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Oersted: Relación entre la electricidad y magnetismo
Hans Christian Oersted (1777-1851 químico y físico danés)
En una demostración adjuntó una pila eléctrica a un cable conductor que se encontraba cerca de una brújula observando que la aguja se movía en dirección al cable, descubriendo LA RELACIÓN ENTRE LA ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO. -
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RESONANCIA MAGNETICA(RM) es una técnica que utiliza un campo magnético y ondas de radio para crear imágenes detalladas de los órganos y tejidos del cuerpo.
La mayoría de las máquinas de RM son grandes imanes con forma de tubo. Cuando te recuestas dentro de una máquina de RM, el campo magnético realinea temporalmente los átomos de hidrógeno en tu cuerpo. Las ondas de radio hacen que los átomos alineados produzcan señales muy débiles, que se usan para crear imágenes transversales de resonancia magnética,. La máquina de RM a también puede usarse para producir imágenes tridimensionales que pueden verse desde diferentes ángulos. -
Fourier: Propagacion del calor
Jean Baptiste Joseph Fourier (1768-1830 fue ingeniero y matemático frances) matemático francés. Inició sus estudios sobre la propagación del calor que condujeron a la publicación de su obra cumbreen 1822: “Théorie analytique de la chaleur”. En esta obra, Fourier estudió la ecuación diferencial del flujo de calor y como parte de ello, intentó demostrar que cualquier función diferenciable puede ser expandida en una serie trigonométrica. -
Faraday: Inducción Electromagnetica
Michael Faraday (1791-1867, un químico y físico prácticamente autodidacta) estudió las leyes del magnetismo y logró inducir electricidad en un conductor haciendo pasar corriente por un conductor cercano, fenómeno conocido como inducción electromagnética, mostrando además cómo un imán podía inducir corriente en un conductor. -
Hombres que le dio vida a la electricidad y electromagnetismo
Benjamín Franklin (1706-1790) con sus investigaciones primigenias de electricidad
Charles Coulomb (1736-1806) con el estudio de las fuerzas electrostáticas
Alessandro Volta (1745-1827) con su invención de la batería
Luigi Galvani (1737-1798) con sus estudios de la relación entre actividad muscular y electricidad;
Thomas Edison (1847-1931) con sus avances hacia el tendido eléctrico y la invención del bulbo eléctrico
GeorgS. Ohm (1787-1854) con sus estudios de la resistencia eléctrica -
Hombres que le dio vida a la electricidad y electromagnetismo II
G.R. Kirchhoff (1824-1887) con sus leyes de conducción en los circuitos H.K. Onnes (1853-1926) con el descubrimiento de la super conducción
Nikola Tesla(1856-1943) con sus trabajos en ondas electromagnética
Edwin.H. Hall (1855-1938) con sus experimentos de campo eléctrico
Heinrich Hertz (1857-1894) y James C. Maxwell (1831-1879) y sus trabajos en ondas electromagnéticas
Joseph Henry (1797-1878) con sus trabajos en inducción magnética; Pierre E Weiss con sus trabajos en ferromagnetismo -
Pauli: “El Spin del Electrón”
Wolfganf Pauli (1900-1930) gran físico austriaco,
profesor de la Universidad de Hamburgo).demostró que muchas de las características de la estructura hiperfina de los espectros atómicos se podían explicar si los núcleos atómicos presentaban también spin y su respectivo momento magnético. -
Stern Y Gerlach: Separación de Haces de Átomos.
Otto Stern (1888-1969) y Walther Gerlach (1889-1979), que consiste en la separación de haces de átomos en un campo magnético no homogéneo de acuerdo a la orientación del momento magnético de sus electrones desapareados, confirmaron dicha proposición y calcularon valores aproximados para el momento magnético del protón -
Gorter: Intento de medir el spin del protón
Cornelius Jacobo Gorter (1907-1980), físico alemán, intentó medir la resonancia magnética de núcleos de 1H y 7Li en cristales de K[Al(SO4)2]12H2O (alumbre potásico) y LiF respectivamente, sin éxito. Hoy se sabe que efectivamente LiF posee una relajación longitudinal anormalmente lenta, lo que implica tiempos anormalmente elevados para medir su resonancia magnética nuclear. -
Visita Fructifera entre Gorter y Rabi
Gorter le sugirió a Rabi en vez de cambiar el estado Zeeman de las partículas pasando un haz a través de un campo estático pobremente definido,Isidor Isaac Rabi (1898-1988 físico estadounidense)
En 1938, Rabi et al publicaron sus resultados exitosos en el artículo “A new method of measuring nuclear moment”, denominando a la resonancia nuclear magnética, espectroscopia por radiofrecuencia.Isidor I. Rabi, recibió en 1944 el premio Nobel de Física por este importante avance. -
Retomaron la investigación Luis W Alvarez y Félix Bloch de medir Resonancia Magnetica.
