelo al eje craneocaudal del paciente y al eje del túnel del imán. El campo
magnético cambia según su posición en ese eje; de este modo, el pulso de RF
únicamente excita los núcleos que estén en el eje z y que, además, se encuentren
afectados por un campo magnético que les proporcione la frecuencia adecuada. Los
núcleos afectados componen el plano xy, cuyo grosor depende del ancho de banda
del pulso de RF.
La adquisición de datos para reconstrucciones en 2D puede hacerse excitando un
corte individual o excitando varios para conseguir un estudio en 2D con múltiples
cortes. En este último caso, será necesario aumentar el valor de TR para que sea más
alto que el de una adquisición de corte único.
Reconstrucción en 3D
Las reconstrucciones tridimensionales, a diferencia de las reconstrucciones en 2D,
permiten obtener cortes finos sin perjudicar la intensidad de la señal. Para representar
en 3D la información obtenida en una exploración con RM, hay que usar una
codificación espacial que permita identificar sin errores el punto exacto de origen de
las señales y, de este modo, organizar los datos para hacer la reconstrucción. Se usan
dos gradientes, Gy y Gx, para lograr dos sistemas de codificación: en fase y en
frecuencia.
La codificación en frecuencia permite aislar una coordenada de la matriz para
registrar los datos necesarios a la hora de reconstruir la imagen. Los valores asignados
se sitúan dentro de la banda de frecuencias. Este proceso consiste en aplicar un
gradiente de campo magnético durante la lectura de la señal para que los protones
precesen en una frecuencia distinta en cada columna. Así se logra una correlación
entre frecuencia y localización espacial. Se acciona el gradiente Gx, perpendicular al
Gy, que aplica un campo magnético diferente a cada columna. Según el sentido de
aplicación del gradiente, los núcleos de unas columnas precesan en una frecuencia
mayor o menor. De este modo, se logra una codificación en frecuencia de las
columnas.
La codificación en fase de los protones ofrece la información necesaria acerca de las
filas de la matriz. Comienza al tiempo que se inicia la relajación nuclear. La codificación
de cada línea se hace con una fase diferente, lo que permite situar en el espacio el
origen de las señales verticales. El proceso se repite en cada línea de la matriz hasta
completarla. Para este fin, se activa el gradiente Gy, también conocido como gradiente
de codificación de fase, que genera un campo magnético que afecta solo a los núcleos
de una fila, que comienzan a preceder en la misma frecuencia. La diferencia entre el

35
campo magnético principal y el aplicado con el gradiente Gy provoca que los núcleos
afectados se relajen a frecuencias diferentes y los núcleos de la fila afectada adelanten
su fase. El gradiente se desactiva transcurrido un tiempo ty, con lo que existe un
desfase entre las filas afectadas por distintos campos magnéticos, lo que hace posible
identificar los núcleos afectados y determinar su localización en el espacio.
Al aplicar el gradiente Gx después del Gy, el desfase que provoca el campo magnético
del primero se acumula al desfase que generó el segundo, con lo que la información
de codificación de fase no es válida para identificar las líneas. Para evitar esto, se usa
un gradiente Gx bipolar que tiene dos lóbulos de igual duración y con la misma
amplitud, pero de signo opuesto: –Gx y + Gx.
• El lóbulo –Gx, o gradiente de desfase, hace que los núcleos de los espines
afectados por un campo magnético menor se atrasen con respecto a la fase de los
demás.
• El lóbulo +Gx, o gradiente de lectura, revierte la acción anterior, acelerando los
espines retrasados y haciendo que se demoren los que iban adelantados. Este
proceso devuelve a los espines a la misma fase, permitiendo que el gradiente Gx
codifique en frecuencia las columnas de la matriz. Este lóbulo se aplica al registrar
el eco y se mantiene durante un tiempo tx, para registrar su señal completa.

36
Las señales que recibe la antena del plano completo incluyen la codificación espacial
de líneas y columnas. Para identificar cada vóxel en las distintas filas, que están fuera
de fase, se usa el llamado análisis de Fourier, el cual permite describir ondas
complejas. El proceso se repite un número de veces igual al de filas en el plano, que
se conoce como dimensión de fase o dim-fase, para abreviar. Al formar la imagen
diagnóstica, el sistema aplica la trasformada de Fourier para asignar los distintos
tonos de gris, teniendo en cuenta las diferencias de fase, frecuencia y amplitud en la
señal.

37
1.13. Artefactos en RM
En las imágenes obtenidas con resonancia magnética también pueden aparecer
objetos falsos o artefactos, originados por defectos en el equipo, en la sala o en el
paciente.
Los artefactos que más aparecen en exploraciones con RM son:
• Aliasing: también llamado falso espectro, aparece si la imagen es mayor que el
FOV. Se evita ampliando el campo de visión.
Falso espectro creado por un FOV demasiado amplio.
Cedido por L.J. Erasmus, D. Hurter, M. Naude, H.G. Kritzinger, S. Acho. 2004. "A short overview of MRI artifacts". South African
Journal of Radiology 8.
• Desplazamiento químico: aparece en el eje de codificación en frecuencia, en las
interfases grasa-agua. Se ve como una zona con claroscuros, en forma de media
luna.
Artefacto con forma de media luna originado por desplazamiento químico.

38
• Truncación de Gibbs: este fenómeno aparece en la interfase entre tejidos.
Consiste en líneas paralelas a la orientación de la codificación en fase.
Las flechas marcan las líneas generadas por la truncación de Gibbs.
• Susceptibilidad magnética: cuando un material ferromagnético está presente
durante la exploración, interfiere con el campo magnético y genera un artefacto
oscuro, rodeado de una zona clara.
En la imagen se marca un artefacto de susceptibilidad magnética provocado por la presencia de un elemento ferromagnético.

39
• Interferencias: cuando se excita el corte contiguo al explorado, pueden surgir
líneas con una intensidad muy baja, de un tono oscuro. Este efecto se conoce
también como solapamiento o cross-talk.
Líneas provocadas por interferencia entre cortes.
• Movimiento fantasma: estos artefactos se deben a movimientos voluntarios o
involuntarios del paciente. Se ven como estructuras que se repiten regularmente
en el FOV hacia la orientación de la codificación en fase. Pueden ser copias de la
parte de la anatomía que se ha movido o se puede producir por movimiento de
fluidos, como la sangre.
Artefactos creados por movimiento del paciente.

