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Introducción a la forma en la RM Obras

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paciente que entra MRI máquina
Lester Lefkowitz / Elección del fotógrafo /Getty Images
En el abismo. Ver más Imágenes por resonancia magnética.

Dr. Raymond Damadian, médico y científico, trabajó durante años tratando de producir una máquina que no invasiva podría escanear el cuerpo con el uso de imanes. Junto con algunos estudiantes de posgrado, construyó un imán superconductor, y formó una bobina de cables de la antena. Como nadie quería ser el primero en este artilugio, Damadian ofreció para ser el primer paciente.

Cuando él subió, sin embargo, no pasó nada. Damadian miraba años desperdiciados en un invento fallido, pero uno de sus colegas con valentía le sugirió que podría ser demasiado grande para la máquina. Un estudiante graduado esbelta se ofreció a darle una oportunidad, y el 3 de julio de 1977, el primer examen de resonancia magnética se realizó en un ser humano. Le tomó casi cinco horas para producir una imagen, y que la máquina original, llamado el "Indomable", es ahora propiedad de la Institución Smithsonian.

En tan sólo unas décadas, el uso de imagen de resonancia magnética (MRI) Escáneres ha crecido enormemente. Los médicos pueden ordenar imágenes por resonancia magnética para ayudar a diagnosticar la esclerosis múltiple, los tumores cerebrales, ligamentos desgarrados, tendinitis, cáncer y golpes, por nombrar sólo algunos. Una resonancia magnética es la mejor manera de ver el interior del cuerpo humano sin corte abierta.

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Eso puede ser poco consuelo para ti cuando te estás preparando para un examen de resonancia magnética. Usted está despojado de sus joyas y tarjetas de crédito e hicieron preguntas detalladas acerca de todos los instrumentos metálicos que pueda tener dentro de ti. Estás pone en una pequeña losa y empujado en un agujero que no parece lo suficientemente grande para una persona. Usted está sometido a ruidos fuertes, y hay que estar completamente inmóvil, o que vas a hacer esto a usted de nuevo. Y con cada minuto, no se puede dejar de preguntarse lo que está sucediendo a su cuerpo mientras está en esta máquina. Podría realmente ser que esta prueba es realmente mejor que otra técnica de imagen, tales como una radiografía o una TAC? ¿Qué ha causado Raymond Damadian?

Deje que los imanes de esta máquina poderosa que os arrastran a la página siguiente, y vamos a echar un vistazo a lo que está pasando en el interior.

MRI Imanes: los jugadores principales

RM ilustración
HowStuffWorks.com
Los componentes de un sistema de MRI

Escáneres de resonancia magnética variar en tamaño y forma, y ​​algunos modelos más nuevos tienen un mayor grado de apertura en torno a los lados. Sin embargo, el diseño básico es el mismo, y el paciente es empujado dentro de un tubo que es sólo alrededor de 24 pulgadas (60 centímetros) de diámetro [Fuente: Hornak]. Pero, ¿qué hay ahí?

El componente más grande y más importante de un sistema de RM es el imán. Hay un tubo horizontal - el mismo que el paciente entra - que atraviesa el imán de adelante hacia atrás. Este tubo se conoce como el aburrir. Pero esto no es cualquier imán - que estamos tratando con un sistema increíblemente fuerte aquí, uno capaz de producir un campo magnético grande, estable.

La fuerza de un imán en un sistema MRI tiene una clasificación usando una unidad de medida conocida como una tesla. Otra unidad de medida utilizada con imanes es la gauss (1 tesla = 10000 gauss). Los imanes que se usan actualmente en los sistemas de resonancia magnética crean un campo magnético de 0,5 Tesla y 2,0 Tesla, o 5.000 a 20.000 gauss. Cuando te das cuenta de que el campo magnético de la Tierra mide 0,5 gauss, se puede ver lo poderoso que estos imanes son.


La mayoría de los sistemas de resonancia magnética utilizan una imán superconductor, que consta de muchas bobinas o devanados de alambre a través del cual se hace pasar una corriente de electricidad, creando un campo magnético de hasta 2,0 tesla. El mantenimiento de un campo magnético tan grande requiere una buena cantidad de energía, lo cual se logra superconductividad, o reducción de la resistencia en los cables a casi cero. Para ello, los cables están bañadas continuamente en el helio líquido a 452,4 grados bajo cero Fahrenheit (269,1 bajo cero grados centígrados) [fuente: Coyne]. Esta fría está aislado por un vacío. Mientras que los imanes superconductores son caros, el campo magnético fuerte permite la formación de imágenes de más alta calidad, y la superconductividad mantiene el sistema económico de operar.

