¿Qué es la resonancia magnética? | Explicado

La historia hasta ahora: Para aquellos que intentan mirar el interior del cuerpo humano sin cirugía, imagen de resonancia magnética es una herramienta indispensable. Las técnicas subyacentes se desarrollaron a principios de la década de 1970; Más tarde, esa misma década, Paul Lauterbur y Peter Mansfield los perfeccionaron para allanar el camino para su uso comercial. Por estos esfuerzos, recibieron el Premio Nobel de Medicina en 2003, lo que habla de la importancia de la técnica y su lugar en el diagnóstico médico moderno.

¿Qué es la resonancia magnética?

La resonancia magnética (MRI) se utiliza para obtener imágenes de los tejidos blandos del cuerpo. El tejido blando es cualquier tejido que no se haya endurecido debido a la calcificación. Es un procedimiento de diagnóstico no invasivo ampliamente utilizado para obtener imágenes del cerebro, el sistema cardiovascular, la médula espinal y las articulaciones, varios músculos, el hígado, las arterias, etc.

Su uso es particularmente importante en la observación y tratamiento de ciertos cánceres, incluido próstata y cáncer de recto, y para rastrear afecciones neurológicas, incluidas Alzheimer, demencia, epilepsia y accidente cerebrovascular. Los investigadores también han utilizado exploraciones por resonancia magnética de los cambios en el flujo sanguíneo para inferir la forma en que cambia la actividad de las neuronas en el cerebro; De esta forma, la técnica se llama resonancia magnética funcional.

Debido al uso de fuertes campos magnéticos en la técnica de resonancia magnética, es posible que las personas con objetos metálicos incrustados (como metralla) e implantes metálicos, incluidos marcapasos, no puedan someterse a exploraciones por resonancia magnética. De hecho, si tienen una tarjeta de crédito en el bolsillo, ¡los campos magnéticos borrarán su banda magnética!

¿Cómo funciona la resonancia magnética?

Un procedimiento de resonancia magnética revela una imagen de una parte del cuerpo utilizando los átomos de hidrógeno de esa parte. Un átomo de hidrógeno es simplemente un protón con un electrón a su alrededor. Todos estos átomos giran y sus ejes apuntan en direcciones aleatorias. Los átomos de hidrógeno abundan en la grasa y el agua, que están presentes en casi todo el cuerpo.

Una máquina de resonancia magnética tiene cuatro componentes esenciales. La máquina en sí parece un donut gigante. El agujero en el centro, llamado orificio, es por donde se inserta la persona cuyo cuerpo se va a escanear. Dentro del donut hay un poderoso imán superconductor cuyo trabajo es producir un campo magnético potente y estable alrededor del cuerpo. Una vez que la parte del cuerpo a escanear está en el centro del orificio, se activa el campo magnético.

Cada átomo de hidrógeno tiene un poderoso momento magnético, lo que significa que, en presencia de un campo magnético, el eje de giro del átomo apuntará en la dirección del campo. El imán superconductor aplica un campo magnético en el centro de la máquina, de modo que los ejes de aproximadamente la mitad de los átomos de hidrógeno en la parte que se va a escanear apunten en una dirección y la otra mitad en la otra. Esta coincidencia es casi exacta: de alrededor de un millón de átomos, sólo unos pocos permanecen sin igual, es decir, una pequeña población de átomos “excedentes” que apuntan en una dirección u otra.

El tercer componente de la máquina es un dispositivo que emite un pulso de radiofrecuencia en la parte debajo del escáner. Cuando el pulso está “encendido”, sólo la pequeña población de átomos “en exceso” absorbe la radiación y se excita. Cuando el pulso se “apaga”, estos átomos emiten la energía absorbida y regresan a sus estados originales de menor energía. La frecuencia del pulso que los átomos “excedentes” tienen que absorber se llama frecuencia de Larmor. Su valor depende de la fuerza del campo magnético y del tipo de tejido en el que están presentes los átomos.

El cuarto y último componente, un detector, recibe las emisiones y las convierte en señales, que se envían a una computadora que las utiliza para recrear imágenes bidimensionales o tridimensionales de esa parte del cuerpo.

