Rmn varios

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Rmn varios

  1. 1. 1 Un poco de historia• En 1925 S. A. Goudsmit postuló la teoría del giro sobre si mismo del electrón (spining) y su consiguiente momento magnético• En 1946 se demuestra en Stanford y Harvard que bajo ciertos campos magnéticos los núcleos absorben y emiten ondas de radiofrecuencia la «Resonancia Magnética» (RM): Nobel en 1952• En 1971 se patenta el primer equipo capaz de diferenciar tejidos mediante RM• En 1981 R.C. Hawkes se instala el primer prototipo de tomógrafo por RM en el Hospital Hammerskmith de Londres.• En diciembre de 1983 se instaló el primer tomógrafo por RM en España (Barcelona). Conceptos de magnetismo• Magnetismo es una propiedad fundamental de la materia• Todas las sustancias poseen algún magnetismo• La susceptibilidad magnética depende de la configuración electrónica (número y situación de sus electrones) de sus átomos.• Sustancias paramagnéticas: inducen un pequeño campo magnético y al aplicarles un campo externo se suma a él. Ej. Oxígeno• Sustancias diamagnéticas: no tienen momento magnético, en presencia de campos externos muestran un momento opuesto (aislantes). Ej: Cobre• Sustancias ferromagnéticas: en presencia de un campo externo presentan fuerte atracción y retienen la magnetización. Ej. Hierro Conceptos de magnetismo• Un imán permanente es bipolar: Norte y Sur• La potencia de campos magnéticos pequeños se mide en Gauss. El campo magnético de la tierra es de 0.6 Gauss• Los campos más grandes se miden en Teslas: 1 Tesla 10.000 Gauss• Los núcleos atómicos con un número impar de protones o neutrones tienen un spin nuclear (giran sobre si mismos)• El movimiento se puede orientar con un campo magnético externo• El núcleo de hidrógeno (un sólo protón) sólo tiene dos orientaciones posibles cuando se le somete a un campo magnético externo• Haciendo incidir una onda electromagnética de radiofrecuencia perpendicularmente a la dirección del campo principal se excitan los spines Diagnóstico basado en imagen de RMN• Imagen: generada a partir de una bobina se mide la señal de inducción generada por la excitación de los spines
  2. 2. 2 • Clave: identificar que hace que lo blanco aparezca blanco y lo negro, negro • Ejemplo: Radiografías: Número de rayos X captados por el receptor (película fotográfica o pantalla). El mayor grosor, mayor densidad o el número atómico de los tejidos aumenta la atenuación (aparece más blanco) • En una imagen de RMN se distinguen básicamente distintas concentraciones de Hidrógeno, lo que permite detectar alteraciones en los tejidos. ResonanciaEl término resonancia puede referirse a: • La prolongación del sonido que se va disminuyendo por grados. • El sonido producido por repercusión de otro. • Cada uno de los sonidos elementales que acompañan al principal en una nota musical y comunican timbre particular a cada voz o instrumento musical. • Gran divulgación o propagación que adquieren un hecho o las cualidades de una persona en alas de la fama. • En ingeniería se refiere a la resonancia mecánica de una estructura o cuerpo. • En electrónica, la resonancia eléctrica es el fenómeno que se produce al coincidir la frecuencia propia de un circuito con la frecuencia de una excitación externa. • En Química, sistema de enlace entre los átomos de una molécula que, debido a la compleja distribución de sus electrones, obtiene una mayor estabilidad que con un enlace simple. Esta distribución de electrones no fluctúa, en contra de lo que su nombre hace pensar. Numerosos compuestos orgánicos presentan resonancia, como en el caso de los compuestos aromáticos. • En electromagnetismo se refiere a la resonancia magnética nuclear, utilizada para diagnósticos en medicina. • Otro método de diagnóstico utilizado en medicina es la Espectroscopia de resonancia magnética nuclear.
  3. 3. 3Aplicaciones médicasImagen del cerebro humano obtenida por resonancia magnética nuclear.En medicina, la resonancia magnética nuclear es una técnica de obtención de imágenesinternas del organismo imagen basada en el fenómeno físico de la resonancia. Estasimágenes se utilizan como fuente de información en numerosos diagnósticos.La RMN utiliza fuertes campos magnéticos que provocan que las células del cuerpoemitan ondas de radio. Los diferentes tejidos emiten diferentes ondas en función de sudensidad y de su contenido en agua. Una computadora traduce los patrones de estasondas en imágenes muy detalladas de las partes del cuerpo en las cuales se puedenidentificar anomalías que pueden ser utilizadas para un diagnóstico médico. La RMNproduce cortes axiales (trasversales) del cuerpo parecidos a los de la tomografía axialcomputarizada, pero también puede presentar proyecciones en diferentes ángulos:coronales y sagitales. Como en la TAC, se puede usar contraste intravenoso.Es una de las técnicas más novedosas de la Radiología. La técnica usa equipos conpotentes imanes capaces de generar campos magnéticos que oscilan desde 0,2 hasta 2 ómás Teslas (1 Tesla = 10.000 Gauss). Los campos así generados son capaces de alinearordenamente el momento magnético nuclear de los átomos con un número impar denucleones del organismo que se estudia. Cuando el campo magnético cesa bruscamente,los momentos de los átomos del organismo se desalinean, orientándose cada uno en unadirección distinta, al azar, al tiempo que emiten radiaciones electromagnéticas en unabanda de radiofrecuencia. Estas radiaciones, recogidas y procesadas por ordenador, seemplean para reconstruir imágenes del interior del cuerpo en las cuales la intensidadmayor de la señal corresponde a los átomos de hidrógeno de los tejidos y del aguacorporal.
