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Imagen de resonancia magnética
MRI parasagital de la cabeza, con artefactos de alias (la nariz y la frente aparecen en la parte posterior de la cabeza)
Sinónimosresonancia magnética nuclear (RMN), tomografía por resonancia magnética (MRT)
ICD-9-CM88,91
MallaD008279
MedlinePlus003335

La resonancia magnética ( IRM ) es una técnica de imágenes médicas que se utiliza en radiología para formar imágenes de la anatomía y los procesos fisiológicos del cuerpo. Los escáneres de resonancia magnética utilizan fuertes campos magnéticos, gradientes de campo magnético y ondas de radio para generar imágenes de los órganos del cuerpo. La resonancia magnética no implica rayos X ni el uso de radiación ionizante , lo que la distingue de la tomografía computarizada y la PET . La resonancia magnética es una aplicación médica de la resonancia magnética nuclear.(RMN) que también se puede utilizar para la formación de imágenes en otras aplicaciones de RMN , como la espectroscopia de RMN .

Si bien los peligros de la radiación ionizante ahora están bien controlados en la mayoría de los contextos médicos [ cita requerida ] , una resonancia magnética aún puede verse como una mejor opción que una tomografía computarizada . La resonancia magnética se usa ampliamente en hospitales y clínicas para diagnóstico médico y estadificación y seguimiento de enfermedades sin exponer el cuerpo a radiación.. Una resonancia magnética puede proporcionar información diferente en comparación con la tomografía computarizada. Los riesgos y las molestias pueden estar asociados con las imágenes por resonancia magnética. En comparación con las tomografías computarizadas, las resonancias magnéticas generalmente toman más tiempo y son más ruidosas, y generalmente necesitan que el sujeto ingrese a un tubo estrecho y confinado. Además, es posible que las personas con algunos implantes médicos u otro metal no removible dentro del cuerpo no puedan someterse a un examen de resonancia magnética de manera segura.

La resonancia magnética se llamó originalmente NMRI (imágenes por resonancia magnética nuclear), pero se eliminó la palabra "nuclear" para evitar asociaciones negativas. [1] Ciertos núcleos atómicos pueden absorber energía de radiofrecuencia cuando se colocan en un campo magnético externo ; la polarización de espín evolutiva resultante puede inducir una señal de RF en una bobina de radiofrecuencia y, por lo tanto, ser detectada. [2] En la resonancia magnética clínica y de investigación, los átomos de hidrógeno se utilizan con mayor frecuencia para generar una polarización macroscópica que es detectada por antenas cercanas al sujeto que se examina. [2]Los átomos de hidrógeno abundan naturalmente en los seres humanos y otros organismos biológicos, particularmente en el agua y la grasa . Por esta razón, la mayoría de las resonancias magnéticas mapean esencialmente la ubicación del agua y la grasa en el cuerpo. Los pulsos de ondas de radio excitan la transición de energía del espín nuclear y los gradientes del campo magnético localizan la polarización en el espacio. Variando los parámetros de la secuencia de pulsos , se pueden generar diferentes contrastes entre tejidos basándose en las propiedades de relajación de los átomos de hidrógeno que contienen.

Desde su desarrollo en las décadas de 1970 y 1980, la resonancia magnética ha demostrado ser una técnica de imagen versátil. Si bien la resonancia magnética se usa de manera más prominente en la medicina de diagnóstico y la investigación biomédica, también se puede usar para formar imágenes de objetos no vivos. La resonancia magnética de difusión y la resonancia magnética funcional amplían la utilidad de la resonancia magnética para capturar los tractos neuronales y el flujo sanguíneo respectivamente en el sistema nervioso, además de imágenes espaciales detalladas. El aumento sostenido de la demanda de resonancia magnética dentro de los sistemas de salud ha generado preocupaciones sobre la rentabilidad y el sobrediagnóstico . [3] [4]

Mecanismo [ editar ]

Construcción y física [ editar ]

Artículo principal: Física de la resonancia magnética.
Esquema de la construcción de un escáner de RM superconductor cilíndrico

En la mayoría de las aplicaciones médicas, los núcleos de hidrógeno , que consisten únicamente en un protón , que se encuentran en los tejidos crean una señal que se procesa para formar una imagen del cuerpo en términos de la densidad de esos núcleos en una región específica. Dado que los protones se ven afectados por campos de otros átomos a los que están unidos, es posible separar las respuestas del hidrógeno en compuestos específicos. Para realizar un estudio, la persona se coloca dentro de un escáner de resonancia magnética que forma un fuerte campo magnético alrededor del área que se va a tomar la imagen. Primero, la energía de un campo magnético oscilante se aplica temporalmente al paciente en la resonancia adecuada.frecuencia. El escaneo con bobinas de gradiente X e Y hace que una región seleccionada del paciente experimente el campo magnético exacto requerido para que la energía sea absorbida. Los átomos excitados emiten una señal de radiofrecuencia (RF), que se mide mediante una bobina receptora . La señal de RF puede procesarse para deducir información de posición observando los cambios en el nivel y la fase de RF provocados por la variación del campo magnético local utilizando bobinas de gradiente . Como estas bobinas se cambian rápidamente durante la excitación y la respuesta para realizar un escaneo de línea en movimiento, crean el ruido repetitivo característico de un escaneo de resonancia magnética cuando los devanados se mueven ligeramente debido a la magnetostricción.. El contraste entre diferentes tejidos está determinado por la velocidad a la que los átomos excitados regresan al estado de equilibrio . Se pueden administrar agentes de contraste exógenos a la persona para aclarar la imagen. [5]

