thumb|Secciones secuenciales de una resonancia del encéfalo, mostrando concurrentemente cortes a través de los planos transverso, sagital y coronal (izquierda a derecha) thumb|Imagen combinada IRM / PET de una cabeza humana. thumb|right|Imágenes de una cabeza humana obtenidas por resonancia magnética (vista sagital).
Una imagen por resonancia magnética (IRM), también conocida como tomografía por resonancia magnética (TRM) o imagen por resonancia magnética nuclear (IRMN), es una técnica no invasiva que utiliza el fenómeno de la resonancia magnética nuclear para obtener información sobre la estructura y composición del cuerpo a analizar. Esta información es procesada por ordenadores y transformada en imágenes del interior de lo que se ha analizado.
Es usada principalmente en medicina para observar alteraciones en los tejidos y detectar cáncer y otras patologías. También es utilizada industrialmente para analizar la estructura de materiales tanto orgánicos como inorgánicos.
Aplicaciones clínicas
Mama El protocolo de resonancia magnética abreviada (AB-MRI) ha emergido como una alternativa de alta sensibilidad para el cribado en mujeres con tejido mamario denso y riesgo intermedio. El ensayo clínico aleatorizado EA1141 demostró que la AB-MRI permite reducir el tiempo de adquisición a menos de 10 minutos, detectando significativamente más lesiones malignas que la tomosíntesis digital de mama.
La IRM no debe ser confundida con la espectroscopia de resonancia magnética nuclear, una técnica usada en química que utiliza el mismo principio de la resonancia magnética para obtener información sobre la composición de los materiales.
A diferencia de la tomografía axial computarizada (TAC), no usa radiación ionizante, sino campos magnéticos para alinear la magnetización nuclear de (habitualmente) núcleos de hidrógeno del agua en el cuerpo. Estos núcleos resuenan a una frecuencia proporcional al campo magnético ejercido de forma que se puede aplicar un campos de radiofrecuencia (RF) para alterar sistemáticamente el alineamiento de los espines de esa magnetización, causando que los núcleos de hidrógeno produzcan un campo magnético rotacional detectable por el escáner. Esa señal puede ser manipulada con campos magnéticos adicionales y así construir con más información imágenes del cuerpo.
Historia En 1952, Herman Carr produjo una imagen de resonancia magnética de una sola dimensión como se informa en su tesis de doctorado de Harvard. En la Unión Soviética, Vladislav Ivanov presentó (en 1960) un documento al Comité Estatal de la URSS de Invenciones y Descubrimientos en Leningrado para un dispositivo de imagen de resonancia magnética, aunque no fue aprobado hasta 1970.
El fenómeno de «resonancia magnética nuclear» (RMN) fue descubierto en 1946 de manera independiente por Felix Bloch en Stanford y por Edward Mills Purcell en Harvard, ambos científicos fueron galardonados con el Premio Nobel de Física en 1952. En 1949 Erwin Hahn, físico americano, descubrió el fenómeno eco de espín en resonancia magnética. Posteriormente, en 1960 Richar Ernest y Weston Anderson, aplicando transformadas de Fourier lograron aumentar la velocidad de obtención de escáneres de resonancia magnética nuclear utilizando diversos radios cortos de pulsos. Este hallazgo logró mejorar la sensibilidad y resolución de RMN, e hizo que tanto la espectropía de RMN y la IRM pudiesen ser realmente prácticos y comercialmente factibles.
En 1971, Godfrey Hounsfield revolucionó la medicina con la creación del primer tomógrafo. Su invento lo hizo merecedor del premio Nobel de Fisiología en 1979 y es considerado por muchos como uno de los inventos más importantes del . En 1972 Paul C. Lauterbur descubrió la posibilidad de crear imágenes en dos dimensiones introduciendo gradientes a campos magnéticos. Analizando las características de las transmisiones de las ondas de radio podía determinar su origen. Este hecho hizo posible que se pudiesen construir imágenes en dos dimensiones que no podían ser visualizados de otra manera. Ese mismo año Peter Mansfield continuó la investigación y desarrollo de la utilización de gradientes en campos magnéticos. Demostró, que las señales podían ser analizadas matemáticamente, lo cual hizo posible desarrollar una técnica de imagen útil. Además, Mansfield demostró lo extremadamente rápido que era las técnicas de imagen. Esto se convirtió técnicamente posible una década más tarde. En 1976 Peter Mansfield tomó la primera imagen de resonancia magnética de un dedo amputado. Tanto Paul C. Lauterbur como Peter Mansfield recibieron el premio Nobel en Fisiología y Medicina en 2003.
En 1990 Seiji Ogawa utilizó el contraste dependiente del nivel de O2 en la sangre. Hoy en día las imágenes por resonancia magnética son utilizadas mundialmente en el campo de la medicina para el diagnóstico, seguimiento y para poder determinar el tratamiento de enfermedades.
Funcionamiento thumb|180px|Esquema de una unidad de IRM de imán superconductor thumb|180px|Equipo de IRM Los equipos de IRM son máquinas con muchos componentes que se integran con gran precisión para obtener información sobre la distribución de los átomos en el cuerpo humano utilizando el fenómeno de RM. El elemento principal del equipo es un imán capaz de generar un campo magnético constante de gran intensidad. Actualmente, mientras que la mayoría de los sistemas opera a 0,5 a 1,5 teslas, los sistemas comerciales disponibles están entre 0,2 T - 7 T. La mayoría de los imanes clínicos son superconductores que requieren helio líquido. Intensidades de campo más bajas se pueden lograr con imanes permanentes, utilizados a menudo en escáneres «abiertos» de resonancia magnética para pacientes claustrofóbicos.
