Los espectros de resonancia magnética de protones (Tabla VII) proporcionan información sobre el número y la naturaleza del entorno de los átomos de hidrógeno presentes en una molécula.
Propiedades de los Compuestos Orgánicos
Dr. James G. Speight, en Química orgánica ambiental para ingenieros, la espectroscopia de RMN es una técnica de química analítica utilizada en el control de calidad para determinar el contenido y la pureza de un compuesto orgánico, así como la estructura molecular del compuesto. La técnica consiste en la detección de núcleos. En la resonancia magnética de protones (PMR), se aplica un campo magnético externo para forzar a los protones en dos orientaciones posibles que no tienen la misma energía. Se puede obtener un espectro midiendo la energía absorbida o la energía emitida.
Por lo tanto, la espectroscopia de RMN puede analizar cuantitativamente mezclas que contienen una variedad de productos químicos orgánicos conocidos. Para sustancias químicas orgánicas desconocidas, la espectroscopia de RMN se puede utilizar para compararlas con bibliotecas espectrales o para inferir la estructura básica directamente. Una vez que se conoce la estructura básica, la espectroscopia de RMN se puede utilizar para determinar la conformación molecular en solución, así como para estudiar las propiedades físicas a nivel molecular, como el intercambio conformacional, el cambio de fase, la solubilidad y la difusión.
En una nota operativa, la espectroscopia de RMN es una técnica que explota las propiedades magnéticas de ciertos núcleos atómicos como medio de identificación. La técnica es un medio para determinar las propiedades físicas y químicas de los átomos o las moléculas en las que están contenidos los átomos y puede proporcionar información detallada sobre la estructura, la dinámica, el estado de reacción y el entorno químico de las moléculas. El campo magnético intramolecular alrededor de un átomo en una molécula cambia la frecuencia de resonancia, dando así acceso a los detalles de la estructura electrónica de una molécula.
Con mayor frecuencia, la espectroscopia de RMN se utiliza para investigar las propiedades de las moléculas orgánicas, aunque es aplicable a cualquier tipo de muestra que contenga núcleos que posean espín. Las muestras adecuadas van desde pequeños compuestos analizados con espectroscopía de RMN unidimensional de protón (1H) o carbono-13 (13C) hasta grandes polímeros y proteínas de alto peso molecular. El impacto de la espectroscopia de RMN en las ciencias y la tecnología ambientales ha sido sustancial debido a la variedad de información y la diversidad de muestras, incluidas soluciones y sólidos.
Los espectros de RMN son únicos para cada tipo de molécula y son tratables analíticamente, además de predecibles para moléculas pequeñas. Por lo tanto, en la química orgánica ambiental (como en la práctica de la química orgánica en general), el análisis de espectroscopia de RMN se utiliza para confirmar la identidad de una sustancia química orgánica, incluso mezclas orgánicas. Los diferentes grupos funcionales se distinguen entre sí y los grupos funcionales idénticos con diferentes sustituyentes vecinos dan señales distinguibles. La espectroscopia de RMN ha reemplazado en gran medida a los métodos analíticos tradicionales de química húmeda.
La frecuencia de resonancia precisa de la transición de energía depende del campo magnético efectivo en el núcleo. Este campo se ve afectado por el blindaje de electrones que, a su vez, depende del entorno químico. Como resultado, la información sobre el entorno químico del núcleo puede derivarse de su frecuencia resonante. En general, cuanto más electronegativo es el núcleo, mayor es la frecuencia de resonancia. Otros factores, como las corrientes de anillo (anisotropía) y la tensión de enlace, afectan la frecuencia del cambio químico. Es costumbre emplear tetrametilsilano como la frecuencia de referencia del protón porque el desplazamiento preciso de la frecuencia resonante de cada núcleo depende del campo magnético que se aplica a la molécula (Fig. 5. 2 ).
Figura 5.2. Rangos de desplazamientos químicos de RMN para productos químicos orgánicos.
