ANTECEDENTES HISTORICOS DE LA RESONANCIA MAGNETICA

1845Michael Faraday investiga las propiedades magnticas de la sangre seca.1936Linus Pauling y Charles D. Coryell descubren que el estado magntico de la hemoglobina cambia segn su estado de oxigenacin. Durante la dcada de 1930, Isidor Isaac Rabi y su grupo de investigacin de la Universidad de Columbia desarrollaron la resonancia magntica de haces moleculares como tcnica para estudiar las propiedades magnticas y la estructura interna de las molculas, los tomos y los ncleos, trabajo por el que le fue otorgado el premio Nobel de fsica en 1944.1937Rabi y sus colegas desarrollan la resonancia magntica de haces moleculares al hacer pasar un haz de molculas de cloruro de litio a travs de un campo magntico y, a continuacin, someterlo a ondas de radio. Este mtodo, que ampla el espectro de las seales resultantes al igual que se ampla el espectro de la luz visible al pasar por un prisma, es la base de la espectroscopia de radiofrecuencias, que revolucionara el anlisis qumico y resultara ser un componente esencial en el desarrollo de las exploraciones mediante resonancia magntica como herramienta de diagnstico mdico.1945En Estados Unidos, dos grupos de fsicos se propusieron por separado desarrollar un mtodo ms simple para observar la resonancia magntica en los ncleos de molculas de lquidos y slidos en lugar de en molculas aisladas como en los experimentos de Rabi. Edward Purcell, de cuyo equipo formaban parte Henry Torrey y Robert Pound, fue el encargado de dirigir la investigacin de la Universidad de Harvard y Felix Bloch, de cuyo equipo formaban parte William Hansen y Martin Packard, fue el encargado de dirigir la investigacin de la Universidad de Stanford.Con tres semanas de diferencia, los grupos de investigacin dirigidos por Edward Purcell y Felix Bloch demuestran de forma independiente el fenmeno conocido como resonancia magntica nuclear en materia condensada.1948Nicolaas Bloembergen, Edward Purcell y Robert Pound publican un estudio sobre la relajacin magntica nuclear. La manipulacin de los tiempos de relajacin ha proporcionado un mtodo de gran eficacia en qumica y biologa para analizar la estructura de las molculas y, como otros investigadores descubriran ms tarde, resulta esencial para producir el contraste necesario para la obtencin de imgenes de tejidos del organismo humano.1949Erwin Hahn descubre el fenmeno del eco de espn en las mediciones de resonancia magntica nuclear.Dcada de 1960Richard Ernst y Weston Anderson aplican el anlisis de Fourier a las seales de impulso para aumentar la sensibilidad de la resonancia magntica nuclear.1971Godfrey Hounsfield construye el primer escner de tomografa computarizada, la base de casi todos los sistemas de obtencin de imgenes que se usan en la actualidad1972Paul Lauterbur combina la idea del gradiente con la idea del escner de tomografa computarizada para realizar varias proyecciones y reconstruirlas para obtener la primera imagen por resonancia magntica.1976Peter Mansfield concibe la tcnica ecoplanar, capaz de explorar todo el cerebro en unos segundos. La tcnica ecoplanar es la clave para crear imgenes con resonancia magntica de forma rpida para el diagnstico de infartos cerebrales e imgenes con resonancia magntica funcional en las investigaciones sobre el cerebro.1990Seiji Ogawa detecta variaciones en la oxigenacin del tejido local al utilizar contraste dependiente Ogawa demostr en estudios con animales que una zona que contiene gran cantidad de hemoglobina desoxigenada deforma ligeramente el campo magntico que rodea al vaso sanguneo, deformacin que se ve reflejada en una imagen por resonancia magntica.1992John W. Belliveau, Peter Bandettini y Seiji Ogawa publican de forma independiente sus estudios sobre la respuesta cerebral a la estimulacin sensorial para los que utilizan imgenes obtenidas por resonancia magntica funcional.En la actualidad, lo que Rabi comenz se ha convertido en una industria