Los componentes principales de un escáner de resonancia magnética son el imán principal , que polariza la muestra, las bobinas de compensación para corregir cambios en la homogeneidad del campo magnético principal, el sistema de gradiente que se utiliza para localizar la región a escanear y el sistema de RF, que excita la muestra y detecta la señal de RMN resultante. Todo el sistema está controlado por una o más computadoras.

Una unidad de resonancia magnética móvil visitando el Centro de Salud de Glebefields, Tipton , Inglaterra

La resonancia magnética requiere un campo magnético que sea fuerte y uniforme a unas pocas partes por millón en todo el volumen de exploración. La intensidad de campo del imán se mide en teslas , y aunque la mayoría de los sistemas funcionan a 1,5 T, los sistemas comerciales están disponibles entre 0,2 y 7 T. La mayoría de los imanes clínicos son imanes superconductores , que requieren helio líquido para mantenerlos muy fríos. Se pueden lograr intensidades de campo más bajas con imanes permanentes, que a menudo se utilizan en escáneres de resonancia magnética "abiertos" para pacientes claustrofóbicos . [6] Las intensidades de campo más bajas también se utilizan en un escáner de resonancia magnética portátil aprobado por la FDA en 2020. [7]Recientemente, se ha demostrado la resonancia magnética también en campos ultrabajos, es decir, en el rango de microtesla a militesla, donde la prepolarización (del orden de 10-100 mT) y la medición de los campos de precesión de Larmor hacen posible una calidad de señal suficiente. a aproximadamente 100 microtesla con dispositivos superconductores de interferencia cuántica ( SQUID ) altamente sensibles . [8] [9] [10]

T1 y T2 [ editar ]

Más información: Relajación (RMN)
Efectos de TR y TE en la señal de RM
Ejemplos de resonancias magnéticas ponderadas en T1, en T2 y en PD

Cada tejido vuelve a su estado de equilibrio después de la excitación por los procesos de relajación independientes de T1 ( espín-rejilla ; es decir, magnetización en la misma dirección que el campo magnético estático) y T2 ( espín-espín ; transversal al campo magnético estático).Para crear una imagen ponderada en T1, se permite que la magnetización se recupere antes de medir la señal de RM cambiando el tiempo de repetición (TR). Esta ponderación de imagen es útil para evaluar la corteza cerebral, la identificación de tejido graso, la caracterización de las lesiones hepáticas focales, y en general, la obtención de información morfológica, así como para la post-contraste de formación de imágenes.Para crear una imagen ponderada en T2, se permite que la magnetización decaiga antes de medir la señal de RM cambiando el tiempo de eco (TE). Esta ponderación de la imagen es útil para detectar edema e inflamación, revelar lesiones en la sustancia blanca y evaluar la anatomía zonal de la próstata y el útero .

La visualización estándar de las imágenes de resonancia magnética es representar las características de los fluidos en imágenes en blanco y negro , donde los diferentes tejidos resultan de la siguiente manera:

SeñalPonderado en T1Ponderado en T2
Elevado
  • Grasa [11] [12]
  • Hemorragia subaguda [12]
  • Melanina [12]
  • Líquido rico en proteínas [12]
  • Sangre que fluye lentamente [12]
  • Sustancias paramagnéticas o diamagnéticas , como gadolinio , manganeso , cobre [12]
  • Necrosis pseudolaminar cortical [12]
  • Anatomía
  • Más contenido de agua, [11] como en edema , tumor , infarto , inflamación e infección [12]
  • Extracelularmente situado metahemoglobina en la hemorragia subaguda [12]
  • gordo
  • Patología
IntermedioMateria gris más oscura que la materia blanca [13]Materia blanca más oscura que la materia gris [13]
Bajo
  • Hueso [11]
  • Orina
  • LCR
  • Aire [11]
  • Más contenido de agua, [11] como en edema , tumor , infarto , inflamación , infección , hemorragia hiperaguda o crónica [12]
  • Baja densidad de protones como en la calcificación [12]
  • Hueso [11]
  • Aire [11]
  • Densidad de protones baja, como en calcificación y fibrosis [12]
  • Material paramagnético , como desoxihemoglobina , metahemoglobina intracelular , hierro , ferritina , hemosiderina , melanina [12]
  • Líquido rico en proteínas [12]

Diagnóstico [ editar ]

Uso por órgano o sistema [ editar ]

Paciente posicionado para estudio de resonancia magnética de la cabeza y el abdomen

La resonancia magnética tiene una amplia gama de aplicaciones en el diagnóstico médico y se estima que hay más de 25.000 escáneres en uso en todo el mundo. [14] La resonancia magnética afecta el diagnóstico y el tratamiento en muchas especialidades, aunque el efecto sobre la mejora de los resultados de salud se discute en ciertos casos. [15] [16]