Varios grupos investigaron independientemente y lo consiguieron de forma diferente. el grupo de Bloch diseñó un experimento diferente en el que la detección de la señal se realizaba a través de la fuerza electromotriz inducida por la precesión de los núcleos en una bobina receptora. El grupo de Bloch llamó a este método inducción nuclear. -
E.L. Hahn: La físico-química y el fantasma de Fourier
El siguiente avance se le debe a E. L. Hahn en
1949(20) quien siguió la idea de Bloch, de producir una
corta excitación mediante un pulso de radiofrecuencia,
induciendo una señal hoy conocida como FID (Free
Induction Decay), base de las secuencias usadas
actualmente. -
Acoplamiento escalar spin-spin: RM química.
En 1950, HS Gutowsky y CJ Hoffman descubrieron la naturaleza química asociada al desplazamiento químico, describiendo el fenómeno conocido como acoplamiento escalar spin-spin, que ocurre cuando dos grupos de protones no equivalentes producen desdoblamiento mutuo de sus señales, de gran utilidad analítica en RM química. -
LA ERA MEDICA: Odeblad y Lindstrom
Erick Odeblad, el primero médico y fisiólogo suizo, muy reconocido por sus estudios de las propiedades físico-químicas e inmunológicas del moco cervical. Ambos, en 1955 obtuvieron espectros del protón de eritrocitos, músculo e hígado de ratas y fluidos humanos. -
Las diferencias en los espectros de resonancia de los electrones
Entre 1963 y 1971 Mallard en conjunto con P.D. Cook primero, con M. Kent después y luego con J.Hutchison mostraron las diferencias en los espectros de resonancia de los electrones (electrón spin resonance) entre tumores de hígado y riñón y fallaron al intentar obtener señales de un ratón vivo. -
Spin difussion meassurements
Spin echoes in the presence of a time-dependent field gradient” de
E. O. Stejskal y J. E. Tanner(24) donde se establece la secuencia básica de las señales de difusión del protón, hoy de gran interés en RM médica. -
La espectroscopía por RM
Una nueva técnica de transformada de Fourier a la espectroscopía por RM. Utilizando la FID de Hahn, aumentando la razón señal/ruido además de abrir las puertas al análisis computacional de las señales, reduciendo significativamente el tiempo de registro. -
Ernst: contribución al avance de la espectroscopía por RM.
El físico-químico suizo Richard R. Ernst fue distinguido con el premio Nobel de Química de 1991 por su gran contribución al avance de la espectroscopía por RM. El trabajo de Ernst, pone de relevancia la importancia del trabajo de Fourier y,sin duda repercute en todo el desarrollo posterior de la técnica, no sólo en la química, donde permaneció muchos años y sigue desarrollándose, sino también en la medicina. -
Las medidas de resonancia: Spin-Eco
En 1971, apareció en escena Raymond V Damadian con un trabajo hoy clásico y que, como se refleja en los trabajos posteriores de Mallard y de Hollis,fue un aporte desafiante que estimuló el desarrollo posterior de la RM. Aquí Damadian propone: “Las medidas de resonancia spin-eco pueden ser usadas como un método para discriminar entre tumores malignos y tejido normal” El encontró diferencias en T1 y T2 entre seis muestras de tejidos normales y dos tumores sólidos del hígado y el riñon de la rata. -
Diferencia entre tejidos cancerosos y normales
Después de 1971, influenciado por el trabajo de Damadian, Mallard exploró las diferencias de resonancia del protón entre tejidos cancerosos y normales encontrando resultados menos claros que los que reportó Damadian en 1971, explicando que gran parte de las diferencias en T1 eran dadas por la presencia de agua en estos tejidos -
ZEUGMATOGRAFIA:El avance fundamental para la medicina
Codifico espacialmente la señal mediante la aplicación de gradientes magnéticos y después reconstruir la imagen en forma similar a la tc. Agregando campos magnéticos adicionales al campo principal y obteniendo un conjunto de proyecciones de la distribución de la señal de 2 tubos de prueba conteniendo agua normal dentro de un contenedor,se podía reconstruir una imagen por medio de retroproyección filtrada. ZEUGMATOGRAFIA refiriéndose a la unión de un campo magnético con la radiofrecuencia -
