¿Cómo funciona la Resonancia Magnética? Te lo explicamos de forma sencilla

El Dr. Raymond Damadian, médico y científico, trabajó durante años tratando de inventar una máquina que pudiera escanear el cuerpo de forma no invasiva con el uso de imanes. Junto con algunos estudiantes de posgrado, construyó un imán superconductor y creó una bobina de cables de antena. El 3 de julio de 1977 se realizó la primera prueba de resonancia magnética en un ser humano. Le tomó casi cinco horas producir una imagen, y esa máquina original, llamada «Indomable», ahora es propiedad del Instituto Smithsoniano (Washington DC).

En sólo unas pocas décadas, el uso de escáneres de resonancia magnética ha crecido enormemente. Los médicos pueden ordenar una resonancia magnética para ayudar a diagnosticar esclerosis múltiple, tumores cerebrales, ligamentos desgarrados, tendinitis, cáncer y accidentes cerebrovasculares, por nombrar sólo algunos. Una resonancia magnética es la mejor manera de ver el interior del cuerpo humano sin abrirlo.

Los escáneres de resonancia magnética varían en tamaño y forma, y algunos modelos más nuevos tienen un mayor grado de apertura a los lados. Aun así, el diseño básico es el mismo, y el paciente es introducido dentro de un tubo de sólo 60 centímetros de diámetro. ¿Pero qué hay allí dentro?

El componente más grande e importante de un sistema de RM es el imán. Hay un tubo horizontal, el mismo en el que entra el paciente, que atraviesa el imán de adelante hacia atrás. Pero no es un imán cualquiera, sino uno capaz de producir un campo magnético grande y estable.

La fuerza de un imán en un equipo de resonancia magnética se clasifica utilizando una unidad de medida conocida como tesla. Otra unidad de medida comúnmente utilizada con imanes es el gauss (1 tesla = 10.000 gauss). Los imanes que se usan hoy en día en los equipos de resonancia magnética crean un campo magnético de 0,5 tesla a 2,0 tesla, o de 5.000 a 20.000 gauss. Si piensas que el campo magnético de la Tierra es de 0,5 gauss, puedes ver lo potentes que son estos imanes.

La mayoría de los equipos de resonancia magnética utilizan un imán superconductor, que consiste en muchas bobinas de alambre a través de las cuales pasa una corriente de electricidad, creando un campo magnético de hasta 2,0 teslas. Mantener un campo magnético tan grande requiere una gran cantidad de energía, lo cual se logra mediante la superconductividad, o reduciendo la resistencia en los cables a casi cero. Para hacer esto, los cables se bañan continuamente en helio líquido a -269,1º C. Este frío está aislado por un vacío.

Los equipos de resonancia magnética están evolucionando para que sean más amables con el paciente. Por ejemplo, muchas personas claustrofóbicas no pueden soportar lo estrecha que es la máquina, y el orificio a veces no permite la entrada a personas obesas. También se están desarrollando escáneres muy pequeños para obtener imágenes de partes específicas del cuerpo.

Se están realizando otros avances en el campo de la resonancia magnética. La resonancia magnética funcional, por ejemplo, crea mapas cerebrales de la actividad de las células nerviosas segundo a segundo y está ayudando a los investigadores a comprender mejor cómo funciona el cerebro. La angiografía por resonancia magnética crea imágenes del flujo de sangre, arterias y venas en prácticamente cualquier parte del cuerpo.

Otros dos imanes se utilizan en equipos de resonancia magnética en un grado mucho menor. Los imanes resistivos son estructuralmente como imanes superconductores, pero carecen de helio líquido. Esta diferencia supone que requieren una gran cantidad de electricidad, lo que hace que sea prohibitivo por su elevado coste operar por encima de 0,3 tesla. Los imanes permanentes tienen un campo magnético constante, pero son tan pesados que sería difícil construir uno que pudiera sostener un gran campo magnético.