Las otras partes de una máquina de MRI

La evolución de MRI

Máquinas de resonancia magnética están evolucionando de manera que son más agradable para el paciente. Porejemplo, muchos claustrófobo personas simplemente no pueden soportar los crampedconfines, y el agujero no pueden acomodar a las personas obesas. Hay escáneres moreopen, que permiten un mayor espacio, pero estas máquinas haveweaker campos magnéticos, lo que significa que puede ser más fácil perderse abnormaltissue. Muy pequeños escáneres para obtener imágenes partes específicas del cuerpo se alsobeing desarrollados.

Otros avances se están realizando en el campo de la resonancia magnética. IRM funcional (fMRI), por ejemplo, crea mapas cerebrales de la actividad de las células nerviosas segundo bysecond y está ayudando a los investigadores a entender mejor cómo las Brainworks. Angiografía por resonancia magnética (MRA) Crea imágenes offlowing sanguíneos, arterias y venas en prácticamente cualquier parte del cuerpo.

Otros dos imanes se utilizan en sistemas de resonancia magnética a un grado mucho menor. Imanes resistivos son estructuralmente como imanes superconductores, pero carecen de la helio líquido. Esta diferencia significa que requieren una gran cantidad de electricidad, por lo que es prohibitivamente caro de operar por encima de un nivel de 0,3 tesla. Los imanes permanentes tener un campo magnético constante, pero son tan pesada que sería difícil de construir una que podría sostener un campo magnético de gran tamaño.

También hay tres imanes gradiente dentro de la máquina de resonancia magnética. Estos imanes son la fuerza mucho menor en comparación con el principal de campo magnético que pueden variar en fuerza de 180 gauss a 270 gauss. Mientras que el imán principal crea un intenso campo magnético, estable alrededor del paciente, los imanes crean un gradiente de campo variable, que permite que diferentes partes del cuerpo a ser escaneados.

Otra parte del sistema de MRI es un conjunto de bobinas que transmiten ondas de radiofrecuencia en el cuerpo del paciente. Hay diferentes bobinas para diferentes partes del cuerpo: rodillas, hombros, muñecas, cabezas, cuellos y así sucesivamente. Estas bobinas generalmente se ajustan al contorno de la parte del cuerpo que se explora, o al menos residen muy cerca de ella durante el examen. Otras partes de la máquina incluyen un sistema de ordenador muy potente y una mesa de paciente, que se desliza el paciente en el taladro. Si el paciente va en cabeza o los pies primero está determinado por lo que parte del cuerpo necesita examinar. Una vez que la parte del cuerpo que va a escanear es exactamente en el centro, o isocentro, del campo magnético, la exploración puede comenzar.

¿Qué pasa durante una exploración? Averigüe en la página siguiente.

Los átomos de hidrógeno y momentos magnéticos

Los pasos de una resonancia magnética

Los pasos de una resonancia magnética

Cuando los pacientes se deslizan en una máquina de resonancia magnética, se llevan con ellos los miles de millones de átomos que componen el cuerpo humano. A los efectos de una resonancia magnética, sólo estamos preocupados con el átomo de hidrógeno, que es abundante ya que el cuerpo está compuesto principalmente de agua y gordo. Estos átomos están girando al azar, o precesión, sobre su eje, al igual que la parte superior de un niño. Todos los átomos van en varias direcciones, pero cuando se coloca en un campo magnético, los átomos se alinean en la dirección del campo.

Estos átomos de hidrógeno tienen una fuerte momento magnético, lo que significa que en un campo magnético, que se alinean en la dirección del campo. Puesto que el campo magnético de baja directamente por el centro de la máquina, los protones de hidrógeno se alinean de modo que están apuntando a cualquiera de los pies del paciente o la cabeza. Alrededor de la mitad van en cada sentido, por lo que la gran mayoría de los protones se anulan entre sí - es decir, por cada átomo en fila hacia los pies, uno se alinearon hacia la cabeza. Sólo un par de protones de cada millón que no se anula. Esto no suena como mucho, pero el gran número de átomos de hidrógeno en el cuerpo es suficiente para crear imágenes extremadamente detalladas. Es estos átomos incomparables que estamos preocupados por ahora.

Qué más está pasando en una resonancia magnética?

A continuación, se aplica la máquina de resonancia magnética de un radiofrecuencia (RF) de pulso que es específica sólo para hidrógeno. El sistema dirige el impulso hacia el área del cuerpo que queremos examinar. Cuando se aplica el pulso, los protones incomparables absorben la energía y girar de nuevo en una dirección diferente. Esta es la parte "resonancia" de la RM. El pulso de RF les obliga a girar a una frecuencia particular, en una dirección particular. La frecuencia de la resonancia específica se denomina Frecuencia Larmour y se calcula basado en el tejido particular que está siendo fotografiado y la fuerza del campo magnético principal.