40
Artefacto generado por movimientos del fluido sanguíneo.
• Otros artefactos son el artefacto de Zipper, que se produce cuando se registra un
rastro residual de RF y aparece como una señal en el centro de la imagen; la
imagen granulada, que surge por corrientes causadas por restos de gradientes
magnéticos que quedan en la superficie de las bobinas o del imán, y el artefacto
de ángulo mágico, en el que algunos tejidos, como por ejemplo los tendones,
pueden variar su valor T2 en función de la orientación espacial.
1.14. Identificación de las nuevas técnicas: RM funcional, RM
intervencionista, RM en simulación radioterápica espectroscópica por
RM
La resonancia magnética se usa principalmente para obtener una imagen diagnóstica,
pero su abanico de aplicaciones está aumentando con su uso en otros ámbitos.
RM funcional (RMF)
Según la acción que realicemos, en nuestro cerebro se activan unas zonas
determinadas. Las neuronas de una zona actica requieren un mayor suministro de
oxígeno y generan una concentración de oxihemoglobina que produce ligeras
variaciones en la susceptibilidad magnética de esa zona. Las exploraciones con RMF
resaltan esas zonas cerebrales estimuladas, mostrándolas a color sobre los tonos
grises de una RM convencional.
Esta técnica es de gran importancia en cirugía cerebral, ya que permite localizar las
zonas responsables de las funciones fundamentales para evitar daños fuera del área
de la lesión. La RMF se usa también para comprobar de manera objetiva la eficacia de
los medicamentos administrados.

41
Imagen generada por RMF en la que podemos ver las zonas activas del cerebro destacadas en color.
RM intervencionista
La resonancia magnética ofrece una serie de cualidades que la hacen óptima para su
uso en medicina intervencionista. Algunas de estas características son, por ejemplo,
el buen contraste que se logra entre tejidos blandos y la capacidad de localizar
rápidamente variaciones en las estructuras. Sin embargo, también implica una serie
de inconvenientes, como la necesidad de contar con un equipo de RM abierto y con
las medidas de seguridad obligatorias en la sala de intervención, como el uso de
materiales compatibles o la protección de la sala contra interferencias.
Actualmente, se está estudiando su uso en intervenciones intravasculares, para
obtener en tiempo real la localización del catéter, y en tratamiento de lesiones, para
atacar únicamente el tejido dañado.
RM en simulación radioterápica
La simulación radioterápica registra datos de la anatomía del paciente en la posición
que se usará durante el tratamiento. De esto modo, la planificación es más precisa y
eficaz, ya que se registra más información, incluyendo también los datos dosimétricos
y geométricos. En el caso de la RM aplicada a este tipo de simulación, los usos más
destacados son en braquiterapia y en radioterapia externa.
El uso de RM para la simulación ofrece imágenes que permiten distinguir con claridad
los tejidos sanos de los enfermos, característica que es especialmente ventajosa en
braquiterapia. Esta técnica se basa en situar en la lesión tumoral una fuente

42
radioactiva, por lo que la información que ofrece la RM es muy útil para planificar el
tratamiento con precisión.
La radioterapia externa aplica radiaciones ionizantes por medio de un acelerador
lineal, para tratar lesiones tumorales. Para planificar el tratamiento y conocer la dosis
que va a asimilar el paciente, los médicos deben tener datos sobre la densidad
electrónica de las estructuras a través de las que pasará la radiación. La tomografía
computarizada ofrece esta información de manera muy precisa, debido a que los
números CT tienen valores proporcionales a la densidad electrónica. Sin embargo,
este sistema no permite una clara distinción entre tejidos sanos y tejidos dañados, a
diferencia de la resonancia magnética o los ultrasonidos. Por eso, en la actualidad, se
utilizan técnicas de fusión de imágenes tomadas con diferentes sistemas. Al combinar
imágenes de TC con imágenes de RM se logran imágenes con los datos relevantes y
con gran definición de los tejidos dañados, lo que permite a los profesionales irradiar
la lesión sin afectar a los tejidos sanos contiguos. Para lograr imágenes compatibles,
es fundamental que el paciente esté colocado exactamente en la misma posición
durante las exposiciones, adaptar la mesa para que en ambos casos se encuentre en
idéntica situación y, en caso de utilizar otros elementos, como aparatos de
inmovilización, han de ser los mismos. Teniendo en cuenta las medidas de seguridad
que se aplican en el uso de RM, los utensilios usados deben ser válidos para su uso
con este sistema.
Espectroscopia por RM
La resonancia magnética facilita datos sobre los núcleos de una variedad de elementos
con una frecuencia de resonancia diferente. Por ello, es posible utilizar esta técnica
para recoger datos de la presencia de sustancias en el organismo y estudiar la
composición molecular de los tejidos.
Cuando los núcleos atómicos son excitados por un pulso de RF, la señal que emiten
facilita información de las moléculas que se encuentran presentes, ya que la
intensidad de la señal aumenta o disminuye en proporción a la densidad de los
núcleos. Cada molécula emite con una frecuencia diferente, sin importar el elemento
que contiene.
Una espectroscopia es una gráfica que reproduce los datos de la frecuencia de la
señal molecular y de la densidad de los núcleos para representar la abundancia
relativa de determinadas sustancias en una muestra.

43
La variación de la abundancia relativa de distintas sustancias puede significar la
presencia de una patología, por lo que la espectroscopia es una herramienta
tremendamente útil para el diagnóstico.

