Secuencias eco por gradientes EG en RM Una

Secuencias “eco por gradientes” (EG) en RM. Una visión actual y simplificada de un concepto complejo OBJETIVOS DE LA PRESENTACIÓN: • Describir las señales de RM primarias y secundarias que se producen en el estado estacionario. • Mostrar de manera gráfica las señales de RM utilizadas para los diferentes tipos de secuencias EG. • Describir los tipos de secuencias EG. • Mostrar las diferentes siglas y acrónimos de las secuencias EG.

SECUENCIAS ECO POR GRADIENTES COHERENTES INCOHERENTES (SPOILED) TR EPI FID SE FID Señal adquirida de la FID + SE SE + St. E Contraste T 1 SPGR MPGR T 1 -FFE FLASH FGRE FSPGR MP-RAGE Turbo. FLASH TFE 2 os Contraste T 1, T 2* o DP Refase parcial 2 SE + 2 St. E FID + 2 SE + 2 St. E 2 SE + 4 St. E FID + 2 SE + 4 St. E Señal adquirida de FID + Ecos FID + SE + St. E GRASS FFE FISP CISS Ecos 2 os Contraste T 2* SSFP FFE T 2 PSIF GRASE Contraste T 1/T 2 Refase total True FISP Balanced FIESTA Haga click sobre cada uno de los grupos de secuencias

SECUENCIAS ECO POR GRADIENTES Las secuencias de “eco de gradiente” (EG) nacen como contrapartida a las clásicas secuencias de “eco de espín”. Constituyen la familia más amplia de las secuencias empleadas en RM, con multitud de siglas y acrónimos. La gran ventaja de las secuencias EG es la reducción del tiempo de adquisición, especialmente útil para estudios dinámicos, en apnea, y estudios 3 D. Se caracterizan por un acortamiento del TR, el empleo de ángulos de inclinación menores de 90º y la generación de los ecos mediante gradientes, a diferencia del SE, en las que el, o los ecos, se generan con pulsos de RF de 180º. Bajo estas condiciones, la señal alcanza el denominado “estado estacionario” (steady state) para la magnetización transversal y longitudinal. En las secuencias con un TR corto los pulsos de excitación generan señales secundarias, como ecos de espin (SE) y ecos estimulados (St. E). Unas se superponen sobre la FID, y otras forman una señal ascendente antes del siguiente pulso de excitación, de manera que se produce una señal continua de amplitud variable. A partir del 4º pulso de excitación la señal esta producida por 2 SE y 4 St. E al final del TR y 2 SE y 4 ecos estimulados que se superponen a la FID inmediatamente después del pulso de excitación. La imagen se puede obtener de la FID+ SE + St. E o solo de los St. E y SE. FID SE FID + SE SE + St. E FID + SE + St. E 2 SE + 2 St. E FID + 2 SE + 2 St. E 2 SE + 4 St. E FID + 2 SE + 4 St. E

Gz Gy Gx Gradiente de desfase Gradiente de refase El esquema temporal básico de una secuencia EG muestra el pulso de excitación (α), la FID y el eco. El TE es mucho más corto que en las secuencias SE debido a que se obtiene tras la aplicación del gradiente Gx de desfase y refase, que es mucho más rápido que la aplicación de un pulso de RF. Se representan el gradiente de selección de corte (Gz), que coincide con el pulso de RF, el gradiente de codificación de fase (Gy) y el gradiente de lectura (Gx), con un desfase inicial que destruye la FID y un refase posterior que produce el eco.

INCOHERENTES (spoiled) TR FID FID SPOILING En las secuencias EG incoherentes, la señal se obtiene únicamente de la FID, habiendo destruido previamente cualquier señal secundaria (SE y St. E). La magnetización transversal que persiste, especialmente en los tejidos o estructuras con un T 2 largo, se destruye antes del siguiente pulso de excitación de RF (spoiling). Esta destrucción, puede efectuarse mediante la pulsos de RF o mediante gradientes. Al destruirse la magnetización transversal responsable del contraste T 2, estas secuencias miden únicamente magnetización longitudinal y su potenciación sólo puede ser T 1 o DP. Sus principales aplicaciones son la obtención de estudios dinámicos y vasculares con gadolinio (T 1 corto) y la obtención rápida de imágenes T 1 o DP. Reconstrucción MIP de un estudio angio-RM 3 D con una secuencia T 1 -FFE con CIV en un paciente con coartación aórtica

