Resonancia Magnetica

The transcription discusses the technique of nuclear magnetic resonance (NMR), which revolutionized medical imaging and disease diagnosis. NMR is based on the concept of resonance, where a system absorbs energy at its natural frequency. In NMR, a strong magnetic field is used to polarize hydrogen atoms in the body, and radiofrequency waves are applied to stimulate and analyze the response. This process allows for the creation of detailed images of the body's tissues and can be used to diagnose various conditions, including tumors. The images produced show the distribution and intensity of hydrogen atoms in different tissues. Bienvenidos amigos a otro programa de salud y mucho más. Hoy en nuestra sección de ciencia voy a hablarles de una técnica que revolucionó el diagnóstico por imágenes y el diagnóstico de muchas enfermedades y se trata de la resonancia magnética nuclear. La resonancia magnética nuclear es un fenómeno muy conocido en química desde hace muchas décadas y se utilizaba para conocer la composición de una mezcla de sustancias químicas en algo que se llamaba espectroscopía por resonancia magnética. La resonancia magnética es un fenómeno que para describir lo voy a usar voy a primero voy a pasar por definir dos de las palabras. ¿Qué es resonancia? ¿Qué es un circuito resonante? Un circuito resonante es un tipo de circuito electrónico que maneja lo que se llama una frecuencia natural, es decir, un sistema oscilante vibratorio que tiene una frecuencia propia que se llama la frecuencia natural del sistema. Hay sistemas estáticos, hay sistemas oscilatorios que representan vibración, es decir, una señal que cambia con relativa frecuencia y que tiene un periodo de duración que se repite y esos sistemas tienen entonces lo que se llama su frecuencia natural. El fenómeno de resonancia es el fenómeno que se presenta cuando uno bombardea un circuito de ese tipo con otra señal energética de igual mayor o menor frecuencia. Fíjense qué pasa. Si nosotros vemos un sistema oscilatorio, vibratorio por ponerlo así, que vibra a una frecuencia de 4.000 ciclos por segundo, 4 kilohertz, decimos kilohertz, es la medida que se utiliza para medir la frecuencia de un sistema. Si ustedes bombardean, si usted tiene un sistema vibratorio que vibra 4.000 veces por segundo, se dice que tiene una frecuencia natural de 4 kilohertz. Si ustedes bombardean eso con algún tipo de energía mecánica o eléctrica, a esa frecuencia, el sistema absorbe casi toda la energía de que ustedes le están suministrando y se produce lo que se llama el fenómeno de resonancia. Hay una transferencia directa de energía entre lo que ustedes están aportando y lo que el sistema está recibiendo. ¿Por qué? Porque están esencialmente operando a la misma frecuencia. Si yo subo la frecuencia de la onda que estoy transmitiendo a ese sistema a 5 kilohertz, ya la absorción de energía es menor porque no estoy haciendo resonancia, porque la frecuencia que estoy enviando es mucho mayor que la frecuencia natural del sistema. Y lo mismo pasa si yo me voy a 3 kilohertz. Entonces, si yo empiezo a suministrar energía al sistema a 2, 3 kilohertz, no pasa mucho. A medida que me voy aproximando a la frecuencia natural del sistema de 4 kilohertz, voy a lograr la mayor transferencia de energía y una vez que subo por encima de esa frecuencia, ya no tengo una efectiva transmisión de energía porque no se presenta el fenómeno de resonancia. O sea que, quiero que les quede la sensación de que la resonancia es como la llave que le permite entrar a una señal en forma efectiva. Si vienes a la misma frecuencia, te dejo entrar. Si vienes por debajo o por encima de mi frecuencia natural, no entras. Entonces, quiero que tengan esa situación porque entonces muchas partículas atómicas son vibratorias, o todas las partículas atómicas son vibratorias, y ellas cada una tiene su frecuencia de resonancia. Por ejemplo, el sodio, el potasio, el carbono, el oxígeno y sobre todo el hidrógeno tienen propiedades vibratorias y si uno suministra energía electromagnética en forma de diferentes frecuencias a la frecuencia natural de cada uno de esos elementos, esos elementos reaccionan. Reaccionan emitiendo una señal electromagnética. Si, por el contrario, las frecuencias son superiores o menores que la frecuencia de resonancia, la energía no se transfiere eficientemente. Este