¿Cuáles son las ventajas de la resonancia magnética?

Después de que se activa el gran y poderoso campo magnético, la máquina de resonancia magnética activa tres imanes que producen campos magnéticos más pequeños que son más débiles que el campo principal aproximadamente 80 veces, si no más. Estos campos también tienen un gradiente, es decir, no son uniformes. Estos campos interfieren con el campo principal de la parte que se va a escanear, de modo que el campo resultante resalta partes muy específicas, que pueden ser el foco del escaneo.

Al encender y apagar los imanes de gradiente en secuencias específicas, la máquina de resonancia magnética puede escanear porciones que tienen solo unos pocos milímetros de ancho. Las secuencias también se pueden organizar de manera que la máquina escanee diferentes partes del cuerpo del individuo sin pedirle que se mueva dentro del orificio.

De hecho, debido a la forma en que está construida la máquina y los imanes están organizados en su interior, una resonancia magnética puede prácticamente obtener imágenes del cuerpo desde todas las direcciones útiles y, si es necesario, en incrementos muy pequeños.

Cuando los átomos “excedentes” emiten la energía que habían absorbido para regresar a sus estados de energía más bajos, el retorno ocurre durante un período llamado tiempo de relajación T1. Los átomos de hidrógeno en el agua tienen diferentes valores de T1 según el tejido en el que están presentes. Una máquina de resonancia magnética aprovecha este hecho para mostrar diferentes tejidos en diferentes tonos de gris. Los médicos también pueden inyectar a un individuo un agente de contraste, generalmente un compuesto a base de gadolinio, que reduce el tiempo T1 en algunos tejidos, mejorando su visibilidad en una resonancia magnética.

Finalmente, los investigadores han investigado en profundidad los efectos de los fuertes campos magnéticos en el cuerpo. Las exploraciones por resonancia magnética no representan ninguna amenaza; Una vez que se eliminan los campos magnéticos, los átomos de la parte escaneada no quedan afectados. No hay daños a largo plazo asociados con las exploraciones. Sin embargo, los efectos de una exploración en mujeres embarazadas no están tan bien estudiados, por lo que muchos centros de exploración simplemente rechazan dichas citas.

¿Cuáles son las desventajas de la resonancia magnética?

Las máquinas de resonancia magnética son caras: dependiendo de las especificaciones, incluida la intensidad de los campos magnéticos y la calidad de las imágenes, cuestan desde unas pocas decenas de lakh de rupias hasta unos pocos millones de rupias. Los centros de diagnóstico trasladan este coste a sus pacientes. Según los requisitos clínicos, las exploraciones suelen costar 10.000 rupias o más cada una, una suma considerable en la India, especialmente para quienes no tienen seguro, y más aún para quienes deben realizarse varias resonancias magnéticas.

Estos costos se ven agravados por la incomodidad de usar la máquina. Si bien es una ventaja que una persona dentro del orificio no tenga que moverse para que la máquina escanee diferentes partes, en realidad se espera que la persona permanezca quieta durante decenas de minutos, hasta que se complete el escaneo. Si el individuo se mueve, la imagen resultante se distorsionará y será necesario repetir el escaneo. El problema se agrava si el individuo sufre claustrofobia (aunque algunos diseños de máquinas de resonancia magnética de calibre abierto pueden aliviar este problema).

Generar un campo magnético de fuerza de 1 tesla o más, como lo hace el imán principal, no es tarea fácil. Para ello, se hace pasar una fuerte corriente a través de bobinas de alambre hechas de un material superconductor. Cuando la instalación se enfría con helio líquido, los cables se vuelven superconductores y la corriente que pasa a través de ellos más la geometría de los cables produce un fuerte campo magnético. Si bien los cables no pierden energía en forma de calor (lo que haría un material no superconductor), mantener la configuración requiere mucha energía, lo cual es costoso.

Además, la conmutación de corrientes tan intensas dentro de la máquina, cuando las bobinas de gradiente funcionan en secuencia, significa que la máquina produce ruidos fuertes cuando está en funcionamiento. Esto puede ser una fuente adicional de malestar para el individuo.