La resonancia magnética es la investigación de elección en la estadificación preoperatoria del cáncer de recto y próstata y tiene un papel en el diagnóstico, estadificación y seguimiento de otros tumores, [17] así como para determinar áreas de tejido para muestreo en biobancos. [18] [19]

Neuroimagen [ editar ]

Artículo principal: resonancia magnética del cerebro
Ver también: Neuroimagen
Imágenes por resonancia magnética con tensor de difusión de los tractos de materia blanca

La resonancia magnética es la herramienta de investigación preferida para los cánceres neurológicos sobre la tomografía computarizada, ya que ofrece una mejor visualización de la fosa craneal posterior , que contiene el tronco encefálico y el cerebelo . El contraste previsto entre gris y materia blanca hace de la RMN la mejor opción para muchas condiciones del sistema nervioso central , incluyendo enfermedades desmielinizantes , la demencia , la enfermedad cerebrovascular , enfermedades infecciosas , enfermedad de Alzheimer y la epilepsia . [20] [21] [22]Dado que muchas imágenes se toman con milisegundos de diferencia, muestra cómo el cerebro responde a diferentes estímulos, lo que permite a los investigadores estudiar las anomalías cerebrales funcionales y estructurales en los trastornos psicológicos. [23] La resonancia magnética también se utiliza en cirugía estereotáctica guiada y radiocirugía para el tratamiento de tumores intracraneales, malformaciones arteriovenosas y otras afecciones tratables quirúrgicamente mediante un dispositivo conocido como N-localizer . [24] [25] [26]

Cardiovascular [ editar ]

Artículo principal: resonancia magnética cardíaca
Angiografía por resonancia magnética en cardiopatías congénitas

La resonancia magnética cardíaca es complementaria a otras técnicas de imagen, como la ecocardiografía , la tomografía computarizada cardíaca y la medicina nuclear . Puede usarse para evaluar la estructura y la función del corazón. [27] Sus aplicaciones incluyen la evaluación de la isquemia miocárdica y la viabilidad , cardiomiopatías , miocarditis , sobrecarga de hierro , enfermedades vasculares, y enfermedad cardíaca congénita . [28]

Musculoesquelético [ editar ]

Las aplicaciones en el sistema musculoesquelético incluyen imágenes de la columna vertebral , evaluación de enfermedades articulares y tumores de tejidos blandos . [29] Además, las técnicas de resonancia magnética se pueden utilizar para obtener imágenes de diagnóstico de enfermedades musculares sistémicas . [30]

Hígado y gastrointestinal [ editar ]

La RM hepatobiliar se utiliza para detectar y caracterizar lesiones del hígado , páncreas y vías biliares . Los trastornos focales o difusos del hígado pueden evaluarse utilizando imágenes de fase opuesta ponderadas por difusión y secuencias de realce dinámico de contraste . Los agentes de contraste extracelulares se utilizan ampliamente en la resonancia magnética del hígado, y los agentes de contraste hepatobiliares más nuevos también brindan la oportunidad de realizar imágenes biliares funcionales. Las imágenes anatómicas de los conductos biliares se logran mediante el uso de una secuencia fuertemente ponderada en T2 en la colangiopancreatografía por resonancia magnética (CPRM). Se obtienen imágenes funcionales del páncreas después de la administración de secretina.. La enterografía por resonancia magnética proporciona una evaluación no invasiva de la enfermedad inflamatoria intestinal y los tumores del intestino delgado. La colonografía por resonancia magnética puede desempeñar un papel en la detección de pólipos grandes en pacientes con mayor riesgo de cáncer colorrectal. [31] [32] [33] [34]

Angiografía [ editar ]

Angiografía por resonancia magnética
Artículo principal: angiografía por resonancia magnética

La angiografía por resonancia magnética (ARM) genera imágenes de las arterias para evaluarlas en busca de estenosis (estrechamiento anormal) o aneurismas (dilataciones de la pared de los vasos, con riesgo de ruptura). La MRA se utiliza a menudo para evaluar las arterias del cuello y el cerebro, la aorta torácica y abdominal, las arterias renales y las piernas (lo que se denomina "escorrentía"). Se puede utilizar una variedad de técnicas para generar las imágenes, como la administración de un agente de contraste paramagnético ( gadolinio ) o el uso de una técnica conocida como "mejora relacionada con el flujo" (por ejemplo, secuencias de tiempo de vuelo 2D y 3D), donde la mayor parte de la señal en una imagen se debe a sangre que se movió recientemente a ese plano (ver también FLASH MRI ).[35]

Las técnicas que involucran acumulación de fase (conocidas como angiografía de contraste de fase) también se pueden utilizar para generar mapas de velocidad de flujo de manera fácil y precisa. La venografía por resonancia magnética (MRV) es un procedimiento similar que se utiliza para obtener imágenes de las venas. En este método, el tejido se excita ahora en la parte inferior, mientras que la señal se recoge en el plano inmediatamente superior al plano de excitación, obteniendo imágenes de la sangre venosa que se movió recientemente desde el plano excitado. [36]

Agentes de contraste [ editar ]