También hay tres imanes de gradiente dentro de la máquina de resonancia magnética. Estos imanes tienen una fuerza mucho menor en comparación con el campo magnético principal; pueden variar en fuerza de 180 gauss a 270 gauss. Mientras que el imán principal crea un campo magnético intenso y estable alrededor del paciente, los imanes en gradiente crean un campo variable que permite escanear diferentes partes del cuerpo.

Otra parte del equipo de RM es un conjunto de bobinas que transmiten ondas de radiofrecuencia al cuerpo del paciente. Existen diferentes bobinas para diferentes partes del cuerpo: rodilla, hombro, muñeca, cabeza, cuello, etc. Estas bobinas generalmente se ajustan al contorno de la parte del cuerpo que se está fotografiando, o al menos se colocan muy cerca de él durante el examen. Otras partes de la máquina incluyen un sistema informático muy potente y una mesa para el paciente, que desliza al paciente dentro del hueco. Una vez que la parte del cuerpo que se va a escanear está en el centro exacto, o isocentro, del campo magnético, puede comenzar la exploración.

Cuando los pacientes se introducen en una máquina de resonancia magnética, llevan consigo los miles de millones de átomos que forman el cuerpo humano. Para los propósitos de una resonancia magnética sólo nos interesa el átomo de hidrógeno, que es abundante ya que el cuerpo está compuesto principalmente de agua y grasa. Estos átomos giran al azar, o precesan, en su eje. Todos los átomos van en varias direcciones, pero cuando se colocan en un campo magnético, los átomos se alinean en la dirección del campo.

Estos átomos de hidrógeno tienen un fuerte momento magnético, lo que significa que en un campo magnético se alinean en la dirección del campo. Dado que el campo magnético corre directamente por el centro de la máquina, los protones de hidrógeno se alinean para que apunten a los pies o la cabeza del paciente. Aproximadamente la mitad va en cada dirección, de modo que la gran mayoría de los protones se cancelan entre sí, es decir, por cada átomo alineado hacia los pies, uno está alineado hacia la cabeza. Sólo un par de protones de cada millón no se cancelan. Esto no parece mucho, pero la gran cantidad de átomos de hidrógeno en el cuerpo es suficiente para crear imágenes extremadamente detalladas. Son estos átomos inigualables los que nos interesan ahora.

Luego, la máquina de RM aplica un pulso de radiofrecuencia (RF) que es específico sólo para el hidrógeno. El sistema dirige el pulso hacia el área del cuerpo que queremos examinar. Cuando se aplica el pulso, los protones absorben la energía y giran nuevamente en una dirección diferente. Esta es la parte de «resonancia» de la resonancia magnética. El pulso de RF los obliga a girar a una frecuencia particular, en una dirección particular. La frecuencia específica de resonancia se llama frecuencia de Larmour y se calcula en función del tejido particular que está formando una imagen y la fuerza del campo magnético principal.

Aproximadamente al mismo tiempo, los tres imanes de gradiente se ponen en acción. Están dispuestos de tal manera dentro del imán principal que cuando se encienden y apagan rápidamente de una manera específica, alteran el campo magnético principal a nivel local. Lo que esto significa es que podemos elegir exactamente de qué área queremos una imagen; esta área se conoce como el «corte». Piensa en una barra de pan con rebanadas delgadas de unos pocos milímetros: las rebanadas en la resonancia magnética son así de precisas. Se pueden tomar cortes de cualquier parte del cuerpo en cualquier dirección, dando a los médicos una gran ventaja sobre cualquier otra modalidad de diagnóstico por imagen. Esto también significa que el paciente no tiene que moverse para que la máquina obtenga una imagen desde una dirección diferente: la máquina puede manipular todo con los imanes de gradiente.

La máquina hace una gran cantidad de ruido durante un escaneo, que suena como un martilleo rápido y continuo. Esto se debe a que el campo magnético principal se opone al aumento de la corriente eléctrica en los cables de los imanes de gradiente. Cuanto más fuerte es el campo principal, más fuerte es el ruido de gradiente. En la mayoría de los centros de diagnóstico por resonancia magnética puedes traer un reproductor de música para tapar este ruido, y a los pacientes les dan tapones para los oídos.