es el fenómeno de resonancia. Entonces, ahora quizás eso les permite entender por qué se usaba para saber cuál era la mezcla de una determinada composición. Vamos a poner que yo tengo aquí una sustancia, en este caso jugo de naranja, pero yo quiero saber qué componentes químicos hay en ese jugo de naranja. Yo necesito entonces pasarlo por un analizador que me diga cuánto sodio, cuánto potasio, cuánto cloro, cuánto hidrógeno, cuántos átomos de diferentes elementos hay en este compuesto mezclado. Entonces, eso requeriría que yo agarrara una muestra de eso y lo colocara en un aparato y ese aparato me va a crear un gráfico espectroscópico donde me va a decir en una espiga aquí hay tanto de sodio, aquí hay tanto de potasio, aquí hay tanto de cloro y aquí hay tanto de hidrógeno. Y con eso yo he descubierto la fórmula de ese jugo de naranja que acabo de encontrar aquí. Eso se llama un espectrómetro de masa por resonancia magnética nuclear basado en el hecho de que cada átomo tiene una frecuencia natural diferente y al ser bombardeados cada uno va a resonar a una frecuencia diferente. Para que este proceso se produzca hay que hacer que casi todos los átomos se polaricen, es decir, se orienten en el espacio y en esa orientación generen la vibración. Y para eso se necesita someter la muestra a un fortísimo campo magnético, pero muy muy fuerte. O sea, yo no podría agarrar este vaso de jugo de naranja y meterlo en un espectrómetro de masa y así como está. Yo tengo que meter esta muestra en un campo magnético muy alto que haga que todos los núcleos de los átomos contenidos en esta muestra viven a una cierta frecuencia de resonancia para luego analizar el eco de esa frecuencia y establecer los diferentes componentes. Vamos ahora a salirnos de la espectroscopía química por resonancia magnética y vamos entonces a entrar en lo que a nosotros nos concierne. ¿Cómo es eso de que ahora me voy a hacer un estudio de la resonancia magnética para saber si tengo un tumor hepático? ¿Cómo es eso? ¿Qué me va a pasar? ¿Qué le va a pasar a mis átomos? Primero, ¿con qué elemento de la tabla periódica se va a producir ese fenómeno? En el caso de la resonancia magnética nuclear que se utiliza para el diagnóstico en humanos, se utiliza el protón hidrógeno, se utiliza el átomo de hidrógeno y ese átomo de hidrógeno entonces tiene una cierta frecuencia de resonancia, como les dije, una frecuencia natural. Pero para elevar eso a un rango detectable nosotros metemos el cuerpo del paciente, metemos el cuerpo de la persona en un intenso campo magnético. ¿Qué tan intenso? Miles o millones de veces más intenso que el campo magnético de la Tierra. Esas unidades las medimos en Gauss y como son muchísimos Gauss, las medimos en Tesla, en honor a Nikola Tesla. Entonces un magneto de un Tesla es un magneto que tiene un fortísimo campo magnético concentrado en ese anillo que ustedes a lo mejor habrán visto en los diferentes equipos de resonancia magnética que es donde meten al paciente. Es como un tubo de torpedo, ahí meten al paciente y dentro de ese grupo y dentro de ese tubo hay un fuerte campo magnético. ¿Qué hace ese campo magnético? Ese campo magnético hace que todos los protones de hidrógeno que hay en el cuerpo. ¿Y dónde está el hidrógeno del cuerpo? En el agua. Somos 90 por 70, 80 por ciento agua. Toda esa agua que está en los espacios intracelulares, extracelulares, en los huesos, en la sangre. Toda esa agua contenida en todos los tejidos orgánicos en un momento dado se ve sometida a ese intenso campo magnético y ese intenso campo magnético polariza, polariza la orientación de esos pequeños magnetos. Para que tengan una idea, imagínense que cada uno de esos átomos de hidrógeno es como una pequeña brújula. Ustedes saben que las brújulas siempre apuntan al norte, al norte magnético, porque la tierra tiene un eje magnético, un polo norte, un polo sur, que no es nada más geográfico sino magnético también. Entonces esos son como millones y millones, bueno millones no, trillones de átomos de hidrógeno que están constantemente orientándose en diferentes direcciones, pero que cuando se meten en el campo magnético del resonador, en ese tubo tan intenso de 1.5, 2, 3 teslas, todos esos átomos se orientan en una misma dirección al campo magnético dentro del aparato. Y en ese momento donde se dan las condiciones de resonancia, para que si