El concepto del espacio-K Y secuencias EPI,
Peter Mansfield, físico inglés, descubrió el uso de gradientes de campo magnético producía señales que podrían ser analizadas para proveer la información espacial, incluyendo una descripción matemática de la transformación de una señal temporal a la representación espacial, introduciendo el concepto del espacio-K. Posteriormente siguió trabajando en la selección del corte y en 1976 propuso las secuencias EPI (eco-planar imaging), o como llenar el espacioK en forma rapidísima, en un solo disparo. -
El indomable: Primer tomografo de RM,
Damadian,médico estadounidense apodó al método analítico para diferenciar los valores de relajación “FONAR” (field focused nuclear magnetic resonance). Sus resultados los corroboró con tejido humano en 1974. Siguió trabajando con su equipo construyendo el primer tomógrafo de RM de cuerpo entero que llamaron “el indomable” , obteniendo la imagen de un tumor en una rata, publicada en la revista Science en 1976. -
Primera Imagen de resonancia magnetica, Un dedo
Peter Mansfield y Paul Lauterbur posteriormente siguieron contribuyendo al desarrollo de la RM, con gran número de artículos en la revista Physics in Medicine and Biology y en un artículo clásico, Mansfield y A.A. Maudsley en 1977 publicaron la primera imagen seccional de una región de la anatomía humana, un
dedo. P. Mansfield y P. Lauterbur fueron galardonados con el premio Nobel de Fisiología y Medicina de 2003 -
Imágenes RM está sustentada en la de la tomografía computada
En este punto es importante recordar que la reconstrucción de imágenes RM está sustentada en la de la tomografía computada, es decir en el trabajo fecundo de Johan Radon quien en 1917 demostró la posibilidad de reconstrucción tridimensional de un objeto a partir de un juego infinito de sus proyecciones y de Allan M. Cormack (premio Nobel 1979 por la tomografía computada), quien resolvió en 1963 y 1964, el problema de conocer el interior de una región a partir de conocer sus proyecciones -
Primer prototipo de tomógrafo por RM en el Hospital
Publicaron imágenes de RM de la muñeca, R. Damadian logró reconstruir la imagen del tórax y P. Mansfield desarrolló las secuencias EPI. R. C. Hawkes y Moore et al en 1980 obtuvieron
las primeras imágenes de la cabeza y en 1981 se instaló el primer prototipo de tomógrafo por RM en el Hospital Hammersmith de Londres, dando inicio a los estudios pioneros de Graeme M. Vides, Ian R. Young en el departamento dirigido por el profesor Robert E Steiner. -
La base de la formación actual de imágenes de RM
en este período también hay que destacar un avance extraordinariamente relevante, que es base de la tecnología actual: Anil Kumar, Dieter Welti y R. Ernst, publicaron el artículo
“NMR Fourier Zeugmatography” en donde sustituyen el algoritmo de retroproyección basado en la transformada de Radon-Fourier, por el uso de gradientes magnéticos codificadores y transformadas dobles de Fourier para reconstituir la imagen, lo que es la base de la formación actual de imágenes -
RM: se nutre de los logros de estos investigadores
La RM de hoy se nutre de los descubrimientos logrados por todos estos grandes investigadores: matemáticos, físicos, químicos, ingenieros y médicos, y probablemente lo seguirá haciendo, incorporando estos avances en las nuevas técnicas que se están desarrollando La RM la intrincada red de personajes que participaron y que, descubrimientos sin aparente relación en diferentes campos y sobre todo, se articulan hoy produciendo una revolución en el estudio y diagnóstico -
Avances de la Resonancia
La RM médica está demostrando una potencialidad insospechada de nuevos avances como la capacidad de realizar estudios funcionales, difusión, perfusión, tractografías, espectroresonancia,
e incluso es posible el desarrollo de estudios de resonancia de otros núcleos como 13C, 19F, 31P y 27Na, por lo que probablemente se encuentra hoy en los inicios de una historia que continuará revolucionando la medicina y en particular la imaginología.
