domingo, 17 de abril de 2016

T11 y T12. Resonancia magnética nuclear. Simulador


Para entrar en materia, primero se resumen las ideas principales de la resonancia magnética nuclear.

Magnetización de un voxel: el hecho de que, al aplicar un campo magnético a un pedazo de materia, los protones (núcleos de hidrógeno) en él contenidos se colocan de tal manera que aparece un momento magnético del elemento de volumen.

Excitación, primera cosa que hacer con la magnetización. Consiste en apartarla de su estado de equilibrio. Para ello se aplica un campo magnético variable, que resuene con la magnetización.

Para entender mejor este fenómeno, se va a trabajar con un simulador que se encuentra en este enlace.

Ejercicios:

T11.- Buscar (a ojo) las frecuencias de resonancia (Freq.) para distintos valores del campo externo (B0). ¿Influye la intensidad del campo B1?

Para encontrar las frecuencias de resonancia, se ha dejado fijo un valor de B0 y se ha buscado la frecuencia de B1 a la que mayor oscilación tenga el simulador.

La intensidad del campo B1 no influye en la frecuencia de resonancia, por lo que se ha mantenido constante a 1 mT durante todo el ejercicio. Por otra parte, la intensidad del campo B1 sí que influye en la amplitud de la oscilación.



A continuación se muestra una tabla con las frecuencias de resonancia encontradas para diferentes campos B0.

B1 (mT)
 B0 (mT)
freq B1 (Hz)
1
0,5
0,25
1,5
0,35
2,5
0,45
3,5
0,55
4,5
0,60


¿Que relación hay entre Freq. y B0 (lineal, inversa, cuadrática, ...)?

Con los datos anteriormente hallados, se ha trazado una gráfica para ver la relación que existe. Como se puede ver, la relación entre la frecuencia de resonancia y el campo externo B0 es lineal.




¿Cuadra eso con lo que habíamos visto en "teoría" (transp 18 del pwp de aquí)? 

En dicha transparencia se cita la siguiente relación entre la frecuencia de resonancia y el campo externo:


Como se puede deducir de la ecuación, la relación es directamente proporcional entre la frecuencia de resonancia y el campo externo B0.


Si ahora se quita el campo B1 y se sustituye por la bobina (coil) ¿qué ocurre en ella?

En la siguiente imagen se puede ver lo que ocurre cuando se quita el campo B1 y se sustituye por una bobina y se mide la señal en sus bornes.


Al volver la magnetización a su orientación de reposo, describe una curva oscilante a la frecuencia de precesión impuesta por el campo magnético. La oscilación de la proyección sobre el eje Y es representada en un eje de tiempo sobre el eje X en A. Esta oscilación se sitúa en el plano de máxima inducción de la bobina receptora y en ella se inducirá una señal sinusoidal amortiguada llamada FID (Free Induction Decay).



T12.- ¿Qué magnitudes de la señal de radiofrecuencia aplicada determinarán el ángulo de desplazamiento de la magnetización?

El ángulo de desplazamiento α está determinado por la intensidad de del campo B1 y el tiempo de aplicación.


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