Cómo Funciona La Resonancia Magnética

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Una resonancia magnética es la mejor manera de ver dentro del cuerpo humano. Vea qué sucede durante una exploración de mri y aprenda sobre las imágenes de mri y la seguridad de mri.

El Dr. Raymond Damadian, un médico y científico, trabajó durante años intentando producir una máquina que pudiera escanear el cuerpo de forma no invasiva con el uso de imanes. Junto con algunos estudiantes graduados, construyó un imán superconductor y formó una bobina de cables de antena. Como nadie quería ser el primero en este artilugio, Damadian se ofreció como voluntario para ser el primer paciente.

Cuando él subió, sin embargo, no pasó nada. Damadian estaba viendo los años perdidos en una invención fallida, pero uno de sus colegas sugirió valientemente que podría ser demasiado grande para la máquina. Un estudiante graduado esbelto se ofreció como voluntario para intentarlo, y el 3 de julio de 1977, se realizó el primer examen de MRI en un ser humano. Tomó casi cinco horas producir una imagen, y esa máquina original, llamada "Indomable", ahora es propiedad de la Institución Smithsonian.

En tan solo unas décadas, el uso de imagen de resonancia magnética (Resonancia magnética) Los escáneres han crecido enormemente. Los médicos pueden ordenar exámenes de resonancia magnética para ayudar a diagnosticar esclerosis múltiple, tumores cerebrales, ligamentos desgarrados, tendinitis, cáncer y accidentes cerebrovasculares, por nombrar solo algunos. Una resonancia magnética es la mejor manera de ver el interior del cuerpo humano sin abrirlo.

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Eso puede ser un poco de consuelo para usted cuando se está preparando para un examen de MRI. Se te quitan las joyas y las tarjetas de crédito y te hacen preguntas detalladas sobre todos los instrumentos metálicos que puedes tener dentro de ti. Te colocan en una pequeña losa y te empujan en un agujero que apenas parece lo suficientemente grande para una persona. Estás sujeto a ruidos fuertes, y tienes que quedarte perfectamente quieto, o te harán esto una y otra vez. Y con cada minuto, no puedes evitar preguntarte qué está sucediendo en tu cuerpo mientras está en esta máquina. ¿Podría realmente ser que esta prueba sea realmente mejor que otra técnica de imagen, como una radiografía o una exploración CAT? ¿Qué ha forjado Raymond Damadian?

Deje que los imanes de esta poderosa máquina lo lleven a la página siguiente, y echaremos un vistazo a lo que ocurre adentro.

Imanes de MRI: los jugadores principales

Ilustración de resonancia magnética


WordsSideKick.com
Los componentes de un sistema de resonancia magnética.

Los escáneres de IRM varían en tamaño y forma, y ​​algunos modelos más nuevos tienen un mayor grado de apertura alrededor de los lados. Aún así, el diseño básico es el mismo, y el paciente es empujado a un tubo que tiene un diámetro de solo 24 pulgadas (60 centímetros) [fuente: Hornak]. Pero ¿qué hay allí?

El componente más grande y más importante de un sistema de MRI es el imán. Hay un tubo horizontal, el mismo en el que entra el paciente, que atraviesa el imán de adelante hacia atrás. Este tubo es conocido como el aburrir. Pero esto no es solo un imán, estamos tratando con un sistema increíblemente fuerte aquí, uno capaz de producir un campo magnético grande y estable.

La fuerza de un imán en un sistema de IRM se clasifica utilizando una unidad de medida conocida como tesla. Otra unidad de medida comúnmente utilizada con imanes es la gauss (1 tesla = 10,000 gauss). Los imanes que se utilizan hoy en día en los sistemas de MRI crean un campo magnético de 0.5 tesla a 2.0 tesla, o 5,000 a 20,000 gauss. Cuando te das cuenta de que el campo magnético de la Tierra mide 0.5 gauss, puedes ver cuán poderosos son estos imanes.

La mayoría de los sistemas de resonancia magnética utilizan una imán superconductor, que consiste en muchas bobinas o bobinas de cable a través de las cuales pasa una corriente de electricidad, creando un campo magnético de hasta 2.0 tesla. Mantener un campo magnético tan grande requiere una gran cantidad de energía, que se logra mediante superconductividad, o reduciendo la resistencia en los cables a casi cero. Para hacer esto, los cables se bañan continuamente en helio líquido a 452.4 grados bajo cero Fahrenheit (269.1 bajo cero grados Celsius) [fuente: Coyne]. Este frío está aislado por un vacío. Si bien los imanes superconductores son caros, el fuerte campo magnético permite obtener imágenes de la más alta calidad, y la superconductividad mantiene el funcionamiento del sistema económico.

