l principio de la RMN fue la espectroscopia — que en aquella época aún no se llamaba ERM. Hoy en día, para las aplicaciones biológicas y médicas se distingue entre IRM (imaginería) y ERM (espectroscopia). Sin embargo, parece que el apogeo de la ERM médica de cuerpo entero ya ha pasado.
La espectroscopia por RM tiene muchas aplicaciones útiles, como por ejemplo comprobar si el vino en la Figura 05-01 (o el zumo de naranja, si se prefiere) que se desea beber ha sido adulterado o contaminado. Esto se puede hacer con una técnica de espectroscopia por RM denominada SNIF (site-specific natural isotope fractionation), que le indica al especialista si el zumo (o el vino) contiene los azúcares de zumo de fruta puro o si contiene azúcares añadidos. Desafortunadamente estamos más interesados en las aplicaciones médicas de la espectroscopia por RM.
Figura 05-01:
Botellas de vino viejas, cubiertas con telarañas — es muy probable que contengan un vino tinto excelente, ¿o talvez no?
La espectroscopia por RM fue uno de los principales argumentos de venta para la introducción de los equipos de RM de alto campo a 1,5 Tesla a principios de la década de 1980. Se pensaba que la combinación de imagen y espectroscopia aportaría un mayor valor diagnóstico. Durante algunos años, la ERM se convirtió en un campo de investigación favorito en muchos lugares. Sin embargo, nunca llegó a ser realmente popular en la rutina clínica.
Con la llegada de los sistemas clínicos que funcionan a 3 Tesla, la industria esperaba un nuevo auge de la ERM. Sin embargo, aunque muchos equipos de 3T tienen capacidades espectroscópicas, aproximadamente sólo uno de cada veinte se utiliza de forma rutinaria para realizar estudios espectroscópicos clínicos o de investigación.
Hasta este momento hemos asumido que todos los protones en un humano resuenan a la misma frecuencia en un campo magnético determinado. Sin embargo, las señales de ¹H no presentan todas las mismas frecuencias y por tanto la señal de la grasa, por ejemplo, se encuentra generalmente desplazada de su posición 'correcta'.
¿Por qué el ¹H en el agua presenta una frecuencia de resonancia diferente al ¹H en la grasa?
A pesar de que ambos protones se encuentran dentro del elevado y uniforme campo magnético externo, en realidad experimentan campos magnéticos ligeramente distintos debido a su entorno químico. Cada protón está rodeado por otros núcleos y electrones, todos los cuales poseen a su vez un pequeño campo magnético asociado a ellos.
De hecho, son los electrones en los enlaces químicos los responsables más importantes de las alteraciones en el campo magnético experimentado por un núcleo. Por lo tanto, un protón en agua está principalmente influenciado por los electrones de los enlaces de puentes de hidrógeno (H-O), y un núcleo similar en grasa por los enlaces H-C.
Estas diferencias en la frecuencia de resonancia causadas por los núcleos que experimentan diferentes enlaces químicos se utilizan para la espectroscopia por RM. Las diferencias en sí se conocen como desplazamiento químico, δ (Figura 05-02).
Figura 05-02:
Desplazamiento químico (δ): un espectro de ¹H de los tejidos a menudo muestra dos picos claramente diferentes. Uno de ellos se asocia al agua de los tejidos y el otro a los protones de los lípidos (en este caso triglicéridos). Los datos se muestran en hercios (Hz) para 1 Tesla.
El desplazamiento químico es simplemente una diferencia en frecuencias y se mide en Hz. La diferencia en frecuencias varía con el campo magnético de manera que el desplazamiento químico entre el agua y la grasa es de alrededor de 350 Hz a 2,35 Tesla, pero alrededor de 700 Hz a 4,7 Tesla.
Afortunadamente, la variación en la diferencia de frecuencias es directamente proporcional a la variación del campo magnético externo. Si el desplazamiento químico en Hz se divide por la frecuencia de resonancia básica del núcleo en Hz, se puede obtener un número para el desplazamiento químico, por ejemplo entre el agua y la grasa, que se mantiene invariante independientemente del campo magnético aplicado.
Los desplazamientos químicos se encuentran típicamente en el rango de decenas a centenares de Hz, mientras que las frecuencias de resonancia se encuentran típicamente en el rango de decenas a centenares de MHz. Esto hace que los valores de los desplazamientos químicos sean bastante bajos, por lo que se suelen multiplicar por 1 millón y expresarse en partes por millón (ppm).
La Tabla 05-01 presenta algunas abreviaciones importantes utilizadas en espectroscopia por RM.
Tabla 05-01:
Algunas abreviaciones frecuentemente utilizadas en ERM.
|
Capítulo 5 — Página 1 |
|
|---|