Optimización de la secuencia reacople dinámico selectivo para obtener parámetros microestructurales de tejidos utilizando difusión en RMN

M. CAPIGLIONI, A. ZWICK; GONZALO AGUSTIN ALVAREZ

Congreso; XX Escuela de Invierno Giambiagi: Física en el Mundo de la Salud: un Encuentro Transdisciplinario; 2018

La resonancia magnética nuclear (RMN) es una herramienta muy utilizada en la actualidad para la obtención de imágenes médicas de forma no invasiva. Sin embargo, la sensibilidad de detección de los espines nucleares de las moléculas intrínsecas a sistemas biológicos, limita la resolución espacial de las imágenes a milímetros en estudios clínicos. Una forma de crear imágenes por RMN, es utilizar el fenómeno de difusión que sufren los espines nucleares para obtener información específica y cuantitativa sobre parámetros microscópicos del sistema. Esto se logra mediante la aplicación de secuencias de control que, aplicadas sobre los espines, permiten aumentar la sensibilidad de la señal detectada respecto al parámetro que se busca observar. Este es el objetivo de la secuencia de reacople dinámico selectivo (SDR) [1,2] que fue optimizada en este trabajo. Se analizó el contraste generado por la secuencia SDR, que presenta una gran sensibilidad al tamaño de la restricción dentro de la cual difunden los espines observados. Se optimizó dicho contraste generado por la secuencia con respecto a dos variables del sistema, el tiempo total del experimento y la constante de decaimiento de la señal. Además, se realizó un análisis de los distintos regímenes de difusión para buscar las regiones óptimas donde es máxima la información extraída del sistema. Estos resultados ofrecen información para definir el procedimiento a seguir acorde al estudio que se necesita realizar. Por otro lado, se encontró que el contraste definido por la secuencia SDR puede utilizarse como un filtro de tamaños, aplicable al rango de tamaños presentes en tejidos neuronales (del orden de los micrómetros). Se estudió la dependencia de la forma del filtro y el mínimo diámetro que es posible filtrar en función de los parámetros del sistema utilizados para la optimización del contraste y por último se analizaron dichos filtros con valores aplicables en equipamientos preclínicos y clínicos. Estos resultados ofrecen un nuevo mecanismo para realizar imágenes selectivas en tamaños microestructurales y cuantitativas.[1] ?Coherent dynamical recoupling of diffusion-driven decoherence in magnetic resonance?. G.A. Álvarez, N. Shemesh, and L. Frydman. Phys. Rev. Lett. 111, 080404 (2013).[2] ?Measuring small compartment dimensions by probing diffusion dynamics via Non-uniform Oscillating-Gradient Spin-Echo (NOGSE) NMR?. N. Shemesh, G.A. Álvarez, and L. Frydman. J. Magn. Reson. 237, 49 (2013).