La resonancia magnética para obtener imágenes de estructuras anatómicas o flujo sanguíneo no requiere agentes de contraste, ya que las diferentes propiedades de los tejidos o la sangre proporcionan contrastes naturales. Sin embargo, para tipos más específicos de imágenes, los agentes de contraste exógenos pueden administrarse por vía intravenosa , oral o intraarticular . [5] Los agentes de contraste intravenosos más utilizados se basan en quelatos de gadolinio . [37] En general, estos agentes han demostrado ser más seguros que los agentes de contraste yodados que se utilizan en radiografías de rayos X o TC. Las reacciones anafilactoides son raras y ocurren en aprox. 0,03-0,1%. [38]De particular interés es la menor incidencia de nefrotoxicidad, en comparación con los agentes yodados, cuando se administran en las dosis habituales; esto ha hecho que la resonancia magnética con contraste sea una opción para los pacientes con insuficiencia renal, que de otro modo no podrían someterse a una TC con contraste . [39]

Los reactivos de contraste a base de gadolinio son típicamente complejos octadentados de gadolinio (III) . El complejo es muy estable (log K> 20) de modo que, en uso, la concentración de los iones Gd 3+ no acomplejados debe estar por debajo del límite de toxicidad. El noveno lugar en la esfera de coordinación del ion metálico lo ocupa una molécula de agua que se intercambia rápidamente con moléculas de agua en el entorno inmediato de la molécula de reactivo, afectando el tiempo de relajación de la resonancia magnética . [40] Para obtener más información, consulte Agente de contraste para resonancia magnética .

En diciembre de 2017, la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) de los Estados Unidos anunció en un comunicado de seguridad de los medicamentos que se incluirían nuevas advertencias en todos los agentes de contraste a base de gadolinio (GBCA). La FDA también pidió una mayor educación de los pacientes y exigir a los proveedores de contraste de gadolinio que realicen estudios clínicos y en animales adicionales para evaluar la seguridad de estos agentes. [41] Aunque los agentes con gadolinio han demostrado ser útiles para los pacientes con insuficiencia renal, en los pacientes con insuficiencia renal grave que requieren diálisis existe el riesgo de una enfermedad rara pero grave, la fibrosis sistémica nefrogénica , que puede estar relacionada con el uso de ciertos fármacos que contienen gadolinio. agentes. El más frecuentemente vinculado esgadodiamida , pero también se han relacionado otros agentes. [42] Aunque no se ha establecido definitivamente un vínculo causal, las pautas actuales en los Estados Unidos son que los pacientes en diálisis solo deben recibir agentes de gadolinio cuando sea esencial y que la diálisis se debe realizar lo antes posible después de la exploración para eliminar el agente del cuerpo. prontamente. [43] [44]

En Europa, donde se encuentran disponibles más agentes que contienen gadolinio, se ha publicado una clasificación de agentes según los riesgos potenciales. [45] [46] En 2008, se aprobó un nuevo agente de contraste llamado gadoxetate , de marca Eovist (EE. UU.) O Primovist (UE), para uso diagnóstico: tiene el beneficio teórico de una vía de excreción dual. [47]

Secuencias [ editar ]

Artículo principal: secuencias de resonancia magnética

Una secuencia de resonancia magnética es un ajuste particular de pulsos y gradientes de radiofrecuencia, lo que da como resultado una apariencia de imagen particular. [48] La ponderación de T1 y T2 también se puede describir como secuencias de IRM.

Tabla de resumen

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Esta tabla no incluye secuencias experimentales y poco comunes .

GrupoSecuenciaAbbr.FísicaPrincipales distinciones clínicasEjemplo
Eco de giroT1 ponderadoT1Medición de la relajación espín-retícula mediante el uso de un tiempo de repetición corto (TR) y un tiempo de eco (TE).
  • Menor señal para mayor contenido de agua, [49] como en edema , tumor , infarto , inflamación , infección , hemorragia hiperaguda o crónica . [50]
  • Señal alta para grasas [49] [50]
  • Señal alta para sustancias paramagnéticas , como agentes de contraste para resonancia magnética [50]

Cimentación estándar y comparación para otras secuencias

T2 ponderadoT2Medición de la relajación giro-giro mediante el uso de tiempos TR y TE largos
  • Señal más alta para mayor contenido de agua [49]
  • Señal baja para grasa [49]
  • Señal baja para sustancias paramagnéticas [50]

