Pioneros y Desarrollo de la Resonancia Magnética
Contribuciones Clave
- Isidor Isaac Rabi: Consiguió irradiar el haz molecular con un tren de ondas electromagnéticas de radiofrecuencia.
- Edward M. Purcell y Felix Bloch: Descubrieron la resonancia magnética nuclear en materia condensada.
- Richard R. Ernst: Construyó en 1971 un aparato de rayos X capaz de representar, en cortes, las estructuras intracraneales.
- Raymond Damadian: Patentó el método para obtener imágenes a partir de la resonancia magnética. En 1977 comercializó el primer tomógrafo de resonancia magnética (The Indomitable).
- Peter Mansfield: Publicó imágenes de pequeños objetos obtenidos mediante resonancia magnética nuclear.
Ventajas y Desventajas de la Resonancia Magnética (RM)
Ventajas
- Inocuidad: No utiliza radiaciones ionizantes.
- Alta resolución de contraste y gran valor diagnóstico.
- Adquisición de imágenes multiplanares.
- Técnica no invasiva: los pacientes no tienen que quedarse ingresados.
Desventajas
- Tiempo prolongado para la adquisición de la imagen.
- Inviable en portadores de marcapasos u otros objetos extraños intracorpóreos.
- Limitación en personas claustrofóbicas.
- Menor disponibilidad.
Conceptos Fundamentales del Magnetismo en RM
Magnetismo
El magnetismo es una propiedad que muestran algunos materiales y las corrientes eléctricas.
Corriente Eléctrica
Producida por cargas eléctricas en movimiento, crea un campo magnético, un espacio alrededor de un imán donde actúa su fuerza para atraer o repeler.
¿Qué es un Imán?
Es una masa de hierro u otro material que atrae o repele a otra masa de hierro y ejerce una fuerza sobre un conductor próximo que transmite corriente.
Intensidad y Campo Magnético
La intensidad o potencia es la fuerza de atracción del imán. Se mide en unidades de inducción magnética, Gauss (G) o Teslas (T). En RM se trabaja con campos potentes desde 0.2 T a 3 T.
Una magnitud que requiere de orientación para definirse es una magnitud vectorial, un vector.
Un vector es una representación matemática de una fuerza y su dirección orientada. El campo magnético en RM es fijo y se representa por una letra con una flecha: B0.
El Núcleo del Hidrógeno: El Protón
El núcleo está integrado por protones con carga eléctrica positiva y neutrones sin carga. El núcleo del hidrógeno está compuesto únicamente por un protón (+) y a su alrededor gira un electrón (-) orbital. Para obtener imágenes de RM solo se utilizan los protones contenidos en el agua y la grasa.
El Espín Protónico
El protón gira continuamente sobre su eje sin desplazarse. Este giro recibe el nombre de espín, que se realiza siempre en la misma dirección y sentido que su eje de rotación.
Propiedades del Protón
- Propiedades mecánicas: Gira sobre sí mismo.
- Propiedades magnéticas: Es un pequeño imán.
En el organismo, los momentos magnéticos de los protones en un tejido se orientan de forma aleatoria, por ello sus fuerzas se anulan y no estamos magnetizados.
Los Protones y el Campo Magnético Externo (CM)
Sin campo magnético externo, los protones están orientados al azar. Al introducirlos en un CM, tienden a orientarse en la dirección de este. Los protones se alinean en dos direcciones respecto a B0: en paralelo o estado de baja energía, y en antiparalelo o estado de alta energía. Estas dos posiciones son dos niveles de energía no equivalentes.
El movimiento de giro que realizan es el movimiento de precesión y se realiza a una determinada velocidad que depende de la frecuencia de precesión.
A Mayor Intensidad del Campo Magnético, Mayor Frecuencia de Protones
Los protones, al ser introducidos en el imán, se mueven según la frecuencia de precesión de su núcleo y la intensidad del CM, pero realizan este movimiento en diferentes ciclos: se desfasan, cada protón precesa a su aire debido al entorno bioquímico que lo rodea. Si se cuentan los protones de la muestra, se observa que hay más protones en la zona superior, paralelos (protones de baja energía), que en la inferior, antiparalelos (protones de alta energía).
Al aumentar la intensidad del CM, aumenta la diferencia de energía entre los dos estados de los espines. Los protones altos y bajos que se encuentran en fase se anulan. El resto, la suma de los momentos magnéticos (el exceso de protones), dan lugar a un vector de imantación macroscópica M en dirección longitudinal. El momento magnético se representa sumando los vectores. A más vectores en una dirección, mayor momento magnético.
La concentración de protones por unidad de fuerza es la densidad protónica. En estado de equilibrio, la proporción de protones en paralelo y antiparalelo es constante, pero siempre hay algunos de más en paralelo.
A CM Más Potente, Mayor Señal
- Orientación de los protones del agua y la grasa con el CM.
- Frecuencia de precesión: movimiento de giro de los protones alrededor del CM a la misma velocidad pero con distinta fase.
- Aparición del vector de imantación neto (resultado de protones paralelos y antiparalelos) en la dirección del exceso de protones.
- Magnetización del elemento de volumen total o voxel.
La representación gráfica de estos fenómenos se realiza mediante ejes cartesianos: En RM, el eje Z es el que sigue la dirección del imán en su longitud o eje longitudinal, y los ejes X e Y son ejes transversales perpendiculares a la dirección del campo magnético.