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Una imagen más completa de sus pulmones
La resonancia magnética (MRI) puede crear imágenes detalladas de casi todos los tejidos del cuerpo, lo que permite a los médicos monitorear el flujo sanguíneo en el cerebro, trazar un mapa de los bordes de los tumores y encontrar discos espinales deslizados. Pero la resonancia magnética convencional, que toma imágenes de agua en el cuerpo, produce imágenes deficientes de los pulmones, que están llenos de aire, y proporciona una imagen incompleta de las funciones pulmonares. Ahora, los investigadores del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica en Cambridge, MA, han construido una máquina de resonancia magnética barata que utiliza un campo magnético débil para obtener imágenes de aspectos críticos de la fisiología pulmonar que son invisibles para las técnicas de imagen convencionales.
Resonancia magnética de pie: Un sistema de resonancia magnética económico para visualizar la función pulmonar utiliza piezas disponibles en cualquier ferretería. Los sujetos sentados y acostados dentro del escáner usan una antena hecha de un tubo de cartón, bobinas de alambre y una cubierta de goma. La disposición de alambres metálicos en forma de valla dirige un campo magnético débil hacia el sujeto. En la parte inferior está el científico visitante de Harvard, Matthew Rosen, quien construyó el sistema.
Dirigido por Matthew Rosen , científico visitante en el centro Harvard-Smithsonian, y Ronald Walsworth , profesor titular de física en Harvard, los investigadores construyeron un escáner de resonancia magnética que visualiza cómo fluye el gas a través de los pulmones y cuánto oxígeno se absorbe en el tejido pulmonar. Han utilizado el sistema para estudiar cómo la función pulmonar difiere cuando están acostados y sentados o de pie, y están planificando un estudio del asma junto con el Centro Martinos de Imágenes Biomédicas en Boston. El sistema aún no se ha utilizado para comparar pacientes sanos y enfermos. Si demuestra su valor en ensayos clínicos, los investigadores de Harvard creen que sería económico y lo suficientemente simple como para usarse en los consultorios de neumólogos.
La función pulmonar depende de la orientación del cuerpo, pero no ha sido posible estudiar esto antes porque la resonancia magnética convencional requeriría que los pacientes se acuesten boca arriba. (La PET se puede usar para observar algunos aspectos de la fisiología de los pulmones, pero brinda información limitada). Los síntomas del asma pueden exacerbarse cuando los pacientes se acuestan, por ejemplo. El sistema de Harvard permite obtener imágenes con el paciente en cualquier orientación, algo que nadie ha podido hacer jamás, dice Bastiaan Driehuys , profesor asistente en el Centro de Microscopía In Vivo de la Universidad de Duke.
El sistema abierto de resonancia magnética también puede permitir controlar la función pulmonar de los recién nacidos en cuidados intensivos sin sacarlos de sus incubadoras. Los investigadores han presentado una patente provisional para esta solicitud.
A diferencia de la resonancia magnética convencional, que visualiza los protones en las moléculas de agua, el sistema de resonancia magnética de Harvard monitorea el gas helio polarizado magnéticamente inhalado por los sujetos. La resonancia magnética convencional requiere un imán aproximadamente 150 veces más fuerte que el del sistema Harvard para alinear magnéticamente los protones dentro del cuerpo. Pero el helio utilizado en el sistema Harvard se alinea magnéticamente antes de que el paciente lo inhale, lo que permite utilizar un imán muy débil dentro del escáner.
Control de pulmón: Las imágenes de los pulmones de un sujeto sano tomadas con el sistema de resonancia magnética de Harvard muestran las concentraciones regionales de oxígeno cuando está acostado (izquierda) y sentado (derecha).
En el generador de imágenes de Rosen, el campo magnético es generado por dos bobinas montadas en lo que parecen dos enrejados de jardín de metal. Las rejillas de alambre y los anillos en estas estructuras dirigen el campo hacia una persona que yace, está de pie o sentada en el centro. (En las máquinas de resonancia magnética convencionales, un imán cilíndrico que rodea al paciente en decúbito supino produce el fuerte campo magnético). El sujeto usa una antena sobre su pecho que consiste en un tubo de cartón envuelto con una bobina de alambre y recubierto de goma. Después de inhalar una mezcla de helio polarizado y aire a través de un tubo, el sujeto debe quedarse quieto y contener la respiración durante 30 segundos mientras la antena capta el giro magnético del helio en los pulmones del sujeto. Rosen dice que la construcción del sistema costó menos de $ 100,000.
En su generador de imágenes, Rosen y Walsworth pueden ver la posición de los átomos de helio en los pulmones de un sujeto. Las moléculas de oxígeno influyen en el giro del helio polarizado, por lo que el sistema de Harvard también puede visualizar la concentración de oxígeno en los pulmones. Si es alto en una región del pulmón, el oxígeno no se absorbe bien y el sujeto puede tener una función pulmonar deficiente.
Hay varios otros grupos que utilizan gas polarizado para crear imágenes de resonancia magnética de los pulmones, dice Driehuys. Pero todos los demás grupos utilizan sistemas de resonancia magnética costosos y disponibles comercialmente. Lo que hace que el trabajo de Rosen y Walworth sea único, dice Driehuys, es que han construido su propio escáner de resonancia magnética económico y de bajo consumo.
Los investigadores de Harvard-Smithsonian ahora están adaptando su sistema para acortar el tiempo necesario para la obtención de imágenes. Tienes que quedarte quieto y contener la respiración, dice Rosen, lo que puede ser difícil para las personas con función pulmonar comprometida.