La RMN se ha empleado con frecuencia para estudios generales y para estudios estructurales de constituyentes de compuestos orgánicos. De hecho, los estudios PMR (junto con los estudios espectroscópicos IR) fueron, quizás, los primeros estudios de la era moderna que permitieron hacer inferencias estructurales sobre los sistemas aromáticos polinucleares que se encuentran en los constituyentes de alto peso molecular de los compuestos orgánicos. Además, la espectroscopia de RMN se ha desarrollado como un método estándar para la determinación de tipos de hidrógeno en combustibles para turbinas de aviación (ASTM D3701). La espectrometría de fluorescencia de rayos X se ha aplicado a la determinación de plomo en gasolina, así como a la determinación de azufre en varios compuestos orgánicos (ASTM D2622; ASTM D4294).
La resonancia magnética (CMR) de carbono-13 (13C) puede desempeñar un papel útil. Dado que la resonancia magnética del carbono se ocupa del análisis de los tipos de distribución del carbono, el parámetro estructural obvio a determinar es la aromaticidad, fa. Una determinación directa de los diversos entornos de tipos de carbono es uno de los mejores métodos para la determinación de la aromaticidad. Por lo tanto, a través de una combinación de técnicas de resonancia magnética de protones y carbono, se pueden realizar mejoras en los parámetros estructurales y, para la técnica de resonancia magnética de carbono de alta resolución en estado sólido, se pueden obtener parámetros estructurales adicionales.
De particular interés para la ciencia ambiental y la ingeniería ambiental, una variedad de circunstancias físicas no permiten que algunas moléculas orgánicas se estudien en solución y, al mismo tiempo, estas moléculas orgánicas no se pueden estudiar mediante otras técnicas espectroscópicas a nivel atómico. o. En medios en fase sólida, como cristales, polvos microcristalinos, geles, soluciones anisotrópicas o moléculas orgánicas adsorbidas en minerales, es en particular el acoplamiento dipolar y la anisotropía por desplazamiento químico lo que se vuelve dominante en el comportamiento de los sistemas de espín nuclear (Fig. 5.2 ). En la espectroscopia de RMN de estado de solución convencional, estas interacciones adicionales conducirían a una ampliación significativa de las líneas espectrales. Una variedad de técnicas permiten establecer condiciones de alta resolución que pueden, al menos para los espectros de 13C, ser comparables a los espectros de RMN en estado de solución.
Pared celular, división celular y crecimiento celular
Lalit M. Srivastava, en Plant Growth and Development: Hormones and Environment, Las paredes celulares primarias son estructuras altamente dinámicas que muestran cambios constantes durante el crecimiento celular, la división celular, el ataque de patógenos, heridas, etc. Las fibrillas de celulosa, una vez depositadas, no muestran mucho Rotación. Esto ha sido confirmado por espectroscopía de resonancia magnética de protones, aunque pueden cambiar y cambian sus orientaciones con el crecimiento celular. Por el contrario, los polisacáridos de la matriz, las pectinas y las hemicelulosas, incluidos los xiloglucanos y los xilanos, muestran un recambio considerable. Esto se confirma fácilmente mediante el análisis de medios de cultivo o incubación, especialmente si los polisacáridos de la pared se han radiomarcado previamente. Por ejemplo, los fragmentos de oligosacáridos de los xiloglucanos se liberan en el medio de incubación durante el crecimiento inducido por auxinas. Muchos otros oligosacáridos y fracciones de la pared se liberan durante las heridas y/o el ataque de patógenos y, en algunos casos, se ha demostrado que provocan respuestas de defensa de la planta (consulte el Capítulo 12, Cuadro 12-1). También debe recordarse que durante el crecimiento de las células, se sintetizan y depositan en la pared en crecimiento nuevos materiales de la pared celular, que incluyen celulosa y polisacáridos de matriz. Esta deposición requiere ajustes en la disposición de los materiales existentes (ver Capítulo 15; también Sección III.2 en este capítulo).