Cimentación estándar y comparación para otras secuencias

Densidad de protones ponderadaPDTR largo (para reducir T1) y TE corto (para minimizar T2). [51]Enfermedad y lesión articular . [52]
  • Señal alta de desgarros de menisco . [53] (en la foto)
Eco de gradiente (GRE)Precesión libre en estado estacionarioSSFPMantenimiento de una magnetización transversal residual constante durante ciclos sucesivos. [54]Creación de videos de resonancia magnética cardíaca (en la imagen). [54]
Efectivo T2 o "T2-estrella"T2 *GRE reenfocado después de la excitación con un pequeño ángulo de giro. [55]Señal baja de depósitos de hemosiderina (en la foto) y hemorragias. [55]
Recuperación de inversiónRecuperación de la inversión tau cortaREVOLVERSupresión de grasa estableciendo un tiempo de inversión donde la señal de grasa es cero. [56]Señal alta en edema , como en fracturas por estrés más severas . [57] Foto de férulas en las espinillas:
Recuperación de inversión atenuada por fluidoINSTINTOSupresión de fluidos mediante el establecimiento de un tiempo de inversión que anula los fluidos.Señal alta en infarto lacunar , placas de esclerosis múltiple (EM) , hemorragia subaracnoidea y meningitis (en la foto). [58]
Recuperación de doble inversiónDIRSupresión simultánea de líquido cefalorraquídeo y sustancia blanca mediante dos tiempos de inversión. [59]Señal alta de placas de esclerosis múltiple (en la foto). [59]
Difusión ponderada ( DWI )ConvencionalDWIMedida del movimiento browniano de las moléculas de agua. [60]Señal alta a los pocos minutos de un infarto cerebral (en la foto). [61]
Coeficiente de difusión aparenteADCSe redujo la ponderación de T2 al tomar múltiples imágenes DWI convencionales con diferente ponderación DWI, y el cambio corresponde a la difusión. [62]Minutos de señal baja después de un infarto cerebral (en la foto). [63]
Tensor de difusiónDTIPrincipalmente tractografía (en la imagen) mediante un mayor movimiento browniano general de las moléculas de agua en las direcciones de las fibras nerviosas. [64]
  • Evaluación de la deformación de la sustancia blanca por tumores [64]
  • La anisotropía fraccionada reducida puede indicar demencia . [sesenta y cinco]
Perfusión ponderada ( PWI )Contraste de susceptibilidad dinámicaDSCSe inyecta el contraste de gadolinio , y las imágenes repetidas rápidas (generalmente ponderadas en T2 de eco de eco de gradiente, eco planar ) cuantifican la pérdida de señal inducida por la susceptibilidad. [66]En el infarto cerebral , el núcleo infartado y la penumbra tienen una perfusión disminuida (en la imagen). [67]
Contraste dinámico mejoradoDCEMedición del acortamiento de la relajación espín-retícula (T1) inducida por un bolo de contraste de gadolinio . [68]
Etiquetado de spin arterialASLEtiquetado magnético de sangre arterial debajo de la placa de imagen, que posteriormente ingresa a la región de interés. [69] No necesita contraste de gadolinio. [70]
Resonancia magnética funcional ( fMRI )Imágenes dependientes del nivel de oxígeno en sangreNEGRITALos cambios en el magnetismo de la hemoglobina dependiente de la saturación de oxígeno reflejan la actividad tisular. [71]Localizar áreas cerebrales altamente activas antes de la cirugía, también se utiliza en la investigación de la cognición [72]
Angiografía por resonancia magnética ( ARM ) y venografíaTiempo de vueloTOFLa sangre que ingresa al área de la imagen aún no está saturada magnéticamente , lo que le da una señal mucho más alta cuando se usa un tiempo de eco corto y una compensación de flujo.Detección de aneurisma , estenosis o disección [73]
Imágenes por resonancia magnética de contraste de fasePC-MRASe utilizan dos gradientes de igual magnitud, pero en dirección opuesta, para codificar un cambio de fase, que es proporcional a la velocidad de los espines . [74]Detección de aneurisma , estenosis o disección (en la imagen). [73]
( VIPR )
Ponderada por susceptibilidadSWISensible a la sangre y al calcio, mediante una secuencia de pulsos de eco de gradiente recuperado (GRE) totalmente compensado por flujo y eco largo para aprovechar las diferencias de susceptibilidad magnética entre tejidosDetección de pequeñas cantidades de hemorragia (en la imagen de una lesión axonal difusa ) o calcio. [75]

Otras configuraciones especializadas [ editar ]

Espectroscopia de resonancia magnética [ editar ]

Artículos principales: espectroscopia de resonancia magnética in vivo y espectroscopia de resonancia magnética nuclear

La espectroscopia de resonancia magnética (MRS) se utiliza para medir los niveles de diferentes metabolitos en los tejidos corporales, lo que se puede lograr mediante una variedad de técnicas basadas en imágenes o vóxel único. [76] La señal de RM produce un espectro de resonancias que corresponde a diferentes disposiciones moleculares del isótopo que se "excita". Esta firma se utiliza para diagnosticar determinados trastornos metabólicos, especialmente los que afectan al cerebro, [77] y para proporcionar información sobre el metabolismo tumoral . [78]

La formación de imágenes espectroscópicas por resonancia magnética (MRSI) combina métodos espectroscópicos y de formación de imágenes para producir espectros localizados espacialmente desde la muestra o el paciente. La resolución espacial es mucho menor (limitada por la SNR disponible ), pero los espectros de cada vóxel contienen información sobre muchos metabolitos. Debido a que la señal disponible se utiliza para codificar información espacial y espectral, MRSI requiere una alta SNR que se puede lograr solo con intensidades de campo más altas (3 T y superiores). [79] Los altos costos de adquisición y mantenimiento de la resonancia magnética con intensidades de campo extremadamente altas [80] inhiben su popularidad. Sin embargo, algoritmos de software basados ​​en sensores comprimidos recientes ( p . Ej. , SAMV [81]) se han propuesto para lograr una superresolución sin requerir intensidades de campo tan elevadas.