Aproximadamente al mismo tiempo, los tres imanes de gradiente saltan en el acto. Ellos están dispuestos de tal manera en el interior del imán principal de que cuando están activados y desactivados rápidamente de una manera específica, alteran el campo magnético principal a nivel local. Lo que esto significa es que podemos elegir qué exactamente el área que queremos una imagen de- esta área se conoce como la "rebanada". Piense en una barra de pan con rodajas tan finas como unos pocos milímetros - las rodajas en la RM son que precisa. Rebanadas se pueden tomar de cualquier parte de la cuerpo en cualquier dirección, dando a los médicos una enorme ventaja sobre cualquier otra modalidad de imagen. Eso también significa que usted no tiene que pasar por la máquina para obtener una imagen desde una dirección diferente - la máquina puede manipular todo con los imanes de degradado.

Pero la máquina realiza una tremenda cantidad de ruido durante una exploración, que suena como un martilleo continuo rápido. Eso es debido a la corriente eléctrica creciente en los cables de los imanes de gradiente oponerse por el campo magnético principal. Cuanto más fuerte es el campo principal, el más fuerte es el ruido de la pendiente. En la mayoría de los centros de resonancia magnética, puede traer un reproductor de música para ahogar la raqueta, y los pacientes son dados tapones para los oídos.

Cuando el pulso de RF se apaga, los protones de hidrógeno lentamente vuelven a su alineación natural dentro del campo magnético y liberan la energía absorbida a partir de los pulsos de RF. Cuando hacen esto, que emiten una señal de que las bobinas recogen y envían al sistema informático. Pero, ¿cómo es esta señal convertida en una imagen que significa algo?

Imágenes de resonancia magnética y cómo se hacen

doctores examinan MRI
Ron Levine / El Banco de Imágenes /Getty Images
Los médicos examinan los contrastes en una resonancia magnética.

El escáner de resonancia magnética puede escoger un punto muy pequeño en el interior del cuerpo del paciente y pedirle que, en esencia, "¿Qué tipo de tejido es usted?" El sistema pasa a través del punto del cuerpo del paciente por punto, la construcción de un mapa de tipos de tejidos. A continuación, se integra toda esta información para crear imágenes en 2D o modelos en 3-D con una fórmula matemática conocida como la Transformada de Fourier. El equipo recibe la señal de los protones de spinning como de datos matemática los datos se convierten en una imagen. Esa es la parte "imagen" de la RM.

El sistema de resonancia magnética utiliza contraste inyectable, o colorantes, para alterar el campo magnético local en el tejido que se examinan. Normal y anormal de tejido responden de manera diferente a esta ligera alteración, dándonos diferentes señales. Estas señales se transmiten al imágenes- un sistema de resonancia magnética puede mostrar más de 250 tonos de gris para representar el tejido variando [fuente: Coyne]. Las imágenes permiten a los médicos visualizar diferentes tipos de anomalías del tejido mejores de lo que pudo sin el contraste. Sabemos que cuando lo hacemos "A", el tejido normal se verá como "B" - si no lo hace, puede que haya una anormalidad.

Un radiografía es muy eficaz para mostrar a los médicos una hueso roto, pero si quieren un vistazo a los tejidos blandos del paciente, incluyendo los órganos, ligamentos y el sistema circulatorio, entonces ellos probablemente quieren una resonancia magnética. Y, como hemos mencionado en la última página, otra de las principales ventajas de la RM es su capacidad de imagen en cualquier plano. Tomografía computarizada (TC), por ejemplo, se limita a un plano, la axial plano (en la analogía hogaza de pan, el plano axial sería cómo normalmente se corta una barra de pan). Un sistema de resonancia magnética puede crear imágenes axiales, así como sagitall (cortando el lado-a-lado pan longitudinalmente) y coronal (pensar en las capas de un pastel de capas) imágenes, o cualquier grado en el medio, sin que el paciente siempre en movimiento.

Pero para que estas imágenes de alta calidad, el paciente no puede moverse mucho a todos. Imágenes por resonancia magnética requieren que los pacientes que permanezca inmóvil durante 20 a 90 minutos o más. Incluso muy leve movimiento de la parte que se escanea puede causar imágenes distorsionadas que tendrán que repetirse. Y hay un alto costo para este tipo de sistemas de RM en Calidad son muy caros para comprar, por lo que los exámenes también son muy caros.

Pero ¿existen otros costos? ¿Qué pasa con la seguridad del paciente?

