Resumen de la vibración nuclear magnética **** Autor: Peter Mansfield
Las imágenes de vibración por RMN no son ajenas a la gente del petróleo. Antes de su aplicación en el campo médico, la industria petrolera ya había introducido esta tecnología, incluido el registro por RMN y la medición del núcleo por RMN, la RMN, el magnetómetro de vibración, etc. Se utilizan ampliamente en la industria petrolera. Incluso en los hospitales petroleros, existen instrumentos de detección de vibraciones humanas y de resonancia magnética. El principio básico de la resonancia magnética nuclear es colocar el objeto a detectar en un campo magnético fuerte y uniforme, y los pulsos de radiofrecuencia estimulan los núcleos de hidrógeno en el objeto, haciendo que los núcleos de hidrógeno vibren y absorban la energía en la radiofrecuencia encerrada. pulso Su frecuencia única emite una señal de radiofrecuencia, y la energía absorbida es liberada por el receptor y se obtiene una imagen tridimensional después del procesamiento por computadora.
La resonancia magnética nuclear fue inventada por el científico estadounidense Lauterber a principios de la década de 1970 como profesor de química y radiología en la Universidad Estatal de Nueva York en Stony Brook. Lauterberg adjuntó un campo magnético no homogéneo al campo magnético principal, es decir, introdujo un campo magnético gradiente y ondas de radio para inducir la vibración de los núcleos de los átomos de hidrógeno en el material cristalino, y finalmente obtuvo una imagen de vibración magnética nuclear bidimensional, que fue luego se expandió a los campos de la bioquímica y la biofísica. El científico británico Mansfield tomó la iniciativa en la aplicación de imágenes de vibración por resonancia magnética a la práctica clínica en 1976 y tomó la primera fotografía de imágenes de vibración por resonancia magnética humana.
En 1982, Estados Unidos comenzó a aplicar oficialmente la resonancia magnética a la medicina clínica y gradualmente se convirtió en un método de diagnóstico médico rápido, avanzado y no destructivo. Tiene dos ventajas principales: primero, no hay radiación dañina para el cuerpo humano. El llamado núcleo solo induce núcleos de hidrógeno en el cuerpo humano, y el cuerpo humano está en un campo magnético y no sufrirá ningún daño; en segundo lugar, puede diagnosticar lesiones tempranamente, porque el campo magnético nuclear ** ** El fenómeno de vibración identifica el tejido humano al detectar cambios químicos en el cuerpo humano, mientras que las tecnologías de imágenes de rayos X y X-CT identifican cambios físicos (morfológicos) en el ser humano. cuerpo mediante la identificación de cambios físicos (morfológicos) en el cuerpo humano. Las técnicas de rayos X y TC identifican el tejido corporal a través de cambios físicos (morfológicos) en el cuerpo que indican el grado de progresión de la enfermedad. Debido a esto, las imágenes de vibración por resonancia magnética cuidan vidas, salvaron a muchos pacientes y beneficiaron a la humanidad, por lo que son dignas de este premio. En la actualidad, se utilizan alrededor de 22.000 máquinas de resonancia magnética nuclear en pruebas clínicas en humanos, y alrededor de 60 millones de personas se someten a pruebas de tecnología nuclear cada año. La resonancia magnética nuclear contribuye al diagnóstico y tratamiento correspondiente de las lesiones tempranas. profundamente elogiado por el mundo.
Estado premiado
La bola magnética nuclear El fenómeno de vibración ganó el Premio Nobel de Física ya en 1952. La bola magnética nuclear se introdujo en la industria petrolera en la década de 1970, la tecnología de vibración utiliza imágenes de registro magnético nuclear en pozos petroleros para describir el comportamiento estático y dinámico del petróleo y el gas en el agua del yacimiento, lo que ha contribuido a la exploración, el desarrollo y la utilización eficientes de los yacimientos de petróleo y gas; uso de magnetómetros de vibración de bolas magnéticas nucleares en la exploración de petróleo y gas. Puede encontrar directamente yacimientos de petróleo y gas, delimitar el área de los campos de petróleo y gas, determinar la interfaz entre petróleo, gas y agua y proporcionar petróleo y gas confiables. reservas de gas; en el laboratorio, se pueden utilizar imágenes de resonancia magnética nuclear para describir la distribución en el núcleo y mejorar la recuperación de petróleo y gas. ..... Todo esto ilustra la amplia gama de aplicaciones de las imágenes por resonancia magnética nuclear y también ilustra que la industria petrolera absorbe tecnología avanzada. La industria petrolera es un palacio para absorber tecnología avanzada y resultados sobresalientes de la investigación científica humana. Por supuesto, en comparación con la eficacia de la resonancia magnética en fisiología/medicina, la industria petrolera todavía tiene potencial para explorar la aplicación de esta tecnología, que también es una innovación en los temas de aplicación.