Resonancia magnética en tiempo real [ editar ]

Reproducir medios
Resonancia magnética en tiempo real de un corazón humano a una resolución de 50 ms
Artículo principal: resonancia magnética en tiempo real

La resonancia magnética en tiempo real se refiere a la obtención de imágenes continuas de objetos en movimiento (como el corazón) en tiempo real. Una de las muchas estrategias diferentes desarrolladas desde principios de la década de 2000 se basa en la resonancia magnética FLASH radial y la reconstrucción iterativa . Esto da una resolución temporal de 20 a 30 ms para imágenes con una resolución en el plano de 1,5 a 2,0 mm. [82] Las imágenes de precesión libre equilibrada en estado estacionario (bSSFP) tienen un mejor contraste de imagen entre la reserva de sangre y el miocardio que la IRM FLASH , pero producirán artefactos de bandas graves cuando la falta de homogeneidad de B0 sea fuerte. Resonancia magnética en tiempo realEs probable que agregue información importante sobre enfermedades del corazón y las articulaciones, y en muchos casos puede hacer que los exámenes de resonancia magnética sean más fáciles y más cómodos para los pacientes, especialmente para los pacientes que no pueden contener la respiración o que tienen arritmia. [83]

Resonancia magnética intervencionista [ editar ]

Artículo principal: resonancia magnética intervencionista

La falta de efectos nocivos para el paciente y el operador hace que la resonancia magnética sea adecuada para la radiología intervencionista , donde las imágenes producidas por un escáner de resonancia magnética guían procedimientos mínimamente invasivos. Estos procedimientos no utilizan instrumentos ferromagnéticos . [84]

Un subconjunto especializado en crecimiento de la resonancia magnética intervencionista es la resonancia magnética intraoperatoria , en la que se utiliza una resonancia magnética en cirugía. Algunos sistemas de resonancia magnética especializados permiten obtener imágenes al mismo tiempo que el procedimiento quirúrgico. Más típicamente, el procedimiento quirúrgico se interrumpe temporalmente para que la resonancia magnética pueda evaluar el éxito del procedimiento o guiar el trabajo quirúrgico posterior. [85]

Ultrasonido enfocado guiado por resonancia magnética [ editar ]

En la terapia guiada, los haces de ultrasonido enfocado de alta intensidad (HIFU) se enfocan en un tejido, que se controla mediante imágenes térmicas de resonancia magnética. Debido a la alta energía en el foco, la temperatura se eleva por encima de los 65 ° C (150 ° F), lo que destruye completamente el tejido. Esta tecnología puede lograr una ablación precisa de tejido enfermo. La resonancia magnética proporciona una vista tridimensional del tejido objetivo, lo que permite el enfoque preciso de la energía de ultrasonido. La resonancia magnética proporciona imágenes térmicas cuantitativas en tiempo real del área tratada. Esto permite al médico asegurarse de que la temperatura generada durante cada ciclo de energía ultrasónica sea suficiente para provocar la ablación térmica dentro del tejido deseado y, de no ser así, adaptar los parámetros para asegurar un tratamiento eficaz.[86]

Imágenes multinucleares [ editar ]

El hidrógeno tiene el núcleo que se capta con más frecuencia en las imágenes de resonancia magnética porque está presente en los tejidos biológicos en gran abundancia y porque su alta proporción giromagnética da una señal fuerte. Sin embargo, cualquier núcleo con un espín nuclear neto podría potencialmente formarse imágenes con resonancia magnética. Dichos núcleos incluyen helio -3, litio -7, carbono -13, flúor -19, oxígeno-17 , sodio -23, fósforo -31 y xenón-129 . El 23 Na y el 31 P son abundantes de forma natural en el cuerpo, por lo que se pueden obtener imágenes directamente. Isótopos gaseosos como 3Se debe hiperpolarizar He o 129 Xe y luego inhalar, ya que su densidad nuclear es demasiado baja para producir una señal útil en condiciones normales. Se pueden administrar 17 O y 19 F en cantidades suficientes en forma líquida (por ejemplo, 17 O- agua) para que la hiperpolarización no sea una necesidad. [87] El uso de helio o xenón tiene la ventaja de reducir el ruido de fondo y, por lo tanto, aumentar el contraste de la imagen en sí, ya que estos elementos normalmente no están presentes en los tejidos biológicos. [88]

Además, el núcleo de cualquier átomo que tiene un espín nuclear neto y que está unido a un átomo de hidrógeno podría potencialmente formarse una imagen a través de una resonancia magnética de transferencia de magnetización heteronuclear que generaría imágenes del núcleo de hidrógeno de alta relación giromagnética en lugar del núcleo de baja relación giromagnética. que está unido al átomo de hidrógeno. [89] En principio, la resonancia magnética de transferencia de magnetización hetereonuclear podría usarse para detectar la presencia o ausencia de enlaces químicos específicos. [90] [91]