44
1.15. Uso eficiente de los recursos
La resonancia magnética es un sistema de gran utilidad en muchos casos, pero, al igual
que sucede con el resto de técnicas de diagnóstico por imagen, debemos considerar
las ventajas e inconvenientes de cada sistema para elegir la más eficaz en cada
situación. En el siguiente cuadro, se muestran los beneficios y las desventajas de la
RM:
A pesar de que la RM es muy adecuada cuando se necesita una imagen con gran
contraste entre tejidos blandos, requiere de ciertas instalaciones que no siempre
están disponibles y de tiempos prolongados de exposición, por lo que puede haber
ocasiones en las que sea más eficiente usar otra técnica que ofrezca resultados más
rápidos. En cada caso, deben valorarse todos los factores para hacer un uso eficiente
de los recursos disponibles.
Utiliza radiaciones no ionizantes.
El contraste entre tejidos blandos es
superior al de las demás técnicas de
imagen diagnóstica.
Registra datos funcionales,
morfológicos y bioquímicos, además de
realizar angiografías sin aplicar
contraste.
No es necesario mover al paciente para
lograr imágenes de cualquier plano.
Es necesario disponer de salas,
equipos y utensilios compatibles.
Implica tiempos de exposición
más largos que los usados en
otros sitemas.
Requiere un suministro
ininterrumpido de electricidad,
por lo que aumenta
considerablemente el consumo
eléctrico.

45
2. Caracterización de equipos de ultrasonidos
Los equipos de ultrasonidos son los utilizados en la obtención de ecografías. Este
sistema de imagen diagnóstica utiliza radiaciones no ionizantes, por lo que no implican
el riesgo de efectos adversos importantes en el paciente. Esta cualidad hace que sean
ampliamente usados en pediatría y obstetricia.
Con estos equipos se logran imágenes de gran resolución, que permiten distinguir
claramente las diferentes estructuras biológicas y los tejidos dañados. Permite
también la observación en tiempo real y la posibilidad de registrar distintos planos
anatómicos.
En este apartado, vamos a conocer los fundamentos físicos de los ultrasonidos y cómo
se aplican en la obtención de imágenes médicas.
2.1. Descripción de las ondas mecánicas, características. Rangos sonoros
El sonido se compone de ondas materiales o mecánicas, que son perturbaciones que
transmiten energía a través de un medio material. Este medio puede ser sólido, como
sucede con la vibración de una cuerda de guitarra; líquido, como las ondulaciones que
se forman en un estanque al tirar una piedra al agua, o gaseoso, como las ondas de
sonido a través del aire.
Las ondas acústicas son longitudinales, puesto que su vibración se orienta en la
dirección de la trasmisión. Las ondas de sonido sufren cambios de presión a lo largo
del tiempo que producen distintas magnitudes de onda. En la representación gráfica,
donde el eje y corresponde a la presión y el eje x representa el tiempo, la onda tiene
forma sinusoidal.
A diferencia de las ondas electromagnéticas, las ondas mecánicas no trasmiten
materia, solo energía, y tampoco pueden propagarse en el vacío, necesitan un
medio material.

46
Características de las ondas mecánicas
Las ondas mecánicas pueden caracterizarse según una serie de elementos que pueden
medirse:
• Longitud de onda (λ): es la distancia que hay entre dos puntos de la onda que
están en la misma fase. Esta característica influye en la resolución de la ecografía.
• Periodo (T): es el lapso de tiempo en el que la onda completa un ciclo o vibración.
• Frecuencia (f): este valor, que se expresa en hercios, indica la cantidad de ciclos
que se completan por segundo (cps). La frecuencia afecta a la resolución de la
imagen y a su profundidad. Los ultrasonidos se emiten en diferentes frecuencias
por pulsos y se registra el eco entre emisiones. Las frecuencias más usadas en
ecografía se encuentran entre los 3,5 MHz y los 14 MHz.
La longitud de onda y el periodo se ven reducidos por un aumento de la
frecuencia, según la siguiente ecuación:
T = 1/f

47
• Amplitud de oscilación: señala la máxima separación que podemos encontrar
entre la partícula afectada por la perturbación y el centro de esta última. Esta
magnitud se relaciona con la intensidad de la imagen.
• Intensidad: se refiere a la energía que pasa a través de un punto en un periodo
de tiempo. Cuando las ondas de sonido atraviesan tejido sufren atenuación y su
intensidad se ve reducida.
Cuanto mayor sean la profundidad y la frecuencia, más atenuación sufrirán las
ondas, especialmente en medios heterogéneos. Esto se debe a diferentes
fenómenos: reflexión, refracción, dispersión y absorción.
Coeficientes de atenuación del sonido a 1 MHz
Medio material
Aire
Estructura ósea
Grasa
Tejido blando
Agua
Coeficiente de atenuación
dB/cm
40
13-26
0,5-1,8
0,3-0,8
0,0002
La intensidad se expresa en unidades absolutas de W/cm2
, pero es común usar
el valor en dB para que el cálculo sea más sencillo. Los dB se calculan
comparando los valores de intensidad inicial (I0) y de intensidad en un punto
cualquiera de la onda (I), usando una escala logarítmica de base 10:
dB = 10 log (I/I0)

48
• Velocidad de propagación (n): esta magnitud representa la distancia (en metros)
que recorre la onda durante un periodo o ciclo completo, y el tiempo (en
segundos) que tarda en recorrerlo.
Esta magnitud depende del medio por el que viajan las ondas. Hay dos elementos
que aumentan de manera proporcional a esta magnitud: la densidad del medio y
la elasticidad, es decir, la facilidad con la que un medio recupera su forma original
después de ser afectado externamente. Por su parte, el cambio que sufre un
tejido al verse sometido a presión, denominado compresibilidad, aumenta con la
disminución de la velocidad de propagación. Los tejidos más elásticos serán los
que permitan más rapidez en la propagación. Generalmente, esta velocidad es
mayor en medios sólidos, un poco menor en líquidos y mucho menor en gaseosos.
Los ecógrafos suelen calibrarse en 1.540 m/s, pues es la media de velocidad en
tejidos corporales.
Velocidad de ondas en distinto medio
Medio material
Aire
Agua
Grasa
Promedio del tejido corporal
Riñón e hígado
Sangre
Músculo
Hueso
Velocidad m/s
348
1.480
1.500
1.540
1.550
1.570
1.580
3.360
La velocidad de propagación se expresa en m/s y se relaciona con la longitud de
onda y con la frecuencia según la siguiente ecuación:
λ = n ∙ T = n/f