Las preocupaciones de seguridad MRI

paciente que entra MRI máquina
Plush Estudios / Blend Images /Getty Images
Este paciente fue despejado para el despegue.

Tal vez usted está preocupado por el impacto a largo plazo de tener todos sus átomos mezclados acerca, pero una vez que estás fuera del campo magnético, su cuerpo y su retorno a la normalidad de química. No hay riesgos biológicos conocidos a los seres humanos de la exposición a campos magnéticos de la fuerza utilizada en imágenes médicas hoy. El hecho de que los sistemas de resonancia magnética no utiliza radiación ionizante, como otros dispositivos de imagen hacen, es un consuelo para muchos pacientes, como es el hecho de que los materiales de contraste de resonancia magnética tienen una muy baja incidencia de efectos secundarios. La mayoría de las instalaciones no prefieren imagen mujeres embarazadas, debido a la limitada investigación de los efectos biológicos de los campos magnéticos en un feto en desarrollo. La decisión de si o no para escanear un embarazada paciente se hace sobre una base de caso por caso con consulta entre el radiólogo RM y obstetra del paciente.

Sin embargo, la sala de RM puede ser un lugar muy peligroso si no se observan las 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 toman en la sala de exploración. Por ejemplo, clips, bolígrafos, llaves, tijeras, joyas, estetoscopios y otros objetos pequeños se pueden sacar de los bolsillos y fuera del cuerpo sin previo aviso, momento en el que vuelan hacia la abertura del imán a velocidades muy altas.

Grandes objetos representan un riesgo, también - baldes, aspiradoras, postes IV, camillas de pacientes, monitores cardíacos y un sinnúmero de otros objetos todos se han retirado en los campos magnéticos de la resonancia magnética. En 2001, un joven de someterse a una exploración murió cuando un tanque de oxígeno fue retirado en el taladro magnético [fuente: McNeil]. Una vez, una pistola salió volando de la funda de un policía, la fuerza que causa el arma para disparar. Nadie resultó herido.

Para garantizar la seguridad, los pacientes y el personal de apoyo debe ser examinados a fondo de objetos de metal antes de entrar en la sala de exploración. A menudo, sin embargo, los pacientes que tienen implantes dentro de ellos que hacen que sea muy peligroso para ellos estar en presencia de un campo magnético fuerte. Éstas incluyen:

  • Fragmentos metálicos en el ojo, que son muy peligrosos como mover estos fragmentos podría causar daño a los ojos o ceguera
  • Marcapasos, que puede funcionar mal durante una exploración o incluso cerca de la máquina
  • Clips de aneurisma en el cerebro, que podría romper la muy arteria que se colocaron en la reparación si el imán los mueve
  • Los implantes dentales, si es magnética

La mayoría de los implantes modernos quirúrgicos, incluyendo grapas, articulaciones artificiales y stents están hechos de materiales no magnéticos, e incluso si no lo son, pueden ser aprobados para la exploración. Pero hágale saber al médico, ya que algunos de hardware ortopédica en la zona de una exploración puede causar distorsiones en la imagen.

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Fuentes

  • Berman, Phyllis. "Cómo evitar esa sensación Buried Alive". Forbes. 28 de febrero 1994.
  • Coyne, Kristen Eliza. "Resonancia magnética: una visita guiada." Laboratorio Nacional de Alto Campo Magnético. (06 de agosto 2008)
    http://magnet.fsu.edu/education/tutorials/magnetacademy/mri/
  • Damadian, Raymond V. "La historia de la RM." Saturday Evening Post. Mayo / junio de 1994.
  • Hornak, Joseph P. "Los fundamentos de la RM." 1996. (06 de agosto 2008)
    http://cis.rit.edu/people/faculty/hornak
  • Kirby, David. "Los pacientes Embrace nueva generación de máquinas de imágenes." Tiempos de Nueva York. 8 de mayo de 2001. (06 de agosto 2008)
    http://query.nytimes.com/gst/fullpage.html?res=9C0CE0DE163BF93BA35756C0A9679C8B63
  • McNeil, Donald G. Jr. "Imanes fuertes de MRI Citada en caso de accidentes." Tiempos de Nueva York. 19 de agosto de 2005. (6 de agosto de 2008)
    http://nytimes.com/2005/08/19/health/19magnet.html
  • Wakefield, Julie. "El 'Indomable' RM." Smithsonian. Junio ​​de 2000.
  • Woodward, Peggy. "RM para tecnólogos." McGraw-Hill Professional. 2000. (06 de agosto 2008)
    http://books.google.com/books?id=fR5u5u1hwFkCprintsec=frontcover

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