1 Resonancia magnética nuclear RMN Presentado por : Eusebio Hidalgo Presentado por : Eusebio Hidalgo

2 Introducción  Las técnicas de Resonancia Magnética Nuclear (RMN) son un instrumento indispensable para la química así como para otras ramas de la Ciencia. Con la espectroscopia de RMN se pueden identificar moléculas, determinar su estructura o estudiar procesos dinámicos. Por ejemplo, ha sido clave en la determinación de la estructura de proteínas en disolución y, por otro lado, las técnicas de imagen de RMN son una herramienta indispensable en el diagnostico en medicina, como se ilustra en

3 Como nació la resonancia magnética nuclear  La Resonancia Magnética en si es un fenómeno químico; no fue inventado sino descubierto.  Isodor Rabi fue el primero en describir el comportamiento entre los químicos y sólidos utilizados de dicho fenómeno, en el año de 1938.  La técnica para utilizar los materiales químicos y sólidos fue cambiando con el tiempo, y mejorada por Edward Mills y FelixBloch, quienes ganaron el Premio Novel por dicho éxito.

4 RESONANCIA MAGNETICA GENERALIDADES  Método de exploración de alta complejidad  Utiliza los principios físicos del magnetismo de los elementos para su funcionamiento  Amplias posibilidades en apreciación tisular  Reemplaza algunos procedimientos invasivos  Produce imágenes sin la utilización de radiaciones ionizantes  Posibilidades multiplanares de observación  Método de exploración de alta complejidad  Utiliza los principios físicos del magnetismo de los elementos para su funcionamiento  Amplias posibilidades en apreciación tisular  Reemplaza algunos procedimientos invasivos  Produce imágenes sin la utilización de radiaciones ionizantes  Posibilidades multiplanares de observación

5 Que es la resonancia magnética?  La resonancia magnética es el más reciente avance tecnológico de la medicina para el diagnóstico preciso de múltiples enfermedades, aún en etapas iniciales.  Es una exploración radiológica que permite obtener imágenes del organismo de forma eficaz sin emitir radiación ionizante.  constituido por un complejo conjunto de aparatos emisores de electromagnetismo, antenas receptoras de radio frecuencias y computadoras que analizan datos para producir imágenes detalladas.  Permite detectar, o descartar, alteraciones en los órganos y los tejidos del cuerpo humano, evitando procedimientos molestos y agresivos como melografía (punción lumbar), artrografía (introducción de medios de contraste en articulaciones) y otros que involucran una agresión o molestia para el paciente.  La resonancia magnética es el más reciente avance tecnológico de la medicina para el diagnóstico preciso de múltiples enfermedades, aún en etapas iniciales.  Es una exploración radiológica que permite obtener imágenes del organismo de forma eficaz sin emitir radiación ionizante.  constituido por un complejo conjunto de aparatos emisores de electromagnetismo, antenas receptoras de radio frecuencias y computadoras que analizan datos para producir imágenes detalladas.  Permite detectar, o descartar, alteraciones en los órganos y los tejidos del cuerpo humano, evitando procedimientos molestos y agresivos como melografía (punción lumbar), artrografía (introducción de medios de contraste en articulaciones) y otros que involucran una agresión o molestia para el paciente.

6 En que consiste su funcionamiento  se obtiene al someter al paciente a un campo electromagnético con un imán de 1.5 Tesla, equivalente a 15 mil veces el campo magnético de nuestro planeta.  Este poderoso imán atrae a los protones que están contenidos en los átomos de hidrógeno que conforman los tejidos humanos, los cuales, al ser estimulados por las ondas de radio frecuencia, salen de su alineamiento normal.  Cuando el estímulo se suspende, los protones regresan a su posición original, liberando energía que se transforma en señales de radio para ser captadas por una computadora que las transforma en imágenes, que describen la forma y funcionamiento de los órganos.