Aplicaciones de la química de coordinación
MI. Tóth,… AE Merbach, en Comprehensive Coordination Chemistry II, Desde principios de la década de 1990, la resonancia magnética nuclear (RMN) se ha convertido en una de las técnicas más poderosas en el diagnóstico médico. En 2001, se realizaron alrededor de 40 millones de exámenes de resonancia magnética en el mundo. Las imágenes de RM siempre se basan en resonancia magnética de protones. El contraste de las imágenes es función de tres factores principales: la densidad de protones y los tiempos de relajación longitudinal y transversal, T1 y T2, de los espines de protones. La variación en la densidad de protones entre diferentes tejidos es relativamente pequeña; por lo tanto, las imágenes basadas únicamente en la diferencia de densidad de protones tendrían un contraste deficiente. Los tiempos de relajación del espín de protones difieren sustancialmente de un tejido a otro, por lo tanto, las imágenes ponderadas en T1 o T2 muestran un buen contraste y brindan información de diagnóstico valiosa (las imágenes grabadas con secuencias de pulso que enfatizan los cambios en 1/T1 o 1/T2 se denominan T1). – o imágenes potenciadas en T2, respectivamente). En épocas anteriores, la resonancia magnética se consideraba una modalidad de diagnóstico médico no invasivo que podía producir imágenes de alta calidad sin el uso de un agente de contraste. Sin embargo, rápidamente se dio cuenta de que la mejora del contraste con sustancias paramagnéticas puede ser muy beneficiosa, y ahora el uso de agentes de contraste se ha convertido en una parte integral de la RM para muchas aplicaciones (Figura 1). Hoy, alrededor del 30-40 % de todas las imágenes de RM médica se generan con el uso de un medio de contraste.Se espera que este número aumente sustancialmente con el desarrollo de nuevos agentes y nuevas aplicaciones.
Figura 1. Imágenes obtenidas por angiografía por resonancia magnética, utilizando el agente de contraste basado en GdIII Gadodiamida. Las primeras imágenes muestran las arterias y se obtuvieron justo después de la inyección del medio de contraste (fase arterial). Tras un retraso de 30 segundos después de la fase arterial, se repitió la exploración para obtener imágenes tanto de las arterias como de las venas. Al restar las imágenes de la fase arterial (a) de las imágenes en estado estacionario, se obtuvieron las imágenes de la fase venosa (b) (reproducidas con permiso de Magnetic Moments, LLC, de ).
Los agentes de contraste para IRM funcionan reduciendo los tiempos de relajación T1 y/o T2 de los protones (principalmente de los protones del solvente del agua) en el tejido objetivo.1-3 Los agentes para IRM son únicos entre todos los productos farmacéuticos porque son catalizadores: catalizadores para la relajación de protones en agua.4 Se describen comúnmente como agentes T1 o T2 dependiendo de si la reducción relativa en los tiempos de relajación causada por el agente es mayor para la relajación longitudinal (T1) o transversal (T2). La intensidad de la señal aumenta con el aumento de 1/T1 (un punto brillante en las imágenes ponderadas en T1) y disminuye con el aumento de 1/T2 (disminución del brillo en las imágenes ponderadas en T2). Dado que el protón T1 ⪢ T2 para la mayoría de los tejidos, normalmente el efecto relativo del agente de contraste en T1 es mucho mayor que en T2. En la práctica de MRI, los agentes T1 son fuertemente favorecidos, ya que un contraste positivo se detecta más fácilmente que uno negativo. Los complejos de gadolinio(III), que pertenecen a la familia de los agentes T1, son, con diferencia, los medios de contraste más utilizados en la práctica clínica. La elección de GdIII se explica por los siete electrones desapareados, que lo convierten en el ion metálico más estable paramagnéticamente, y por su relajación electrónica relativamente lenta, que se origina en un estado S simétrico. Sin embargo, el ion de gadolinio libre, Gd3+, no se puede inyectar en la sangre, ya que puede inducir toxicidad de muchas maneras. Gd3+ tiene tendencia a formar hidroxocomplejos y precipitar a pH fisiológico; también puede unirse a grupos donantes de proteínas, reemplazar otros iones metálicos en enzimas o, debido a su tamaño similar al Ca2+, puede interferir en los procesos de transmisión de señales regulados por Ca2+. Para evitar la toxicidad, el Gd3+ forma complejos con ligandos multidentados apropiados, preferentemente poli(amino carboxilatos). Los ligandos de poli(amino carboxilato) aseguran una alta estabilidad termodinámica e inercia cinética en condiciones fisiológicas para el quelato de lantánidos. Como resultado, el complejo GdIII permanece intacto durante su permanencia en el cuerpo y se excreta antes de que ocurra cualquier disociación para liberar el metal y el ligando. El primer complejo de GdIII aprobado para aplicaciones de agente de contraste de MRI fue [Gd(DTPA)(H2O)]2− en 1988. Pronto fue seguido por el macrocíclico [Gd(DOTA)(H2O)]−, cinéticamente más inerte, y más tarde por GdIII complejos de derivados de DTPA o DOTA (Esquema 1).
