RESONANCIA MAGNÉTICA UNIVERSIDAD NACIONAL DE

RESONANCIA MAGNÉTICA
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
OSCAR ALFREDO SIERRA FONSECA
Código: 153358 G11NL28
Facultad de Ciencias
Departamento de Matemáticas
RESUMEN
A través de una compleja tecnología que combina campos magnéticos y ondas de radio es posible
obtener imágenes de alta calidad de los tejidos blandos del interior del cuerpo humano, sin que el paciente
sienta
ninguna
molestia
y
con
solo
quedarse
quieto
por
unos
minutos.
Otra de las ventajas de este método es que no requiere la utilización de líquidos de contraste ni exponerse a
rayos X (como en el caso de las placas radiográficas). Es excelente para localizar diferentes tumores y
examinar el corazón, la columna y el cráneo.
Introducción.
antenas receptoras de radio frecuencias y
computadoras que analizan datos para
producir imágenes detalladas, de dos o tres
dimensiones con un nivel de precisión nunca
antes obtenido que permite detectar, o
descartar, alteraciones en los órganos y los
tejidos del cuerpo humano, evitando
procedimientos molestos y agresivos como
melografía (punción lumbar), artrografía
(introducción de medios de contraste en
articulaciones) y otros que involucran una
agresión o molestia para el paciente.
En 1945, en la Universidad de Stanford, los
primeros
experimentos
de
resonancia
magnética con líquidos fueron realizados por
Félix Bloch y sus asociados. En 1946, en la
Universidad de Harvard, tuvieron lugar las
primeras pruebas con objetos sólidos, a cargo
de Edward Pucell. Ambos investigadores
compartieron el Premio Nobel, en 1952, por
sus trabajos.
En sus primeras etapas, la resonancia
magnética se utilizó, primordialmente, en la
espectroscopia una ciencia que trata sobre la
energía que se transporta entre diferentes
masas ante los fenómenos llamados cambios
químicos. Cuando los investigadores se dieron
cuenta de que un núcleo atómico cambiaba su
resonancia (la energía que emite) en
diferentes entornos, la resonancia magnética
se convirtió en una poderosa herramienta
analítica.
Funcionamiento.
Para producir imágenes sin la intervención de
radiaciones ionizantes (rayos gama o X), la
resonancia magnética se obtiene al someter al
paciente a un campo electromagnético con un
imán de 1.5 Tesla, equivalente a 15 mil veces
el campo magnético de nuestro planeta.
Este poderoso imán atrae a los protones que
están contenidos en los átomos de hidrógeno
que conforman los tejidos humanos, los
cuales, al ser estimulados por las ondas de
radio frecuencia, salen de su alineamiento
normal. Cuando el estímulo se suspende, los
protones regresan a su posición original,
liberando energía que se transforma en
señales de radio para ser captadas por una
computadora que las transforma en imágenes,
que describen la forma y funcionamiento de
los órganos.
En 1967, el primero en aplicar los
descubrimientos de la espectroscopia en
organismos vivos fue Jasper Jackson. Hacia
1972, en la Universidad Estatal de Nueva
York, Paul Laterbur probó que era posible
utilizar estos hallazgos para producir
imágenes. Este científico logró, inicialmente,
crear una imagen de los protones en una
muestra
de
agua.
Después,
obtuvo
reproducciones
de
limones,
pimientos,
animales y, finalmente, seres humanos vivos.
La resonancia magnética es el más reciente
avance tecnológico de la medicina para el
diagnóstico
preciso
de
múltiples
enfermedades, aún en etapas iniciales, está
constituido por un complejo conjunto de
aparatos emisores de electromagnetismo,
1
(+)
y
un
electrón
(-).
Por su estructura física, el protón del átomo de
hidrogeno no gira sobre su eje. Esto genera
un campo magnético que lo hace susceptible
de reaccionar ante otro campo magnético
externo. Además orbita sobre un segundo eje
describiendo un cono al igual que lo hace un
trompo.
La potencia del electromagnetismo en el
quipo.
Además de afectar la carga positiva de los
protones, cambiándola a negativa; el
electromagnetismo también genera una gran
cantidad de calor, por lo cual estos aparatos
cuentan con sistemas refrigerantes.
fig 1: equipo utilizado para obtener imágenes
gracias a la Resonancia Magnética ( IRM).
El escáner en su interior.
Para poder obtener una imagen de los tejidos
blandos del cuerpo el escáner tiene que
rastrear los átomos de hidrogeno que se
presentan en todos ellos. Además los átomos
son sometidos a un poderoso campo
magnético y después se los excita con ondas
de radiofrecuencia. Así, los átomos son
obligados a liberar energía que es captada por
el escáner y luego transformarlo en imágenes.
Para tener una idea de la cantidad de energía
que circula en un sistema de resonancia
magnética, se debe pensar que la fuerza
electromagnética de estos aparatos se mide
en gauss y teslas. El gauss equivale al poder
de la gravedad en la Tierra y un tesla, a 10 mil
gauss ó 10 mil veces el campo
electromagnético terrestre.
Magneto superconductor.
Son una aleación de Niobio y Titanio, estos
elementos poseen las propiedades de ser
superconductoras cuando es refrigerado a
-269º C. genera un poderoso campo
magnético que alinea los protones de
hidrógeno, antes de ser bombardeos con
ondas de radiofrecuencia.
El equipo se encuentra dentro de un cuarto
forrado de cobre en su interior para evitar la
interferencia de cualquier onda de radio
frecuencia que pudiera llegar del exterior. A
esto se le conoce como Jaula de Faraday.
