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La resonancia magnética nuclear (RMN) es una técnica médica que puede capturar imágenes del interior del cuerpo vivo mediante el uso de potentes imanes y ondas de radio. Hoy en día, las resonancias magnéticas se utilizan de forma rutinaria para examinar las estructuras internas del cuerpo y diagnosticar enfermedades sin tener que abrir nada.

Crédito: Wikimedia Commons.

El primer escáner de resonancia magnética del cuerpo humano se inventó en 1977. Desde entonces, la tecnología ha demostrado ser revolucionaria en la práctica médica y la neurociencia.

La invención de las imágenes de rayos X, que permite a los médicos ver fracturas y dislocaciones óseas, cambió la medicina para siempre. Más tarde llegaron las imágenes por ultrasonido, la tomografía computarizada (TC) y la resonancia magnética. Este último llegó como una tecnología complementaria natural, que permitió a los médicos ver la estructura del cartílago, los ligamentos, los músculos, las articulaciones y otros tipos de tejido que posiblemente no se pueden mostrar con una radiografía.

Cómo funciona la resonancia magnética

Resonancia magnética. Crédito: Pixabay.

A diferencia de otros métodos de imágenes que emplean radiación, las resonancias magnéticas se basan en enormes campos magnéticos para escanear estructuras internas vivas.

Un escáner de resonancia magnética es esencialmente un imán gigante. La mayoría de los escáneres de resonancia magnética que se encuentran en los hospitales funcionan entre 0,5 y 3 teslas (la unidad de medida del campo magnético). A modo de comparación, el campo magnético de los planetas se sitúa en torno a 0,00006 T, que es 60.000 veces más débil que el campo magnético típico de una resonancia magnética.

Generar un campo magnético de esta magnitud implica todo un montaje. La mayoría de los dispositivos de resonancia magnética utilizan un imán superconductor que crea un campo magnético al pasar electricidad a través de muchas bobinas. Mantener un campo magnético de hasta 2 Tesla de fuerza requiere mucha energía, que es un MRI Los cables están bañados en helio líquido que los enfría cerca del cero absoluto. A casi -269C, los cables alcanzan la superconductividad, lo que significa que la electricidad puede fluir a través de ellos prácticamente sin resistencia.

Para obtener imágenes de la estructura interna de las entidades biológicas, las resonancias magnéticas explotan las propiedades físicas del agua. La interacción entre los campos magnéticos y las ondas de radio generadas por el agua (particularmente sus átomos de hidrógeno) se puede utilizar para mapear la ubicación de las moléculas de agua.

Los seres humanos están compuestos en un 65 % por agua, por lo que es bastante sencillo generar imágenes con este método.

Las moléculas de agua (H2O) están formadas por protones de hidrógeno y oxígeno. Y son los átomos de hidrógeno la parte más importante del mecanismo que habilita las máquinas de resonancia magnética.

Al igual que la Tierra, los protones de hidrógeno giran sobre su propio eje. Cada protón de hidrógeno giratorio es como un pequeño imán que gira alrededor de su propio eje, un movimiento conocido como precesión.

Nuestro cuerpo contiene miles de millones de protones de hidrógeno, todos girando de manera diferente sobre sus ejes en posiciones aleatorias.

Sin embargo, cuando una persona ingresa a una máquina de resonancia magnética, el campo magnético muy poderoso hace que los ejes giratorios de los protones de hidrógeno se realineen con el campo magnético del escáner (también conocido como campo B0). Esto es similar a cómo la aguja de una brújula se alinea con el campo magnético de la Tierra.

Algunos de estos protones se alinearán hacia arriba (paralelos) y otros se alinearán hacia abajo (antiparalelos). Aproximadamente la mitad van en cada sentido, por lo que los campos magnéticos se cancelan entre sí. Pero debido a los efectos de la mecánica cuántica, hay un poco más de protones arriba, solo un par de cada millón. Aunque puede no parecer mucho, la gran cantidad de átomos de hidrógeno que se encuentran en el cuerpo humano significa que hay suficientes protones inigualables para crear una imagen muy detallada.

En esta etapa del escaneo, la máquina de resonancia magnética dispara un pulso de radiofrecuencia hacia el área del cuerpo que necesita ser examinada. El pulso se ajusta de tal manera que solo respondan los protones de hidrógeno, lo que hace que los protones no coincidentes absorban la energía y giren en una dirección diferente. Esta es la parte de resonancia de la resonancia magnética.

Al mismo tiempo, se activan tres imanes adicionales, conocidos como imanes de gradiente, además del campo magnético principal. Estos imanes adicionales se encienden y apagan rápidamente, afectando el campo magnético local. En cada fracción de segundo que se enciende el imán, se genera una porción del área de la que se va a obtener la imagen.

