La superconductividad en la medicina

La mayoría de las aplicaciones actuales de la superconductividad se encuentran en los campos de la ciencia y la medicina. Históricamente la ciencia ha sido la primera en aprovechar la tecnología de superconductores. Los dispositivos desarrollados hasta ahora han dado lugar a importantes avances en la comprensión científica de la superconductividad, y lo que están en fase de desarrollo prometen enseñarnos mucho mas.

En la ciencia, la superconductividad se emplea en investigaciones teóricas y aplicadas, al igual que en instrumental de laboratorio y otros dispositivos. Las aplicaciones de la superconductividad no están limitadas a ningún área específica de la ciencia. La superconductividad ha entrado en el mundo de la medicina, proporcionando nuevos métodos y mas fiables en exploraciones médicas, diagnósticos y tratamiento de pacientes.

Sin duda la aplicación mas importante es la obtención de imágenes por resonancia magnética cuyas siglas en inglés son (MRI). Los métodos emplean esta expresión para designar una técnica científica llamada Espectroscopia por resonancia magnética nuclear (NMR). MRI es , en esencia, un método no invasivo que permite observar el interior del cuerpo humano.

MRI es una técnica de diagnóstico por imagen que utiliza los principios de la resonancia magnética nuclear (RMN). Aunque las imágenes de resonancia magnética se han producido en las dos últimas décadas, la investigación básica en este campo se inició en las décadas de 1930 y 1940, y comprendió investigaciones fundamentales de físicos sobre la interacción del núcleo atómico con campos magnéticos. Hacia 1950 se desarrolló la física básica sobre la que se apoyaban las imágenes de resonancia magnética. Sin embargo, se precisaron otras tres circunstancias: la disponibilidad de un ordenador o computadora potente y rápido, el desarrollo de un imán estable del tamaño del cuerpo humano con radiofrecuencias electrónicas asociadas, y la idea de que se podían obtener imágenes del interior humano con fines diagnósticos. P. C. Lauterbur, Raymond Damadian y Peter Mansfield demostraron la posibilidad de llevar a cabo esta idea empleando los principios físicos de la resonancia magnética nuclear. Las primeras imágenes de resonancia magnética se publicaron a principios de la década de 1970 y sus aplicaciones médicas se han acelerado en laboratorios y centros médicos de todo el mundo desde 1983 hasta 1993.

El observador ocasional se puede ver desbordado por la multitud de técnicas de imagen médicas y aplicaciones disponibles utilizando las imágenes de resonancia magnética. La resonancia magnética es considerada por muchos como la modalidad de diagnóstico por imagen más versátil, poderosa y sensible disponible en la actualidad. Su importancia médica se puede resumir brevemente como la capacidad de generar finas secciones de modo no invasivo, imágenes funcionales de cualquier parte del organismo desde cualquier ángulo y dirección en un periodo relativamente corto. Además, las recientes técnicas han permitido la visualización del corazón con exquisito detalle anatómico desde cualquier ángulo y dirección empleando la técnica del trazado electrocardiográfico. Otros avances en esta técnica permiten la visualización de las arterias y venas empleando la técnica denominada angiografía por resonancia magnética. Es más, las imágenes espectroscópicas de resonancia magnética permiten rastreos de componentes bioquímicos que corresponden a cualquier corte anatómico del cuerpo humano. Esto produce una información biomédica y anatómica básica con un gran potencial para el conocimiento fundamental y el diagnóstico precoz de múltiples enfermedades.

El principio de la resonancia magnética es aplicable al cuerpo humano porque está lleno de pequeños imanes biológicos, de los cuales el más abundante y que mejor responde es el núcleo del átomo de hidrógeno, el protón. Los principios de la resonancia magnética tienen ventaja sobre la distribución aleatoria de protones que poseen propiedades magnéticas fundamentales. Este proceso comprende tres pasos básicos. En el primero, esta técnica genera una condición de estado regular dentro del cuerpo al colocar al mismo en un campo magnético potente y seguro (30.000 veces más fuerte que el campo magnético de la Tierra). En segundo lugar, cambia el estado de orientación constante de los protones al estimular el organismo con la energía de radiofrecuencia. En tercer lugar, la estimulación de la radiofrecuencia finaliza y `oye' al cuerpo transmitir la información sobre sí mismo en esta frecuencia `resonante' especial mediante una antena diseñada para tal efecto. La señal transmitida se detecta y sirve de base en la construcción de imágenes internas del cuerpo empleando principios de ordenadores similares a los que fueron desarrollados por los rayos X, la TAC (tomografía axial computerizada) y los escáneres TC.

El sistema MRI funciona aplicando al cuerpo humano un campo magnético intenso generado por una bobina electromagnética superconductora. Cuando el cuerpo humano se expone a este campo magnético, las moléculas de agua y los tejidos se orientan siguiendo la dirección del campo. Se aplica entonces un pulso de radio-ondas con la frecuencia de resonancia apropiada, haciendo que los átomos pasen a estados excitados. Cuando el pulso decae, los átomos vuelven a su estado anterior, liberándose energía. Esta energía es detectada y empleada para generar una imagen. Aplicando campos de distinta intensidad, se pueden obtener distintas secciones anatómicas del cuerpo.

Las máquinas MRI han ganado popularidad rápidamente. Existen actualmente centenares de estas unidades funcionando en todo el mundo.

Esta tecnología tiene muchas aplicaciones en el diagnóstico y tratamiento de apoplejías y otros accidentes cerebro-vasculares.

Esta técnica MRI se llama angiografía de proyección. Cuanto mas rápido es el flujo de sangre a través de un vaso capilar, mas brillante aparece éste en la pantalla del MRI. Si un vaso sanguíneo no aparece tan brillante como debería, el flujo de sangre es anormalmente lento. Esto podría indicar la presencia de un obstáculo que está obstruyendo el paso de sangre, como en una arterioesclerosis. La ventaja de esta técnica es que el circulatorio puede ser observado desde todos los ángulos posibles, sin siquiera mover al paciente.

Los cuerpos humanos no son los únicos organismos vivos que se pueden beneficiar de las técnicas MRI. Los científicos de la compañía General Electric y el departamento de agricultura de los Estados Unidos emplean sistemas MRI para desvelar los misterios del crecimiento de las plantas. Con ayuda del MRI que tiene el centro de investigación y desarrollo de General Electric, un equipo de científicos está estudiando la estructura y funcionamiento de raíces de plantas vivas, en un intento de hallar formas de optimizar las condiciones de crecimiento. El MRI permite a los científicos observar a través de la maceta y la tierra el crecimiento de las raíces y la absorción del agua.

Fuente: html.rincondelvago.com
Asignatura: C.R.F.
Ver: http://deividorozco.blogspot.com