  4. 4. 4Esta prueba de imagen se realiza en el servicio de radiología, a pesar de que no es unaexploración radiológica en la que se empleen rayos X, ni se esté expuesto a radiacionesionizantes. El inconveniente de esta prueba es el tiempo que se emplea en surealización, el ruido molesto que produce y que no se debe realizar en las personas queporten cualquier dispositivo metálico como prótesis, marcapasos, etc. Además, elpaciente como debe colocarse en el interior de un tubo durante un periodo prolongadode tiempo, a veces hasta una hora, que impide el movimiento y puede molestar a laspersonas que padecen de claustrofobia.Una modalidad de resonancia magnética es la resonancia magnética endorrectal, que seutiliza sobre todo para el estadiaje del cáncer de próstata. Véanse las imágenes de Commons sobre Resonancia Magnética Nuclear.Véase también: • Espectroscopia de resonancia magnética nuclearBases Físicas de la Resonancia Magnética (Parte 1)"Lo verdadero es demasiado sencillo, pero siempre se llega aello por lo más complicado."George Sand (seudónimo de Aurore Dupin) (1804-1876); novelistafrancesaLos átomos consisten de tres partículas elementales: los protones (carga positiva), losneutrones (sin carga) y los electrones (carga negativa).
  5. 5. 5El núcleo de un átomo está formado por protones y neutrones, mientras que loselectrones se ubican alrededor del núcleo. Las propiedades de los átomos dependen delnúmero de estas partículas. Para clasificar los elementos, las propiedades máscomúnmente utilizadas son el # atómico y el peso atómico. El número atómico es elnúmero de protones en el núcleo. El peso atómico es la suma del número de protones yde neutrones. Los átomos que tienen el mismo número atómico y diferentes pesosatómicos son llamados isótopos.Una tercera propiedad del núcleo es su spin, denotado por la letra I. Existe un númerolimitado de valores de I que se pueden encontrar en la naturaleza. Es decir, I es un valorcuantizado a ciertos valores discretos. Dichos valores dependen del número atómico ydel peso atómico de cada núcleo. Existen tres grupos de valores para I: I = 0 (sin spin). Un núcleo no tendrá spin si posee un peso atómico par y un número atómico par. Estos núcleos no interactuarán con campos magnéticos externos y no pueden ser estudiados usando resonancia magnética. I = 1, 2, 3,... (spin entero). Un núcleo tendrá un valor entero de spin si posee un peso atómico par y un número atómico impar. I = 1/2, 3/2, 5/2,... (spin fraccional). Un núcleo tendrá un valor fraccional de spin (con denominador siempre 2) si posee un peso atómico impar.El núcleo de ¹H (llamado protón) es una elección natural para utilizar las técnicas deresonancia magnética en el cuerpo humano, ya que tiene un spin igual a 1/2 y es elisótopo de hidrógeno más abundante, contenido en el agua y las grasas de nuestroorganismo. Las técnicas de imágenes por resonancia magnética normalmente visualizan los núcleos de ¹H de los átomos que componen las moléculas orgánicas.Cualquier núcleo con spin distinto de cero puede ser visto como un vector, teniendo uneje de rotación con una magnitud y una orientación definidas. Al rotar, el núcleo concarga positiva produce un campo magnético orientado en la dirección de su eje derotación.La orientación del vector del spin nuclear y el cómo cambia debido a lasmanipulaciones externas determinan la base microscópica de las señales de resonanciamagnética.Consideremos un volumen arbitrario de tejido, conteniendo protones, ubicado fuera deun campo magnético. Cada protón tiene un vector spin de igual magnitud. Sin embargo,los vectores spin de todos los protones dentro del tejido se encuentran orientados al azaren todas las direcciones. Si se realiza la suma de todos los vectores, la resultante seríacero. Es decir, en el tejido no existe magnetización neta. Matemáticamente, M=0.