multimillonaria. La espectroscopia y las exploraciones por resonancia magntica son tecnologas de diagnstico ampliamente utilizadas en medicina y, con el surgimiento en los ltimos aos de nuevas tcnicas y mquinas an ms potentes, la velocidad y precisin de la resonancia magntica funcional ha aumentado de manera extraordinaria.MOVIMIENTO DE PRECESIONLaprecesinomovimiento de precesin nutacin, es el movimiento asociado con el cambio de direccin en el espacio, que experimenta eleje instantneo de rotacinde un cuerpo.Un ejemplo de precesin lo tenemos en el movimiento que realiza un trompo en rotacin. Cuando su eje de rotacin no es vertical, la peonza posee un movimiento de cabeceo similar al de precesin.Ms exactamente una precesin pura es aquel movimiento del eje de rotacin que mantiene su segundongulo de Euler(nutacin) constante. Este movimiento denutacintambin se da en el eje de la Tierra.Hay dos tipos de precesin: la precesin debida a losmomentosexternos, y la precesin sin momentos de fuerzas externos.MOVIMIENTO DE PRECESION EN LA RESONANCIA MAGNETICADe acuerdo con la teora clsica del electromagnetismo el movimiento que sigue cada ncleo en un campo magntico estticoB0, es un movimiento de precesin alrededor de la direccin del campo magnticoB0con una frecuencia angular0, conocida como la frecuencia deLarmorque es proporcional a la intensidad del campo magntico. Otro hecho importante es que la energa de interaccin conB0depende de la direccin de los momentos nucleares magnticos de modo que la mnima energa corresponde al estado en el que el momento es paralelo aB0. com resultado, en un equilibrio termal la mayora de los momentos nucleares magnticos son alineados a lo largo del campo magntico externo. Esta alineacin de momentos magnticos da origen a una magnetizacin distinta de cero en muestras macroscpicas de slidos lquidos o gases con un gran nmero de ncleos.El fenmeno de RMN se observa cuando una muestra macroscpica se encuentra en un campo magntico esttico es irradiada por un campo magntico oscilante de frecuenciaque iguala a la frecuencia de precesin0. El fenmeno de RMN puede ser mejor explicado usando los argumentos puestos por Felix Bloch. Supongamos que una muestra macroscpica es puesta entre los polos de un imn que produce un campo magntico esttico,B0. Bajo la influencia de ste campo la muestra se magnetiza. En equilibrio termal la magnetizacin nuclear en la muestra puede ser expresada como:M=B0en dondees la susceptibilidad nuclear (Susceptibilidad Magntica). Supongamos que la muestra experimenta un campo magntico que oscilaB1producido por una corriente alterna en una antena que rodea la muestra, y que el campo magntico que oscila es perpendicular aB0. Puede demostrarse que en resonancia, que se alcanza cuando la frecuencia del campo magnticoB1iguala a la frecuencia0, todava un campo magntico oscilante dbil aplicado como un pulso puede rotar la magnetizacin en la muestra y colocarla en el plano transverso (perpendicular aB0). Cuando el pulso de excitacin termina, la magnetizacin transversa en la muestra precesa alrededor deB0. Durante la precesin la magnetizacin transversa decae por las interacciones nucleares y la no uniformidad del campo magnticoB0. De la ley de induccin de Faraday se sigue que una magnetizacin variante en el tiempo induce un voltaje en la antena. El voltaje inducido, que identifica la presencia de magnetizacin transversa en la muestra puede aplicarse la transformada de Fourier para obtener un espectro de RMN. Para muchas aplicaciones de espectroscopia de RMN es importante recalcar que la seal observada incluye contribuciones de ncleos en diferentes entornos qumicos (ncleo de hidrgeno en agua y grasa). Estos ncleos normalmente tienen distintas frecuencias de precesin dependiendo de la composicin qumica de la muestra. El espectro de RMN puede ser utilizado para identificar qumicamente las distintas poblaciones de los ncleos y determinar sus cantidades en la muestra.