49
Rangos sonoros
Un oído humano saludable percibe los sonidos que se encuentran entre 20 Hz y 20
KHz, es decir, aquellos que se encuentran dentro del espectro audible. Los
infrasonidos son aquellos con una frecuencia inferior a 20 Hz y los que superan los 20
KHz son los ultrasonidos.
2.2. Producción y recepción de ultrasonidos: efecto piezoeléctrico
Las ondas de ultrasonidos pueden crearse a través de distintos medios, pero en
imagen diagnóstica se aprovecha el efecto piezoeléctrico que presentan algunos
materiales, como los cristales de cuarzo. Este efecto puede ser directo o indirecto:
• Directo: es el usado para recibir la señal de ultrasonidos. Se produce cuando se
aplica presión sobre un material piezoeléctrico, el cual responde con una emisión
de electricidad y genera una diferencia de potencial.
• Indirecto: si se aplica una diferencia de potencial al material piezoeléctrico, este
adquiere una vibración que se usa para generar ultrasonidos.
El efecto piezoeléctrico según se ejerza la presión sobre el eje x (a) o sobre el eje y (b). Las figuras de a) y b) que están en la columna
derecha corresponden con el efecto indirecto y las figuras de la columna izquierda, con el directo.
Cedido por CLI.
En los equipos usados actualmente, se usan materiales cerámicos para fabricar los
cristales piezoeléctricos. El grosor de estos cristales es determinante para la
frecuencia en la que se emiten los ultrasonidos.
El siguiente enlace dirige a un vídeo en el que se presenta el rango audible
humano de manera audiovisual, ya que se puede escuchar el sonido según
aumenta la frecuencia, al mismo tiempo que se observa la representación
gráfica de la onda sinusoidal:
https://www.youtube.com/watch?time_continue=17&v=qNf9nzvnd1k

50
2.3. Interacciones de los ultrasonidos con el medio: propagación de
ultrasonidos en medios homogéneos y no homogéneos
Los ultrasonidos que atraviesan un medio homogéneo se propagan con una velocidad
determinada y sufren una atenuación que viene dada por las cualidades de ese medio
concreto.
Cuando los ultrasonidos pasan a través de medios no homogéneos, experimentan una
serie de efectos que pueden provocar cambios en las características del haz irradiado.
Los efectos más frecuentes son los siguientes:
• Interferencia: se da cuando coinciden dos o más ondas en un mismo medio
material.
• Refracción: cuando la onda pasa de un medio a otro y sufre un cambio en la
velocidad, también altera su dirección.
Refracción de la onda de sonido. Cedido por Yggmcgill.
• Difracción: una onda puede bifurcarse si una parte pasa a través de una abertura
con límites definidos y ese punto actúa como un nuevo foco emisor.
Difracción de la onda de sonido. Cedido por Yggmcgill.

51
• Reflexión: la onda de ultrasonido incide sobre la superficie del medio, sin
atravesarlo, y cambia de dirección. Este es el efecto más importante en ecografía.
Reflexión de la onda de sonido. Cedido por Yggmcgill.
La reflexión es un efecto fundamental en imagen diagnóstica, ya que los datos que se
usan para formar la ecografía consisten en el reflejo o eco de las ondas originales. La
reflexión se ve afectada por una característica inherente al medio por el que se
propaguen las ondas: la impedancia.
A continuación, se muestra una relación de distintos medios materiales y su valor de
impedancia acústica en Pascal-segundo por metro (Pa⋅s/m):
Impedancia acústica
Medio material
Aire
Grasa
Agua
Tejido blando
Hueso
Impedancia
0,0004
1,38
1,48
1,6
7,8
La impedancia acústica es la oposición que muestra un determinado medio
frente a los ultrasonidos. Los medios más sólidos, como los huesos, tienen un
nivel de impedancia muy alto, mientras que medios líquidos o gaseosos, como
agua o aire, tienen una impedancia menor.

52
Cuando las ondas pasan de un material a otro, si estos tienen valores de impedancia
muy diferentes, se produce una reflexión de considerable magnitud en la interfase
entre materiales. Esta es especialmente notable cuando los ultrasonidos pasan de un
medio gaseoso a uno sólido; por este motivo, en ocasiones, es necesario aplicar
sustancias intermedias, como geles, para suavizar la reflexión en la interfase.
En la siguiente tabla, se expone el porcentaje de reflexión que se presenta en la
interfase de algunos medios con los tejidos blandos:
2.4. Transductores. Componentes y tipos
Los aparatos que convierten una señal de entrada en una señal de salida de otro tipo
se denominan transductores. En ecografía se usa un tipo concreto de transductor
conocido como sonda.
Los modelos originales de sonda contaban con un único cristal piezoeléctrico, que se
desplazaba a lo largo de un eje. No era posible cambiar la profundidad del foco ni usar
más frecuencias que la principal. El resultado era una imagen bidimensional. Las
Reflexión en interfases
Interfase
Hueso-tejido blando
Grasa-tejido blando
Hueso-tejido blando
Pulmón-tejido blando
Aire-tejido blando
Porcentaje de reflexión
0,04%
0,69%
40%
52%
99,9%
En ecografía, una sonda es un transductor electroacústico. Aprovechando el
efecto piezoeléctrico indirecto, emite pulsos de ultrasonidos; utilizando el efecto
piezoeléctrico directo, registra los ecos y los convierte en señales eléctricas.