  6. 6. 6 Vista microscópica Vista macroscópica Si ahora se coloca el tejido en un campo magnético B0, la interacción de éste con los núcleos móviles con carga positiva hará que cada protón empiece a rotar con un movimiento de precesión. Los protones se inclinarán suavemente respecto de la línea de acción de B0, pero el eje de rotación será paralelo a B0 (observar la próxima figura). La frecuencia de precesión (w0) está dada por la ecuación de Larmor: w0 = γ . B0 / (2.π) donde w0 es la frecuencia de Larmor en MHz, B0 es la magnitud del campo magnético que actúa sobre el protón en Tesla (T), y γ se denomina "relación giromagnética" (para el ¹H toma el valor de 2.675x108 S-1T-1). En este gráfico la curva punteada azul indica el movimiento de precesión del núcleo a la velocidad angular w0. El campo magnético B0, paralelo al eje Z, está indicado por la línea verde. Además, la curva amarilla muestra que el núcleo sigue rotando alrededor de su vector spin. Como se puede observar, las coordenadas X y Y varían con el tiempo mientras el protón precesa. En cambio, la coordenada Z permanece constante. Si ahora se realiza la suma vectorial sobre todos los átomos del tejido (con la presencia del campo magnético B0) los resultados serán diferentes que para el caso anterior (fuera del campo magnético).Las componentes X y Y de los vectores spin de cada átomo, en untiempo dado, se encontrarán aleatoriamente distribuidas. Por lotanto no habrá magnetización neta en las direcciones X y Y. nohabrá magnetización neta en las direcciones X ySin embargo, en la dirección paralela al campo magnético, elresultado será distinto. Debido a que la orientación del eje deprecesión de los núcleos es constante, habrá una cupla entre elprotón y B0 que se conoce como interacción de Zeeman. Esta cupla Vista microscópica de loscausa una diferencia de energía entre los núcleos alineados núcleos de los átomos delparalelos a B0 y aquellos núcleos alineados en la posición tejido ante la presencia de
  7. 7. 7antiparalela a B0. Esta diferencia de energía ∆E es proporcional a un campo magnético B0.B0.Como la orientación paralela a B0 es de más baja energía, habrámás núcleos en esta orientación que en la antiparalela (de más altaenergía).La desigualdad de núcleos entre las posiciones paralela yantiparalela se traduce en una magnetización neta en el tejido, conun valor M. La orientación de esta magnetización es la misma queB0 y será constante con respecto al tiempo (siempre que B0permanezca también constante).Esta configuración con M alineado paralelo al campo magnético esla configuración de equilibrio de los núcleos. Es la configuración demínima energía, a la que los núcleos retornarán naturalmentedespués de cualquier perturbación (como una absorción de energía). Vista macroscópica del tejido con la magnetización neta Esta magnetización M es la fuente de señal para todos los resultante. experimentos de resonancia magnética. Consecuentemente,cuanto mayor sea B0, mayor será M, y por lo tanto, mayor será también la señal de resonancia magnética. Hasta aquí se ha visto la explicación que brinda la física clásica sobre la interacción de los núcleos atómicos con los campos magnéticos externos. A través de la sección Bases Físicas (2) se podrá comprender como se manipula el vector magnetización neta (M) para generar señales eléctricas que den una idea de la naturaleza química de una muestra o tejido. Bases Físicas de la Resonancia Magnética (Parte 2) Como se dijo en la sección Bases Físicas (1), todas las aplicaciones de resonancia magnética se basan en la manipulación de la magnetización neta (M) de un tejido biológico o de cualquier material apropiado. La manera más sencilla de producir tal manipulación es mediante la aplicación de un pulso de radiofrecuencia (RF), constituido por ondas electromagnéticas. Durante dicho pulso, los núcleos de los átomos absorben una porción de la energía de una frecuencia particular. Después del pulso, los núcleos re-emiten la energía a la misma frecuencia.
  8. 8. 8La frecuencia particular absorbida (w0) es proporcional al campo magnético B0. Laecuación que describe este proceso es la ecuación de Larmor.Cuando un núcleo es irradiado con energía de la frecuencia correcta (w0), cambiarádesde la orientación de baja energía hacia la de alta energía. Al mismo tiempo, unnúcleo del nivel de alta energía, será estimulado para entregar su energía y cambiar suorientación para ubicarse en la dirección de baja energía.Sólo la energía suministrada a la frecuencia w0 estimulará las transiciones entre los estadosde alta y baja energía. Esta frecuencia se conoce como "frecuencia de resonancia".Es más útil discutir el efecto de resonancia examinando la absorción de energía sobre lamagnetización neta, M, en vez de sobre un núcleo individual. Cuando se considera unagran cantidad de núcleos, como el contenido en un volumen de tejido, existe unacantidad significante de absorción y de re-emisión de energía durante la aplicación deun pulso de radiofrecuencia. Sin embargo, como hay más núcleos en el nivel bajo deenergía, habrá una absorción neta de energía en el tejido. La energía aplicada como un pulso de RF tiene una frecuencia central w0. El campo magnético de la onda electromagnética de RF, B1, debe ser perpendicular a B0. De aquí se deduce que el pulso de RF debe ser coherente. La absorción de la energía de RF por los núcleos causará que la magnetización M del tejido rotedesde su posición de equilibrio hasta quedar perpendicular a B0 y B1. Como M gira 90ºdesde la posición de equilibrio, el pulso de RF se denomina pulso de 90° pulso de 90º.Cuando finaliza el pulso de 90º, los núcleos comienzan inmediatamente a re-alinearse ala posición original de equilibrio, emitiendo energía a la frecuencia w0 mientras realizaneste proceso. Si se coloca una bobina conductora perpendicular al plano XY, los núcleosinduciran un voltaje en el conductor. Ese voltaje decaerá con el tiempo a medida que losnúcleos van entregando la energía absorbida, en un proceso conocido como relajación.El voltaje inducido (la señal de resonancia magnética) se llama FID (Free InductionDecay). La señal FID (ver siguiente gráfica), análoga por naturaleza, es medida con unconversor analógico-digital, para producir una versión digital de la señal para sualmacenamiento y post-procesado.