Las otras partes de una máquina de resonancia magnética

Desarrollos de MRI

Las máquinas de RM están evolucionando para que sean más amigables para el paciente. Por ejemplo, muchas personas claustrofóbicas simplemente no pueden soportar los estrechos confines, y es posible que el agujero no se ajuste a las personas obesas. Hay más escáneres abiertos que permiten un mayor espacio, pero estas máquinas tienen campos magnéticos más débiles, lo que significa que puede ser más fácil perder tejido anormal. También se están desarrollando escáneres muy pequeños para obtener imágenes de partes específicas del cuerpo.

Se están haciendo otros avances en el campo de la resonancia magnética. Resonancia magnética funcional (RMN), por ejemplo, crea mapas cerebrales de la actividad de las células nerviosas segundo a segundo y ayuda a los investigadores a comprender mejor cómo funciona el cerebro. Angiografía por resonancia magnética (MRA) crea imágenes de sangre, arterias y venas que fluyen en prácticamente cualquier parte del cuerpo.

Otros dos imanes se utilizan en sistemas de MRI en un grado mucho menor. Imanes resistivos Son estructuralmente como imanes superconductores, pero carecen del helio líquido. Esta diferencia significa que requieren una gran cantidad de electricidad, lo que hace prohibitivamente costoso operar por encima de un nivel de 0.3 tesla. Magnetos permanentes tienen un campo magnético constante, pero son tan pesados ​​que sería difícil construir uno que pudiera sostener un campo magnético grande.

Tambien hay tres imanes de gradiente dentro de la máquina de resonancia magnética.Estos imanes tienen una resistencia mucho menor en comparación con el campo magnético principal; pueden variar en fuerza desde 180 gauss hasta 270 gauss. Mientras que el imán principal crea un campo magnético intenso y estable alrededor del paciente, los imanes de gradiente crean un campo variable, que permite escanear diferentes partes del cuerpo.

Otra parte del sistema de MRI es un conjunto de bobinas que transmiten ondas de radiofrecuencia al cuerpo del paciente. Hay diferentes bobinas para diferentes partes del cuerpo: rodillas, hombros, muñecas, cabezas, cuellos, etc. Estas bobinas generalmente se ajustan al contorno de la parte del cuerpo que se está fotografiando, o al menos residen muy cerca durante el examen. Otras partes de la máquina incluyen un sistema informático muy poderoso y una mesa para pacientes, que desliza al paciente dentro del orificio. Si el paciente va primero a la cabeza o a los pies, está determinado por la parte del cuerpo que necesita examinar. Una vez que la parte del cuerpo que se va a escanear está en el centro exacto, o isocentro, del campo magnético, la exploración puede comenzar.

¿Qué sucede durante una exploración? Descúbrelo en la página siguiente.

Átomos de hidrógeno y momentos magnéticos

Los pasos de una resonancia magnética


© 2008 WordsSideKick.com
Los pasos de una resonancia magnética

Cuando los pacientes se deslizan en una máquina de resonancia magnética, llevan consigo los billones de átomos que forman el cuerpo humano. Para los propósitos de una resonancia magnética, solo nos preocupa el átomo de hidrógeno, que es abundante ya que el cuerpo está compuesto principalmente de agua y grasa. Estos átomos giran al azar, o precesión, en su eje, como la parte superior de un niño. Todos los átomos van en varias direcciones, pero cuando se colocan en un campo magnético, los átomos se alinean en la dirección del campo.

Estos átomos de hidrógeno tienen un fuerte momento magnético, lo que significa que en un campo magnético, se alinean en la dirección del campo. Dado que el campo magnético corre directamente hacia el centro de la máquina, los protones de hidrógeno se alinean de manera que apuntan a los pies del paciente o a la cabeza. Aproximadamente la mitad van en cada dirección, de modo que la gran mayoría de los protones se cancelan entre sí, es decir, por cada átomo alineado hacia los pies, uno está alineado hacia la cabeza. Solo un par de protones de cada millón no se cancelan. Esto no parece mucho, pero la gran cantidad de átomos de hidrógeno en el cuerpo es suficiente para crear imágenes extremadamente detalladas. Son estos átomos incomparables los que nos preocupan ahora.

¿Qué más está pasando en una exploración de MRI?

A continuación, la máquina de resonancia magnética aplica una pulso de radiofrecuencia (RF) Eso es específico sólo para el hidrógeno. El sistema dirige el pulso hacia el área del cuerpo que queremos examinar. Cuando se aplica el pulso, los protones no igualados absorben la energía y giran nuevamente en una dirección diferente. Esta es la parte de "resonancia" de MRI. El pulso de RF los obliga a girar a una frecuencia particular, en una dirección particular. La frecuencia específica de resonancia se llama Frecuencia de larmour y se calcula en función de la imagen del tejido particular y la fuerza del campo magnético principal.