El campo magnético constante se encarga de alinear los momentos magnéticos de los núcleos atómicos básicamente en dos direcciones, paralela (los vectores apuntan en el mismo sentido) y anti-paralela (apuntan en sentidos opuestos).En realidad solo los núcleos con espines 1/2, como el de hidrógeno, tienen dos estados posibles. Núcleos con mayor espín pueden tener alinearse en cuatro o más estados diferentes bajo la influencia de un campo magnético La intensidad del campo y el momento magnético del núcleo determinan la frecuencia de resonancia de los núcleos, así como la proporción de núcleos que se encuentran en cada uno de los dos estados.
Esta proporción está gobernada por las leyes de la estadística de Maxwell-Boltzmann que, para un átomo de hidrógeno y un campo magnético de 1,5 teslas a temperatura ambiente, dicen que apenas un núcleo por cada millón se orientará paralelamente, mientras que el resto se repartirán equitativamente entre ambos estados, ya que la energía térmica de cada núcleo es mucho mayor que la diferencia de energía entre ambos estados. La enorme cantidad de núcleos presente en un pequeño volumen hace que esta pequeña diferencia estadística sea suficiente como para ser detectada.
El siguiente paso consiste en emitir la radiación electromagnética a una determinada frecuencia de resonancia (Pulso de radiofrecuencia o pulso RF). Debido al estado de los núcleos, algunos de los que se encuentran en el estado paralelo o de baja energía cambiarán al estado antiparalelo o de alta energía y, al cabo de un corto periodo, retornarán a su estado paralelo de baja energía previo, perdiendo (en forma de fotones) la energía que habían ganado. Estos fotones podrán ser detectados usando el instrumental adecuado. Como el rango de frecuencias es el de las radiofrecuencias para los imanes citados, el instrumental suele consistir en una bobina que hace las veces de antena, receptora y transmisora, un amplificador y un sintetizador de RF.
Debido a que el imán principal genera un campo constante, todos los núcleos que posean el mismo momento magnético (por ejemplo, todos los núcleos de hidrógeno) tendrán la misma frecuencia de resonancia. Esto significa que una señal que ocasione una RM en estas condiciones podrá ser detectada, pero con el mismo valor desde todas las partes del cuerpo, de manera que no existe información espacial o información de dónde se produce la resonancia. Para resolver este problema se añaden las llamadas bobinas de gradiente. Cada una de las bobinas genera un campo magnético de una cierta intensidad con una frecuencia controlada (por ejemplo en una parte del cuerpo se genera un campo magnético de 0,5 T, en otra parte 1 T, en otra parte 1,5 T, etc.). Estos campos magnéticos alteran el campo magnético ya presente y, por tanto, la frecuencia de resonancia de los núcleos. Utilizando tres bobinas ortogonales es posible asignarle a cada región del espacio (en este caso región del cuerpo humano) una frecuencia de resonancia diferente, de manera que cuando se produzca una resonancia a una frecuencia determinada será posible determinar la región del espacio de la que proviene.
En vez de aplicar tres gradientes diferentes que establezcan una relación única entre frecuencia de resonancia y punto del espacio, es posible utilizar diferentes frecuencias para las bobinas de gradiente, de manera que la información queda codificada en espacio de fases (se pueden ver imágenes en cortes sagitales, coronales y axiales). Esta información puede ser transformada en posiciones espaciales utilizando la transformada de Fourier discreta.
Riesgos para la salud
Debido a la complejidad de un equipo de IRM, existen muy diversas maneras en las que este puede afectar a la salud de una persona.
Riesgos asociados al uso de contrastes
En algunos estudios de resonancia magnética, para lograr una mejor calidad de imagen, se inyecta al paciente una sustancia conocida como medio de contraste basado en gadolinio. Estos productos son muy tóxicos en estado libre por lo que previamente son tratados para que puedan ser eliminados por el organismo. Recientes investigaciones han demostrado que existen enfermedades muy graves causadas por el uso de gadolinio. Actualmente se sabe que es muy peligroso inyectar gadolinio a personas con insuficiencia renal y los nuevos estudios sugieren que también existe un riesgo muy importante en personas con salud normal, pues se han encontrado acumulaciones de gadolinio en los tejidos de personas sin insuficiencia renal. Es muy importante que el profesional estudie cuidadosamente el estado del paciente antes de proceder a la administración del fármaco y debe valorarse siempre el riesgo y el beneficio, también es fundamental que el paciente sea detalladamente informado antes de la inyección para que pueda tomar la decisión de aceptar o rechazar el fármaco, teniendo presente el peligro al que se somete. En caso de decidir administrar debe tenerse especial cuidado con las dosis y el tipo de medio de contraste de gadolinio usado, procurando emplear las variantes más estables y las dosis más bajas posibles. Las enfermedades provocadas por la administración de gadolinio pueden aparecer semanas, meses o incluso años después de haber recibido la sustancia. Se estima que existen muchas personas que sufren las graves secuelas y desconocen que la causa está en la administración negligente de gadolinio.
Riesgos inmediatos evitables Son riesgos derivados de la introducción de un objeto o material en la sala donde se encuentra el equipo que interaccione de alguna manera con este. Estos riesgos son evitables en la mayor, si no en la totalidad, de los casos, si el personal que maneja el equipo tiene una formación apropiada y la información sobre el paciente es completa.
La mayor parte de efectos negativos que puede tener sobre la salud un examen de RM provienen de los efectos directos que el campo electromagnético puede ejercer sobre materiales conductores de la electricidad o ferromagnéticos o sobre dispositivos electrónicos.