211service.com
Resonancia magnética portátil y económica
Los investigadores han ideado una nueva técnica para la obtención de imágenes por resonancia magnética (IRM) que es mucho más barata y portátil que la tecnología actual. Aunque no es factible para muchas aplicaciones médicas tradicionales, el dispositivo podría ser útil, dicen, en los campos de la biotecnología, la geología y la industria, donde los imanes de alta potencia son demasiado costosos o las muestras contienen propiedades magnéticas que interfieren con campos magnéticos altos.
Un nuevo método de resonancia magnética utiliza imanes y láseres de baja potencia. Primero, los átomos de una muestra están expuestos a un campo magnético variable que los alinea en diferentes direcciones. Luego, una vez que los átomos se concentran en una cámara de detección, su posición original se puede determinar por su alineación. Una luz láser que brilla a través de un gas polarizado lee las señales magnéticas de la muestra, que se puede reconstruir como una imagen. (Crédito: Shoujun Xu, UC Berkeley)
Los escáneres de resonancia magnética crean imágenes de las estructuras internas de los tejidos vivos, el flujo de fluidos a través de las tuberías o la estructura de objetos como rocas y fósiles. El principal inconveniente de la resonancia magnética es que requiere poderosos campos magnéticos generados por imanes superconductores para producir señales detectables, lo que la convierte en una tecnología costosa y difícil de manejar.
Un dispositivo de resonancia magnética nuevo y radicalmente diferente, desarrollado en los laboratorios de Alexander Pines y Dmitry Budker en la Universidad de California, Berkeley, podría resolver esos problemas. Se basa en imanes de baja potencia y cuesta solo unos pocos miles de dólares. El equipo finalmente espera minimizar la configuración actual y, por lo tanto, crear un dispositivo portátil que funcione con baterías que se pueda usar en cualquier lugar.
Tanto este grupo como otras personas miran a su alrededor y dicen, olvidemos la forma típica en que hacemos la resonancia magnética, dice Andrew Webb , especialista en resonancia magnética en Penn State University. Este enfoque ofrece una forma completamente diferente de detectar esta señal de resonancia magnética, dice.
En los escáneres de resonancia magnética tradicionales, un campo magnético fuerte y uniforme fuerza a algunos de los átomos de hidrógeno dentro de un paciente o muestra a girar en la misma dirección. Un pulso de radiofrecuencia hace que los átomos de hidrógeno alineados cambien de dirección y entren en un estado de alta energía. Cuando termina el pulso, estos átomos se realinean gradualmente mientras emiten energía. Una bobina magnética en la máquina de resonancia magnética puede detectar esta energía, que se utiliza para crear la imagen.
El nuevo dispositivo, llamado magnetómetro atómico óptico, está diseñado para obtener imágenes de fluidos como gases y agua. El material de muestra se polariza primero con un imán. Luego se expone a un campo magnético variable, en el que cada átomo de la muestra recibe un nivel diferente de magnetismo, lo que le da un giro diferente.
Luego, la muestra se mueve a una cámara de detección. Sin embargo, a diferencia de la resonancia magnética tradicional, donde la información estructural se detecta mediante una bobina magnética, el laboratorio de Budker desarrolló una forma de detectar la señal de resonancia magnética utilizando luz. Una celda de vidrio cerca de la cámara está llena de átomos de rubidio, que son muy sensibles a los cambios en los campos magnéticos y pueden detectar señales magnéticas de la muestra. Cuando una luz láser sondea los átomos de rubidio, cambian la polarización de la luz láser de acuerdo con la fuerza de los campos magnéticos que detectan. A continuación, las señales se pueden reconstruir en una imagen. (El mes pasado se publicó una descripción del dispositivo y los resultados preliminares en el Procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias. )
El aspecto más interesante del estudio es que combina dos tecnologías que son jóvenes y que podrían mejorarse aún más, dice Michael Romalis , físico de la Universidad de Princeton que está desarrollando técnicas de resonancia magnética similares. Con estas dos tecnologías, puede hacer un sistema bastante simple y económico, dice.
Aunque proporciona una solución creativa a algunos problemas de imagen, el método probablemente no sea adecuado para un uso médico generalizado en este momento. Debido a que se basa en acceder a los fluidos de los que se obtienen imágenes, la aplicación médica más factible sería obtener imágenes de los pulmones con un gas polarizado, dice Shoujun Xu, miembro del laboratorio de Pines.
En cambio, los geólogos podrían usarlo en el laboratorio para estudiar muestras de rocas porosas llenas de líquido, que a menudo contienen impurezas magnéticas que interfieren con los imanes de alta potencia. Y con más mejoras, la industria del petróleo podría usarlo algún día para estudiar materiales porosos como campos petrolíferos y rocas de yacimientos, que también tienen impurezas magnéticas.
Los investigadores también anticipan la aplicación de la técnica en microfluidos, que utiliza tecnologías de laboratorio en un chip a pequeña escala para estudiar procesos biológicos, detectar nuevos medicamentos y probar los niveles de toxicidad en el agua. Actualmente, los chips deben fabricarse especialmente para su uso en campos magnéticos de alta potencia con el fin de monitorear fluidos y reacciones químicas con MRI.