  9. 9. 9 Si todos los núcleos experimentaran el mismo campo magnético B0, entonces sólo habría una frecuencia en la señal FID. En realidad, el campo magnético variará en los distintos puntos del tejido, y así el pulso de RF será seguido por muchas señales de RF a distintas frecuencias. Estas señales estarán superimpuestas en el dominio temporal. Por ello, es más sencillo examinar laseñal FID en términos de frecuencia en vez de tiempo. La conversión del dominiotemporal al dominio frecuencial se realiza utilizando el algoritmo de la TransformadaRápida de Fourier (FFT).Esta transformación produce una desventaja. El uso de la Transformada de Fourierimpide la posibilidad de relacionar directamente las intensidades con el número denúcleos. Sin embargo, la intensidad de la señal a una dada frecuencia puede sercomparada con otra intensidad a otra frecuencia, dentro de la misma medición.En el dominio frecuencial sólo se pueden comparar intensidades de señal relativas.La molécula de agua tiene dos átomos de hidrógeno unidos a un átomo de oxígeno,mientras que la grasa posee varios átomos de hidrógeno unidos a largas cadenas decarbono. Debido a la diferencia de entornos moleculares, un protón del agua estásometido a un campo magnético local distinto al de un protón del tejido graso. Estadiferencia local produce distintas frecuencias de resonancia para los protones del agua yde la grasa.La diferencia en las frecuencias de resonancia es la base para el reconocimiento de lasdistintas moléculas que componen los tejidos. Esta es la base de la resonanciamagnética y puede utilizarse tanto para análisis químicos de muestras como pararealizar mapeos moleculares del cuerpo humano. Pero para esto último, es necesarioaplicar algunos artificios para reconocer de qué parte del cuerpo provienen las señalesque se detectan en un momento dado. Es decir, falta una localización espacial de lasseñales de resonancia magnética. Estos aspectos se detallan en la sección Principios deMRI.Principios de las Imágenes por Resonancia Magnética En la resonancia magnética, la frecuencia a la que los protones (que son los núcleos utilizados en MRI) absorben y reemiten está determinada por la magnitud del campo magnético al que están sometidos. En las imágenes por resonancia magnética, se utilizan campos magnéticos con gradientes lineales para relacionar distintasfrecuencias con diferentes regiones del espacio.Los gradientes consisten en pequeñas perturbaciones (menores al 1%)producidas al campo magnético principal. Estos gradientes se aplican por
  10. 10. 10cortos períodos de tiempo y son conocidos como pulsos de gradiente. Enimágenes se utilizan tres gradientes, uno para la dirección X, otro para la Y yotro para la Z.Ante la presencia de campos gradiente, la ecuación de Larmor se generaliza dela siguiente manera: wi = γ . (B0 + G x ri)donde wi es la frecuencia del protón en la posición ri y G es un vector querepresenta la amplitud del gradiente y su dirección. Usualmente G se expresaen miliTesla por metro.La ecuación anterior expresa que, ante la presencia de un campo gradiente,cada protón resonará a una frecuencia única que dependerá de su posiciónexacta dentro del campo. La imagen de resonancia magnética es un mapa de las frecuencias de los protones generadas por un campo magnético distinto para cada punto de la imagen. La intensidad del elemento de la imagen, o pixel, es proporcional al número de protones contenidos dentro de un volumen elemental, o voxel. A la izquierda pueden observarse imágenes del cerebro obtenidas mediante resonancia nuclear magnética.Los Equipos de Imágenes porResonancia Magnética Debido a que existe un gran número de sistemas de resonancia magnéticacomercialmente disponibles, hay una amplia variedad de características que puedenestar en un scanner MRI. Muchas de esas características están relacionadas con elsoftware operativo provisto por el fabricante, pero ciertos componentes de hardware soncomunes a todos los sistemas.ComputadorasCada sistema MRI tiene un mínimo de dos computadoras. La computadora principalejecuta el software de interfase con el usuario. Este programa habilita al operador paracontrolar todas las funciones del scanner. Se pueden selecionar o modificar parámetros,visualizar o guardar las imágenes de los pacientes en distintos medios (films, discosmagnético-ópticos), y realizar procesos posteriores sobre las imágenes (como zoom enregiones de interés).Se utiliza un disco rígido para guardar temporalmente las imágenes de los pacientes.Para el archivado final se utilizan CD-ROMs y cintas magnéticas.