INCOHERENTES (spoiled) Existen distintos tipos de secuencias incoherentes: 1. “Clásicas”. 2. Turbo-EG: tienen una preparación de la magnetización (prepulso de 180º) y la adquisición se efectúa mientras se alcanza el estado estacionario. Utiliza TR y TE muy cortos. TI Módulo de preparación “Clasicas" GE SPGR (Spoilled Gradient Recalled), Philips T 1 FFE (T 1 -weighted Fast Field Echo) Siemens FLASH (Fast Low Angle Shot) MPGR (Multi. Planar GRadient recalled) Módulo de adquisición de datos Turbo-EG FSPGR (Fast Spoiled Gradiente Echo) FGRE (Fast Gradient Recalled Echo) TFE (Turbo Field Echo) Turbo FLASH MP-RAGE (Magnetization Prepared Rapid Gradient Echo)

COHERENTES Dentro de las secuencias EG, el grupo de las coherentes se caracteriza porque, a diferencia de las incoherentes, la magnetización transversal residual no se destruye y contribuye a la producción de señal. Esto da lugar a un contraste complejo T 1/T 2. 2 SE + 4 St. E FID + 2 SE + 4 St. E Las secuencias EG coherentes se dividen en dos grupos: 1. Las que obtienen la señal de la FID y las señales secundarias superpuestas (rectángulo amarillo) 2. Las que obtienen la señal únicamente a partir de las señales secundarias (rectángulo naranja).

COHERENTES: FID + Eco 2 SE + 4 St. E FID + 2 SE + 4 St. E Este grupo de secuencias coherentes obtiene la imagen de la señal de la FID y de los ecos secundarios superpuestos. Como no se destruyen los ecos secundarios ni la magnetización transversal residual, el contraste es complejo: T 1/T 2*. Se pueden potenciar en T 1 con un ángulo grande y un TR largo, o en T 2 con un ángulo pequeño. Estas ultimas tienen una peor S/R. Estas secuencias son muy sensibles a efectos de susceptibilidad magnética y, de manera característica la sangre se muestra hiperintensa. Se subdividen en dos tipos: las de refase parcial y las de refase total. En todas lss secuencias, los gradientes para la selección de corte, para la codificación de fase, y para la codificación de frecuencia, producen de manera indeseable un desfase intravóxel de los protones. Para corregirlo, después de cada gradiente, se aplica uno inverso. En las secuencias coherentes con refase total se pretende que este efecto adverso se corrija totalmente.

COHERENTES: FID + Ecos Refase parcial GE Refase total GRASS (Gradient Recalled Acquisition in Steady FIESTA (Fast Imaging Employing Steady State) State Acquistion) Philips FFE (Fast Field Echo) Balanced: b. FFE Siemens FISP (Fast Imaging with Steady state Precession) True-FISP CISS (Constructive Interference Steady State) Cardio-RM. Corte de 4 cámaras obtenido mediante b. TFE RM de columna cervical realizada en un equipo 3 T. Imagen adquirida mediante 3 D FFE. Estudio RM de intestino delgado. Secuencia balanced con supresión grasa obtenida tras replección de asas y CIV. Estas secuencias muestran, de manera característica, un borde negro en las estructuras rodeadas de grasa. Se debe a efectos de susceptibilidad magnética y no a la obtención de la imagen en fase opuesta.

COHERENTES: Eco Refase parcial 2 SE + 4 St. E FID + 2 SE + 4 St. E GE SSFP Philips CE-FFE-T 2 (Contrast Enhanced Fast Field Echo) T 2 -FFE (Fast Field Echo T 2) Siemens PSIF (Reverse Fast Imaging with Steady State Precession) (Steady State Free Precession) En es te grupo de secuencias EG coherentes la imagen se forma con ecos secundarios (4 ecos estimulados (St. E) y 2 ecos de espín (SE)) situados en la parte distal del TR. Los ecos secundarios se deben en gran medida al refase de la componente transversal residual producida por pulsos de excitación anteriores. El TE es mas largo que el TR, por lo que son muy potenciadas en T 2*. Es, por tanto, una secuencia óptima para la detección de fluidos, aunque con una baja señal/ruido, y muy sensible al movimiento.