Aproximadamente al mismo tiempo, los tres imanes de gradiente saltan al acto. Están organizados de tal manera dentro del imán principal que cuando se encienden y apagan rápidamente de una manera específica, alteran el campo magnético principal a nivel local. Lo que esto significa es que podemos elegir exactamente de qué área queremos una imagen; esta área se conoce como la "rebanada" Piense en una barra de pan con rebanadas tan delgadas como unos pocos milímetros: las rebanadas en MRI son muy precisas. Se pueden tomar porciones de cualquier parte del cuerpo en cualquier dirección, dando a los médicos una gran ventaja sobre cualquier otra modalidad de imagen. Eso también significa que no tiene que moverse para que la máquina obtenga una imagen desde una dirección diferente: la máquina puede manipular todo con los imanes de degradado.

Pero la máquina hace una gran cantidad de ruido durante un escaneo, lo que suena como un martilleo rápido y continuo. Esto se debe al aumento de la corriente eléctrica en los cables de los imanes de gradiente que se opone al campo magnético principal. Cuanto más fuerte sea el campo principal, más fuerte será el ruido de gradiente. En la mayoría de los centros de resonancia magnética, puede traer un reproductor de música para ahogar la raqueta, y los pacientes reciben tapones para los oídos.

Cuando se apaga el pulso de RF, los protones de hidrógeno regresan lentamente a su alineación natural dentro del campo magnético y liberan la energía absorbida de los pulsos de RF. Cuando hacen esto, emiten una señal de que las bobinas recogen y envían al sistema informático. Pero, ¿cómo se convierte esta señal en una imagen que significa algo?

Imágenes de resonancia magnética y cómo se hacen

los doctores examinan la resonancia magnética


Ron Levine / El banco de imágenes / Getty Images
Los médicos examinan los contrastes en una resonancia magnética.

El escáner de IRM puede detectar un punto muy pequeño dentro del cuerpo del paciente y preguntarle, esencialmente, "¿Qué tipo de tejido es usted?" El sistema recorre el cuerpo del paciente punto por punto, construyendo un mapa de tipos de tejidos. A continuación, integra toda esta información para crear imágenes 2D o modelos 3D con una fórmula matemática conocida como Transformada de Fourier. La computadora recibe la señal de los protones giratorios como datos matemáticos; Los datos se convierten en una imagen. Esa es la parte de "imagenología" de la resonancia magnética.

El sistema de RM utiliza contraste inyectable, o tintes, para alterar el campo magnético local en el tejido que se examina. Los tejidos normales y anormales responden de manera diferente a esta ligera alteración, lo que nos da diferentes señales. Estas señales se transfieren a las imágenes; un sistema de IRM puede mostrar más de 250 tonos de gris para representar el tejido variable [fuente: Coyne].Las imágenes permiten a los médicos visualizar diferentes tipos de anomalías en los tejidos mejor de lo que podrían sin el contraste. Sabemos que cuando hacemos "A", el tejido normal se verá como "B"; si no lo hace, podría haber una anomalía.

Una radiografía es muy efectiva para mostrarle a los médicos un hueso roto, pero si quieren ver el tejido blando de un paciente, incluidos los órganos, los ligamentos y el sistema circulatorio, es probable que deseen una resonancia magnética. Y, como mencionamos en la última página, otra ventaja importante de la RM es su capacidad de imagen en cualquier plano. La tomografía computarizada (TC), por ejemplo, está limitada a un plano, el axial plano (en la analogía de la barra de pan, el plano axial sería la forma en que normalmente se corta una barra de pan). Un sistema de resonancia magnética puede crear imágenes axiales, así como sagitall (cortar el pan de lado a lado a lo largo) y coronal (piense en las capas en un pastel de capas) imágenes, o cualquier grado intermedio, sin que el paciente se mueva.

Pero para estas imágenes de alta calidad, el paciente no puede moverse mucho. Las imágenes por resonancia magnética requieren que los pacientes permanezcan quietos entre 20 y 90 minutos o más. Incluso un movimiento muy leve de la parte que se está escaneando puede causar imágenes distorsionadas que deberán repetirse. Y hay un alto costo para este tipo de calidad; Los sistemas de IRM son muy caros de comprar, y por lo tanto los exámenes también son muy caros.

¿Pero hay otros costos? ¿Qué pasa con la seguridad del paciente?

Preocupaciones de seguridad de MRI

paciente ingresando a la máquina de resonancia magnética


Plush Studios / Blend Images / Getty Images
Este paciente fue autorizado para el despegue.