  11. 11. 11Además, hay una computadora dedicada para realizar la transformada bidimensional deFourier de los datos detectados. Esta computadora es muy poderosa en lo que respecta acálculos y posee varios microprocesadores.Sistema magnéticoEl imán es el componente básico de un sistema de imágenes por resonancia magnética.Existen imanes de distintas intensidades. Estas intensidades se miden en Tesla o Gauss(1 tesla = 10000 gauss). Imanes de campo magnético bajo: Campos menores a 0.5 T. Usualmente son imanes permanentes o electroimanes. Los imanes permanentes tienen un costo de mantenimiento mínimo debido a que el campo siempre está presente. Los electroimanes se realizan con bobinas de cobre de diversas formas. En este caso, el campo magnético estará presente mientras fluya corriente eléctrica por la bobina. Imanes de campo magnético medio: Campos mayores a 0.5 T y menores a 1 T. Imanes de campo magnético alto: Campos mayores a 1 T. Tanto éstos como los imanes de campo magnético medio están confeccionados con solenoides superconductores de una aleación de niobio-titanio inmersa en helio líquido. Esta aleación no opone resistencia al flujo de corriente eléctrica cuando se encuentra a temperaturas por debajo de 20 K. El criostato de los imanes superconductores, que contiene el helio líquido, a veces posee el diseño de un vaso Dewar (como los termos) doble, con un receptáculo de nitrógeno líquido rodeando el contenedor de helio. Esto se hace para minimizar las pérdidas de helio por evaporación.La consideración primaria en lo que respecta a la calidad del imán es la homogeneidad ouniformidad de su campo magnético, usualmente medida en ppm relativas al campoprincipal a una cierta distancia.La mayoría de los equipos de MRI utilizan un sistema conocido como shim coil paracompensar las distorsiones del campo magnético debidas a imperfecciones en lafabricación o problemas locales (como columnas de acero cercanas, disposicionesasimétricas de metales). Para corregir estas distorsiones del campo magnético se utilizanelementos pasivos (placas metálicas) y activos (bobinas por las que circulan corrienteseléctricas).Sistema de gradiente de campomagnéticoPara localizar las señales de los distintos tejidos, se aplican pequeñas distorsioneslineales al campo magnético principal denominadas campos gradiente campos gradienteo simplemente gradiente. Se utilizan tres gradientes, uno para cada eje cartesiano,producidos mediante el flujo de corriente por las bobinas de gradiente.
  12. 12. 12La intensidad del gradiente se mide en mT.m -1 o G.cm-1, con intensidades máximasentre 10 y 15 mT.m-1.Sistema de radiofrecuenciaEl sistema transmisor de RF es responsable de la generación y transmisión de la energíade radiofrecuencia utilizada para excitar los protones. El transmisor de RF contienecuatro componentes principales: Sintetizador de frecuencia Envolvente digital de RF Amplificador de potencia Antena Sintetizador de frecuenciaLa señal de RF que es irradiada hacia el paciente consiste de dos partes: una frecuenciacentral o portadora y una envolvente discreta (función que contiene un rango defrecuencias). El sintetizador de frecuencia produce la portadora, cuya frecuencia secalcula a partir de la ecuación de Larmor generalizada. Esta señal es mezclada con laenvolvente de RF previamente a la amplificación. Envolvente digital de RFLa envolvente de RF usualmente consiste de 512 puntos discretos. Dichos puntosdigitales se convierten al dominio analógico antes de mezclar esta señal con laportadora.Se utilizan dos clases de envolvente de RF: las de banda angosta y las de banda ancha.Las envolventes de banda ancha (pulsos rectangulares) son de corta duración y deamplitud constante. Se utilizan normalmente para determinar la frecuencia deresonancia del paciente.Las envolventes de banda angosta no poseen amplitud constante para todas lasfrecuencias. El ancho de banda determina el espesor del corte observado. Las funcionesmás utilizadas son la función sinc truncada, la gaussiana y la secante hiperbólica. Amplificador de potenciaEl amplificador de RF de potencia es responsable de la producción de la energía queexcitará los protones. Los amplificadores utilizados en equipos de MRI pueden ser deestado sólido o valvulares, con potencias típicas de 10 KW.