nosotros bombardeamos esos tejidos con ondas de radiofrecuencia y luego suspendemos la transmisión, nosotros vamos a escuchar unos ecos de radiofrecuencia derivados de la respuesta de todos esos átomos en el proceso de repolarización. Entonces el resonador no es más que un gran magneto donde se muestra, se mete una muestra de tejido, en este caso un ser humano, una parte del ser humano, se polarizan todos sus protones, se bombardea con ondas de radiofrecuencia no muy diferentes a las de un celular, y luego se escuchan los ecos a través de unas antenas para ver qué responden los tejidos. O sea que en forma sencilla es lo que les acabo de describir. Un fuerte campo magnético, se produce una influencia de ese campo magnético en los tejidos, se ponen condiciones de resonancia y en ese momento se produce un estímulo electromagnético y luego se espera la recepción de las señales que vienen de los tejidos. Los tejidos devuelven la energía que se les ha suministrado. De esa manera el aparato a través de un sistema de computación selecciona las diferentes frecuencias dependiendo de la posición en el cuerpo y produce una imagen. Una imagen que tendrá, como toda imagen, tres parámetros. Un parámetro geográfico que define en el plano X y en el plano Y dónde va la señal y un factor de amplitud que muestra qué tan intensa es la señal. Si es muy intensa se pone de color blanco, si es poco intensa se pone de color negro. Y de esa manera se obtienen esas imágenes que ustedes probablemente hayan visto y si no ya yo les voy a poner algunas imágenes de resonancia aquí, donde se ve claramente pues entonces lo que es una señal donde hay mucho protón hidrógeno. Si es una señal muy intensa, blanca, es porque hay mucha densidad protónica. Si hay una señal muy oscura es porque hay una estructura que tiene o aire o tiene muy poco agua, tiene muy pocos protones de hidrógeno. Entonces de esa manera la resonancia magnética ha venido a revolucionar la práctica del diagnóstico por imágenes. Comenzó esencialmente en los años 80 y la persona que descubrió eso fue un conjunto de diferentes científicos pero fue un gran descubrimiento el que pudiéramos usar una técnica que la usaban los químicos en espectroscopía y que luego se trasladó a la radiología para producir esas extraordinarias imágenes de todos los tejidos que nos permiten no solamente ver las diferentes estructuras sino verlas en cualquier proyección porque a través de la selección geométrica de los gradientes nosotros podemos literalmente rebanar el cuerpo en cualquier ángulo, en cualquier elemento, en cualquier posición para poder ver la misma estructura de diferentes puntos de vista. Bueno, espero con esta explicación que tengan una mejor idea de lo que es la técnica de resonancia magnética. El magnetismo es nada más que para colocar los tejidos en condiciones de ser bombardeados por radiofrecuencia y la señal que retorna de esos tejidos cuando se acaba el bombardeo es la que utilizamos para producir las imágenes. Entonces es fascinante, es una verdadera disección de la anatomía humana sin meterle el cuchillo al paciente y hoy por hoy forma parte junto con la tomografía y el ultrasonido de las más importantes técnicas de diagnóstico para todo tipo de patologías. Todo tipo de patologías que afecten la forma de un órgano porque si la patología es funcional ya estas técnicas no son tan efectivas porque estas técnicas no miden, por ejemplo, la cantidad de colesterol en la sangre. Estas técnicas son para identificar alteraciones de la forma de los órganos, lesiones ocupantes de espacio, tumores, colecciones líquidas, colecciones sólidas, etcétera. Entonces espero con esta explicación que le haya quedado un conocimiento un poco más completo de lo que es esta técnica del fenómeno de resonancia y seguiremos entonces hablándole de este fascinante mundo de la ciencia que gracias a las ciencias exactas, a la matemática, a la física nos ha permitido pues estas herramientas que usamos en medicina todos los días y que representan como les dije un recurso invalorable para la detección precoz de enfermedades cuando la intervención médica puede en un momento dado prevenir que estas avancen a etapas mucho más irreversibles. Bueno, muchas gracias a todos y nos seguiremos viendo aquí en el Doctor Cisneros Consulta con su sección de salud y mucho más. Gracias a ustedes por su atención.