El Dr. Raymond Damadian, médico y científico, trabajó duramente durante años intentando producir una máquina que pudiera escanear el cuerpo de forma no invasiva mediante el uso de imanes. Junto con algunos estudiantes de posgrado, construyó un imán superconductor y diseñó una bobina de cables de antena. Como nadie quería ser el primero en utilizar este artilugio, Damadian se ofreció como voluntario para ser el primer paciente.
Sin embargo, cuando subió, no pasó nada. Damadian estaba analizando años desperdiciados en un invento fallido, pero uno de sus colegas sugirió valientemente que podría ser demasiado grande para la máquina. Un esbelto estudiante de posgrado se ofreció a intentarlo y el 3 de julio de 1977 se realizó el primer examen de resonancia magnética en un ser humano. Se necesitaron casi cinco horas para producir una imagen, y esa máquina original, llamada "Indomitable", ahora es propiedad del Instituto Smithsonian.
En apenas unas décadas, el uso de la resonancia magnética (Resonancia magnética ) los escáneres han crecido enormemente. Los médicos pueden solicitar resonancias magnéticas para ayudar a diagnosticar esclerosis múltiple, tumores cerebrales, roturas de ligamentos, tendinitis, cáncer y accidentes cerebrovasculares, por nombrar sólo algunos. Una resonancia magnética es la mejor manera de ver el interior del cuerpo humano sin abrirlo.
Esto puede resultarle poco reconfortante cuando se esté preparando para un examen de resonancia magnética. Te despojan de tus joyas y tarjetas de crédito y te hacen preguntas detalladas sobre todos los instrumentos metálicos que puedas tener dentro de ti. Te colocan sobre una pequeña losa y te empujan hacia un agujero que apenas parece lo suficientemente grande para una persona. Estás sujeto a ruidos fuertes y tienes que quedarte completamente quieto o te volverán a hacer esto. Y con cada minuto, no puedes evitar preguntarte qué le sucede a tu cuerpo mientras está en esta máquina. ¿Será realmente que este calvario sea realmente mejor que otra técnica de imagen, como una radiografía o un TAC? ¿Qué ha hecho Raymond Damadian?
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Los escáneres de resonancia magnética 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 se empuja al paciente dentro de un tubo que tiene solo aproximadamente 24 pulgadas (60 centímetros) de diámetro [fuente:Hornak]. ¿Pero qué hay ahí dentro?
El componente más grande e importante de un sistema de resonancia magnética es el imán. Hay un tubo horizontal, el mismo por el que entra el paciente, que atraviesa el imán de adelante hacia atrás. Este tubo se conoce como agujero . Pero no se trata de un imán cualquiera:estamos ante un sistema increíblemente fuerte, capaz de producir un campo magnético grande y estable.
La fuerza de un imán en un sistema de resonancia magnética se clasifica utilizando una unidad de medida conocida como tesla. . Otra unidad de medida comúnmente utilizada con los imanes es el gauss. (1 tesla =10.000 gauss). Los imanes que se utilizan hoy en día en los sistemas de resonancia magnética crean un campo magnético de 1,5 tesla a 7,0 tesla, o de 15.000 a 70.000 gauss. Cuando te das cuenta de que el campo magnético de la Tierra mide 0,5 gauss, podrás ver lo poderosos que son estos imanes.
La mayoría de los sistemas de resonancia magnética utilizan un imán superconductor , que consta de muchas bobinas o devanados de alambre a través de los cuales pasa una corriente eléctrica, creando un campo magnético de hasta 2,0 tesla. Mantener un campo magnético tan grande requiere una gran cantidad de energía, lo que se logra mediante la superconductividad , o reducir la resistencia en los cables a casi cero. Para ello, los cables se bañan continuamente en helio líquido a 452,4 grados Fahrenheit bajo cero (269,1 grados Celsius bajo cero) [fuente:Coyne]. Este frío está aislado por un vacío. Si bien los imanes superconductores son costosos, el fuerte campo magnético permite obtener imágenes de la más alta calidad y la superconductividad mantiene el funcionamiento económico del sistema.
Otros dos imanes se utilizan en mucha menor medida en los sistemas de resonancia magnética. Imanes resistivos Son estructuralmente como imanes superconductores, pero carecen de helio líquido. Esta diferencia significa que requieren una enorme cantidad de electricidad, lo que hace prohibitivamente caro operar por encima de un nivel de 0,3 tesla. Imanes permanentes tienen un campo magnético constante, pero son tan pesados que sería difícil construir uno que pudiera sostener un campo magnético grande.