Del Premio Nobel obtenido por la imagen por vibración magnética se desprende que la contribución de esta tecnología aplicada no puede subestimarse. En términos de beneficios, se trata nada menos que de una innovación teórica de los dos físicos Lauterpacht y Mansfield. Aunque los científicos ganaron el Premio Nobel en Fisiología/Medicina, los "errores" de los legos significan que los inventos e innovaciones están floreciendo en las ciencias marginales de hoy. No es raro que la intersección de disciplinas marginales produzca resultados fructíferos. Los métodos de obtención de imágenes precisos y no invasivos de los órganos internos humanos son importantes para el diagnóstico médico, el tratamiento y el seguimiento de la retroalimentación. El ganador del Premio Nobel de Medicina o Fisiología de este año ha realizado inventos revolucionarios al utilizar vibraciones magnéticas para obtener imágenes de diferentes estructuras. Estos inventos promovieron el desarrollo de la tecnología moderna de imágenes por resonancia magnética (MRI) y supusieron un gran avance en el diagnóstico y la investigación médicos.
El núcleo atómico gira en un fuerte campo magnético, y su frecuencia está determinada por la fuerza del campo magnético. Si absorben ondas electromagnéticas de la misma frecuencia, la energía aumenta (***vibración). Cuando el núcleo vuelve a su nivel de energía original, debe emitir ondas electromagnéticas. Estos descubrimientos condujeron al Premio Nobel de Física de 1952. Durante las siguientes décadas, las vibraciones magnéticas se utilizaron principalmente para estudiar la estructura química de la materia. A principios de la década de 1970, el premio Nobel de este año hizo contribuciones pioneras que condujeron al uso posterior de la resonancia magnética en imágenes médicas.
La imagen por vibración magnética, también conocida como resonancia magnética, se ha convertido en un método rutinario de diagnóstico médico. La resonancia magnética a menudo supera a otras técnicas de imagen, mejorando enormemente el diagnóstico de una variedad de enfermedades.
La resonancia magnética elimina la necesidad de realizar múltiples pruebas invasivas, lo que reduce el riesgo y las molestias para muchos pacientes.
Núcleos de hidrógeno
El agua constituye dos tercios de la masa del cuerpo humano, y este alto contenido de agua explica por qué las imágenes por vibración magnética se utilizan tan ampliamente en medicina. Los diferentes tejidos y órganos tienen diferentes contenidos de agua. En muchas enfermedades, los procesos patológicos provocan cambios en el contenido de agua, que se reflejan en la resonancia magnética.
Las moléculas de agua están compuestas por átomos de hidrógeno y átomos de oxígeno. La energía de un átomo de hidrógeno actúa como una brújula sutil. Cuando el cuerpo humano se somete a un fuerte campo magnético, se organizan núcleos de hidrógeno, como "ponerse firmes" en el entrenamiento militar. Cuando se inyecta un pulso de onda electromagnética, la distribución de energía del núcleo cambia. Después del pulso, el núcleo atómico emitirá ondas de vibración *** y volverá a su estado anterior.
Se detectan pequeñas diferencias en las vibraciones de los núcleos atómicos. Mediante un procesamiento informático avanzado, se puede construir una imagen tridimensional que refleje la estructura química del tejido, incluidas las diferencias en el contenido de agua y el movimiento de las moléculas de agua. Esto produce imágenes muy detalladas de tejidos y órganos humanos dentro del área que se examina. De esta manera se pueden documentar cambios patológicos. El Premio Nobel de Medicina o Fisiología de este año honra las contribuciones clave al desarrollo de aplicaciones de importante importancia médica. A principios de la década de 1970, hicieron inventos revolucionarios y desarrollaron técnicas de obtención de imágenes para diferentes estructuras. Estos descubrimientos sentaron las bases para el desarrollo de las vibraciones magnéticas como un método de obtención de imágenes útil.
Paul Lauterber descubrió que la introducción de gradientes de campo magnético hacía posible obtener imágenes bidimensionales de estructuras que no se podían lograr con otros métodos. En 1973, describió cómo la adición de un campo magnético gradiente al campo magnético principal hizo posible obtener imágenes de secciones transversales de tuberías, que mostraban agua corriente rodeada de agua pesada. Ningún otro método de obtención de imágenes puede distinguir entre agua corriente y agua pesada.