Esquema 1.
Además de los complejos de GdIII, se ha aprobado para aplicaciones médicas un compuesto de MnII, MnIIDPDP (DPDP⊷N,N′-dipiridoxiletilendiamina-N,N′-diacetato 5,5′-bis(fosfato)). MnIIDPDP es un quelato débil que se disocia in vivo para dar manganeso(II) libre, que es absorbido por los hepatocitos.5 La complejación de MnII por el ligando facilita una liberación más lenta de manganeso. Aparte de estos complejos metálicos paramagnéticos, también se han comercializado diferentes formulaciones de pequeñas partículas de hierro como medios de contraste para RM6. Dado que la mayoría de las aplicaciones actuales de agentes de contraste en RM implican complejos de GdIII, aquí nos centramos únicamente en los agentes basados en GdIII. Se han publicado varias revisiones y monografías sobre este tema a fines de la década de 1990 y principios de la de 2000.1-3
En este capítulo, analizamos primero la relajación de protones, el parámetro que se traduce directamente en la eficacia de un agente de contraste de MRI, y todos los factores que influyen en la relajación de protones para los complejos de GdIII. Luego abordaremos los principales aspectos fisicoquímicos de la estabilidad in vivo de los agentes basados en GdIII, como la estabilidad termodinámica y cinética. La segunda parte del capítulo se dedicará a los medios de contraste de resonancia magnética de nueva generación, como los agentes macromoleculares para obtener imágenes de la acumulación de sangre y los agentes de contraste “inteligentes” que son capaces de informar sobre el entorno físico-químico en los tejidos; y finalmente discutiremos la posibilidad de focalización en resonancia magnética.
Genómica y proteómica en la complejidad cerebral en relación con el trastorno de estrés postraumático inducido químicamente
Gopala Krishna, Mayur Krishna, en Handbook of Toxicology of Chemical Warfare Agents (Tercera edición), El volumen reducido del hipocampo es una característica distintiva bien conocida del PTSD. Los estudios iniciales de imágenes por resonancia magnética (IRM) determinaron volúmenes hipocampales más pequeños en veteranos de Vietnam con TEPT y pacientes con TEPT relacionado con abuso en comparación con los controles (Bremner et al., 1997). Por lo tanto, la gravedad del trauma y las alteraciones de la memoria se relacionaron con la disminución de los volúmenes del hipocampo. Sin embargo, no se ha observado una reducción del volumen del hipocampo en niños con PTSD (De Bellis et al., 1999). Además, las investigaciones de espectroscopia de resonancia magnética de protones observaron una reducción de los niveles de N-acetil aspartato (NAA), un marcador de integridad neuronal, en el hipocampo de pacientes adultos con PTSD (Villarreal et al., 2002). La reducción del volumen del hipocampo en el PTSD probablemente refleja un efecto neurotóxico de la exposición repetida a los niveles de glucocorticoides aumentados por el estrés o la sensibilidad a los glucocorticoides, aunque la disminución de los volúmenes del hipocampo también podría ser un factor de vulnerabilidad preexistente para el desarrollo del PTSD (van der Werff et al., 2013).