También hay tres imanes de gradiente dentro de la máquina de resonancia magnética. Estos imanes tienen una fuerza mucho menor en comparación con el campo magnético principal; su fuerza puede oscilar entre 180 gauss y 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 resonancia magnética es un conjunto de bobinas que transmiten ondas de radiofrecuencia al cuerpo del paciente. Existen diferentes bobinas para diferentes partes del cuerpo:rodillas, hombros, muñecas, cabeza, cuello, etc. Estas bobinas generalmente se ajustan al contorno de la parte del cuerpo que se está examinando, o al menos se encuentran muy cerca de ella durante el examen. Otras partes de la máquina incluyen un sistema informático muy potente y una mesa para el paciente, que desliza al paciente dentro del orificio. Si el paciente entra con la cabeza o los pies primero está determinado por la parte del cuerpo que necesita ser examinada. Una vez que la parte del cuerpo a escanear esté en el centro exacto, o isocentro , del campo magnético, puede comenzar el escaneo.
¿Qué sucede durante una exploración? Descúbrelo a continuación.
Desarrollos de resonancia magnéticaLas máquinas de resonancia magnética están evolucionando para que sean más amigables para los pacientes. Por ejemplo, muchas personas claustrofóbicas simplemente no pueden soportar los confines estrechos y es posible que el agujero no se adapte a las personas obesas. Hay escáneres más abiertos, que permiten más espacio, pero estas máquinas tienen campos magnéticos más débiles, lo que significa que puede ser más fácil pasar por alto tejido anormal. También se están desarrollando escáneres muy pequeños para obtener imágenes de partes específicas del cuerpo. Se están logrando otros avances en el campo de la resonancia magnética. Resonancia magnética funcional (fMRI ), por ejemplo, crea mapas cerebrales de la actividad de las células nerviosas segundo a segundo y está ayudando a los investigadores a comprender mejor cómo funciona el cerebro. Angiografía por resonancia magnética (ARM ) crea imágenes de sangre, arterias y venas fluyendo en prácticamente cualquier parte del cuerpo.
Cuando los pacientes se introducen en una máquina de resonancia magnética, se llevan consigo los miles de millones de átomos que componen el cuerpo humano. A los efectos de una resonancia magnética, sólo nos interesa el átomo de hidrógeno, que es abundante ya que el cuerpo está compuesto principalmente de agua y grasa. Estos átomos giran aleatoriamente o preceden , sobre su eje, como un top de 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 recorre directamente el centro de la máquina, los protones de hidrógeno se alinean de modo que apunten a los pies o a la cabeza del paciente. Aproximadamente la mitad van en cada sentido, 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. Sólo 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.
A continuación, la máquina de resonancia magnética aplica un pulso de radiofrecuencia (RF) eso es específico sólo del hidrógeno. El sistema dirige el pulso hacia la zona del cuerpo que queremos examinar. Cuando se aplica el pulso, los protones incomparables absorben la energía y giran nuevamente en una dirección diferente. Esta es la parte de "resonancia" de la resonancia magnética. 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 del tejido particular del que se obtienen imágenes y la intensidad del campo magnético principal.
Aproximadamente al mismo tiempo, los tres imanes degradados entran en acción. Están dispuestos 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 "rebanada". Piense en una barra de pan con rebanadas tan delgadas como unos pocos milímetros:las rebanadas en la resonancia magnética son así de precisas. Se pueden tomar cortes de cualquier parte del cuerpo en cualquier dirección, lo que brinda a los médicos una gran ventaja sobre cualquier otra modalidad de imágenes. Eso también significa que no es necesario moverse para que la máquina obtenga una imagen desde una dirección diferente:la máquina puede manipular todo con los imanes de gradiente.
Pero la máquina hace un ruido tremendo durante el escaneo, que suena como un martilleo rápido y continuo. Esto se debe a que el campo magnético principal se opone a la creciente corriente eléctrica en los cables de los imanes de gradiente. Cuanto más fuerte sea el campo principal, mayor será el ruido del gradiente. En la mayoría de los centros de resonancia magnética, puedes llevar un reproductor de música para ahogar el ruido 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 que las bobinas captan y envían al sistema informático. Pero, ¿cómo se convierte esta señal en una imagen que signifique algo?