  13. 13. 13La cantidad de potencia requerida para rotar los protones desde su posición de equilibriodepende de la intensidad del campo magnético principal, de la eficiencia de transmisiónde la antena, de la duración del pulso emitido y del ángulo de excitación seleccionado. AntenaTodos los equipos de medición por resonancia magnética requieren una antena (bobina)transmisora para irradiar las señales de RF. La mayoría de los sistemas de resonanciamagnética utilizan una antena con forma de silla de montar. Este diseño sirve para dospropósitos: Producir una penetración uniforme de las señales de RF y generar un campomagnético (B1) perpendicular al campo principal (B0).Sistema de adquisición de datos El sistema de adquisición de datos es el encargado de medir las señales provenientes delos protones y de digitalizarlas para su procesamiento posterior. Todos los sistemas deMRI utilizan una bobina receptora para detectar los voltajes inducidos por los protonesluego del pulso de RF.La forma y tamaño exactos de las bobinas receptoras dependen del fabricante, pero sucampo de recepción efectivo debe ser perpendicular al campo magnético principal (B 0).Para estudios de grandes volúmenes de tejido (como en imágenes del cuerpo o lacabeza), la bobina transmisora normalmente sirve también como receptora. Paraestudios de pequeños volúmenes de tejido se utilizan bobinas receptoras de superficie.éstas tienen alta sensibilidad pero baja penetración.Nuevos tipos de bobinas, conocidas como matrices de antenas en fase utilizan dos o máspequeñas bobinas de superficie para cubrir grandes áreas.Las señales producidas por los protones son usualmente del orden de los nV ó µV (enamplitud) y de los MHz (en frecuencia). Para procesar estas señales se necesitaamplificación, la cual se realiza usualmente en varias etapas.Para evitar la contaminación de las señales de resonancia magnética con ruidosexternos, los scanners MRI se encuentran normalmente rodeados de un escudo de cobreo de acero inoxidable conocido como Jaula de Faraday.http://www.netdoctor.es/html/000282.htmlLa resonancia magnética se basa en el uso de ondas magnéticas y de radio, por lo que nohay exposición a los rayos X u otras formas de radiación perjudicial. Existe, sinembargo, un pequeño riesgo para el feto durante las primeras 12 semanas del embarazo,por lo que no debería realizarse una RM a ninguna mujer embarazada durante eseperíodo de tiempo. © NetDoctor/Geir
  14. 14. 14¿Cuál es la diferencia entre una imagen de RM yuna de tomografía axial computarizada (TAC) oescáner?Con la RM es posible tomar imágenes casi desde cualquierángulo, mientras que con la tomografía computarizada (TAC) seobtienen imágenes de cortes horizontales del cuerpo.La RM produce, además, imágenes más detalladas de losórganos y las diferencias entre los tejidos normales y anormalessuelen ser más claras que con el TAC. Por otro lado, no utilizaradiaciones ionizantes (que son peligrosas), como sí hacen losaparatos de rayos X.¿Es peligrosa una RM?Hasta ahora no se conocen riesgos importantes o efectossecundarios relacionados con la RM. Durante la exploración elpaciente no nota ninguna molestia. Además, ya que no utilizaradiación, la prueba podría repetirse las veces que seannecesarias sin ningún inconveniente. Existe un pequeño riesgoteórico para el feto durante las primeras 12 semanas delembarazo , por lo que no debería realizarse una RM a ningunamujer embarazada durante ese período de tiempo.En algunas personas se pueden producir una sensación declaustrofobia al permanecer durante la prueba encerrados en uncilindro. Si se teme esta reacción se debe solicitar laadministración de una medicación sedante. También puederesultar desagradable el ruido que emite la máquina durante sufuncionamiento. .Dr. Carl J. Brandt, Director Médico Internacional y Cofundador deNetDoctor, Dra. Sarah Burnett, especialista en Radiodiagnóstico y Dr. JohnPillinger, médico generalhttp://www.elexi.de/es/r/re/resonancia_magnetica.htmlResonancia magnéticaEn Medicina, técnica de diagnóstico por imagen, basada enel fenómeno químico de la resonancia, por la cual seobtienen imágenes internas del oganismo. La RMN utilizafuertes campos magnéticos que provocan que las células
  15. 15. 15del cuerpo emitan ondas de radio. Los diferentes tejidos yenfermedades emiten diferentes ondas. Una computadoratraduce los patrones de estas ondas en imágenes muydetalladas de las partes del cuerpo. La RMN produce cortesaxiales del cuerpo parecidos a los del TAC, pero tambiénpuede presentar proyecciones en diferentes ángulos:coronales y sagitales. Como en el TAC se puede usarcontraste intravenoso, pero se usa menos frecuentemente.Es una de las técnicas más novedosas de la Radiología. Latécnica precisa de equipos con potentes imanes capaces degenerar campos magnéticos de más de 1 Tesla (10.000Gauss). Los campos así generados son capaces de alinearordenamente el momento magnético nuclear de los átomoscon un número impar de nucleones del organismo que seestudia. Cuando el campo magnético cesa bruscamente, losmomentos de los átomos del organismo se desalinean,orientándose cada uno en una dirección distinta, al azar, altiempo que emiten radiaciones electromagnéticas en unabanda de radiofrecuencia. Estas radiaciones, recogidas yprocesadas por ordenador, se emplean para reconstruirimágenes del interior del cuerpo en las cuales la intensidadmayor o menor de la señal corresponde a los átomos dehidrógeno de los tejidos y del agua corporal. Esta pruebade imagen se realiza en el servicio de radiología, a pesar deque no es una exploración radiológica en la que se empleenrayos X, ni se esté expuesto a radiaciones ionizantes. Elinconveniente de esta prueba es el tiempo que se empleaen su realización, el ruido molesto que produce y que no sedebe realizar en las personas que porten cualquierdispositivo metálico como prótesis, marcapasos, etc.Además, el paciente como debe colocarse en el interior deun tubo durante un periodo prolongado de tiempo, a veceshasta una hora, que impide el movimiento y puedemolestar a las personas que padecen de claustrofobia. Unamodalidad de resonancia magnética es la resonanciamagnética endorrectal, que se utiliza sobre todo para elestadiaje del cáncer de próstata. Espectroscopía deresonancia magnética nuclear
