Eco de gradiente

Qué es el eco de gradiente

En resonancia magnética se llama "eco" a la reaparición de la señal después de que los espines se han desfasado. La técnica clásica la recupera aplicando un pulso de radiofrecuencia de 180 grados que invierte la magnetización; se denomina eco de espín. El eco de gradiente sigue otro camino: en lugar de invertir la magnetización, invierte el propio gradiente de campo que había desfasado los espines. La consecuencia práctica es una señal más rápida de generar y, por tanto, secuencias mucho más cortas.

El término combina la voz griega ἠχώ (ēkhṓ), "sonido reflejado" o "eco", con el latín gradiens, del verbo gradi ("dar pasos", "avanzar"). El "eco" aquí no tiene componente acústico; nombra un fenómeno físico de reaparición de la señal de resonancia. La palabra gradiente designa la variación espacial controlada del campo magnético que el equipo aplica para codificar y luego recuperar esa señal.

La primera secuencia de esta familia fue la FLASH (Fast Low Angle Shot), publicada en 1986 por Axel Haase y colaboradores en la Universidad de Wurzburgo. Demostraba que se podían obtener imágenes con relación señal-ruido diagnóstica utilizando pulsos de excitación de ángulo bajo y tiempos de repetición de decenas de milisegundos. A partir de ahí surgieron variantes comerciales con nombres muy distintos según el fabricante, todas basadas en el mismo principio físico.

Cómo se obtiene la señal

Cada ciclo empieza con un pulso de radiofrecuencia de ángulo variable, casi siempre inferior a 90 grados. Ese ángulo, denominado ángulo de inclinación o flip angle, condiciona la magnetización longitudinal que se conserva y la rapidez con la que puede repetirse el ciclo. Cuanto menor es el ángulo, más rápida es la adquisición.

Después del pulso, la señal se desfasa con un gradiente aplicado en el sentido de la lectura. Un segundo gradiente de polaridad opuesta invierte ese desfase y hace reaparecer la señal en el instante del tiempo de eco (TE). El intervalo entre pulsos sucesivos, el tiempo de repetición (TR), suele ser inferior a 100 milisegundos y en algunas variantes cae por debajo de 10.

Hay un detalle relevante para el radiólogo. El eco de gradiente no compensa las inhomogeneidades del campo estático. Por eso su contraste depende de T2* y no de T2, y por eso los depósitos de hierro, la sangre desoxigenada o los materiales metálicos aparecen con marcada pérdida de señal. Lo que en otras secuencias sería un artefacto, aquí se convierte en información clínica útil.

Familias y variantes

Bajo el paraguas del eco de gradiente conviven abordajes muy distintos. Las secuencias de estado estacionario, entre ellas la propia FLASH y las conocidas como SPGR, T1-FFE o SSFP según el fabricante, mantienen la magnetización en un régimen de equilibrio dinámico entre pulsos consecutivos. Las secuencias potenciadas en T2* enfatizan los efectos de susceptibilidad y se utilizan para detectar microhemorragias o depósitos férricos en el encéfalo. La imagen ponderada en susceptibilidad (SWI) es una variante de alta sensibilidad que combina información de magnitud y de fase.

Cuando el ángulo de excitación se acorta y la lectura se acelera, el eco de gradiente sirve además como base para técnicas cinematográficas del corazón (secuencias cine SSFP) y para adquisiciones dinámicas con contraste. La imagen eco planar, utilizada en estudios funcionales y de difusión, es una variante ultrarrápida de eco de gradiente diseñada para recorrer todo el espacio de datos brutos tras un único pulso.

Aplicaciones donde aporta ventajas

En neuroimagen se emplea para detectar hemorragias antiguas, cavernomas y microsangrados en la lesión axonal difusa: la hemosiderina residual aparece como focos hipointensos que otras secuencias no ven bien. En imagen cardíaca es la base de las adquisiciones dinámicas que muestran la contracción del miocardio latido a latido. En estudio musculoesquelético permite valorar cartílago articular con secuencias específicas. Y en angiografía por resonancia se aprovecha su sensibilidad al flujo para mostrar los vasos con muy poca cantidad de gadolinio o incluso sin contraste alguno.

Diferenciación con el eco de espín

Ambas técnicas producen imágenes de resonancia, pero se comportan de forma distinta. El eco de espín aplica un pulso de refase de 180 grados que anula las inhomogeneidades del campo y ofrece un contraste puro en T2; su adquisición es más lenta. El eco de gradiente prescinde de ese pulso, gana velocidad y accede a información de T2*, a costa de tolerar peor los artefactos metálicos y las interfases aire-tejido. En la práctica clínica ambas familias se combinan. Cada estudio incluye secuencias de una u otra según lo que se quiera visualizar.

Preguntas frecuentes

¿De dónde viene la palabra "eco" en esta técnica?

Del griego ἠχώ, que significa "sonido reflejado". En resonancia magnética no se refiere a nada acústico: nombra la reaparición de la señal de radiofrecuencia después de haberse desfasado. La palabra ha viajado desde la mitología griega, donde Eco era la ninfa condenada a repetir las últimas palabras oídas, hasta la física de la resonancia sin cambiar de sentido.

¿Se hace con el mismo equipo que otras resonancias?

Sí. No requiere una máquina distinta. Los equipos de resonancia magnética actuales incluyen secuencias de eco de gradiente en su repertorio habitual, y el técnico las selecciona en función del estudio solicitado. Lo que cambia es la programación de pulsos y gradientes.

¿Por qué se usa el eco de gradiente para ver microhemorragias cerebrales?

Porque las secuencias potenciadas en T2* son muy sensibles a las alteraciones locales del campo magnético que provoca el hierro depositado. Un microsangrado antiguo deja hemosiderina en el tejido, y esa hemosiderina crea una pequeña distorsión magnética que la secuencia detecta como una mancha oscura de pocos milímetros. Otras técnicas la pasan por alto.

¿Es lo mismo eco de gradiente que resonancia magnética funcional?

No. La resonancia magnética funcional utiliza secuencias derivadas del eco de gradiente, en particular la imagen eco planar, para medir cambios de oxigenación de la sangre cerebral. La técnica pertenece a la misma familia, pero el objetivo (mapear la actividad cerebral) es distinto del uso habitual del eco de gradiente en imagen estructural.

Referencias

1. MedlinePlus (Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.). Imágenes por resonancia magnética (IRM).
2. Instituto Nacional de Imágenes Biomédicas y Bioingeniería (NIBIB), NIH. Imagen por resonancia magnética (MRI).
3. RadiologyInfo.org (RSNA y ACR). Resonancia magnética (RM) del cuerpo.
4. Sociedad Española de Radiología Médica. Radiología. Secuencia de disparo único eco de gradiente en fase y fase opuesta con preparación de la magnetización.