Evidencia convincente sugirió que un menor volumen del hipocampo en personas expuestas a traumas resultó en que se les diagnosticara un TEPT más severo e incesante (Gilbertson et al., 2002). De hecho, los factores estresantes de la vida temprana pueden afectar el volumen del hipocampo y predisponer al trastorno (Yehuda et al., 2010). Sin embargo, en esta etapa no se comprende bien cómo el trauma per se afecta las medidas volumétricas del hipocampo (así como otras histopatológicas). Curiosamente, los estudios de neuroimagen funcional también han mostrado déficits en la activación del hipocampo durante tareas de memoria declarativa verbal en pacientes con TEPT (Bremner et al., 2003). Tanto la atrofia del hipocampo como de los déficits funcionales de los ISRS en particular, probablemente debido a un aumento de los factores neurotróficos y la neurogénesis (Nestler et al., 2002).
Fisiología y farmacología no invasiva utilizando resonancia magnética 19F
Jian‐Xin Yu,… Ralph P. Mason, en Fluorine and Health, En muchas disciplinas, los investigadores tienen un conocimiento profundo de su propia especialidad, pero carecen de la perspectiva de las tecnologías competidoras. Históricamente, los investigadores de RMN eran físicos que podían desarrollar secuencias de pulsos sofisticadas para manipular espines nucleares o ingenieros de radiofrecuencia especializados en la propagación de ondas y el diseño de bobinas. Alternativamente, los investigadores de RMN eran químicos que podían diseñar nuevas moléculas indicadoras y evaluar los procesos metabólicos. Hoy en día, el campo es mucho más diverso. Más allá de la integración de múltiples disciplinas en RMN, cada vez más se reconoce que a menudo ninguna tecnología individual resolverá de manera óptima un problema, pero los equipos multidisciplinarios deben comprender las fortalezas y debilidades de diversas tecnologías y explotar múltiples modalidades. Esta revisión promoverá las virtudes y capacidades únicas de 19F NMR, pero es importante reconocer las tecnologías de la competencia. En los Estados Unidos, la formación del Instituto Nacional de Imágenes Biomédicas y Bioingeniería (NIBIB) [31] y el Programa de Imágenes del Cáncer (CIP) del NCI [32] impulsa ahora un mayor énfasis en las imágenes multimodales y la investigación interdisciplinaria. Además, las nuevas sociedades científicas se dedican a la imagenología en general, por ejemplo, Society of Molecular Imaging (SMI) [33], en lugar de dedicarse a una modalidad específica (p. ej., International Society of Magnetic Resonance in Medicine (ISMRM) [34 ] o Society of Nuclear Medicine [35 ]) y muchas revistas han publicado números que revisan diversos métodos de imagen [36-39 ].
Proton MRI tiene la gran ventaja de utilizar la física de espín para interrogar el agua tisular y revelar la anatomía y la fisiopatología en función de las propiedades celulares y tisulares. No obstante, a menudo mejora con la introducción de agentes de contraste paramagnéticos en concentraciones micromolares. La resonancia magnética con flúor generalmente requiere concentraciones milimolares de moléculas indicadoras. En este sentido, las técnicas de formación de imágenes ópticas y de radionúclidos pueden ofrecer una sensibilidad muy superior, potencialmente con requisitos de pico a nanomolar. Las imágenes de fluorescencia se están volviendo más atractivas con la disponibilidad comercial de muchos kits de etiquetado [40] y la nueva instrumentación, que permite la desconvolución espectral [41]. Sin embargo, la formación de imágenes por fluorescencia puede verse afectada por la extinción de la señal y, por lo general, es una técnica bidimensional. Recientemente, la fluorescencia 3D se está volviendo factible en animales pequeños [42,43]. Las nanopartículas (puntos cuánticos) ofrecen una sensibilidad particularmente alta, aunque las generaciones actuales serían inapropiadas para su aplicación en humanos, ya que utilizan elementos altamente tóxicos, como el cadmio y el mercurio [44]. Las proteínas fluorescentes también se pueden generar in situ; la transfección celular puede generar proteína verde fluorescente (GFP) o proteínas de mayor longitud de onda [45]. Alternativamente, las células se pueden transfectar con un indicador de imágenes bioluminiscentes (BLI) como luciferasa, que emite luz al interactuar con el sustrato de luciferina [38,46]. Nuevamente, esto se está volviendo factible en tres dimensiones en animales pequeños [47]. En general, las tecnologías de imagen óptica pueden utilizar instrumentación relativamente barata.
