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¿Cómo opera una máquina de resonancia magnética? | Simplificado

Cómo opera una máquina de resonancia magnética

La imagen por resonancia magnética es una técnica médica que consiste en la obtención de imágenes de estructuras internas del cuerpo humano, mediante la manipulación de fenómenos electromagnéticos asociados a los núcleos de cierto tipos de átomos. Es uno de los avances en imagenología más importantes, por sus aplicaciones en diagnóstico e investigación. Tan sólo en México, existen aproximadamente 258 máquinas de resonancia magnética, mientras que en USA se estiman alrededor de 11,700.

En este artículo aprenderás brevemente cómo opera una máquina de resonancia magnética, atendiendo a sus principios físicos y los micro y macroprocesos involucrados.

Máquina de resonancia magnética: fenómenos físicos

La máquina de resonancia magnética aprovecha un conjunto de fenómenos electromagnéticos específicos, los cuales es imprescindible conocer para comprender su funcionamiento.

Átomos de hidrógeno y sus propiedades

Primero debemos tener en cuenta que la máquina de resonancia magnética trabaja con núcleos de átomos, específicamente de hidrógeno. ¿Por qué el hidrógeno? Por tratarse del núcleo más sencillo, sólo compuesto por un protón, y por su alta presencia en el cuerpo humano, (no es una casualidad, dado que es el elemento más abundante en el Universo).

Los núcleos atómicos poseen una propiedad llamada Spin, que, para nuestros propósitos, definiremos como un movimiento de rotación. Este movimiento de rotación es análogo al del planeta Tierra: se da sobre un eje fijo, y está asociado a un campo magnético. Gracias al físico danés Hans William Oersted, quien en 1820 observó fortuitamente que una corriente eléctrica era capaz de desplazar la aguja de una brújula, sabemos que un campo magnético es capaz de inducir electricidad, y viceversa. Esto nos dice, que las partículas girando sobre sí mismas no solamente generan un campo magnético, sino también una corriente eléctrica. Estas características son de vital relevancia para el funcionamiento de la máquina de resonancia magnética.

Campos magnéticos

Ahora, pasemos a la forma en la que manipulamos los protones para obtener imágenes del cuerpo humano. Cuando un paciente no está sometido a un campo magnético, los núcleos de hidrógeno (o protones) están desordenados; las direcciones de sus ejes de rotación se hallan dispersas en el espacio de forma aleatoria.

Cuando sometemos al paciente a un potente campo magnético, este provoca (por la fuerza electromagnética de los protones) que sus ejes apunten en dirección al campo aplicado. Esta orientación se puede dar de forma paralela o antiparalela, es decir: en el mismo o contrario sentido. Los protones que apuntan en dirección al campo magnético sumarán sus fuerzas, originando la magnetización longitudinal; esta es la suma de las fuerzas individuales de cada núcleo.

Señales y construcción de imagen

El siguiente paso consiste en aplicar un campo magnético oscilante, perpendicular a la magnetización longitudinal (a la dirección de los átomos). ¿Para qué? Para transferir energía de este nuevo campo, a los protones, provocando su inestabilidad. A esto se le conoce como magnetización transversal, y su efecto es el de desviar los núcleos hacia la nueva fuente de energía.

Esto ocasiona que se dirijan en posición ortogonal (perpendicular) a la magnetización longitudinal. Al cesar los pulsos del nuevo campo magnético, los protones regresan a su estado de equilibrio.

Con cada redirección, se libera energía que será sensada e interpretada por una computadora, para construir una imagen.

Las intensidades en escala de grises son dependientes de las señales, y se ven representadas en la siguiente ilustración.

Este es, grosso modo, el cómo funciona el sistema de una máquina de resonancia magnética. Con esta breve exposición, entender la participación de cada una de sus partes no será un problema.

 

Partes de la máquina de resonancia magnética

  • Imán enorme que rodea al paciente y produce el campo magnético longitudinal.
  • Un sistemaemisor de radiofrecuencia, para dar vida al campo magnético perpendicular (magnetización transversal).
  • Un sistema para hacer cambiar el campo magnético rápidamente, conocido como “Gradientes”.
  • Una bobina que recoge la señal de radiofrecuencia emitida por nuestro cuerpo.
  • Una camilla, donde reposa el paciente.
  • Un ordenador para acondicionar, procesar y transformar las señales en imágenes en escala de grises.

La siguiente imagen, extraída de www.flickr.com, esquematiza el proceso de funcionamiento de la máquina de resonancia magnética.

 

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