Este blog se realizó con la idea de dar a conocer un poco mas de la Resonancia Magnética y sus beneficios.
Agradecemos las colaboraciones por parte de:
En este blog explicamos un poco sobre la historia de la Resonancia Magnética, su importancia en el área diagnóstica, los aspectos físicos de la misma,las ventajas y desventajas de el uso de esta técnica diagnóstica.
La Resonancia Magnética es un fenómeno que se relaciona con campos magnéticos y ondas electromagnéticas de radiofrecuencia. Fue descubierto en 1946, en forma independiente por Bloch (Stanford) y por Purcell (Harvard); hecho que les valió el premio Nobel de Física en el año 1952.
Se le utilizó en química analítica y bioquímica y recién a partir de los años 80 se empezó a desarrollar su uso en humanos aplicado a la medicina.
En 1971, hace justo 40 años, el Dr. Raymond Damadian demostró que la Resonancia Magnética podía ser usada para detectar enfermedades, por que los distintos tipos de tejidos emiten señales que varían en su duración en respuesta al campo magnético.
Damadian creo el primer equipo de resonancia magnética en 1972. Meses mas tarde aplico a una patente para su invento, titulado "Aparato y método para detectar tejidos cancerígenos". Dicha patente fue otorgada en 1974 en Estados Unidos, esta fue la primera que se dio en el campo de la Resonancia Magnética.
Reconociendo la importancia del descubrimiento de Damadian, el investigador Paul Lauterbur desarrollo la técnica para generar las primeras imágenes en resonancia magnética en 2 y 3 dimensiones, utilizando gradientes, Lauterbur publico la primera imagen en 1973.
Siguiendo las investigaciones, Peter Mansfield un físico de la Universidad de Nottingham en Inglaterra, extendió el uso de los gradientes mediante un modelo matemático que permitía acelerar el tiempo de captura de las imágenes de horas a tan solo segundos y producirlas con mejor definición.
Mansfield y Lauterbur recibieron en el 2003 el premio Nobel de medicina por sus descubrimientos en el campo de la resonancia magnética.
La información obtenida en RM proviene de las propiedades magnéticas naturales de los átomos. La base física de este fenómeno está dada por la existencia de dos tipos de movimientos de los núcleos atómicos que son el movimiento giratorio o de spin y el movimiento de precesión.
Movimiento giratorio o spin (alrededor de su eje): Los
átomos constan de un núcleo y una corteza, la cual está formada por electrones.
En el núcleo además de otras cosas hay protones, pequeñas partículas que tienen
una carga eléctrica positiva. Estos protones son similares a pequeños planetas.
Al igual que la Tierra, están girando constantemente, o realizando un
movimiento llamado spin, alrededor de un eje o como se dice habitualmente los
protones poseen un spin.
La carga eléctrica
positiva del protón, naturalmente, gira o realiza el movimiento de spin con él.
Entonces Como sabemos cada protón tienes spin y, por tanto, su carga eléctrica
se mueve.
Movimiento de precesión (alrededor del eje gravitacional): En realidad, la posición del vector magnético del espín no quedará exactamente paralela a las líneas del campo magnético, sino que efectuará un movimiento de giro alrededor de la dirección del campo magnético, de tipo cónico, con su punta y vértice en el protón, igual que una peonza girando, movimiento que se define como movimiento de precesión.
La generación de imágenes mediante resonancia magnética se basa en recoger las ondas de radiofrecuencia procedentes de la estimulación de la materia sometida a la acción de un campo electromagnético. La energía liberada por los protones ( que tiene la misma frecuencia que la del pulso de RF recibido) al volver al estado de equilibrio, es captada por un receptor y analizada por un ordenador que la transforma en imágenes. Estas imágenes son luego impresas en placas.
Para llegar exactamente a la
zona que se quiere estudiar basta con ser capaces de localizar la ubicación
exacta de una determinada señal de resonancia magnética nuclear en una muestra.
Si se determina la ubicación de todas las señales, es posible elaborar un mapa
de toda la muestra.
Además, la fuerza de la señal
de resonancia en cada frecuencia indica el tamaño relativo de los volúmenes que
contienen los núcleos en distintas frecuencias y, por tanto, en la posición
correspondiente. Las variaciones de las señales se utilizan entonces para representar
las posiciones de las moléculas y crear una imagen. La intensidad del elemento
de la imagen, o pixel, es proporcional al número de protones contenidos dentro
de un volumen elemental.