53
sondas actuales contienen un número variado de cristales con una distribución
determinada y permiten variar tanto las frecuencias como las características del foco.
La suma de los pulsos de cada cristal piezoeléctrico produce los pulsos de US, por lo
que si se controla la secuencia en la que se activan estos cristales, se pueden modificar
el foco y la profundidad.
En el haz de US se pueden diferenciar dos zonas o campos de trabajo:
• Zona de Fresnel o campo próximo: se conoce por este nombre a la parte del haz
que va del transductor a la distancia focal. En este campo los rayos convergen.
• Zona de Fraunhofer o campo lejano: comienza en el punto en el que los rayos
empiezan a divergir.
La parte del cuerpo que se quiere explorar debe situarse dentro de la zona de Fresnel,
en la que se consigue una mayor resolución.
Las sondas pueden clasificarse según la frecuencia que emplean, la geometría de la
imagen que producen, la forma en la que se organizan los cristales en su interior o su
fabricación, que puede ser mecánica o electrónica.
Para poder elegir en cada caso la sonda más adecuada, es fundamental conocer los
distintos tipos. En esta clasificación, se tiene en cuenta la frecuencia que usan y la
imagen que se genera:
• Sonda lineal: los cristales se organizan en línea y generan haces paralelos, con los
que se crea una imagen que tiene forma rectangular. Suelen utilizar frecuencias

54
de unos 10 MHz, más altas que otras sondas, y se usan principalmente en
exámenes musculares, de mama y de órganos pequeños.
• Sonda sectorial: los US se originan en un mismo punto y generan un haz radiado.
Con estas sondas se obtienen imágenes panorámicas, con gran profundidad de
campo. Esta sonda usa una ventana pequeña de frecuencias y, debido a su forma,
son muy útiles en exploraciones a través de espacios pequeños, como en
exámenes cardiacos, por el espacio entre costillas, o en la observación del cerebro
de recién nacidos, entre las fontanelas del cráneo.
• Sonda convexa: los cristales están en línea sobre una superficie convexa. Esto
presenta ventajas, como un FOV más grande que el que ofrecen las sondas
lineales y una mejor vista proximal que la que se obtiene con las sondas
sectoriales. Estos transductores usan frecuencias de 3 a 5 MHz, y se aplican en
exploraciones abdominales, ginecológicas y urológicas.
• Sonda intracavitaria: también llamada endocavitaria, es una sonda convexa de
pequeño tamaño que se usa en exploraciones transvaginales y transrectales.
De izquierda a derecha, sonda sectorial, senda convexa y sonda lineal. Cedido por Kalumet.
2.5. Consola o mesa de control
Hoy en día existen distintos equipos de ecografía entre los que podemos encontrar
desde aparatos de gran tamaño hasta los llamados ecógrafos de bolsillo, de un tamaño
muy reducido. Todos los equipos de ecografía tienen en común que se controlan
desde la consola de mandos, con la que se regulan las señales de entrada y salida
para obtener una imagen con las cualidades deseadas. La mesa de mandos también
permite realizar mediciones de distancias, volúmenes o cualquier otro dato que sea
relevante en el estudio.

55
Algunos ecógrafos pueden incluir funciones específicas, pero hay una serie de
controles que están presentes en la consola de todos los modelos:
• Control de encendido/apagado: permite activar o detener el equipo.
• Teclado alfanumérico: usado para introducir datos en el sistema.
• Frecuencia del transductor: con una frecuencia elevada se logra un mayor nivel
de atenuación y una menor profundidad. Los transductores más usados
actualmente son los multifrecuencia, que pueden moverse en rangos de entre 3
y 5 MHz.
• Foco: se usa para posicionar la zona focal sobre el área a explorar; se pueden
seleccionar uno o más focos, aunque el uso de varios puede afectar a la calidad
de la imagen. También permite enfocar a distinta profundidad.
• Profundidad (depth): se utiliza para elegir la profundidad a la que se va a realizar
la exploración.
• Rango dinámico: regula el contraste y permite optimizarlo.
• Ganancia (gain): se utiliza para aumentar el brillo de la imagen y compensar la
atenuación.
• Ganancia total: se incrementa la intensidad de manera general.
• Compensación de la ganancia en el tiempo (TGC): se ajusta la ganancia a la
profundidad.
• Persistencia: permite obtener imágenes de contornos más suaves.
• Pausa de la imagen (freeze): al activar este control, se congela la imagen. Algunos
equipos dan la opción de moverse de una imagen pausada a otra.
• Medidas: después de congelar la imagen se pueden usar estos controles para
hacer mediciones directas de distintos parámetros o para calcular funciones.
• Doppler pulsado, potencia y color: el control de Doppler pulsado se usa en
exploraciones de vasos sanguíneos para obtener un volumen de muestra. Los
controles de Doppler potencia y color crean una forma, rectangular en sondas
lineales y cónica en sondas convexas, que se puede mover por la pantalla.
• Zoom: al igual que en fotografía, sirve para ampliar la imagen.
• Doble pantalla: este control hace posible dividir la pantalla en dos mitades y
poder visualizar dos imágenes al mismo tiempo. De este modo, se puede tener un
plano transversal en una mitad y un plano longitudinal en la otra, o una imagen
estática en un lado y una imagen en movimiento a tiempo real en el otro.

56
• Controles de optimización de imagen: permiten regular diversos factores que
afectan a la imagen final, como la frecuencia, la potencia, la repetición de pulsos
y la curva de onda del Doppler.
• Guardar imagen y película, imprimir: son controles que se usan para archivar las
imágenes generadas durante el examen o para imprimirlas; se puede imprimir
una única imagen o todas las que componen el estudio.
En la imagen, un modelo de ecógrafo en el que podemos ver las sondas (1), el sistema de visualización (2), el dispensador de gel
(3), la consola de mandos (4), los controles de adquisición (5) y la impresora (6).
Cedido por Raziel.

57
2.6. Selección de los dispositivos de salida: monitores e impresoras
Los primeros ecógrafos usaban monitores de tubos de rayos catódicos para mostrar
la imagen diagnóstica. Aunque todavía se puede encontrar este tipo de monitor en
algunos centros, la mayoría utiliza monitores de pantalla plana.
Equipo de ecografía con monitor de pantalla plana.
La imagen que se visualiza en pantalla tiene la misma forma geométrica que el haz de
la sonda utilizada:
• Con una sonda lineal se proyecta una imagen rectangular:
Cedido por Nevit Dilmen.

58
• Una sonda sectorial genera una imagen radiada con una ventana pequeña:
Cedido por Ben Smith.
• Con una sonda convexa la imagen obtenida es en forma de abanico con una
ventana amplia:
Cedido por Nevit Dilmen.
El equipo calcula la velocidad a la que se desplaza la onda sónica y el tiempo que pasa
hasta que el transductor registra su reflejo para conocer la profundidad de una zona
concreta. Esa información se traduce en un nivel de intensidad más o menos brillante
que se visualizará en pantalla como un tono de gris determinado.
Las ecografías pueden archivarse en una gran variedad de soportes: en el disco duro
interno del equipo ecográfico; en CD, DVD o USB, y en el PACS, igual que el resto de
imágenes médicas.
La imagen en el monitor puede ser estática o en movimiento, si se enlazan varias
imágenes, pero solo es posible imprimir una imagen estática. La impresión puede
hacerse en una placa de radiografía o en una impresora corriente, de tinta o láser,
pero es más frecuente usar impresoras térmicas.