  16. 16. 16 Riesgos Biológicos en las Exploraciones por Resonancia Magnética Nuclear.La extensión de las exploraciones por Resonancia Magnética Nuclearen medicina ha planteado la posibilidad de efectos nocivosdependientes de la técnica. De hecho, la mayoría de los Tratados deimagen por Resonancia Magnética dedican un capitulo a este tema (1,2, 3, 4), e incluso existen monografías importantes que hacen unbuen resumen de la documentación existente (5,6). El autor indica,de entrada, que lo que ofrece aquí es una breve síntesis de estasfuentes.¿Cuál es el riesgo al que se someten las personas a las que se lesrealiza una Resonancia Magnética? Estas unidades funcionancolocando la parte a examinar en un campo magnético constante degran intensidad, que varia desde 0.2-0.3 Teslas para unidades deimán fijo, hasta 0.5 T (bajo campo), 1 T (campo medio) o 1,5-2 T(alto campo) para las de superconductividad. Existen unidades de 3 y4 Teslas, pero son experimentales y precisan de un permiso especial(en Estados Unidos, de la FDA) para su utilización.Sobre la zona a examinar se hace incidir una emisión de ondas deradiofrecuencia a la frecuencia de Larmor (es decir, la frecuencia deprecesión del protón a la intensidad de campo magnético de la unidadde trabajo), que producirá la resonancia de dichos protones, einmediatamente a su relajación, con emisión de ondas deradiofrecuencia de características específicas, que, captada por unaantena colocada en la superficie de la zona estudiada (bobina),permitirán finalmente mostrar la imagen correspondiente a secciónestudiada al procesar la intensidad de señal emitida por cada voxeldel tejido.Para obtener cortes sucesivos en la dirección espacial programada(planos axial, coronal o sagital) se aplica un gradiente de campomagnético, cuya intensidad ha ido aumentando desde 1 mT/m en lasunidades iniciales, hasta 3040 mTIm en las actuales, y que inclusoalcanza los 70 mT/m en unidades recientemente introducidas en elmercado.Los tiempos de las exploraciones se han ido acortandosucesivamente; de los 30-40 minutos exigidos en las exploracionesclínicas iniciales se ha llegado en la actualidad a pocos minutos parala mayoría de las exploraciones, a excepción de algunos estudiosespeciales (angiocardiografia RM, por ejemplo).
  17. 17. 17Todo este proceso nos indica que la persona sometida a unaexploración de Resonancia Magnética tiene tres posibles riesgos: eldel campo magnético estático; el del gradiente de campo magnético,y las ondas de radiofrecuencia.1.- Campo magnético estático: No ha sido posible detectar ningúnefecto fisiológico ni, por supuesto, patológico, a las intensidades ycon el tiempo requerido para las exploraciones clínicas conResonancia Magnética. Aunque algunas experiencias informan, para3-4 Teslas, de posibles variaciones de la temperatura corporal, dealteraciones leves del electrocardiograma, o de mínimas afectacionesneurológicas, todas ellas transitorias, la experiencia de millones deexploraciones realizadas mediante Resonancia Magnética confirman latotal inocuidad de efectos de la exposición, por tiempos breves, aestas intensidades de campo magnético constante.2.- Gradientes de campo magnético: otra posibilidad es el efecto quesobre la zona corporal examinada puede ejercer un intenso gradientede campo magnético, que genera en el organismo una corrienteinducida que, con los valores actuales, se mantiene siempre pordebajo del umbral de intensidad necesario para producir algún efectofisiológico.De hecho, los efectos de estas corrientes inducidas pueden sertérmicos o atérmicos; los térmicos son despreciables para losgradientes utilizados en Resonancia Magnética. Los efectos atérmicosson, a veces, de dificil demostración. Para gradientes muy elevados(superiores a los utilizados en clínica) se ha indicado algún efectosobre tejidos y órganos cuyo flincionamiento tiene una base eléctrica,sobre todo los tejidos nervioso y muscular. De ahí la descripción deleves estimulaciones de nervios sensitivos o motores, decontracciones musculares, de fibrilación muscular, de posibleexcitación epiléptica y de la aparición de los llamados"magnetofosfenos", o visualización de puntos luminosos porexcitación directa de la retina.Ninguno de estos fenómenos aparece con gradientes inferiores a4OmT/m; el problema es si con las nuevas técnicas (estudios eco-planares) para las que se aplican gradientes de hasta 70 mT/m podráaparecer alguno de los efectos indicados. La experiencia disponiblecon gradientes elevados no los refiere; todo lo mas se señalansensaciones imprecisas, como hormigueo a lo largo de la espalda oen otras localizaciones, o sensaciones imprecisas, en ocasiones conligero componente doloroso. Hay que indicar que la técnica ya hadesarrollado un método de producción de gradientes elevados sinafectación fisiológica (twin-gradients), tanto por evitar molestias alenfermo, como para evitar igualmente movimientos musculares queafectarían la calidad de la imagen.
