Universidad San PedroFacultas de ciencias de la saludEscuela de tecnologa medicaDocentes: Lic. Oscar Sosa de la CruzCurso: Resonancia Magntica N.Tema: HISTORIA DE RMNCiclo: VIIAlumno: Pereda Ruiz Arnaldo BeatoChimbote 2015HISTORIA DE LA RESONANCIA MAGNTICA NUCLEAR

Resonancia magntica nuclear fue descrita por primera vez y se mide en haces moleculares por Isidor Rabi en 1938, y en 1944, Rabi fue galardonado con el Premio Nobel de Fsica por su trabajo. En 1946, Flix Bloch y Edward Mills Purcell ampliaron la tcnica para su uso en lquidos y slidos, para los que compartieron el Premio Nobel de Fsica en 1952. Purcell haba trabajado en el desarrollo del radar durante la Segunda Guerra Mundial en el Instituto de Laboratorio de Radiacin de Tecnologa de Massachusetts. Su trabajo en ese proyecto sobre la produccin y deteccin de energa de radiofrecuencia y de la absorcin de dicha energa de RF por la materia establece el fondo para el descubrimiento de la RMN de Rabi.Rabi, Bloch, y Purcell notaron que los ncleos magnticos, como 1H y 31P, podran absorber la energa de RF cuando se coloca en un campo magntico y cuando la RF era de una frecuencia especfica a la identidad de los ncleos. Cuando ocurre esta absorcin, el ncleo se describe como estando en resonancia. Diferentes ncleos atmicos dentro de una molcula resuenan a frecuencias diferentes para la misma intensidad de campo magntico. La observacin de estas frecuencias de resonancia magntica de los ncleos presentes en una molcula permite a cualquier usuario entrenado para descubrir la informacin esencial, qumica y estructural sobre la molcula. El desarrollo de RMN como una tcnica en la qumica analtica y la bioqumica es paralelo al desarrollo de la tecnologa electromagntica y la electrnica avanzada y su introduccin en el uso civil.