7 Elementos básicos del espectrómetro RM  El espectrómetro de RMN consta de cuatro partes:  1. Un imán estable, con un controlador que produce un campo magnético preciso.  2. Un transmisor de radiofrecuencias, capaz de emitir frecuencias precisas.  3. Un detector para medir la absorción de energía de radiofrecuencia de la muestra.  4. Un ordenador y un registrador para realizar las gráficas que constituyen el espectro de RMN

8 Esquema en bloque de sus elementos

9 Implementación del espectrómetro RM  Enfermedades del sistema nervioso central, incluyendo cualquier área del cerebro o columna vertebral.  En padecimientos de ojos, oídos, senos paranasales, boca y garganta.  Para valorar cualquier alteración en áreas que abarcan cabeza, cara y cuello.  En diversas enfermedades de difícil diagnóstico que involucren estructuras del tórax o abdomen, incluyendo corazón, pulmones, glándulas mamarias, hígado, bazo, páncreas, riñones, útero, ovarios, próstata, etcétera

10 Fundamentos físicos en que se sustenta el RMN  El carácter magnético de los núcleos de las moléculas en estudio: Muchos núcleos atómicos, debido al espín nuclear, presentan características magnéticas.  La aplicación de un campo magnético intenso: Cuando las moléculas en estudio están inmersas en un campo magnético, los niveles nucleares se desdoblan en varios niveles de energía. Cada uno de los niveles de energía que aparecen corresponden a diferentes orientaciones de los espines de los núcleos (pequeños imanes) respecto al campo magnético.  Iluminación de la muestra con radiación electromagnética: Como en otras técnicas espectroscópicas la iluminación de la muestra con la frecuencia adecuada de radiación hará que los núcleos pasen de un nivel a otro.  El carácter magnético de los núcleos de las moléculas en estudio: Muchos núcleos atómicos, debido al espín nuclear, presentan características magnéticas.  La aplicación de un campo magnético intenso: Cuando las moléculas en estudio están inmersas en un campo magnético, los niveles nucleares se desdoblan en varios niveles de energía. Cada uno de los niveles de energía que aparecen corresponden a diferentes orientaciones de los espines de los núcleos (pequeños imanes) respecto al campo magnético.  Iluminación de la muestra con radiación electromagnética: Como en otras técnicas espectroscópicas la iluminación de la muestra con la frecuencia adecuada de radiación hará que los núcleos pasen de un nivel a otro.

11 Movimiento de los protones 1.Rotación: Giran Constantemente en torno a si mismos. 2.Precesión: Describen un movimiento circular en torno a un punto a una frecuencia determinada.  La combinación de estos movimientos genera un campo magnético.

12 Acción de un campo magnético exterior  Cuando los protones son sometidos a un campo magnético intenso externo sus momentos magnéticos se orientan en la dirección del campo aplicado.

13 Principios de funcionamiento  Los electrones tienen dos componentes de momento angular: el orbital y el spin  El orbital: El movimiento alrededor del núcleo.  El spin: giro sobre si mismo

14 Movimiento angular de spin El núcleo se compone de protones y neutrones, ambos denominados nucleones. La carga positiva del protón es una partícula eléctrica en movimiento, se conoce que el movimiento de una carga eléctrica puede producir un campo magnético. El núcleo se compone de protones y neutrones, ambos denominados nucleones. La carga positiva del protón es una partícula eléctrica en movimiento, se conoce que el movimiento de una carga eléctrica puede producir un campo magnético. Por lo tanto el protón tiene su propio campo magnético, por lo que se puede considerar como un pequeño imán.

15 Movimiento angular orbital El movimiento orbital de las cargas dentro del núcleo es equivalente a una pequeña corriente eléctrica que viaja a través de un diminuto aro de alambre que genera un pequeño campo magnético. La dirección del campo magnético producido por los nucleones se expresa en términos del momento magnético.

16 FENÓMENO DE LA RELAJACIÓN Vóxel: Para poder obtener la imagen el cuerpo se divide en pequeños cubos del menor tamaño posible llamados vóxel. La intensidad de la imagen depende de la energía emitida por los protones durante la relajación.

17 Formación de la imagen Los vóxel emiten diferentes cantidades de energéticas dependiendo del tejido donde se encuentra; esta energía se codifica en un nivel de gris que en la imagen determina la intensidad de cada píxel.

18 VENTAJAS Y DESVENTAJAS Ventajas - No emite radiación ionizante - Permite la representación directa de estructuras blandas - Permite la representación en cualquier plano Desventajas -El costo de los equipos hace que la exploración siga siendo costosa -Tiempo del Examen -La no Visualización Directa de los huesos

