194. Fabricación de Resonadores Magnéticos Nucleares

Autor: Jorge Elías

A. Proyecto: Fabricación de Resonadores Magnéticos Nucleares.

B. Fundamentación: La resonancia magnética nuclear, o RMN, es un examen de diagnóstico seguro que proporciona una visión más clara del interior del cuerpo que muchos otros exámenes de diagnóstico. La resonancia magnética produce imágenes de dos o tres dimensiones usando un imán grande, ondas de radio y un computador. No usa rayos X. También se puede usar un medio de contraste para ayudar a visualizar mejor las imágenes.

La imagen por resonancia magnética es una técnica no invasiva que utiliza el fenómeno de la resonancia magnética para obtener información sobre la estructura y composición del cuerpo a analizar. Esta información es procesada por ordenadores y transformada en imágenes del interior de lo que se ha analizado. Es utilizada en medicina para observar alteraciones en los tejidos y detectar cáncer y otras patologías. Se obtienen imágenes de todo el cuerpo, de una extraordinaria definición. Es un elemento tecnológico de alto costo fabricado por empresas lideres en electro-medicina.

C. Objetivos generales:

-Ayudar a detectar y tratar precozmente una enfermedad. Proporciona información detallada rápidamente y puede reducir la necesidad de ciertas cirugías de diagnóstico. Generalmente, el médico solicitará una resonancia magnética para ayudar a diagnosticar: lesiones traumáticas;
trastornos del cerebro y del sistema nervioso; cáncer y problemas musculares u óseos.

-Mejorar la calidad de vida de la población.
-Generar un nuevo nicho tecnológico

-Incrementar las prestaciones de salud en calidad y cantidad

-Abaratar el costo del equipamiento a las organizaciones médicas (estatales y privadas)

-Ahorrar divisas al evitar la adquisición de equipamiento extranjero.

-Crear un producto exportable de alta tecnología

-Crear nuevas fuentes de trabajo.

D. Lugar: INVAP S.E. (Producción) y INTI (Investigación y Desarrollo)

E. Recursos necesarios:

-Realización de estudio de factibilidad del proyecto por el INTI e INVAP.

-Creación de un equipo de Investigación y Desarrollo del proyecto.

-Liberar de impuestos a la importación de insúmos estratégicos para su construcción.

-Obtención de la financiación para la investigación y desarrollo.

-Fabricación del prototipo, con implementación de un programa para detección de fallas.

-Fabricación de una preserie.

-Desarrollar una cadena de ensamble y montaje.

F. Características generales: Los equipos de IRM son máquinas con muchos componentes que se integran con gran precisión para obtener información sobre la distribución de los átomos en el cuerpo humano utilizando el fenómeno de RM. El elemento principal del equipo es un imán capaz de generar un campo magnético constante de gran intensidad.

Actualmente, se utilizan imanes con intensidades de campo de entre 0.15 y 7 teslas. El campo magnético constante se encarga de alinear los momentos magnéticos de los núcleos atómicos básicamente en dos direcciones, para y anti-paralela. La intensidad del campo y el momento magnético del núcleo determinan la frecuencia de resonancia de los núcleos, así como la proporción de núcleos que se encuentran cada uno de los dos estados. Esta proporción está gobernada por las leyes de la estadística de Maxwell-Boltzmann que, para un átomo de hidrógeno y un campo magnético de 1.5 teslas a temperatura ambiente, dicen que apenas un núcleo por cada millón se orientará paralelamente, mientras que el resto se repartirán equitativamente entre ambos estados, ya que la energía térmica de cada núcleo es mucho mayor que la diferencia de energía entre ambos estados. La enorme cantidad de núcleos presente en un pequeño volumen hace que esta pequeña diferencia estadística sea suficiente como para ser detectada.

El siguiente paso consiste en emitir la radiación electromagnética a una determinada frecuencia de resonancia. Debido al estado de los núcleos, algunos de los que se encuentran en el estado paralelo o de baja energía cambiarán al estado perpendicular o de alta energía y, al cabo de un corto periodo de tiempo, reemitirán la energía, que podrá ser detectada usando el instrumental adecuado. Como el rango de frecuencias es el de las radiofrecuencias para los imanes citados, el instrumental suele consistir en una bobina que hace las veces de antena, receptora y transmisora, un amplificador y un sintetizador de RF.

Debido a que el imán principal genera un campo constante, todos los núcleos que posean el mismo momento magnético (por ejemplo, todos los núcleos de hidrógeno) tendrán la misma frecuencia de resonancia. Esto significa que una señal que ocasione una RM en estas condiciones podrá ser detectada, pero con el mismo valor desde todas las partes del cuerpo, de manera que no existe información espacial o información de dónde se produce la resonancia.

Para resolver este problema se añaden bobinas, llamadas bobinas de gradiente. Cada una de las bobinas genera un campo magnético de una cierta intensidad con una frecuencia controlada. Estos campos magnéticos alteran el campo magnético ya presente y, por tanto, la frecuencia de resonancia de los núcleos. Utilizando tres bobinas ortogonales es posible asignarle a cada región del espacio una frecuencia de resonancia diferente, de manera que cuando se produzca una resonancia a una frecuencia determinada será posible determinar la región del espacio de la que proviene.

Existen diversos tipos de RMN:
-Resonador abierto: de alto gradiente y gran resolución, lo que permite una mejor y más cómoda realización de los estudios.
-Resonador de alto campo (1.5 Tesla): además de los estudios convencionales, permite la realización de prácticas especializadas de neuro-radiología de avanzada como la espectroscopia, resonancia funcional, difusión, perfusión, volumetría, protocolos de epilepsia avanzada, angiografías 3D TOF, estudios de oído 3D, cine RM, secuencias Fat Sat para valorar pares craneanos. Además cuenta con aplicaciones avanzadas en cardiología como: evaluación de arterias coronarias, estudios pre y post quirúrgicos de patologías congénitas, evaluación de función cardiaca (sistólica - diastólica) y función de eyección, medición de volumen y masas ventriculares, estudios de displasia arritmogénica de V.D., míocardiopatías, perfusión miocárdica y espectroscopia. Permite también la realización de estudios de mama. Por otra parte en osteoarticular se puede realizar secuencias 3D de alta resolución, 3D Fat Sat y estudios de difusión.

Fuente: Wikipedia - Philips