59
2.7. Usos diagnósticos y terapéuticos de las imágenes de ultrasonidos
Los sistemas de registro de imagen diagnóstica con ultrasonidos son un medio muy
extendido para lograr reproducciones de órganos, estructuras y fluidos que se
encuentran en el interior del cuerpo humano, sin necesidad de someter al paciente a
radiaciones ionizantes. Pero además de sus aplicaciones diagnósticas, los ultrasonidos
también tienen unas características térmicas y mecánicas que los hacen útiles en
determinadas terapias.
Usos diagnósticos
La ecografía se ha extendido como medio de diagnóstico por imagen a un gran número
de ámbitos y disciplinas. Esta técnica se usa en multitud de servicios, que van desde la
medicina general y la cardiología hasta especialidades como la radioterapia o la
fisioterapia. Es importante elegir adecuadamente el material necesario, los
parámetros más apropiados y la preparación adaptada a cada tipo de paciente y
exploración.
Ecografía cardiaca
La ecografía cardiaca se aplica en el estudio de la morfología y función del corazón y
de todos sus componentes: el músculo, el pericardio, las válvulas y los troncos
vasculares.
En exploraciones de corazón se usan sondas sectoriales, pues pueden introducirse en
el espacio intercostal y logran un gran campo de visión.
Vista de las válvulas cardiacas en una ecografía.

60
Ecografía abdominal
Estos exámenes permiten observar los órganos sólidos del interior del abdomen
(hígado, riñones, bazo, páncreas y vesícula biliar), las estructuras vasculares (arteria
aorta, tronco arterial celiaco, arterias mesentéricas, vena cava inferior y vena porta) y
lesiones ocupantes de espacio. Para asegurar la correcta visualización de los distintos
elementos, es recomendable que el paciente se encuentre en ayunas en el momento
de la exploración.
En ecografía abdominal se suele emplear una sonda convexa para obtener un campo
amplio, con una mejor definición en la zona más cercana al transductor.
Imagen del hígado en una ecografía abdominal. Cedido por Christaras A.
Ecografía vascular
Esta prueba se realiza para analizar la morfología y el grosor de los vasos sanguíneos.
Se usa para estudiar las arterias y los troncos supraaórticos, así como para explorar
venas, varices y trombos. Además, es útil en la detección de placas de ateroma, las
cuales aparecen cuando existe una lesión en las paredes vasculares. Si se aplica el
Doppler color, estas ecografías también permiten medir la permeabilidad vascular y
realizar análisis de velocidad de la circulación sanguínea o del índice de resistencia.
En imagen diagnóstica, se denomina lesión ocupante de espacio o LOE a la
presencia en una víscera de un objeto que no se puede determinar si es un quiste,
un tumor o algún otro tipo de lesión.

61
Generalmente, el transductor más indicado en las ecografías vasculares es la sonda
lineal. Sin embargo, en determinadas pruebas, como estudios de la aorta o de los
vasos abdominales, es preferible el uso de una sonda convexa.
Ecografía vascular de la arteria carótida con Doppler color. Cedido por Drickey.
Ecografía muscular y de partes blandas
En una ecografía de este tipo, se registran datos de músculos, tendones, ligamentos,
vasos sanguíneos y estructuras nerviosas. Es el sistema más apropiado para el
examen de tumores en el tejido celular subcutáneo, sean benignos (lipoma o
adenopatía reactiva) o malignos (melanoma).
La sonda lineal es la más utilizada en estas ecografías, ya que las zonas a explorar no
se encuentran a mucha profundidad.
Vista del músculo pectoral tras una mastectomía en una ecografía muscular. Cedido por Nevit Dilmen.

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Ecografía urológica
Existen distintas modalidades de ecografía urológica, según la zona a explorar: la
ecografía renovesical muestra imágenes de los riñones y la vejiga, la
renovesicopróstatica y la endocavitaria transrectal examinan la próstata, y la
ecografía Doppler de arterias renales se usa para los estudios vasculares. Es
recomendable que el paciente ingiera alrededor de un litro de agua una hora antes de
la prueba, para distender la vejiga.
En la imagen, una ecografía urológica renovesical. Cedido por Nevit Dilmen.
Ecografía pélvica (ginecológica)
Para examinar el útero y los ovarios se realiza una ecografía pélvica. Esta exploración
puede hacerse a través del abdomen o por vía transvaginal. En el primer caso,
denominado abordaje abdominal, la vejiga debe estar llena para limitar interferencias
generadas por los intestinos. En el segundo caso, conocido como abordaje
intracavitario, es posible acercarse más a la zona de exploración y evitar las posibles
interferencias.
Ecografía ginecológica con abordaje intracavitario. Cedido por Mikael Häggström.

63
Ecografía obstétrica
Estas pruebas son las que hacen un seguimiento del embarazo. La forma de abordaje
es diferente según el proceso se encuentre en los primeros estadios, cuando se hace
por vía transvaginal con una sonda intracavitaria, o en los siguientes, en los que se
usa una sonda convexa en un abordaje abdominal.
Ecografía obstétrica con abordaje abdominal.
Ecografía pediátrica
La ecografía pediátrica puede referirse a cualquier tipo de exploración con
ultrasonidos que se realice en pediatría, en la que se pueden aplicar diferentes
técnicas y materiales, según la edad del paciente y la zona a examinar.
Sin embargo, existe un tipo de exploración que es exclusivo de la pediatría: la
ecografía transfontanelar. Para realizar este tipo de prueba, se introduce una sonda
sectorial o una sonda convexa de pequeño tamaño para observar el cerebro, el
cerebelo y el tronco encefálico del paciente.
Ecografía transfontanelar de un recién nacido. Cedido por Kinderradiologie Olgahospital Klinikum Stuttgart.