Las imágenes multinucleares son principalmente una técnica de investigación en la actualidad. Sin embargo, las aplicaciones potenciales incluyen la formación de imágenes funcionales y la formación de imágenes de órganos que no se ven en la RMN 1 H (p. Ej., Pulmones y huesos) o como agentes de contraste alternativos. El 3 He hiperpolarizado inhalado se puede utilizar para obtener imágenes de la distribución de los espacios de aire dentro de los pulmones. Se han estudiado soluciones inyectables que contienen 13 C o burbujas estabilizadas de 129 Xe hiperpolarizado como agentes de contraste para angiografía y perfusión de imágenes. 31P puede potencialmente proporcionar información sobre la densidad y estructura ósea, así como imágenes funcionales del cerebro. Las imágenes multinucleares tienen el potencial de trazar la distribución del litio en el cerebro humano, este elemento se utiliza como un fármaco importante para quienes padecen afecciones como el trastorno bipolar. [92]

Imágenes moleculares por resonancia magnética [ editar ]

Artículo principal: Imagen molecular

La resonancia magnética tiene la ventaja de tener una resolución espacial muy alta y es muy experta en imágenes morfológicas e imágenes funcionales. Sin embargo, la resonancia magnética tiene varias desventajas. En primer lugar, la resonancia magnética tiene una sensibilidad de alrededor de 10-3 mol / L a 10-5 mol / L, que, en comparación con otros tipos de imágenes, puede ser muy limitante. Este problema se debe al hecho de que la diferencia de población entre los estados de espín nuclear es muy pequeña a temperatura ambiente. Por ejemplo, a 1,5 teslas , una intensidad de campo típica para la resonancia magnética clínica, la diferencia entre los estados de alta y baja energía es de aproximadamente 9 moléculas por 2 millones. Las mejoras para aumentar la sensibilidad de la RM incluyen el aumento de la fuerza del campo magnético y la hiperpolarización.mediante bombeo óptico o polarización nuclear dinámica. También hay una variedad de esquemas de amplificación de señales basados ​​en el intercambio químico que aumentan la sensibilidad. [93]

Para obtener imágenes moleculares de biomarcadores de enfermedades mediante resonancia magnética, se requieren agentes de contraste de resonancia magnética dirigidos con alta especificidad y alta relajación (sensibilidad). Hasta la fecha, se han dedicado muchos estudios al desarrollo de agentes de contraste dirigidos a la resonancia magnética para lograr la obtención de imágenes moleculares mediante resonancia magnética. Comúnmente, se han aplicado péptidos, anticuerpos o ligandos pequeños y dominios de proteínas pequeñas, como los affibodies de HER-2, para lograr el direccionamiento. Para mejorar la sensibilidad de los agentes de contraste, estas fracciones de direccionamiento suelen estar vinculadas a agentes de contraste de resonancia magnética de alta carga útil o agentes de contraste de resonancia magnética con altas relajaciones. [94] Se ha introducido una nueva clase de genes que se dirigen a agentes de contraste de RM para mostrar la acción genética de las proteínas del factor de transcripción de genes y mRNA únicos. [95] [96] Estos nuevos agentes de contraste pueden rastrear células con ARNm, microARN y virus únicos; respuesta tisular a la inflamación en cerebros vivos. [97] La RM informa cambios en la expresión génica con una correlación positiva con el análisis TaqMan, microscopía óptica y electrónica. [98]

Seguridad [ editar ]

Artículo principal: Seguridad de las imágenes por resonancia magnética

La resonancia magnética es en general una técnica segura, aunque pueden producirse lesiones como resultado de procedimientos de seguridad fallidos o errores humanos. [99] Las contraindicaciones para la resonancia magnética incluyen la mayoría de los implantes cocleares y marcapasos cardíacos , metralla y cuerpos extraños metálicos en los ojos . La resonancia magnética en el embarazo parece ser segura al menos durante el segundo y tercer trimestre si se realiza sin agentes de contraste. [100] Dado que la resonancia magnética no usa ninguna radiación ionizante, su uso generalmente se prefiere en lugar de la tomografía computarizada cuando cualquiera de las modalidades podría proporcionar la misma información. [101]Algunos pacientes experimentan claustrofobia y pueden requerir sedación. [102] La amplitud y el cambio rápido de las bobinas de gradiente durante la adquisición de imágenes pueden causar estimulación del nervio periférico. [103]

La resonancia magnética utiliza imanes potentes y, por lo tanto, puede hacer que los materiales magnéticos se muevan a grandes velocidades, lo que representa un riesgo de proyectil y puede causar accidentes fatales. [104] Sin embargo, dado que cada año se realizan millones de resonancias magnéticas en todo el mundo, [105] las muertes son extremadamente raras. [106]

Uso excesivo [ editar ]

Ver también: sobrediagnóstico

Las sociedades médicas publican pautas sobre cuándo los médicos deben usar la resonancia magnética en los pacientes y recomiendan contra el uso excesivo. La resonancia magnética puede detectar problemas de salud o confirmar un diagnóstico, pero las sociedades médicas a menudo recomiendan que la resonancia magnética no sea el primer procedimiento para crear un plan para diagnosticar o manejar la queja de un paciente. Un caso común es utilizar la resonancia magnética para buscar la causa del dolor lumbar ; el Colegio Estadounidense de Médicos , por ejemplo, no recomienda este procedimiento, ya que es poco probable que dé como resultado un resultado positivo para el paciente. [15] [16]