Angiografía por RM en cardiopatías congénitas. Crédito: Wikimedia Commons.

Después de que se apaga el campo magnético de la resonancia magnética, los protones vuelven gradualmente a su precesión normal y liberan la energía absorbida del pulso de radiofrecuencia. La señal es captada por las bobinas y enviada a una computadora que finalmente la convierte en una imagen. Dado que los diferentes tejidos del cuerpo generan diferentes señales de radio, la resonancia magnética puede distinguir varios tipos de tejido.

En resumen, los principios físicos de la resonancia magnética se pueden dividir en tres etapas: magnetización, resonancia y relajación.

Tipos de resonancia magnética

Conexiones de sustancia blanca obtenidas con tractografía de resonancia magnética. Crédito: Wikimedia Commons.

Hay muchas formas de MRI, pero las dos más comunes son MRI funcional (fMRI) y MRI de difusión.

La resonancia magnética de difusión solo existe desde hace no más de 20 años. Este tipo de resonancia magnética se basa en medir el movimiento browniano aleatorio de las moléculas de agua con un tejido. Ciertas enfermedades pueden restringir esta difusión, algo que es particularmente cierto para los cánceres. Como tal, este método puede ser una herramienta de diagnóstico muy eficaz.

La resonancia magnética funcional, o fMRI, no solo proporciona imágenes estructurales, sino que también se puede usar para visualizar la actividad funcional en el cerebro. Funciona midiendo los cambios en el flujo sanguíneo a diferentes áreas del cerebro. Así es como los científicos pueden determinar qué partes del cerebro son responsables de ciertas funciones, lo que hace que la resonancia magnética funcional sea una parte integral de la investigación neurocientífica moderna. También se puede utilizar para evaluar el daño causado por una lesión o enfermedad cerebral como el Alzheimer.

Cómo se ve una resonancia magnética

Antes del procedimiento, un médico le pedirá al paciente que se quite todas sus joyas, tarjetas de crédito, teléfono y todo lo que tenga partes metálicas. Los pacientes también deben responder preguntas sobre su historial médico, especialmente si se realizó alguna cirugía u operación que resultó en un implante.

Durante una resonancia magnética, un paciente que requiere un escaneo corporal interno primero se recostará en una mesa móvil, que luego se desliza hacia una abertura en forma de dona de la máquina.

Aunque los campos magnéticos generados por una resonancia magnética son enormes, estos no representan riesgos para la salud humana. Sin embargo, las personas que se someten a una resonancia magnética pueden quejarse de los fuertes ruidos parecidos a los de un mazo que produce la máquina durante su funcionamiento.

Una vez que comienza el fuerte ruido de martilleo, la persona que se somete a la resonancia magnética debe permanecer perfectamente quieta, de lo contrario, es posible que deba repetir el procedimiento nuevamente.

Una resonancia magnética típica dura de 30 a 60 minutos. Luego, un radiólogo certificado observará las imágenes finales e informará los resultados a su médico.

Los riesgos de usar la resonancia magnética

Crédito: Wikimedia Commons.

La resonancia magnética se considera uno de los procedimientos de imagen más seguros. A diferencia de las máquinas de rayos X o los escáneres de tomografía computarizada, las resonancias magnéticas no emplean radiación ionizante. Por esta razón, por ejemplo, la resonancia magnética se puede utilizar de forma segura para obtener imágenes de un feto durante el embarazo o de otros pacientes vulnerables. Por lo general, una persona no sentirá nada fuera de lo común cuando se someta a un escaneo corporal (aparte del fuerte ruido) y no se conocen peligros biológicos para los humanos asociados con la exposición al fuerte campo magnético.

Dicho esto, el procedimiento no está exento de riesgos. Una resonancia magnética genera un campo magnético enorme, es básicamente un imán enorme. Y todos sabemos qué atrae a los imanes: el metal.

En la era actual, muchas personas tienen implantes de metal, desde marcapasos hasta articulaciones artificiales y placas de metal. Estos implantes pueden calentarse o moverse considerablemente dentro de un campo magnético. Afortunadamente, muchos implantes realizados hoy en día están diseñados para ser seguros para RM.

En cualquier caso, no debe haber objetos metálicos dentro de la sala de resonancia magnética cuando la máquina esté encendida. Incluso un bolígrafo o un clip pueden convertirse en proyectiles extremadamente peligrosos que vuelan hacia la apertura del imán a una velocidad muy alta.

También hay algo que decir sobre el fuerte ruido producido por la máquina. Siempre se les pide a los pacientes que usen protección para los oídos al ingresar a una resonancia magnética.

Las tarjetas de crédito y cualquier cosa con codificación magnética se borrarán, así que eso también es algo a considerar.

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