Peter Mansfield utilizó gradientes de campo magnético para mostrar con mayor precisión las diferencias en las vibraciones sexuales. Muestra cómo analizar rápida y eficientemente las señales detectadas y convertirlas en imágenes. Este es un paso crítico para lograr un enfoque práctico. Mansfield también demostró cómo se pueden lograr imágenes extremadamente rápidas mediante cambios de gradiente extremadamente rápidos (exploración ecoplanar). Diez años después, la tecnología empezó a utilizarse en la práctica clínica. Las aplicaciones médicas de las imágenes por vibración magnética están creciendo rápidamente. A principios de la década de 1980, se empezó a utilizar el primer equipo sanitario de resonancia magnética. En 2002, había aproximadamente 22.000 máquinas de resonancia magnética en todo el mundo y se realizaron más de 60 millones de exámenes de resonancia magnética.
Se entiende que la mayor ventaja de la resonancia magnética es que es inofensiva. Este método no utiliza radiación ionizante, a diferencia de la detección mediante rayos X ordinarios (Premio Nobel de Física 1901) o tomografía computarizada de rayos X (Premio Nobel de Medicina y Fisiología 1979). Sin embargo, los pacientes con metales magnéticos o marcapasos no pueden ser detectados mediante resonancia magnética debido a los efectos de campos magnéticos fuertes (interferencias), y los pacientes con claustrofobia pueden tener dificultades para utilizar la resonancia magnética. Hoy en día, la resonancia magnética se puede utilizar para examinar casi todos los órganos del cuerpo humano. Esta tecnología es particularmente importante para obtener imágenes detalladas del cerebro y la médula espinal. Casi todas las enfermedades cerebrales provocan cambios en el volumen de agua, como se refleja en las resonancias magnéticas. Siempre que la diferencia en el volumen de agua sea inferior a 1, es suficiente para detectar cambios patológicos. Para los pacientes con esclerosis múltiple, la resonancia magnética es útil para el diagnóstico de la enfermedad y la retroalimentación del seguimiento. Los síntomas de la esclerosis múltiple son causados por una inflamación localizada del cerebro y la médula espinal. Con la resonancia magnética se puede determinar la ubicación, intensidad y eficacia de la inflamación en el sistema nervioso.
Otro ejemplo es el dolor lumbar crónico, que no sólo causa dolor a los pacientes sino que también causa pérdidas a la sociedad. En este caso, es importante poder diferenciar entre dolor muscular y dolor causado por la compresión de los nervios y la médula espinal, y la resonancia magnética puede reemplazar un método que antes molestaba a los pacientes. Con una resonancia magnética, se puede ver de un vistazo si una hernia de disco está comprimiendo un nervio, lo que permite tomar una decisión sobre si es necesaria la cirugía. Debido a que la resonancia magnética puede proporcionar imágenes tridimensionales detalladas, se puede obtener información precisa sobre la ubicación de la lesión. Esta información es muy importante antes de la cirugía. Por ejemplo, en algunas microcirugías cerebrales, los cirujanos pueden realizar el procedimiento guiados por imágenes de resonancia magnética. Las imágenes son lo suficientemente detalladas como para permitir que se coloquen electrodos en los centros del cerebro para tratar el dolor intenso o los trastornos del movimiento de la enfermedad de Parkinson.
Las pruebas de resonancia magnética son muy importantes para el diagnóstico, tratamiento y seguimiento del cáncer. Las imágenes pueden mostrar con precisión los límites del tumor, lo que permite una cirugía y radioterapia más precisas. Antes de la cirugía, es importante saber si el tumor ha invadido el tejido circundante. La resonancia magnética puede ayudar a mejorar los procedimientos quirúrgicos al distinguir el tejido con mayor precisión que otros métodos.
La resonancia magnética también puede mejorar la precisión a la hora de determinar la estadificación del tumor, lo cual es importante a la hora de seleccionar tratamientos. Por ejemplo, la resonancia magnética puede determinar qué tan profundamente ha invadido el tejido el cáncer de colon y si los ganglios linfáticos del área están infectados. La resonancia magnética puede reemplazar las pruebas invasivas anteriores, reduciendo así el sufrimiento del paciente. Un ejemplo es el uso de un endoscopio inyectado con medio de contraste para exámenes del páncreas y de las vías biliares. Esto puede provocar complicaciones graves en algunos casos. Hoy en día, la resonancia magnética puede proporcionar la información correspondiente.
La artroscopia de diagnóstico (la inserción de instrumentos ópticos en la articulación) puede ser reemplazada por una resonancia magnética, que proporciona un examen detallado del cartílago de la rodilla y los ligamentos cruzados. Como la resonancia magnética no es invasiva, se elimina el riesgo de infección.