Artefactos [ editar ]

Artefacto de movimiento (estudio coronal T1 de las vértebras cervicales) [107]
Artículo principal: artefacto de resonancia magnética

Un artefacto de resonancia magnética es un artefacto visual , es decir, una anomalía durante la representación visual. Pueden ocurrir muchos artefactos diferentes durante la resonancia magnética (MRI), algunos afectan la calidad del diagnóstico, mientras que otros pueden confundirse con patología. Los artefactos se pueden clasificar como relacionados con el paciente, dependientes del procesamiento de señales y relacionados con el hardware (máquina). [107]

Uso no médico [ editar ]

Artículo principal: Resonancia magnética nuclear § Aplicaciones

La resonancia magnética se utiliza industrialmente principalmente para análisis de rutina de productos químicos. La técnica de resonancia magnética nuclear también se utiliza, por ejemplo, para medir la relación entre agua y grasa en los alimentos, monitorizar el flujo de fluidos corrosivos en las tuberías o estudiar estructuras moleculares como los catalizadores. [108]

Al ser no invasiva y no dañina, la resonancia magnética se puede utilizar para estudiar la anatomía de las plantas, sus procesos de transporte de agua y el equilibrio hídrico. [109] También se aplica a la radiología veterinaria con fines de diagnóstico. Fuera de esto, su uso en zoología es limitado debido al alto costo; pero se puede utilizar en muchas especies. [110]

En paleontología se utiliza para examinar la estructura de los fósiles. [111]

Las imágenes forenses proporcionan documentación gráfica de una autopsia , mientras que la autopsia manual no lo hace. La tomografía computarizada proporciona imágenes rápidas de todo el cuerpo de las alteraciones esqueléticas y parenquimatosas , mientras que la resonancia magnética proporciona una mejor representación de la patología de los tejidos blandos . [112] Pero la resonancia magnética es más costosa y su uso requiere más tiempo. [112] Además, la calidad de la resonancia magnética se deteriora por debajo de los 10 ° C. [113]

Historia [ editar ]

Artículo principal: Historia de la resonancia magnética.

En 1971 en la Universidad de Stony Brook , Paul Lauterbur aplicó gradientes de campo magnético en las tres dimensiones y una técnica de retroproyección para crear imágenes de RMN. Publicó las primeras imágenes de dos tubos de agua en 1973 en la revista Nature , seguidas de la imagen de un animal vivo, una almeja, y en 1974 de la imagen de la cavidad torácica de un ratón. Lauterbur llamó a su método de obtención de imágenes zeugmatografía, un término que fue reemplazado por imágenes de resonancia magnética (N). [114] A finales de la década de 1970, los físicos Peter Mansfield y Paul Lauterbur desarrollaron técnicas relacionadas con la resonancia magnética, como la técnica de imágenes ecoplanares (EPI). [115]

Los avances en la tecnología de semiconductores fueron cruciales para el desarrollo de la resonancia magnética práctica, que requiere una gran cantidad de poder computacional . Esto fue posible gracias al número cada vez mayor de transistores en un solo chip de circuito integrado. [116] Mansfield y Lauterbur fueron galardonados con el Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2003 por sus "descubrimientos relacionados con la resonancia magnética". [117]

Ver también [ editar ]

  • Imagen de resonancia magnética amplificada
  • Resonancia paramagnética de electrones
  • Seguimiento de fibra de alta definición
  • Tomografía computarizada de alta resolución
  • Historia de la neuroimagen
  • Sociedad Internacional de Resonancia Magnética en Medicina
  • Jemris
  • Lista de software de neuroimagen
  • Inmunoensayo magnético
  • Imágenes de partículas magnéticas
  • Elastografía por resonancia magnética
  • Imágenes de resonancia magnética (revista)
  • Microscopía de resonancia magnética
  • Controversias del Premio Nobel: fisiología o medicina
  • Ciclo de rabi
  • Oscilador Robinson
  • Resonancia magnética de sodio
  • Virtopsia

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Enlaces externos [ editar ]

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  • Una visita guiada a la resonancia magnética: una introducción para laicos Laboratorio Nacional de Alto Campo Magnético
  • Los fundamentos de la resonancia magnética . Física subyacente y aspectos técnicos .
  • Video: Qué esperar durante su examen de resonancia magnética del Instituto de Seguridad, Educación e Investigación por Resonancia Magnética (IMRSER)
  • Conferencia de la Royal Institution - MRI: Una ventana al cuerpo humano
  • Una breve historia de la resonancia magnética desde un punto de vista europeo
  • Cómo funciona la resonancia magnética explicado simplemente usando diagramas
  • Vídeos de resonancia magnética en tiempo real: Biomedizinische NMR Forschungs GmbH .
  • Paul C. Lauterbur, cuaderno Genesis of the MRI (Magnetic Resonance Imaging), septiembre de 1971 (todas las páginas se pueden descargar gratuitamente en varios formatos de las colecciones digitales del Science History Institute en digital.sciencehistory.org )