Eco planar

Qué es la imagen eco planar

La imagen eco planar es una técnica de adquisición muy rápida de resonancia magnética que forma parte de la familia del eco de gradiente. Su nombre inglés, echo planar imaging, se abrevia habitualmente como EPI. Lo característico de EPI es que un solo pulso de excitación permite obtener toda una imagen bidimensional; en las secuencias convencionales cada pulso solo generaba una línea del espacio de datos brutos.

Peter Mansfield la propuso en 1977 en la Universidad de Nottingham. En aquel momento la limitación tecnológica era enorme: hacían falta gradientes muy potentes y muy rápidos, y los equipos clínicos de la época no los tenían. La técnica pasó dos décadas en el laboratorio hasta que los avances en electrónica de gradientes la hicieron viable en la práctica hospitalaria. Mansfield recibió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 2003, compartido con Paul Lauterbur, por sus contribuciones al desarrollo de la resonancia magnética.

El adjetivo "planar" combina dos raíces. La griega ἠχώ (ēkhṓ), presente en toda la nomenclatura de secuencias que hablan de "eco" en resonancia, y el latín planum ("plano"), que remite a la adquisición de un plano completo por pulso. La palabra no es metafórica: describe con literalidad el hecho de que cada excitación cubre una superficie plana entera del espacio de datos.

Cómo trabaja EPI

La secuencia se apoya en un tren de ecos generados por inversiones rapidísimas del gradiente de lectura. Tras un único pulso de radiofrecuencia, el equipo invierte una y otra vez el gradiente de codificación de frecuencia; cada inversión provoca un eco y cada eco llena una línea del espacio de datos brutos. Un segundo gradiente, el de codificación de fase, avanza línea a línea de manera coordinada. En pocos milisegundos toda la imagen queda muestreada.

Esta velocidad tiene un coste. Las secuencias EPI producen imágenes de resolución espacial baja, con artefactos de deformación geométrica en las interfases entre aire y tejido y con degradación de señal en zonas de susceptibilidad magnética inhomogénea, como la base del cráneo o los senos paranasales. Los equipos con gradientes potentes atenúan estos defectos, pero no los eliminan. Un radiólogo experimentado reconoce a simple vista una imagen EPI por su aspecto característico.

Aplicaciones que hicieron indispensable a EPI

Sin EPI no existiría la resonancia magnética funcional del cerebro. El método BOLD, que mapea la actividad neuronal a partir de cambios en la oxigenación de la sangre, requiere capturar imágenes de todo el volumen encefálico cada dos o tres segundos. Ninguna secuencia clásica puede hacerlo con esa velocidad. EPI adquiere cortes cerebrales completos en 60 o 100 milisegundos y hace posible el experimento.

La imagen ponderada en difusión (DWI), que estudia el movimiento microscópico del agua en los tejidos, también se apoya en EPI. Las secuencias DWI aplican gradientes muy intensos para sensibilizar la señal a los desplazamientos moleculares; entre esos gradientes y la lectura no puede transcurrir mucho tiempo, porque la señal decae con rapidez. La lectura eco planar cabe en esa ventana temporal breve, y por eso el estudio de difusión en el hospital se implementa casi siempre sobre EPI.

En perfusión cerebral, el paso rápido de un bolo de gadolinio por la vasculatura se sigue con adquisiciones EPI seriadas, lo que permite calcular volumen sanguíneo cerebral, flujo y tiempo medio de tránsito. También se utiliza en imagen cardíaca para capturar la contracción en fases breves del ciclo y en algunos protocolos de espectroscopia por resonancia.

Variantes y limitaciones

EPI admite dos grandes formatos. La adquisición de un solo disparo (single-shot EPI) obtiene toda la imagen con una única excitación y es la más rápida, aunque también la más vulnerable a los artefactos. La adquisición segmentada (multi-shot EPI) reparte el llenado del espacio de datos en varios pulsos para ganar resolución y reducir la distorsión, a costa de perder velocidad y de introducir el riesgo de artefactos por movimiento entre disparos.

Hay contextos donde EPI no es la mejor opción. En el oído medio, la resonancia con difusión no eco planar (basada en turbo spin-echo) ha demostrado mayor sensibilidad para detectar colesteatomas residuales, precisamente porque evita las distorsiones geométricas en esa región anatómica difícil. Más rápido no siempre es mejor. La elección de la secuencia depende del problema clínico.

Preguntas frecuentes

¿Por qué se llama "planar" si se adquieren cortes bidimensionales?

Porque el término no se refiere al corte anatómico sino al recorrido completo del espacio de datos brutos, que en resonancia matemática es un plano bidimensional. La secuencia se llama eco planar porque cubre ese plano entero tras cada pulso, y no porque adquiera cortes en un plano anatómico concreto.

¿Hay riesgo añadido para el paciente?

No, salvo el propio de cualquier exploración de resonancia magnética. Se aplican los mismos criterios generales: precauciones por marcapasos antiguos no compatibles, ciertos implantes metálicos y clips vasculares no seguros. En protocolos con gadolinio se valora la función renal previa. El ruido ambiental es más intenso que en otras secuencias porque los gradientes se conmutan a gran velocidad.

¿Se puede hacer EPI en cualquier equipo de resonancia?

Depende del equipo. La imagen eco planar exige gradientes rápidos y potentes; en máquinas antiguas o de campo bajo puede no ser factible con calidad clínica. Los equipos actuales de 1,5 y 3 teslas incluyen protocolos EPI de forma estándar y los ejecutan sin dificultad.

¿Es lo mismo EPI que resonancia magnética funcional?

No. La resonancia magnética funcional (fMRI) es una aplicación clínica y de investigación que se apoya en secuencias EPI para captar los cambios BOLD asociados a la actividad neuronal. EPI es la técnica de adquisición; fMRI es el estudio que la utiliza para responder preguntas sobre la función cerebral.

Referencias

1. The Nobel Prize. Sir Peter Mansfield. Nobel Prize in Physiology or Medicine 2003.
2. Sociedad Española de Radiología Médica. Radiología. Aplicaciones de la técnica de difusión por resonancia magnética en el manejo de la patología tumoral osteomuscular.
3. Revista Chilena de Radiología. Difusión por resonancia magnética: bases y aplicaciones oncológicas en órganos extracraneanos.
4. Sociedad Española de Medicina Intensiva, Crítica y Unidades Coronarias (SEMICYUC). Medicina Intensiva. Utilidad de la resonancia magnética potenciada en difusión en pacientes con lesiones focales por traumatismo craneoencefálico grave.