Quizás esté preocupado por el impacto a largo plazo de la mezcla de todos sus átomos, pero una vez que esté fuera del campo magnético, su cuerpo y su química volverán a la normalidad. No se conocen peligros biológicos para los humanos por la exposición a los campos magnéticos de la fuerza utilizada en las imágenes médicas en la actualidad. El hecho de que los sistemas de IRM no utilicen radiación ionizante, como lo hacen otros dispositivos de imágenes, es un consuelo para muchos pacientes, como lo es el hecho de que los materiales de contraste de IRM tienen una incidencia muy baja de efectos secundarios. La mayoría de las instalaciones prefieren no tomar imágenes de mujeres embarazadas, debido a la investigación limitada de los efectos biológicos de los campos magnéticos en un feto en desarrollo. La decisión de escanear o no a una paciente embarazada se toma caso por caso con consulta entre el radiólogo de MRI y el obstetra del paciente.

Sin embargo, la suite de IRM puede ser un lugar muy peligroso si no se observan precauciones estrictas. Las tarjetas de crédito o cualquier otra cosa con codificación magnética serán borradas. Los objetos metálicos pueden convertirse en proyectiles peligrosos si se llevan a la sala de exploración. Por ejemplo, los clips, bolígrafos, llaves, tijeras, joyas, estetoscopios y cualquier otro objeto pequeño pueden sacarse de los bolsillos y del cuerpo sin previo aviso, momento en el que vuelan hacia la apertura del imán a velocidades muy altas.

Los objetos grandes también representan un riesgo: los cubos de la fregona, las aspiradoras, los postes intravenosos, las camillas de los pacientes, los monitores cardíacos y otros innumerables objetos han sido introducidos en los campos magnéticos de la resonancia magnética. En 2001, un niño que se sometió a un escaneo fue asesinado cuando un tanque de oxígeno se introdujo en el agujero magnético [fuente: McNeil]. Una vez, una pistola salió volando de la funda de un policía, la fuerza hizo que el arma disparara. Nadie salió herido.

Para garantizar la seguridad, los pacientes y el personal de apoyo deben someterse a una revisión exhaustiva de objetos metálicos antes de ingresar a la sala de exploración. Sin embargo, a menudo, los pacientes tienen implantes dentro de ellos que hacen que sea muy peligroso para ellos estar en presencia de un campo magnético fuerte. Éstos incluyen:

  • Fragmentos metálicos en el ojo, que son muy peligrosos ya que mover estos fragmentos podría causar daño ocular o ceguera.
  • Marcapasos, que pueden funcionar mal durante una exploración o incluso cerca de la máquina.
  • El aneurisma se engancha en el cerebro, lo que podría desgarrar la misma arteria donde se colocaron para reparar si el imán los mueve.
  • Implantes dentales, si son magnéticos.

La mayoría de los implantes quirúrgicos modernos, incluidas las grapas, las articulaciones artificiales y los stents, están hechos de materiales no magnéticos, e incluso si no lo son, pueden estar aprobados para su escaneo. Pero infórmeselo a su médico, ya que algunos equipos ortopédicos en el área de un escaneo pueden causar distorsiones en la imagen.

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Más grandes enlaces

  • Los fundamentos de la resonancia magnética
  • Tutor de resonancia magnética
  • Simplemente fisica
  • Laboratorio Nacional de Alto Campo Magnético

Fuentes

  • Berman, Phyllis. "Cómo evitar ese sentimiento de vida enterrada". Forbes. 28 de febrero de 1994.
  • Coyne, Kristen Eliza. "MRI: una visita guiada". Laboratorio Nacional de Alto Campo Magnético. (6 de agosto de 2008)
    //magnet.fsu.edu/education/tutorials/magnetacademy/mri/
  • Damadian, Raymond V. "La historia de la resonancia magnética". Sábado por la noche. Mayo / Junio ​​1994.
  • Hornak, Joseph P. "Lo básico de la resonancia magnética". 1996. (6 de agosto de 2008)
    //cis.rit.edu/people/faculty/hornak
  • Kirby, David. "Los pacientes abrazan una nueva generación de máquinas de imágenes". New York Times. 8 de mayo de 2001. (6 de agosto de 2008)
    //query.nytimes.com/gst/fullpage.html?res=9C0CE0DE163BF93BA35756C0A9679C8B63
  • McNeil, Donald G. Jr. "Los imanes fuertes de M.R.I. citados en accidentes". New York Times. 19 de agosto de 2005. (6 de agosto de 2008)
    //nytimes.com/2005/08/19/health/19magnet.html
  • Wakefield, Julie. "La resonancia magnética 'indomable'". Smithsonian. Junio ​​2000.
  • Woodward, Peggy. "MRI para tecnólogos". McGraw-Hill Professional. 2000. (6 de agosto de 2008)
    //books.google.com/books?id=fR5u5u1hwFkC&printsec=frontcover

Suplemento De Vídeo: Como Funciona la Imagen por Resonancia Magnética?.




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