El magneto, que es el corazón del sistema,
está encerrado en un cubo de plástico. No se
permiten materiales ferrosos, porque la gran
fuerza de atracción podría ocasionar
accidentes. Estos magnetos generan un
campo magnético estático que polariza o
cambia el valor de las cargas de los protones
del cuerpo. Estos componentes del átomo,
cambian, entonces, su valor de positivo a
negativo; cuando el efecto del imán cesa, los
protones regresan a la normalidad y
desprenden una energía que es captada por
antenas, que envían estos datos a las
computadoras para que las analicen y
organicen en imágenes.
Sistemas refrigerantes.
Además de compensar el gran calor generado
por el electromagnetismo llegan a enfriar el
magneto principal a -269ºC para darle
propiedades de superconductores.
Bobinas de gradientes magnéticos.
Genera campos magnéticos secundarios que.
Al combinarlos con el principal, permiten tomar
imágenes del interior del cuerpo humano en
diferentes planos.
Transmisor de radiofrecuencias (RF).
A través de él y mediante una bobina
transmisora y señales de radio que sirven para
excitar a los átomos de hidrogeno. Al
interruptor la excitación, los átomos se cargan
de energía que es interpretada y procesada
para formar la imagen.
Para que el imán súper conductor no se
caliente, pues el proceso sube la temperatura
a +269° centígrados, el magneto se forra con
hilo súper refrigerado, el cual enfría el sistema
a –269° centígrados, para lograr contrarrestar
el calor y brindar una temperatura normal al
paciente.
La refrigeración se logra introduciendo en
tuberías especiales substancias refrigerantes
conocidas como criogénicos; éstos pueden ser
helio o nitrógeno líquidos, de manera similar al
sistema del refrigerador común.
El hidrogeno en el cuerpo.
Los átomos de hidrógenos están presentes en
casi todos los tejidos y fluidos, especialmente
en el agua (70% del cuerpo) y en las grasas.
El átomo de hidrogeno es el elemento más
sencillo de la naturaleza. Tiene un solo protón
2
Realización del examen.
Se le puede solicitar al paciente que use una
bata de hospital o prendas de vestir sin
broches metálicos (como pantalones de
sudadera y una camiseta).
A la persona se le solicita acostarse sobre una
mesa estrecha, la cual se desliza hasta la
mitad de la máquina de IRM. Si la persona
siente temor a estar en espacios confinados
(claustrofobia), debe comentarle esto al
médico, en cuyo caso el doctor puede
prescribir un sedante suave o puede
recomendar una IRM “abierta”, en la cual la
máquina no está tan cerca al cuerpo.
Se pueden colocar pequeños dispositivos,
llamados espirales, en la cabeza, el brazo o la
pierna u otras áreas que se vayan a estudiar.
Estos dispositivos ayudan a enviar y recibir las
ondas de radio y mejorar la calidad de las
imágenes.
Ciertos exámenes requieren que se administre
un colorante especial (medio de contraste)
antes del examen, el cual se inyecta a través
de una vía intravenosa en la mano o el
antebrazo. Este medio de contraste ayuda al
radiólogo a observar ciertas áreas más
claramente.
Durante la IRM, el técnico que opera la
máquina vigilará a la persona desde un cuarto
contiguo. Generalmente, se necesitan varias
series de imágenes, cada una de las cuales
toma de 2 a 15 minutos. Dependiendo de las
áreas que se vayan a estudiar y el tipo de
equipo, el examen puede tomar una hora o
más.
Lo primero que hace el complejo de
computadoras que forma parte de un equipo
de resonancia magnética es transformar las
ondas de amplitud modulada en información
digital.
Son los programas que corren en la
computadora del control de mando los que
interpretan esta información y la transforman
en imágenes de alta definición, y en este
punto, el grado de manipulación es
sorprendente pues existe la posibilidad de
destacar cualquier estructura, vascular o
nerviosa,
por
ejemplo,
sobre
tejidos
circundantes y agregarles el color que nos
parezca conveniente para resaltarlas.
También permite hacer reconstrucciones en
tercera
dimensión,
rotarlas
y
hasta
seccionarlas
en
tantas
partes
como
necesitemos. Esto es muy útil en la planeación
de la estrategia de una cirugía.
La información obtenida se almacena en
cintas magnéticas a partir de las cuales se
seleccionan las imágenes (8 ó 10) del área
que se está estudiando, se imprimen y se
interpretan por el médico especialista para
entregar los resultados al médico tratante.
Conclusiones.
- La Resonancia Magnética no utiliza Rayos
X, ni ningún otro tipo de radiaciones, lo que la
hace ser un procedimiento inocuo y seguro
para todos los pacientes.
Fig 2: Resonancia magnética en una rodilla.
- El estudio del electromagnetismo ha
ayudado a la humanidad en su desarrollo
tecnológico, en esta ocasión con equipos
para la medicina, esto logra disminuir los
riesgos que se corren en una cirugía.
- En la resonancia magnética se conectan
varios temas que se vieron en el curso de
electromagnetismo
tales
como
superconductores, campos magnéticos y
campos eléctricos, bobinas y ondas de radio.
Fig 3: Imágenes de un corazón
resonancia magnética
humano obtenida por
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Referencias.
1. www.ciberhabitat.gob.mx/hospital
2. Revista Española de Cardiología.
www.elsevier.es/cardio/ctl_servlet?_f=
40&ident=457
3. Wikipedia
http://es.wikipedia.org/wiki/Resonancia
_magnética
4. http://www.ferato.com/wiki/index.php/
Resonancia_magnética
5. http://www.healthsystem.virginia.edu/U
VAHealth/adult_radiology_sp/mri.cfm
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