Cuando se apaga el pulso de RF, los protones de hidrógeno vuelven lentamente a su alineación natural dentro del campo magnético y liberan la energía absorbida por los pulsos de RF. Cuando hacen esto, emiten una señal que las bobinas recogen y envían al sistema informático. Pero ¿cómo se convierte esta señal en una imagen que significa algo?.

El escáner de RM puede detectar un punto muy pequeño dentro del cuerpo del paciente y preguntarle: «¿qué tipo de tejido es usted?». El sistema atraviesa el cuerpo del paciente punto por punto, construyendo un mapa de tipos de tejidos. Luego integra toda esta información para crear imágenes en 2D o modelos en 3D con una fórmula matemática conocida como la transformada de Fourier. La computadora recibe la señal de los protones giratorios como datos matemáticos. Los datos se convierten en una imagen. Esa es la parte de «imágenes» de la resonancia magnética.

El aparato de resonancia magnética utiliza contraste inyectable o colorantes para alterar el campo magnético local en el tejido que se examina. El tejido normal y anormal responden de manera diferente a esta ligera alteración, lo que nos da diferentes señales. Estas señales se transfieren a las imágenes. Un equipo de RM puede mostrar más de 250 tonos de gris para representar el tejido variable. Las imágenes permiten a los médicos visualizar diferentes tipos de anormalidades en los tejidos mejor de lo que podrían sin el contraste. Sabemos que cuando hacemos «A», el tejido normal se verá como «B»; si no lo hace, puede haber una anomalía.

Una radiografía es muy efectiva para mostrar a los médicos un hueso roto, pero si desean ver el tejido blando de un paciente, incluidos los órganos, los ligamentos y el sistema circulatorio, es probable que quieran una resonancia magnética. Y, como mencionamos antes, otra ventaja importante de la resonancia magnética es su capacidad para obtener imágenes en cualquier plano. La tomografía computerizada (CT), por ejemplo, está limitada a un plano, el plano axial (en la analogía de la barra de pan, el plano axial sería como se corta normalmente una barra de pan). Un sistema de RM puede en cambio crear imágenes axiales, así como imágenes sagitales (cortando el pan de lado a lado a lo largo) y coronal (piensa en las capas en un pastel de capas), o cualquier grado intermedio, sin que el paciente se mueva.

Pero para conseguir estas imágenes de alta calidad, el paciente no puede moverse. Las imágenes de resonancia magnética requieren que los pacientes permanezcan quietos durante 20 a 90 minutos o más. Incluso un movimiento muy leve de la parte que se escanea puede causar imágenes distorsionadas que deberán repetirse. Y este tipo de imágenes implican un alto coste. Los aparatos de resonancia magnética son muy caros y, por lo tanto, los exámenes también son muy caros.

¿Pero hay otros costes? ¿Qué pasa con la seguridad del paciente?

Tal vez te preocupa el impacto a largo plazo de tener todos sus átomos mezclados, pero una vez que estás fuera del campo magnético, tu cuerpo y tu química vuelven a la normalidad. No se conocen riesgos biológicos para los humanos por estar expuestos a campos magnéticos de la fuerza utilizada en las imágenes médicas en la actualidad. El hecho de que los sistemas de resonancia magnética no utilicen radiación ionizante, como lo hacen otros dispositivos de imágenes, es un consuelo para muchos pacientes, al igual que el hecho de que los materiales de contraste de resonancia magnética tienen una incidencia muy baja de efectos secundarios. La mayoría de los centros de diagnóstico prefieren no tomar imágenes de mujeres embarazadas, debido a la investigación limitada de los efectos biológicos de los campos magnéticos en un feto en desarrollo. La decisión de escanear o no a una embarazada se toma caso por caso acordándose entre el radiólogo de resonancia magnética y el obstetra de la paciente.

Sin embargo, la sala de resonancia magnética puede ser un lugar muy peligroso si no se observan precauciones estrictas. Se borrarán las tarjetas de crédito o cualquier otra cosa con codificación magnética. Los objetos metálicos pueden convertirse en proyectiles peligrosos si se llevan a la sala de exploración. Por ejemplo, clips de papel, bolígrafos, llaves, tijeras, joyas, estetoscopios y cualquier otro objeto pequeño pueden salir volando de los bolsillos y del cuerpo sin previo aviso, momento en el cual se dirigen hacia la abertura del imán a velocidades muy altas.