  18. 18. 183. Campos magnéticos de radiofrecuencia: En esta aspecto si quedisponemos de estudios precisos, que demuestran la imposibilidad,por una parte, de que se produzcan efectos térmicos, que requierenpotencias mucho mayores que las aplicadas en ResonanciaMagnética, y que afectarían, en primer lugar, a los órganos de másdificil refrigeración, como los testiculos o el ojo Por otra parte,tampoco se han detectado efectos atérmicos, de modo que hay quedestacar la nula peligrosidad de la aplicación de estos campos deradiofrecuencia en los estudios.Todos los estudios clínicos o experimentales confirman la afirmaciónrealizada por Saunders ya en 1983: "la evidencia experimentalsugiere que es improbable que exista cualquier consecuenciapatológica, del desarrollo o genética debida a la exposición a loscampos magnéticos de la Resonancia Magnética". Sin embargo, elhecho de que no se haya detectado ninguno de estos efectos, nodebe minimizar la aplicación de normas de seguridad; por ello la EDAimpone a las unidades de Resonancia Magnética sus SafetyParameter Action Levels, referidos al campo magnético estático, a losgradientes y a los límites de incidencia de energía porRadiofrecuencia, a fm de garantizar el nivel de seguridad alcanzadoen una exploración que se va haciendo cada vez más rutinaria en elcampo del diagnóstico por la imagen.Precisamente, la molestia o peligrosidad de las exploraciones porResonancia Magnética radica en otros aspectos: el nivel de ruidodurante la exploración, la posible desviación de las prótesismetálicas; la interferencia en el flincionamiento de prótesiselectrónicas (marcapasos), etc. Pero, en relación a los riesgos de loscampos magnéticos en las exploraciones de Resonancia Magnética,hay que asumir la afirmación de Shellock y Kanal, quizá los autorescon más experiencia en el tema, cuando indican que, aunque ningunade las investigaciones realizadas han determinado la existencia decualquier riesgo sustancial o inesperado, los datos no son losuficientemente comprensivos para considerar que hay una seguridadabsoluta". Por ello la experimentación y la vigilancia fisica y biológicadeben ser constantes para estas unidades que unen, junto a laamplitud de uso, la variación de los parámetros de campo magnético(en especial de gradientes) que los avances de la técnica exigen.Bibliografía(1) Saunders, Rl): Biologic Effects of NMR. En Partain CL y cols(Dir):Nuclear Magnetic Resonance Imaging. Saunders, Philadelphia,1983.(2) Shellock, FG; Kanal E: Bioeffects and Safety of MR Ptocedures. EnEdelman, RR (Dir): Clinical Magnetic Resonance Imaging, 391-434.2~ Ed. Saunders. Philadepphia, 1996.(3) Shellock, FG; Kanal E, Moscatel M: Bioeffects and Safety
  19. 19. 19Considerations. En Atlas SW: Magnetic Resonance Imaging of theBrain and Spine. 109-148. Lippincott, Philadelphia 1996.(4) Shellock, FG; Kanal E, : Bioeffects and Safety. En Higgins CB(Dir):Magnetic Resonance Imaging of the Body, 175-204, Lippincot,Philadelphia 1997.(5) Persson B, Stahlenberg: Health and safety of clinical NMRexamination. CRC Press, Boca Raton, 1989(6) Shellock Fo; Kanal E: Magnetic Resonance. Bioeffects,Safety andPatient Management. 2~ ed. Lippincot. Philadelphia, 1996.http://www.fcen.uba.ar/prensa/noticias/2003/noticias_09oct_2003.htmlPor qué IRMLa forma abreviada con que se conoce esta técnica de imágenes de resonanciamagnética es IRM. "En realidad debería decirse resonancia magnética nuclear, pero sequitó esta última palabra por temor de que se la asocie con una sustancia radioactivadañina cuando no lo es", explica el doctor en física, Rubén Contreras de la Facultad. Enesta expresión "Nuclear" proviene de que una parte del núcleo del hidrógeno (sumomento magnético) resuena en el campo magnético pero no hay asociado a este hecho ningún fenómeno de radioactividad. LA INFORMÁTICA EN LA RMN 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 dealta definición, y en este punto, el grado de manipulación es sorprendente puesexiste la posibilidad de destacar cualquier estructura, vascular o nerviosa, porejemplo, sobre tejidos circundantes y agregarles el color que nos parezcaconveniente para resaltarlas.También permite hacer reconstrucciones en tercera dimensión, rotarlas y hastaseccionarlas en tantas partes como necesitemos. Esto es muy útil en la planeaciónde la estrategia de una cirugíaLa información obtenida se almacena en cintas magnéticas a partir de las cuales seseleccionan las imágenes (8 ó 10) del área que se está estudiando, se imprimen yse interpretan por el médico especialista para entregar los resultados al médicotratante.

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