19 Estado del arte local  A finales de 1990 comienza la era de la Resonancia Magnética en Panamá, se da a nivel privado, cuando el Centro Médico Paitilla se avoca a instalar y en contra de todo pronóstico un Resonador Philips Gyroscan NT de 0.5 Tesla de cuerpo entero, con una inversión de más de 2 millones de dólares.  Su coste oscilaba alrededor de los $900 dólares si era simple y $975 dólares si era con contraste.  A finales de 1991 surge otro grupo liderizado por la Dra.: Joan Levín y el Dr. Daniel Infante quienes montan Resonancia de Panamá, con un equipo de Resonancia Abierto de bajo campo Toshiba modelo ACCESS de 0.064 Tesla, a pesar de ser una unidad diseñada para extremidades, gracias a la capacidad del personal técnico (Carlos Ramos q.e.p.d) lograba realizar estudios de Cerebro y Columna con excelentes resultados, los costos de los estudios en este centro estaba alrededor de los $600 dólares.  A finales de 1990 comienza la era de la Resonancia Magnética en Panamá, se da a nivel privado, cuando el Centro Médico Paitilla se avoca a instalar y en contra de todo pronóstico un Resonador Philips Gyroscan NT de 0.5 Tesla de cuerpo entero, con una inversión de más de 2 millones de dólares.  Su coste oscilaba alrededor de los $900 dólares si era simple y $975 dólares si era con contraste.  A finales de 1991 surge otro grupo liderizado por la Dra.: Joan Levín y el Dr. Daniel Infante quienes montan Resonancia de Panamá, con un equipo de Resonancia Abierto de bajo campo Toshiba modelo ACCESS de 0.064 Tesla, a pesar de ser una unidad diseñada para extremidades, gracias a la capacidad del personal técnico (Carlos Ramos q.e.p.d) lograba realizar estudios de Cerebro y Columna con excelentes resultados, los costos de los estudios en este centro estaba alrededor de los $600 dólares.

20 Estado del arte local  Posteriormente en 1998 la Clínica Hospital San Fernando instala su primer equipo de Resonancia, una unidad de General Electric de 1.5 Tesla Sigma Horizón LX.  En 2001 se instala a nivel privado en la Clínica Hospital Nacional y en 2004, en La Clínica San Juan Bautista de Chitré, se instala un equipo de RMN abierto de.2 tesla y con una potencia de gradiente de 30 militesla, esta potencia en la gradiente es la que lo hace que el equipo genera imágenes de muy buena calidad, estos 30 mili tesla es casi similar a un equipo de alto campo.  Su instalación fue gracias a la visión de un grupo de neurocirujanos, la gran mayoría de la ciudad capital. Fue el primer equipo de RMN INSTALADO EN EL INTERIOR DEL PAIS, se utiliza la transmisión de las imágenes a Panamá (teleradiologia) vía internet entre dos puntos. El equipo es de la Marca Siemens "Magnetom Concerto".  Posteriormente en 1998 la Clínica Hospital San Fernando instala su primer equipo de Resonancia, una unidad de General Electric de 1.5 Tesla Sigma Horizón LX.  En 2001 se instala a nivel privado en la Clínica Hospital Nacional y en 2004, en La Clínica San Juan Bautista de Chitré, se instala un equipo de RMN abierto de.2 tesla y con una potencia de gradiente de 30 militesla, esta potencia en la gradiente es la que lo hace que el equipo genera imágenes de muy buena calidad, estos 30 mili tesla es casi similar a un equipo de alto campo.  Su instalación fue gracias a la visión de un grupo de neurocirujanos, la gran mayoría de la ciudad capital. Fue el primer equipo de RMN INSTALADO EN EL INTERIOR DEL PAIS, se utiliza la transmisión de las imágenes a Panamá (teleradiologia) vía internet entre dos puntos. El equipo es de la Marca Siemens "Magnetom Concerto".

21 Estado del arte local  hasta el 2005 que se instala en el Hospital Santo Tomas el primer equipo a nivel público, gracias a la donación del protocolo de Korea-Panamá que dona un equipo General Electric Sigma Horizón LX de 1.5 Tesla de cuerpo entero.  a finales del 2007 la Caja de Seguro Social instala su primer equipo en toda la República, un equipo Philips Archieva 1.5 Tesla de cuerpo entero, y que entra en funcionamiento en enero del 2008.  En la actualidad hay instalado en Panamá más de 9 resonadores, tanto a nivel público como privado, de estos, dos equipos están instalados en el interior de la república, uno en Azuero en la Clínica Juan Bautista (MRI abierto de bajo campo Siemens) y uno el Hospital Chiriquí un equipo Philips de bajo campo 0.3 Tesla.  hasta el 2005 que se instala en el Hospital Santo Tomas el primer equipo a nivel público, gracias a la donación del protocolo de Korea-Panamá que dona un equipo General Electric Sigma Horizón LX de 1.5 Tesla de cuerpo entero.  a finales del 2007 la Caja de Seguro Social instala su primer equipo en toda la República, un equipo Philips Archieva 1.5 Tesla de cuerpo entero, y que entra en funcionamiento en enero del 2008.  En la actualidad hay instalado en Panamá más de 9 resonadores, tanto a nivel público como privado, de estos, dos equipos están instalados en el interior de la república, uno en Azuero en la Clínica Juan Bautista (MRI abierto de bajo campo Siemens) y uno el Hospital Chiriquí un equipo Philips de bajo campo 0.3 Tesla.