Un equipo de Resonancia Magnética consta de los
siguientes elementos fundamentales:
• Imán principal
El imán principal crea el campo magnético estático que produce la magnetización
macroscópica de la muestra, es decir, del paciente. Su formato determina
esencialmente el diseño del equipo de MRI (imán cerrado, tipo túnel o imán
abierto).
Los imanes más utilizados son de tipo
superconductor, compuestos por una bobina superconductora (enfriada con helio)
inmersa en nitrógeno líquido. Producen campos magnéticos fuertes y homogéneos,
pero son caros y requieren un mantenimiento regular.
En general, todos los imanes de MRI utilizados en
imagen clínica utilizan campos magnéticos cuya intensidad oscila entre 0.2T y
3T. En general intensidades de 1 T o superiores se clasifican como “alto campo”
e intensidades de 0.2 T o inferiores como “bajo campo”. En el caso de
investigación con animales, las intensidades de campo magnético utilizadas
varían entre 7 T y 11 T.
• Bobinas generadoras de gradiente
Los gradientes de campo magnético son necesarios
para realizar la codificación espacial del objeto. Producen una variación
lineal en la intensidad del campo en una dirección concreta del espacio y lo
consiguen mediante pares de bobinas situadas en cada dirección. Esta variación
se añade al campo magnético principal, más potente.
El rápido apagado y encendido de los gradientes de
campo induce corrientes en los materiales conductores cercanos a los
gradientes, por ejemplo: antenas o cables eléctricos. Estas corrientes
inducidas, se oponen a los gradientes de campo y generan un decaimiento en su
perfil.
Existen diferentes métodos para contrarrestarlas.
El apagado y encendido de los gradientes genera también fuerzas de Lorentz,
causantes de vibraciones en las bobinas de gradiente y en sus soportes. Estas
vibraciones explican el característico ruido en MRI.
Sistema a radiofrecuencia
El sistema a radiofrecuencia posee ciertos
elementos que permiten la transmisión y recepción de señales a RF con el
objetivo de obtener imágenes. El sistema a RF también incluye los conversores
analógico‐digitales y un espectrómetro para
recibir y analizar la señal.
En general un escáner MR presenta una bobina de
cuerpo entero, situada en el cilindro de la máquina, que cubre homogéneamente
al paciente. Las bobinas de superficie se colocan en contacto directo con la
zona de interés, presentan menos profundidad y son más heterogéneas. Ofrecen
mejor relación señal‐ruido. Pueden también asociarse
en una matriz de bobinas receptoras (phased‐array).
Como la frecuencia de resonancia de los protones es
muy cercana a la de las ondas de radio utilizadas en FM, el aparato de MRI
se coloca en una caja de Faraday para conseguir un aislamiento total de señales
a radiofrecuencia externas.
• Sistema informático
La coordinación de las numerosas etapas del proceso
de imagen en MRI se realiza mediante un sistema informático compuesto por una
computadora, que es responsable de las secuencias, el espectrómetro, la
reconstrucción de los datos y el postproceso.
La resonancia magnética se utiliza para detectar una variedad de afecciones. En algunos casos proporciona imágenes claras de partes del cuerpo que no se puede ver con tanta claridad con las radiografías , las tomografías computadas o ecografías. durante el examen, las ondas de radio manipulan la posición magnética de los átomos del organismo, lo cual es detectado por una gran antena y es enviado a una computadora. estas imágenes se pueden convertir en fotos tridimensionales (3D) de la zona analizada.
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Usos:
En la evaluación integral de tumores de cualquier tipo.
En lesiones óseas o de músculos, ligamentos, tendones, articulaciones de todo tipo y región: hombro, codo, muñeca, mano, cadera, rodilla, tobillo, pie, mandíbula, etc…
En alteraciones de arterias y venas.
En el área del corazón, así como en articulaciones, músculos, ligamentos o tendones, es posible realizar una evaluación en movimiento (estudio dinámico) que permite obtener una expresión gráfica adicional en vídeo.
Para la evaluación del sistema nervioso central, incluyendo cualquier área del cerebro o columna vertebral.
En alteraciones de ojos, oídos, senos paranasales, boca y garganta.
En diversas enfermedades de difícil diagnóstico que involucren estructuras del tórax o abdomen, incluyendo corazón, glándulas mamarias, hígado, bazo, páncreas, riñones, útero, ovarios, próstata, etc…