EVOLUCIN DE LA RESONANCIA MAGNETICA

La aparicin de los equipos informticos de alta velocidad fue fundamental para el desarrollo de la tcnica de obtencin de imgenes por resonancia magntica, ya que permitan gestionar los numerosos y complejos clculos que eran necesarios para obtener las imgenes. Adems de estos avances en el campo de la informtica, otros tres avances contribuyeron al nacimiento de la tcnica de obtencin de imgenes por resonancia magntica. Uno de estos avances fue el que realiz el ingeniero electrnico britnico Godfrey Hounsfield, que en 1971 fabric un instrumento que combinaba una mquina de rayos X con un ordenador y emple algunos principios de reconstruccin algebraica para explorar el organismo en distintas direcciones, manipulando las imgenes para obtener una vista transversal del interior. Hounsfield desconoca que el fsico nuclear sudafricano Allan Cormack haba publicado bsicamente la misma idea en 1957, utilizando una tcnica de reconstruccin denominada transformada de radn. Aunque el trabajo de Cormack no tuvo una gran difusin, l y Hounsfield compartieron en 1979 el premio Nobel de fisiologa o medicina por el desarrollo de la tomografa computarizada. Los principios fundamentales de la tomografa computarizada constituyen la base de muchos de los sofisticados mtodos de obtencin de imgenes que existen en la actualidad.Los otros dos avances que contribuyeron a la obtencin de imgenes por resonancia magntica estaban relacionados con la resonancia magntica nuclear. Uno fue la conceptualizacin de la resonancia magntica nuclear como herramienta de diagnstico clnico y el otro la invencin de un mtodo prctico para producir imgenes tiles a partir de los datos de la resonancia magntica nuclear. Ya en 1959, J. R. Singer, de la Universidad de California, Berkeley, propuso que la resonancia magntica nuclear poda utilizarse como herramienta de diagnstico en medicina. Unos aos ms tarde, Carlton Hazlewood, del Baylor College of Medicine, public los resultados de una serie de trabajos en los que se utiliz la resonancia magntica nuclear para diagnosticar enfermedades musculares en pacientes humanos. En 1969, Raymond Damadian, un mdico del Downstate Medical Center de Brooklyn (Nueva York), comenz a idear la forma de utilizar esta tcnica para detectar los primeros signos del cncer en el organismo. En un experimento realizado en 1970, Damadian extirp una serie de tumores de rpido crecimiento que se haban implantado en ratas de laboratorio y comprob que la resonancia magntica nuclear de los tumores era diferente de la de los tejidos normales. En 1971, Damadian public los resultados de sus experimentos en la revistaScience. Sin embargo, an no se haba demostrado la fiabilidad clnica del mtodo de Damadian en la deteccin o diagnstico del cncer. El gran avance tcnico que hizo posible producir una imagen til a partir de las seales de resonancia magntica nuclear de tejidos vivos lo realiz el qumico Paul Lauterbur, que a principios de la dcada de 1970 diriga la compaa NMR Specialties, ubicada en Pittsburgh. En 1971, Lauterbur observ al qumico Leon Saryan repetir los experimentos de Damadian con tumores y tejidos sanos de ratas. Lauterbur lleg a la conclusin de que la tcnica no ofreca la informacin suficiente para diagnosticar tumores y se propuso idear un mtodo prctico para obtener imgenes a partir de la resonancia magntica nuclear. La clave estaba en ser capaz de localizar la ubicacin exacta de una determinada seal de resonancia magntica nuclear en una muestra: si se determinaba la ubicacin de todas las seales, sera posible elaborar un mapa de toda la muestra. La innovadora idea de Lauterbur consista en superponer al campo magntico esttico espacialmente uniforme un segundo campo magntico ms dbil que variara de posicin de forma controlada, creando lo que se conoce como gradiente de campo magntico. En un extremo de la muestra, la potencia del campo magntico graduado sera mayor, potencia que se ira debilitando con una calibracin precisa a medida que se fuera acercando al otro extremo. Dado que la frecuencia de resonancia de los ncleos en un campo magntico externo es proporcional a la fuerza del campo, las distintas partes de la muestra tendran distintas frecuencias de resonancia. Por lo tanto, una frecuencia de resonancia determinada podra asociarse a una posicin concreta. Adems, la fuerza de la seal de resonancia en cada frecuencia indicara el tamao relativo de los volmenes que contienen los ncleos en distintas frecuencias y, por tanto, en la posicin correspondiente. Las sutiles variaciones de las seales se podran utilizar entonces para representar las posiciones de las molculas y crear una imagen. (Actualmente, los dispositivos de obtencin de imgenes por resonancia magntica utilizan tres conjuntos de bobinas de gradientes electromagnticos sobre el sujeto para codificar las tres coordenadas espaciales de las seales.)Al otro lado del Atlntico, Peter Mansfield, de la Universidad de Nottingham, Inglaterra, tuvo una idea similar. En 1972, Mansfield estaba estudiando el modo de utilizar la resonancia magntica nuclear para obtener informacin detallada acerca de la estructura de materiales cristalinos. En un trabajo publicado en 1973, Mansfield y sus colegas tambin utilizaron un esquema de gradiente de campo. En 1976, Mansfield desarroll una tcnica ultrarrpida para obtener imgenes con resonancia magntica conocida como ecoplanar, que permite explorar todo el cerebro en cuestin de milsimas de segundo. La tcnica ecoplanar es la clave para crear imgenes con resonancia magntica de forma rpida para el diagnstico de infartos cerebrales e imgenes con resonancia magntica funcional en las investigaciones sobre el cerebro.Mientras tanto, a los resultados de Lauterbur, publicados en 1972, se incorporaba una imagen de la muestra experimental: un par de tubos de ensayo sumergidos en un vial de agua. Mediante el pequeo escner de resonancia magntica nuclear que l mismo haba creado (y una tcnica denominada proyeccin de fondo procedente de la tomografa computarizada), continu explorando pequeos objetos, incluido un diminuto cangrejo que su hija captur en la playa de Long Island situada junto a su casa. En 1974, valindose de un dispositivo de resonancia magntica nuclear mayor, obtuvo una imagen de la caja torcica de un ratn vivo. En 1975, Mansfield ya haba obtenido imgenes de una serie de tallos de plantas y de un muslo de un pavo muerto. Al ao siguiente, obtuvo la primera imagen de un dedo humano por resonancia magntica nuclear, en la que se poda diferenciar el hueso, la mdula, los nervios y las arterias. Damadian, por su parte, tambin trabaj en la obtencin de imgenes. En 1977, obtuvo una imagen de la caja torcica de un hombre vivo.