Los objetos grandes también representan un riesgo: cubos, aspiradoras, portasueros, camillas, monitores cardíacos e innumerables objetos han sido introducidos en los campos magnéticos de la resonancia magnética. En 2001, un niño que se sometió a un escaneo murió cuando un tanque de oxígeno fue introducido en el orificio magnético. Una vez, una pistola salió volando de la funda de un policía, la fuerza causó el disparo del arma. Nadie salió herido.

Para garantizar la seguridad, los pacientes y el personal de apoyo deben examinarse minuciosamente en busca de objetos metálicos antes de entrar a la sala de resonancia. Sin embargo, a menudo los pacientes tienen implantes dentro de su cuerpo que hacen que sea muy peligroso estar en presencia de un fuerte campo magnético. Éstos incluyen:

• Fragmentos metálicos en el ojo, que son muy peligrosos ya que mover estos fragmentos puede causar daño ocular o ceguera.
• Marcapasos, que pueden funcionar mal durante un escaneo o incluso cerca de la máquina.
• Los clips de aneurisma cerebral, que podrían desgarrar la misma arteria en la que se colocaron si el imán los mueve.
• Implantes dentales, si son magnéticos.
• La mayoría de los implantes quirúrgicos modernos, incluidas las grapas, las prótesis de articulaciones y los stents están hechos de materiales no magnéticos e, incluso si no lo están, pueden aprobarse para el escaneo. Pero infórmale a tu médico, ya que algunos pueden causar distorsiones en la imagen.

Antes de someterte a una resonancia magnética, un técnico te pedirá que te quites cualquier artículo de metal que estés usando, como joyas, gafas o hebillas de cinturón. Debes informarle también sobre cualquier implante médico que tengas. El potente campo magnético de la máquina de RM atrae metales ferríticos (que contienen hierro) y puede causar lesiones graves. Incluso en ausencia de lesiones, los objetos metálicos pueden distorsionar la imagen de RM y dificultar su lectura.

Los expertos en seguridad han autorizado algunos metales para su uso durante la RM:

Titanio

Los cirujanos ortopédicos prefieren los implantes de titanio por su resistencia y compatibilidad con los tejidos corporales. Las propiedades no magnéticas del titanio también lo hacen compatible para su uso con una resonancia magnética. Las prótesis de articulaciones, tornillos quirúrgicos, placas óseas y cajas de marcapasos llevan titanio. Además, los médicos pueden usar herramientas quirúrgicas de titanio en las salas de resonancia magnética.

Cobalto-Cromo

Aunque el cobalto tiene propiedades magnéticas, los implantes como los stents coronarios hechos de aleación de cobalto y cromo han demostrado ser seguros durante una resonancia magnética. La aleación también es segura para objetos más grandes, como prótesis de rodilla y cadera.

Cobre

Los investigadores han comprobado la seguridad en resonancia magnética de los dispositivos anticonceptivos intrauterinos (DIU). Algunos de estos dispositivos tienen una pequeña bobina de cobre. El campo magnético no mueve el DIU a intensidades de campo de hasta 3 teslas, ni el cobre se calienta. Algunos objetos metálicos se calientan durante una resonancia magnética, incluso si el campo magnético no los atrae. El cableado de cobre para marcapasos también ha demostrado ser seguro para una resonancia magnética.

Acero inoxidable

Algunas aleaciones de acero inoxidable tienen una reacción muy baja, o susceptibilidad, a los campos magnéticos. Están a la venta herramientas y accesorios de acero inoxidable que el personal puede usar de manera segura en la sala de resonancia magnética. Sin embargo, los artículos de acero inoxidable como los aparatos dentales pueden distorsionar las imágenes de resonancia magnética. Si el metal interfiere demasiado con la imagen de resonancia magnética, el médico puede recomendarte que lo retires si es posible.