Principios de análisis instrumental

.. ··· .. ··· Compensación de cd Fuerza del campo .·· ))) 19H Estudios de imágenes por resonancia magnética 479 .. ····· .. ·· .··· ... ···· .... ·····. Gradiente de campo .·· 1 Bz 1 1 1 1 1 1 1 1 - ~ 1 1 1 1 1 1 1 yB 1 1 V¡=- 1 2n 1 1 1 v, = yBz - 2n lli Frecuencia - FIGURA 19.35 Concepto fundamental de las imágenes obtenidas mediante resonancia magnética. La principal ventaja es que las imágenes de los objetos se obtienen de forma no invasiva. Esto significa que existe poca o ninguna posibilidad de que los seres humanos o los animales sufran lesiones o cualquier otro daño a causa de la radiación, como puede ocurrir con la tomografía axial computarizada con rayos X u otros métodos similares. 20 En el año 2003, Paul Lauterbur de la Universidad de Illinois y Peter Mansfield de la Universidad de Nottingham en el Reino Unido compartieron el Premio Nobel en Fisiología y Medicina por sus descubrimientos relacionados con los estudios mediante imágenes de resonancia magnética. La idea fundamental de las imágenes obtenidas por resonan– cia magnética se representa en la figura 19.35. En esta técnica se varía de manera intencional la intensidad del campo magnético a lo largo de todo el individuo en estudio para obtener un per– fil como el que se muestra en la parte superior de la figura. Esta variación lineal, o gradiente del campo B, se crea por medio de bobinas auxiliares instaladas en el hueco del imán, las cuales están bajo control de la computadora del instrumento de resonancia magnética. 20 Un análisis detallado sobre la teoría y las aplicaciones de las imágenes por reso– nancia magnética se encuentra en j. P. Hornak, The Basics of MRI (http://www.cis . rit.edu/htbooks/mri/ ); H. Witjes, A. W. Simonetti, L. Buydens, Anal. Chem., 2001, 73, p. 548A, DO!: l0.102J/ac0125187; S. A. Huettel, A. W. Song y G. McCarthy, Functiona/ Magnetic Resonance Imaging, Sunderland, MA: Sinauer Associates, 2004; R. B. Buxton, Introduction to Functional Magn etic Resonance Imaging, Cambridge, UK: Cambridge University Press, 2002. Los protones, que se ubican en diferentes lugares del indivi– duo, experimentan diferentes intensidades del campo magnético B 1 y B 2 para dos de las regiones que se muestran en la figura. La ecuación 19.10 o ecuación de Larmor, sugiere que estos núcleos manifiestan diferentes frecuencias de resonancia, v 1 y v 2 en este caso. Así, por ejemplo, si se aplica un gradiente de 1 X 10- 5 T/cm a lo largo del hueco, o eje z, de un imán para imágenes por reso– nancia magnética, se produce un intervalo de frecuencias de resonancia de (2.68 X 10 8 radianes s- 1 T- 1 )(1 X 10- 5 T/cm)/(27T radianes) = 425 Hz. En otras palabras, los protones separados 1 cm en el individuo a lo largo del gradiente del campo tendrán frecuencias de resonancia que diferirán en 425 Hz. Por tanto, al cambiar la frecuencia central de los pulsos de la sonda de reso– nancia magnética nuclear en incrementos de 425 Hz es posible explorar posiciones sucesivas separadas 1 cm en la dirección del gradiente del campo magnético. Cada impulso consecutivo de radiofrecuencia produce una señal de decaimiento libre de inducción que codifica la concentración de protones en posicio– nes situadas a intervalos de 1 cm en la dirección del gradiente del campo. Cuando los decaimientos libres de inducción se someten a una transformada de Fourier, se obtiene la información de la concentración como lo indican las alturas de los picos situados en la parte inferior de la figura 19.35. En la práctica, la posición del corte a lo largo del eje z se puede cambiar añadiendo una com– pensación de corriente continua a las bobinas auxiliares, como se muestra mediante el gradiente de campo que se representa con