Las imágenes con radionúclidos tienen una sensibilidad similar a las imágenes ópticas y se utilizan habitualmente para estudios de biodistribución, gammagrafía plana γ, tomografía por emisión de positrones (PET) y tomografía computarizada por emisión de fotón único (SPECT) [48,49]. Un inconveniente importante de los radionúclidos es la vida útil limitada de los sustratos, que pueden descomponerse (vida media corta) o estar sujetos a radiólisis a largo plazo. La radiactividad también plantea problemas de seguridad específicos durante la producción, la preparación de reactivos y la eliminación final. No obstante, varios agentes de PET y SPECT se encuentran en uso clínico de rutina (p. ej., fluorodesoxiglucosa [FDG], Prostascint, 99mTc [50-52]). Otros materiales son efectivos para rastrear la farmacocinética de sustratos marcados. Un problema importante es garantizar que el marcador siga siendo parte de la molécula, ya que la radiactividad no proporciona una caracterización molecular y, a menos que se apliquen técnicas analíticas específicas como la cromatografía líquida de alta resolución (HPLC), solo la experiencia puede indicar si se ha producido una transformación metabólica.
Las imágenes por ultrasonido y rayos X son de rutina en la clínica y examinan las moléculas endógenas en función de la reflexión y/o absorción de la señal. Estos están comenzando a encontrar aplicación en la investigación con animales pequeños [53]. Actualmente, proporcionan principalmente información anatómica, aunque la adición de agentes de contraste promete nuevas aplicaciones [54].
Relativamente, 19F NMR tiene múltiples fortalezas y virtudes como se describe en las siguientes secciones. Brevemente, las moléculas que contienen flúor tienden a ser metabólicamente estables y tienen una vida útil indefinida. El núcleo de flúor ofrece suficiente sensibilidad para la obtención de imágenes, pero también proporciona un rango de cambio químico muy amplio que revela inmediatamente transformaciones metabólicas y permite observar e identificar múltiples moléculas simultáneamente con posibles aplicaciones a la metabolómica. La IRM con flúor se combina fácilmente con la IRM anatómica de protones y proporciona una anatomía de alta resolución espacial.