Un tcnico realiza una exploracin mediante resonancia magntica del cerebro de un paciente. Actualmente, los avances en el campo de la informtica de alta velocidad y los imanes superconductores han permitido que los dispositivos de resonancia magntica proporcionen imgenes detalladas de la estructura anatmica y que la resonancia magntica funcional detecte cualquier cambio en el funcionamiento del cerebro y de otros rganos. Estas caractersticas convierten a los dispositivos de resonancia magntica en herramientas de diagnstico de incalculable valor para la medicina moderna. (The American College of Radiology)A principios de la dcada de 1980, la gran oleada de investigaciones relacionadas con la obtencin de imgenes por resonancia magntica dio lugar a un floreciente sector comercial. (El trmino "nuclear" se fue poco a poco eliminando del nombre debido a sus connotaciones negativas.) Los avances en el campo de la informtica de alta velocidad y los imanes superconductores permitieron a los investigadores disear mquinas de resonancia magntica de mayores dimensiones con una sensibilidad y una resolucin inmensamente mejores.

TIPOS DE RESONADORES MAGNETICOSEquipos de Resonancia Magntica En la actualidad podemos aseverar que los Sistemas de Imgenes por Resonancia Magntica para uso Hospitalario se dividen en dos tipos de equipamientos: los equipos abiertos en general con Imanes Permanentes y los equipos Cilndricos de Alto Campo Magntico con Imanes Sper conductivos. A grandes rasgos los Equipos Abiertos tienen la ventaja de utilizar Magnetos o Imanes permanentes, sin consumo de electricidad para mantener dicho campo magntico, ya que el mismo es permanente, sin necesidad de sistema de enfriamiento para la refrigeracin y sin crigenos como el Helio lquido, para mantener el estado de superconductividad del mismo. La principal desventaja de los Equipos Abiertos es que no se pueden obtener magnetos permanentes de alto campo, tpicamente se llega a 0.2T o a 0.35T. Por ende las capacidades de aplicaciones clnicas de estos equipos estn limitadas, no accediendo a Aplicaciones Clnicas Avanzadas, caractersticas de los Altos Campos. Otra desventaja de estos sistemas son los elevados pesos de las Magnetos. Para un 0.2T, el peso del Imn es de unas 10 Toneladas y para un 0.35T del doble. En el caso de los Equipos Cilndricos de Alto Campo se destaca claramente el 1.5T, que es el Gold Standard de la Resonancia Magntica actual, con probablemente ms de 10.000 sistemas instalados en el mundo. Los fabricantes orientan su desarrollo tecnolgico en esta enorme Base Instalada, lo que ofrece a sus usuarios la ms amplia gama de Aplicaciones Clnicas modernas. Entre sus ventajas destacamos el alto volumen de exmenes posibles a ser realizados, de entre 1000 a 1200 exmenes mensuales, ideal para un entorno Hospitalario, la mejor resolucin espacial y temporal de los exmenes y por ende la mejor Calidad de Imagen de los mismos, el ms amplio rango de Aplicaciones Clnicas posibles y la posibilidad de Actualizacin futura de los equipamientos (UPGRADES). Podramos decir que la desventaja de los Equipos Cilndricos de Alto Campo reside en la necesidad de mantener en buen estado de funcionamiento el sistema de refrigeracin del Magneto Superconductor, que ya no es permanente, con un costo operativo mayor al caso anterior. Es importante destacar que los Magnetos actuales de los principales fabricantes poseen la tecnologa K4, lo que reduce sustancialmente el Consumo de Helio Lquido a unos 300 litros anuales, bajo condiciones controladas de funcionamiento. Adicionalmente a los equipos descriptos, existen hoy Equipos Abiertos con Magnetos Supe conductivos con campos de 0.7 o 1.0T que combinan ventajas y desventajas de los equipos anteriores (no existen instalaciones aun en el pas) y los equipos cilndricos supe conductivos de 3.0T de muy alta resolucin, con extraordinarias aplicaciones en Neuro y Ortopedia, pero an muy costosos y con limitaciones en algunas aplicaciones clnicas ya establecidas en 1.5T (tampoco existen instalaciones en Argentina). El calentamiento del Paciente debido a la gran potencia de Radiofrecuencia que se debe usar para excitar a los tomos de Hidrgeno de los tejidos en un 3.0T, es unos de los desafos actuales de esta tecnologa. Finalmente es importante destacar que recientes avances en las tecnologas de imgenes clnicas, han aumentado la demanda sobre el sistema electrnico de un Resonador Magntico. La aparicin de Bobinas o Antenas de Radiofrecuencia Multicanales, con mayor densidad de elementos activos en la zona anatmica a analizar, las tcnicas de adquisicin paralela (como Sense, Asset o iPat, segn el fabricante); demandan un mayor desempeo a la cadena de adquisicin y reconstruccin, de los nuevos equipos. Estos avances principalmente se han desarrollado en sistemas de alto campo (1.5T o 3.0T).