El escáner de resonancia magnética puede seleccionar 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, creando un mapa de tipos de tejidos. Luego 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 en rotación como datos matemáticos; los datos se convierten en una imagen. Esa es la parte de "imagen" de la resonancia magnética.
El sistema de resonancia magnética utiliza contraste inyectable , o tintes, para alterar el campo magnético local en el tejido que se examina. El tejido normal y el anormal responden de manera diferente a esta ligera alteración, dándonos señales diferentes. Estas señales se transfieren a las imágenes; un sistema de resonancia magnética puede mostrar más de 250 tonos de gris para representar los diferentes tejidos [fuente:Coyne]. Las imágenes permiten a los médicos visualizar diferentes tipos de anomalías tisulares mejor que sin el contraste. Sabemos que cuando hacemos "A", el tejido normal se verá como "B"; si no es así, podría haber una anomalía.
Una radiografía es muy eficaz para mostrar a los médicos un hueso roto, pero si quieren observar los tejidos blandos de un paciente, incluidos los órganos, los ligamentos y el sistema circulatorio, probablemente querrán una resonancia magnética. Y, como mencionamos en la última página, otra ventaja importante de la resonancia magnética es su capacidad para generar imágenes en cualquier plano. La tomografía computarizada (TC), por ejemplo, se limita a un plano, el axial. plano (en la analogía de la barra de pan, el plano axial sería cómo se corta normalmente una barra de pan). Un sistema de resonancia magnética puede crear imágenes axiales así como sagitales (cortando el pan de lado a lado a lo largo) y coronal (piense en las capas de un pastel de capas), 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 durante 20 a 90 minutos o más. Incluso un movimiento muy ligero de la pieza que se escanea puede provocar imágenes distorsionadas que deberán repetirse. Y este tipo de calidad tiene un alto costo; Los sistemas de resonancia magnética son muy caros de adquirir y, por lo tanto, los exámenes también lo son.
¿Pero hay otros costos? ¿Qué pasa con la seguridad del paciente?
Tal vez te preocupe el impacto a largo plazo de tener todos tus átomos mezclados, pero una vez que estás fuera del campo magnético, tu cuerpo y su química vuelven a la normalidad. No se conocen riesgos biológicos para los seres humanos por la exposición a campos magnéticos de la intensidad que se utiliza en las imágenes médicas actuales. El hecho de que los sistemas de resonancia magnética no utilicen radiación ionizante, como lo hacen otros dispositivos de imágenes, es un consuelo para muchos pacientes, al igual que el hecho de que los materiales de contraste para resonancia magnética tienen una incidencia muy baja de efectos secundarios. La mayoría de los centros prefieren no tomar imágenes de mujeres embarazadas debido a la investigación limitada de los efectos biológicos de los campos magnéticos en el feto en desarrollo. La decisión de realizar o no una exploración a una paciente embarazada se toma caso por caso mediante consulta entre el radiólogo de resonancia magnética y el obstetra de la paciente.
Sin embargo, la sala de resonancia magnética puede ser un lugar muy peligroso si no se observan precauciones estrictas. Se borrarán las tarjetas de crédito o cualquier otra cosa con codificación magnética. Los objetos metálicos pueden convertirse en proyectiles peligrosos si se llevan a la sala de exploración. Por ejemplo, clips, bolígrafos, llaves, tijeras, joyas, estetoscopios y otros objetos pequeños se pueden sacar de los bolsillos y del cuerpo sin previo aviso, momento en el que vuelan hacia la abertura del imán a velocidades muy altas.
Los objetos grandes también suponen un riesgo:cubos de fregona, aspiradoras, portasueros, camillas de pacientes, monitores cardíacos y muchos otros objetos han sido atraídos hacia los campos magnéticos de la resonancia magnética. En 2001, un niño que estaba siendo sometido a una exploración murió cuando se introdujo un tanque de oxígeno en el orificio magnético [fuente:McNeil]. Una vez, una pistola salió volando de la funda de un policía y la fuerza provocó que se disparara. Nadie resultó herido.
Para garantizar la seguridad, los pacientes y el personal de apoyo deben ser examinados exhaustivamente para detectar objetos metálicos antes de ingresar a la sala de exploración. Sin embargo, a menudo los pacientes tienen implantes en su interior que hacen que sea muy peligroso para ellos estar en presencia de un campo magnético fuerte. Estos incluyen:
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 dispositivos ortopédicos en el área de exploración pueden causar distorsiones en la imagen.