Resonancia Magnética en Medicina
John F. Schenck, en Encyclopedia of Physical Science and Technology (tercera edición). Aunque el término resonancia magnética nuclear ha estado en uso en la comunidad técnica desde antes de la Segunda Guerra Mundial, algunos cambios en la terminología han acompañado el inicio de las aplicaciones médicas en la década de 1980En parte para evitar cualquier temor por parte de los pacientes de que los isótopos radiactivos puedan estar involucrados (no lo están) y en parte para prevenir cualquier confusión con la disciplina distinta de la medicina nuclear (que utiliza isótopos radiactivos), el adjetivo nuclear a menudo se elimina. Sin embargo, el término NMR todavía se usa en las discusiones más técnicas del tema, como se hará en este artículo. Han surgido dos amplias áreas generales de aplicaciones médicas de la RMN: una se denomina formación de imágenes por resonancia magnética (MRI) y la otra se denomina espectroscopia por resonancia magnética (MRS). Casi todos los estudios de resonancia magnética se realizan utilizando señales de núcleos de hidrógeno (protones), aunque es posible, en ciertos casos especializados, utilizar señales de otros núcleos, como el sodio, para construir imágenes de resonancia magnética. La resonancia magnética de protones, como sugiere el nombre, utiliza la señal de RMN, que surge principalmente en los protones de los tejidos grasos y que contienen agua del cuerpo, para producir imágenes transversales de la anatomía interna. MRS utiliza el hecho de que la frecuencia resonante de un núcleo dado varía ligeramente según la molécula química en la que se encuentra, un fenómeno llamado cambio químico. Algunos estudios de MRS utilizan señales de protones para distinguir compuestos químicos, como el ácido láctico y los aminoácidos, que están presentes en concentraciones mucho más bajas en el cuerpo que el agua. Pero los estudios de MRS utilizan más comúnmente núcleos como 31P (fósforo) y 13C (carbono), cuya densidad en los tejidos también es mucho más baja que la de los protones del agua. En la espectroscopia de protones es necesario utilizar técnicas especiales para suprimir la señal de agua muy fuerte que tiende a abrumar las señales de los compuestos de interés. A diferencia del experimento MRI, la información desarrollada a partir de un experimento MRS generalmente no tiene una relación señal-ruido (SNR) suficiente para permitir la visualización de una imagen altamente resuelta que muestre la distribución en el tejido del núcleo que se está estudiando y de la moléculas químicas en las que se encuentra. En cambio, los datos se muestran en forma de espectro, que contiene picos asociados con varios compuestos que contienen el núcleo de interés y que se originan en un volumen relativamente grande de tejido, como el hígado, el cerebro o el músculo.
La distinción entre formación de imágenes y espectroscopia es más una convención basada en el modo de excitación y visualización y de la fuerza de las señales detectadas que representativa de una distinción fundamental en los procesos físicos involucrados. Las imágenes basadas en agua y protones de grasa son técnicamente menos exigentes que la mayoría de las técnicas de espectroscopia y los resultados de los estudios de imágenes son generalmente más fáciles de interpretar en términos de hallazgos clínicamente significativos. Sin embargo, es igualmente cierto que la espectroscopia proporciona información bioquímica más sutil que anatómica sobre el estado de los tejidos que se estudian. Parece justo decir que en 1988 la MRI se convirtió en una técnica clínicamente poderosa que ya se encontraba en una aplicación clínica generalizada, mientras que la MRS se demostró como una poderosa herramienta de investigación biomédica con una promesa sustancial de aplicación clínica futura. Ambas técnicas son ahora objeto de intensas actividades de investigación y desarrollo a nivel mundial. Debido a las aplicaciones más extendidas en la actualidad, este artículo se centrará en la resonancia magnética.
Cabe señalar que la resonancia magnética es solo una de varias modalidades de diagnóstico por imágenes que se han desarrollado recientemente. Los otros incluyen tomografía computarizada de rayos X (los escáneres CT), ultrasonido, tomografía por emisión de positrones (los escáneres PET) y varios instrumentos de medicina nuclear como la tomografía computarizada por emisión de fotón único (SPECT). Como grupo, estos dispositivos han agregado una enorme capacidad nueva a la que ya brindan los generadores de imágenes de rayos X convencionales y han revolucionado la disciplina médica de la radiología diagnóstica. De estos instrumentos, los escáneres de resonancia magnética dependen de fenómenos físicos más sutiles y generalmente menos entendidos que los demás; por esta razón, este artículo considerará, con cierto detalle, los principios físicos que subyacen a la RM. Después de una discusión de estos principios físicos y su desarrollo histórico, el artículo describirá los elementos de un escáner de RM y sus aspectos de seguridad, la técnica mediante la cual se crea una imagen a partir de señales de RMN, las aplicaciones clínicas de la RMN y algunas áreas más nuevas de ahora se están desarrollando imágenes.
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