64
Ecografía de mama, testículos y tiroides
El uso de ecógrafos permite imágenes apropiadas para exámenes morfológicos y
funcionales de estas tres estructuras:
• La ecografía de mama es muy útil en la realización de biopsias y de punciones con
aguja fina; en la observación de tumores o nódulos, no es tan adecuada como una
mamografía.
Ecografía mamaria. Cedido por Nevit Dilmen.
• En el caso de las exploraciones de testículos, la ecografía sí permite analizar
lesiones nodulares, además de observar su morfología. Si se aplica el Doppler
color es posible también estudiar el riego del teste y detectar dolencias, como las
varices y la torsión testicular.
Ecografía testicular. Cedido por Jmarchn.

65
• En los exámenes de tiroides, con la ecografía se pueden hacer estudios
morfológicos y localizar nódulos. Con la aplicación del Doppler color es posible,
además, detectar una inflamación de la glándula.
Ecografía de tiroides. Cedido por Nevit Dilmen.
En cualquiera de estos tres casos, al tratarse de órganos superficiales, se recomienda
usar una sonda lineal.
Ecografía intracavitaria
Es la que se genera en aquellos casos en los que es necesario usar una sonda
intracavitaria para acceder a la zona de exploración por un orificio natural. Para
exámenes de próstata se usa la ecografía transrectal; para exploraciones de útero y
ovarios, la transvaginal; la endoanal, para examinar el conducto anal; la
transesofágica, para observar la garganta, y la endobronquial se usa para
exploraciones pulmonares.
Ecografía intraoperatoria o laparoscópica
Este tipo de prueba implica una operación mínimamente invasiva cuyo fin es realizar
una pequeña incisión por la que introducir en la anatomía una sonda, que puede
variar en tamaño y forma.
Ecografía intervencionista
Las ecografías se usan también para guiar otros procesos. Para ello, se usa una sonda
lineal o convexa, según la lesión se encuentre a mayor o menor profundidad, para
guiar la introducción de una aguja o catéter en el plano del corte del equipo de

66
ecografía. Existen dispositivos de punción que ayudan en la introducción de la aguja;
también es posible realizar la punción sin asistencia, técnica que se denomina manos
libres.
Los usos más frecuentes de ecografía intervencionista son:
• Biopsias: en citología se usan técnicas de punción de aspiración con aguja fina
(PAAF), y en histología se usa la punción o biopsia con aguja gruesa (BAG). En
ambos casos se toma una muestra de tejido para su posterior análisis. Puede
usarse en diferentes tratamientos, aunque es especialmente frecuente en
ecografía de mama.
• Inyecciones percutáneas: con la ayuda de la ecografía, pueden aplicarse fármacos
de quimioterapia, antibióticos, anestésicos, antiinflamatorios y otras sustancias
que deban inyectarse en una zona determinada.
• Drenajes: en casos de acumulación de líquidos, como ascitis o quistes, se coloca
un drenaje para vaciar la zona afectada.
Sonda usada según tipo de exploración
Cardiaca
Abdominal
Muscular
De partes
blandas
Urológica
Ginecológica
Pediátrica
Mamaria
Testicular
Tiroidal
Sonda lineal






Sonda sectorial


Sonda convexa





Sonda
intracavitaria



67
Usos terapéuticos
En tratamiento, la ecografía se usa principalmente debido a dos efectos que genera:
• Térmico: la energía que originan los ultrasonidos provoca un incremento en la
temperatura, que varía según el tejido que se irradie y el tiempo de exposición.
Las principales aplicaciones que tiene este efecto térmico son como analgésico o
antiálgico contra el dolor, como descontracturante y como relajante muscular.
• Mecánico: los ultrasonidos tienen la capacidad mecánica de provocar
contracciones y descompresiones alternas que se utilizan en ciertos tratamientos
para aumentar el flujo sanguíneo, para ayudar a la cicatrización y para eliminar
edemas. Otra aplicación importante de los US es en litotricia de cálculos renales,
es decir, en la localización y descomposición de piedras en el riñón, para ayudar
en su eliminación del organismo del paciente.
2.8. Manipulación de la imagen digitalizada estática y en movimiento.
Ultrasonografía 2D, 3D y 4D
La información recogida por el equipo de ultrasonidos puede visualizarse de diferentes
maneras, según se procese. La ecografía puede verse como una imagen bidimensional
o tridimensional; además, también es posible representarla como una imagen estática
o con movimiento a tiempo real.
Modos de operación de la ecografía
El transductor recibe los ecos de las señales de US y los convierte en impulsos
eléctricos que, tras ser procesados, aparecen en el monitor. La manera en la que se
muestra la información en pantalla se denomina modo; existen tres diferentes:
• Modo A o modo amplitud/tiempo: aunque actualmente este modo estático está
es desuso, fue el más usado anteriormente para calcular la localización o la
distancia de los objetos de estudio.
• Modo B o modo bidimensional: también llamado modo brillo, es el modo estático
más usado hoy en día; con él se genera una imagen en 2D utilizando diversos
pulsos. Si se enlazan varias imágenes fijas, se obtiene una ecografía bidimensional
con movimiento en tiempo real.
• Modo M o modo movimiento: este modo es útil para observar las válvulas y las
cámaras del corazón, así como la pleura, ya que registra el movimiento de los
órganos y lo muestra en pantalla tras el procesado de los datos.

68
Clasificación de las imágenes en ecografía
Teniendo en cuenta la intensidad de los ecos que se registran, la imagen ecográfica se
puede clasificar en tres tipos:
• Anecoicas o anecogénicas: se denominan así las imágenes generadas por las
estructuras que no reflejan los ecos; se trata generalmente de partes líquidas.
Estas imágenes pueden registrar estructuras sanas, como la sangre en los vasos
sanguíneos o la orina en la vejiga, pero también puede identificar procesos
patológicos, como la retención de líquidos en bursitis, ascitis o en un hematoma.
La flecha indica la imagen anecoica generada por una ascitis o retención de líquidos en el abdomen. Cedido por James Heilman,
MD.
• Hipoecoicas o hipoecogénicas: cuando una estructura refleja ecos con una
intensidad menor que los tejidos adyacentes, se genera este tipo de imagen. Este
efecto permite comparar unas partes anatómicas con otras y distinguir aquellas
que son más o menos hipoecoicas. También ayuda a diferenciar lesiones
tumorales y otras dolencias, ya que algunos tipos son más hipoecoicos que los
tejidos sanos colindantes.
En la parte central de la imagen, se aprecia una zona hipoecoica provocada por una infección en el riñón.
Cedido por Kristoffer Lindskov Hansen, Michael Bachmann Nielsen and Caroline Ewertsen.2015. "Ultrasonography of the Kidney:
A Pictorial Review". Diagnostics 6.