22 Resonancia magnética a futuro  Algunas de las aplicaciones más destacadas son: la ablación térmica guiada por RM, termometría por RM, realización de biopsias, AngioRM intervencionista y neurocirugía guiada por RMI y PET-MRI  Como resultado de estos avances, los científicos están trabajando para detectar y monitorizar patologías en estadíos más tempranos, y diseñar tratamientos personalizados más eficaces y menos agresivos, por ejemplo, hasta la fecha cuando a un paciente le diagnosticaban un tumor cancerígeno y le prescribían un tratamiento de radioterapia para destruir el tumor, los médicos tenían que esperar semanas para poder visualizar en imagen si el tamaño del tumor estaba disminuyendo y por tanto el tratamiento estaba siendo eficaz, sin embargo, en el futuro con equipos de UHF, será posible observar la destrucción celular en tiempo real, de manera que el tratamiento del paciente pueda rediseñarse y ajustarse a cada individuo en base a los resultados obtenidos.  Algunas de las aplicaciones más destacadas son: la ablación térmica guiada por RM, termometría por RM, realización de biopsias, AngioRM intervencionista y neurocirugía guiada por RMI y PET-MRI  Como resultado de estos avances, los científicos están trabajando para detectar y monitorizar patologías en estadíos más tempranos, y diseñar tratamientos personalizados más eficaces y menos agresivos, por ejemplo, hasta la fecha cuando a un paciente le diagnosticaban un tumor cancerígeno y le prescribían un tratamiento de radioterapia para destruir el tumor, los médicos tenían que esperar semanas para poder visualizar en imagen si el tamaño del tumor estaba disminuyendo y por tanto el tratamiento estaba siendo eficaz, sin embargo, en el futuro con equipos de UHF, será posible observar la destrucción celular en tiempo real, de manera que el tratamiento del paciente pueda rediseñarse y ajustarse a cada individuo en base a los resultados obtenidos.

23 Conclusión  Llegando a la terminación de la presentación recién expuestas, podemos mencionar que el tema tratado resulta de vital importancia en el estudio de muchas dolencias que pueden presentarse en las personas; gracias a este complejo aparato se pueden diagnosticar efectivamente cualquier indicio de tumor, cáncer o deterioro de algún órgano o tejido, pudiendo salvar la vida de muchas personas antes de que se llegue a complicar la dolencia y por supuesto también realizando el proceso en etapas tempranas.  La utilización de ciertos conceptos físicos han sido la base con la cual esta herramienta ha podido ser desarrollada, además del arduo trabajo realizado por los precursores de la misma.  En fin, es un campo que se ha venido desarrollando con el tiempo implementando siempre mejores técnicas que dan mejores resultados y este continuo mejoramiento no ha cesado en avanzar buscando siempre nuevas y mejores técnicas para basándose en fundamentos físicos y también en la experiencia.  Llegando a la terminación de la presentación recién expuestas, podemos mencionar que el tema tratado resulta de vital importancia en el estudio de muchas dolencias que pueden presentarse en las personas; gracias a este complejo aparato se pueden diagnosticar efectivamente cualquier indicio de tumor, cáncer o deterioro de algún órgano o tejido, pudiendo salvar la vida de muchas personas antes de que se llegue a complicar la dolencia y por supuesto también realizando el proceso en etapas tempranas.  La utilización de ciertos conceptos físicos han sido la base con la cual esta herramienta ha podido ser desarrollada, además del arduo trabajo realizado por los precursores de la misma.  En fin, es un campo que se ha venido desarrollando con el tiempo implementando siempre mejores técnicas que dan mejores resultados y este continuo mejoramiento no ha cesado en avanzar buscando siempre nuevas y mejores técnicas para basándose en fundamentos físicos y también en la experiencia.