Imanes permanentes para MRI y NMR

Imanes permanentes para MRI y NMR

El componente grande e importante de MRI y NMR es el imán.La unidad que identifica este grado de imán se llama Tesla.Otra unidad de medida común aplicada a los imanes es Gauss (1 Tesla = 10000 Gauss).En la actualidad, los imanes utilizados para la formación de imágenes por resonancia magnética se encuentran en el rango de 0,5 Tesla a 2,0 Tesla, es decir, de 5000 a 20000 Gauss.


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¿Qué es la resonancia magnética?

La resonancia magnética es una tecnología de imagen no invasiva que produce imágenes anatómicas detalladas en tres dimensiones.A menudo se utiliza para la detección de enfermedades, el diagnóstico y el seguimiento del tratamiento.Se basa en una tecnología sofisticada que excita y detecta el cambio en la dirección del eje de rotación de los protones que se encuentran en el agua que forma los tejidos vivos.

resonancia magnética

¿Cómo funciona la resonancia magnética?

Las resonancias magnéticas emplean potentes imanes que producen un fuerte campo magnético que obliga a los protones del cuerpo a alinearse con ese campo.Cuando se pulsa una corriente de radiofrecuencia a través del paciente, los protones se estimulan y giran fuera del equilibrio, esforzándose contra la atracción del campo magnético.Cuando se apaga el campo de radiofrecuencia, los sensores de resonancia magnética pueden detectar la energía liberada a medida que los protones se realinean con el campo magnético.El tiempo que tardan los protones en realinearse con el campo magnético, así como la cantidad de energía liberada, cambia según el entorno y la naturaleza química de las moléculas.Los médicos pueden diferenciar entre varios tipos de tejidos en función de estas propiedades magnéticas.

Para obtener una imagen de resonancia magnética, se coloca al paciente dentro de un imán grande y debe permanecer muy quieto durante el proceso de obtención de imágenes para que la imagen no se vea borrosa.Los agentes de contraste (que a menudo contienen el elemento gadolinio) se pueden administrar a un paciente por vía intravenosa antes o durante la resonancia magnética para aumentar la velocidad a la que los protones se realinean con el campo magnético.Cuanto más rápido se realinean los protones, más brillante es la imagen.

¿Qué tipos de imanes utilizan las resonancias magnéticas?

Los sistemas de resonancia magnética utilizan tres tipos básicos de imanes:

-Los imanes resistivos están hechos de muchas bobinas de alambre envueltas alrededor de un cilindro a través del cual pasa una corriente eléctrica.Esto genera un campo magnético.Cuando se corta la electricidad, el campo magnético muere.Estos imanes tienen un costo más bajo que un imán superconductor (ver más abajo), pero necesitan grandes cantidades de electricidad para funcionar debido a la resistencia natural del cable.La electricidad puede ser costosa cuando se necesitan imanes de mayor potencia.

-Un imán permanente es solo eso: permanente.El campo magnético siempre está ahí y siempre con toda su fuerza.Por lo tanto, no cuesta nada mantener el campo.Un gran inconveniente es que estos imanes son extremadamente pesados: a veces muchas, muchas toneladas.Algunos campos fuertes necesitarían imanes tan pesados ​​que serían difíciles de construir.

-Los imanes superconductores son, con mucho, los más utilizados en las resonancias magnéticas.Los imanes superconductores son algo similares a los imanes resistivos: bobinas de alambre con una corriente eléctrica que pasa crean el campo magnético.La diferencia importante es que en un imán superconductor el alambre está continuamente bañado en helio líquido (a una temperatura fría de 452,4 grados bajo cero).Este frío casi inimaginable reduce la resistencia del cable a cero, lo que reduce drásticamente el requerimiento de electricidad para el sistema y lo hace mucho más económico de operar.

tipos de imanes

El diseño de la resonancia magnética está determinado esencialmente por el tipo y el formato del imán principal, es decir, resonancia magnética cerrada, tipo túnel o resonancia magnética abierta.

Los imanes más utilizados son los electroimanes superconductores.Estos consisten en una bobina que se ha vuelto superconductora mediante refrigeración líquida con helio.Producen campos magnéticos intensos y homogéneos, pero son caros y requieren un mantenimiento regular (es decir, rellenar el tanque de helio).

En caso de pérdida de superconductividad, la energía eléctrica se disipa en forma de calor.Este calentamiento provoca una rápida ebullición del helio líquido que se transforma en un volumen muy elevado de helio gaseoso (apagado).Para evitar quemaduras térmicas y asfixia, los imanes superconductores cuentan con sistemas de seguridad: conductos de evacuación de gases, monitorización del porcentaje de oxígeno y temperatura en el interior de la sala de resonancia, apertura de la puerta hacia el exterior (sobrepresión en el interior de la sala).

Los imanes superconductores funcionan continuamente.Para limitar las restricciones de instalación del imán, el dispositivo tiene un sistema de protección que es pasivo (metálico) o activo (una bobina superconductora exterior cuyo campo se opone al de la bobina interior) para reducir la fuerza del campo perdido.

Connecticut

La resonancia magnética de campo bajo también usa:

-Electroimanes resistivos, más baratos y fáciles de mantener que los imanes superconductores.Estos son mucho menos potentes, consumen más energía y requieren un sistema de refrigeración.

-Imanes permanentes, de diferentes formatos, compuestos por componentes metálicos ferromagnéticos.Aunque tienen la ventaja de ser económicos y fáciles de mantener, son muy pesados ​​y débiles en intensidad.

Para obtener el campo magnético más homogéneo, el imán debe ajustarse con precisión ("calzado"), ya sea de forma pasiva, utilizando piezas móviles de metal, o de forma activa, utilizando pequeñas bobinas electromagnéticas distribuidas dentro del imán.

Características del imán principal

Las principales características de un imán son:

-Tipo (electroimanes superconductores o resistivos, imanes permanentes)
-Fuerza del campo producido, medida en Tesla (T).En la práctica clínica actual, esto varía de 0,2 a 3,0 T. En la investigación, se utilizan imanes con fuerzas de 7 T o incluso 11 T y más.
-Homogeneidad


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