69
• Hiperecoicas o hiperecogénicas: estos tipos de imagen se generan por
estructuras que reflejan más ecos que las partes que se encuentran alrededor, lo
que también se usa para hacer comparaciones entre tejidos.
La flecha señala una zona ligeramente más hiperecoica que el resto provocada por un nódulo hepático benigno.
Cedido por James Heilman, MD.
Debido a que algunos órganos cambian su ecogenicidad cuando sufren alguna
patología, este efecto puede ayudar a determinar un diagnóstico. De este modo, si
observamos variaciones entre dos estructuras que se suponen isoecoicas, es decir,
que generan los mismos ecos, es posible identificar las patologías concretas que
producen ese resultado.
Anisotropía
Existen algunos tejidos que presentan cualidades diferentes al variar el ángulo de
observación. Este fenómeno, llamado anisotropía, aparece en las exploraciones con
US en determinados elementos cuando se varía el ángulo en el que inciden las ondas.
El tendón es el tejido anisótropo más común. La señal que reflejan los tendones es
hiperecoica cuando estos forman un ángulo de 90° con el haz de ondas, pero, si se
varía el ángulo, la señal se hace más hipoecoica.
La ecogenicidad es la capacidad de reflejar los ultrasonidos que presenta un
elemento determinado. Por extensión, el término se usa también para referirse
a la intensidad del brillo en una ecografía, determinada por la reflexión que
genera cada tejido.

70
Resolución espacial
En ecografía, se distinguen dos tipos de resolución espacial:
• Lateral: se refiere a la distinción entre dos puntos que son adyacentes. Depende
principalmente de los cristales piezoeléctricos de la sonda utilizada: la resolución
lateral es mejor cuando el número de cristales es elevado y el tamaño es pequeño.
También es posible manipular esta resolución con sistemas informáticos, aunque
solo de manera limitada.
• Axial: consiste en la diferenciación de dos puntos correlativos en la dirección de
emisión del haz. Se obtiene una mejor resolución axial cuando la longitud de onda
tiene un valor bajo. Esto implica que una frecuencia baja ofrece una peor
resolución axial, debido a que frecuencia y longitud de onda son inversamente
proporcionales.
Frecuencia armónica
La frecuencia armónica es un ajuste que se hace en el sistema ecográfico para evitar
artefactos y generar una imagen más nítida. Consiste en recoger ecos de una
frecuencia que sea, mínimo, de un valor que doble el de la original. Esto quiere decir
que al emitir una frecuencia F, solo se recogen los ecos que sean 2F o mayores,
excluyendo los que estén por debajo.
El objetivo de este ajuste es discriminar los ecos que no tienen información útil, así
como el ruido y las interferencias, para registrar únicamente aquellos ecos que tengan
su origen en un tejido biológico. La mayoría de equipos actuales de ecografía incluye
ya este parámetro, que puede ser activado o desactivado a voluntad.
La capacidad de distinguir entre dos elementos contiguos se denomina
resolución espacial y es un factor que influye directamente sobre la calidad de la
imagen diagnóstica.

71
Visualización en campo extendido
En casos en los que se necesita explorar una zona extensa de tejido, el campo de visión
de la ecografía puede resultar escaso. En estas ocasiones, es conveniente utilizar la
opción de visualización en campo extendido que amplía el FOV, permitiendo una
vista panorámica del área de examen. Este parámetro es compatible con todas las
sondas actuales, pero requiere la preinstalación de un programa informático
específico.
Imagen cedida por Kamulet.
Registro simultáneo de ecografía con otros sistemas
Es posible realizar exámenes comparativos en tiempo real, combinando imágenes
ecográficas con las obtenidas anteriormente a través de otros sistemas de imagen
diagnóstica: TC, RM y PET. Para ello, el equipo debe ser capaz de reconocer el formato
de la prueba anterior y tener instalado el programa informático concreto que permite
la combinación de imágenes.
Elastografía
Conocer la dureza de los tejidos puede ser una información determinante para
realizar un diagnóstico. Por ejemplo, un tumor maligno es más duro que uno benigno,
o el tejido normal es más blando que el que presenta fibrosis. La elastografía ofrece
mediciones de este parámetro, lo que ayuda enormemente al diagnóstico.

72
Esta técnica aún no está disponible en todos los ecógrafos, aunque cada vez tiene más
presencia, ya que puede evitar intervenciones invasivas, como las biopsias. Aunque
los primeros sistemas de elastografía se basaban en códigos de colores que diferían
entre un modelo y otro, en la actualidad se usan valores numéricos para cuantificar el
grado de dureza.
Elastografía de riñón en la que el color rojo indica las partes más blandas y el color azul marca las zonas más duras.
Cedido por Kristoffer Lindskov Hansen, Michael Bachmann Nielsen and Caroline Ewertsen.2015. "Ultrasonography of the Kidney:
A Pictorial Review". Diagnostics 6.
Contraste
En la realización de una ecografía también es posible aplicar medios de contraste para
ayudar a determinar la existencia de diversas patologías. Los medios más usados en
las exploraciones con ultrasonidos consisten en partículas sólidas del tamaño de unos
micrómetros.
La aplicación de estas microburbujas encapsuladas se utiliza principalmente para
ayudar a diferenciar nódulos hepáticos benignos o malignos. Actualmente, su uso se
está extendiendo a otros órganos para su estudio patológico, a pesar de su elevado
coste.
Ecografía de hígado con aplicación de medios de contraste. Cedido por R. Badea and Simona Loanitescu. (2012). "Ultrasound
Imaging of Liver Tumors – Current Clinical Applications".

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