Echo-Planar Imaging (EPI) La secuencia EPI en su forma clásica se basa en el eco de gradiente. En la modalidad singleshot, tras un único pulso de excitación (α), con la aplicación de gradientes, apartir de la FID, se adquieren múltiples ecos de manera rápida con los que se rellena todo el espacio K. Con ésto, se logra un tiempo de adquisición muy corto, entre 50 -100 ms. Se obtiene una potenciación T 2*. Los principales inconvenientes del SS-EPI son su alta sensibilidad a los artefactos de susceptibilidad magnética, presentes en las interfases entre aire, hueso o partes blandas, y un marcado desplazamiento químico que obliga a anular la señal de la grasa y aumentar el ancho de banda. Actualmente, se suele formar la secuencia EPI a partir de un eco de espín inicial. La potenciación es T 2 (ya no es T 2* al derivar de un SE). Si se realiza mediante disparo único, al no haber TR (se habla de TR infinito), no existe efecto T 1. Para potenciar en T 1 es necesario aplicar previamente un pulso de preparación. Todas las secuencias EPI se pueden aplicar en la modalidad SS o segmentada (varios TR´s) EG-EPI 90° 180° TR infinito Cod. frecuencia SE-EPI Cod. frecuencia Cod. fase TE ef Señal

Echo-Planar Imaging (EPI) EPI también permite una adquisición mediante diferentes pulsos de excitación (multishot), en la cual cada pulso rellena una parte del espacio K. Ésta modalidad mejora la relación señal-ruido pero precisa de tiempos de exploración más largos. La secuencia SE-EPI en su modalidad “dual echo” permite la adquisición de dos trenes de ecos a partir de un eco de espín, uno con TE corto y otro con TE largo, potenciando la primera en DP y la segunda en T 2. La rapidez de las secuencias EPI ha generalizado su uso para la realización de estudios cardiacos, pulmonares, estudios de perfusión, estudios funcionales de cerebro y, sobre todo, la adquisición de secuencias potenciadas en difusión. GE EPI (Echo Planar Imaging) Philips EPI (Echo Planar Imaging) Siemens EPI (Echo Planar Imaging) Estudio de activación cerebral Tractografía de la vía óptica RM craneal. DWI con un factor b=2500. Restricción de la difusión en una metástasis cerebelosa. Estudio de perfusión cerebral mediante EPI.

Gradient and Spin Echo (Gra. SE) Gra. SE es una secuencia híbrida que resulta de la combinación de TSE y EG. Consiste en adquirir múltiples ecos de espín, de modo similar a la secuencia TSE, y descomponer cada uno de ellos mediante la aplicación de gradientes rápidos obteniendo varios ecos de gradiente por cada eco de espín. El número de pulsos de 180º es el factor turbo y el número de ecos de gradiente por cada uno de ellos (habitualmente de 3) es denominado factor EPI. Existe una predominancia del efecto T 2 derivado de los ecos de espín sobre el T 2*. Teóricamente, GRASE permite combinar la calidad de imagen de las secuencias SE con la velocidad de las secuencias EPI, sin embargo, su empleo en la práctica clínica no se ha generalizado. 90º 180º T 2* EG a b RM craneal. Imagen axial obtenida mediante IRGra. SE, con reconstrucción real (a) y modular (b). EG GE Gra. SE (GRAdient and Spin Echo) Siemens TGSE (Turbo Gradient and Spin Echo)

SECUENCIAS ECO POR GRADIENTES COHERENTES INCOHERENTES (SPOILED) TR EPI FID SE FID FGRE FSPGR MP-RAGE Turbo. FLASH TFE SE + St. E FID + Ecos FID SPGR MPGR T 1 -FFE FLASH FID + SE Refase parcial GRASS FFE FISP CISS Refase total True FISP Balanced FIESTA 2 SE + 2 St. E FID + 2 SE + 2 St. E 2 SE + 4 St. E FID + 2 SE + 4 St. E Ecos SSFP FFE T 2 PSIF GRASE