Relajación (RMN)

Relajación (RMN)

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La relajación en el ámbito de la Resonancia magnética nuclear (RMN) y la Imagen por resonancia magnética (IRM), describe la evolución de las magnetizaciones en dos direcciones distintas:

• relajación longitudinal: La componente del vector de magnetización M que es paralela al campo magnético principal B₀ es llamada magnetización longitudinal (M_z). El proceso mediante el cual se recupera a la magnetización en equilibrio térmico M₀ es llamado relajación longitudinal, y posee una constante de tiempo T₁.

$M_z(t) = M_z(0) \cdot \left( 1 - e^{-t/T_1} \right) \,$

• relajación transversal: La componente del vector de magnetización M que es perpendicular al campo magnético principal B₀ es llamada magnetización transversal(M_xy, M_T, o $M_{\perp}$). El proceso mediante el cual decae hasta prácticamente cero es llamado relajación transversal, y posee una constante de tiempo T₂.

$M_{xy}(t) = M_{xy}(0) \cdot e^{-t/T_2} \,$

Constante de relajación longitudinal T₁

En un medio ideal donde la conservación del momento angular se satisface en forma estricta para los núcleos observados, T₁ no existiría. Cuando se altera la magnetización de un núcleo por efecto de un pulso experimental, el mismo debe mantener su precesión, de manera que la mayor parte de la magnetización en desequilibrio no puede equilibrarse. Sin embargo, en un sistema real, se produce una transferencia de spin entre los núcleos observados y el medio. Esto permite que se produzcan transiciones "prohibidas", y "relajación" desde un estado "excitado" a uno de equilibrio.

T₁ es por definición, la componente de la relajación que ocurre en la dirección del campo magnético ambiente. Esto por lo general sucede por interacciones entre los núcleos de interés y los núcleos no excitados en el medio, como también con campos eléctricos en el medio (denominado en forma genérica como la 'red'). Por lo tanto, T₁ es llamado la relajación de la "red de spin".

T₁ se mide como el tiempo requerido para que el vector de magnetización M recupere un valor igual al 63% de su magnitud inicial. Su valor varía según la densidad de campo magnético B.

Constante de relajación transversal T₂

En un sistema ideal, T₂ tampoco existiría. Sin embargo, en sistemas reales, existe una transferencia de spin entre los núcleos excitados que dispersa la magnetización que no se encuentra en equilibrio.

Por definición T₂, es la componente 'verdadera' de relajación (véase T₂*) hacia las condiciones de equilibrio, perpendicular al campo magnético ambiente. Por ello, la relajación está dominada por interacciones entre los núcleos spinning que ya se encuentran excitados. Por dicha razón, la relajación T₂ es llamada relajación "transversal" o "spin-spin".

Dado que los procesos T₂ siguen un decaimiento exponencial, la cantidad T₂ se define como el tiempo requerido para que la magnetización transversal del vector alcance el 37% de su magnitud original después de su excitación inicial. A diferencia de T₁, T₂ es mucho menos susceptible a variaciones en la intensidad del campo B.

Referencias

1. ↑  Chemicals of brain relaxation time at 1.5T. Kreis R, Ernst T, and Ross BD "Absolute Quantification of Water and Metabolites in the Human Brain. II. Metabolite Concentrations" Journal of Magnetic Resonance, Series B 102 (1993): 9-19
2. ↑  Lactate rexalation time at 1.5 T. Isobe T, Matsumura A, Anno I, Kawamura H, Muraishi H, Umeda T, Nose T. "Effect of J coupling and T2 Relaxation in Assessing of Methyl Lactate Signal using PRESS Sequence MR Spectroscopy." Igaku Butsuri (2005) v25. 2:68-74.
3. ↑  BPP theory. Bloembergen, E.M. Purcell, R.V. Pound "Relaxation Effects in Nuclear Magnetic Resonance Absorption" Physical Review (1948) v73. 7:679-746

Enlaces externos

• Herramienta Didáctica para el Estudio de los Principios Físicos de la Imagen por Resonancia Magnética
• MRI - Magnetic resonance imaging Animaciones: spin, spin modification, induction, relaxation and precession, spin echo sequence, gradient echo sequence, inversion recovery sequence

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