Medicina Nuclear

Medicina nuclearMedicina nuclear

PRUEBAS MEDICAS IIPRUEBAS MEDICAS II

Medina NuclearMedina NuclearEEl uso de materiales radiactivos en medicina se l uso de materiales radiactivos en medicina se denominaba denominaba medicina atómicamedicina atómica . La mayoría de . La mayoría de los estudios en ese entonces se realizaban con los estudios en ese entonces se realizaban con isótopos radiactivos de C, H, I, Fe y Cr. Hacia isótopos radiactivos de C, H, I, Fe y Cr. Hacia principios de la década de los años 60 la principios de la década de los años 60 la medicina atómica se convirtió en medicina atómica se convirtió en medicina medicina nuclearnuclear . La medicina nuclear, a diferencia de . La medicina nuclear, a diferencia de la radiología, comenzó como una rama médica la radiología, comenzó como una rama médica y de investigación en radioquímica y de investigación en radioquímica in vivoin vivo e e in in vitrovitro, respectivamente, respectivamente

Medina NuclearMedina Nuclear

Hoy, debido a los cientos de moléculas Hoy, debido a los cientos de moléculas radiomarcadas existentes utilizadas para diagnóstico radiomarcadas existentes utilizadas para diagnóstico y tratamiento y tratamiento in vivoin vivo, la medicina nuclear cambia , la medicina nuclear cambia nuevamente su nombre al de nuevamente su nombre al de medicina nuclear medicina nuclear molecularmolecular La La medicina nuclear molecularmedicina nuclear molecular puede definirse de puede definirse de manera sencilla como la rama de la medicina en la manera sencilla como la rama de la medicina en la que se utilizan las propiedades de materiales que se utilizan las propiedades de materiales radiactivos y estables para investigar procesos radiactivos y estables para investigar procesos fisiológicos y bioquímicos normales y anormales, así fisiológicos y bioquímicos normales y anormales, así como para diagnosticar y tratar procesos patológicos como para diagnosticar y tratar procesos patológicos que afectan al organismoque afectan al organismo

MMedicina edicina NNuclear uclear MMolecularolecular

Es Es una disciplina mixta e interdisciplinaria en una disciplina mixta e interdisciplinaria en la que la fisiología, la biología molecular, la la que la fisiología, la biología molecular, la bioquímica, la biofísica, el diseño de bioquímica, la biofísica, el diseño de instrumentos o la radioterapia tienen tanta instrumentos o la radioterapia tienen tanta importancia como la medicina interna, la importancia como la medicina interna, la oncología, la endocrinología, la neurología, la oncología, la endocrinología, la neurología, la cardiología, la hematología, la inmunología o cardiología, la hematología, la inmunología o la nefrología, entre muchas otras.la nefrología, entre muchas otras.

Radio trazadoresRadio trazadores

Los radio trazadores diagnósticos y terapéuticos Los radio trazadores diagnósticos y terapéuticos pueden ser imaginados como pueden ser imaginados como sondassondas "nano-"nano-diagnósticas" y "nano-terapéuticas"diagnósticas" y "nano-terapéuticas" respectivamente. respectivamente. El prefijo indica sensibilidades nano o pico molares El prefijo indica sensibilidades nano o pico molares de medición y/o detección. Al ser inyectadas por vía de medición y/o detección. Al ser inyectadas por vía intravenosa, millones de estas sondas buscan por intravenosa, millones de estas sondas buscan por todo el organismo hasta encontrar sitios que puedan todo el organismo hasta encontrar sitios que puedan reconocer, sitios en los que la conformación reconocer, sitios en los que la conformación molecular, la cantidad de agua o de grasa, o la carga molecular, la cantidad de agua o de grasa, o la carga eléctrica les llame a quedarse. eléctrica les llame a quedarse.

Radio trazadoresRadio trazadores

Las sondas pueden ser detectadas y cuantificadas por Las sondas pueden ser detectadas y cuantificadas por los fotones (radiación electromagnética tipo gamma) los fotones (radiación electromagnética tipo gamma) detectados con los equipos actuales (gammadetectados con los equipos actuales (gamma cámaras cámaras SPECT, PET, etc.). Si las sondas son marcadas con SPECT, PET, etc.). Si las sondas son marcadas con cantidades terapéuticas de algún material radiactivo, cantidades terapéuticas de algún material radiactivo, éstas también pueden ser utilizadas para corregir éstas también pueden ser utilizadas para corregir anormalidades químicas en el organismoanormalidades químicas en el organismo. . Ya se han Ya se han diseñado radiofármacos que pueden demostrar diseñado radiofármacos que pueden demostrar alteraciones en algún punto de la cadena de algunas alteraciones en algún punto de la cadena de algunas reacciones bioquímicas. reacciones bioquímicas.

RadiofármacosRadiofármacos

Ya se han diseñado radiofármacos que pueden Ya se han diseñado radiofármacos que pueden demostrar alteraciones en algún punto de la cadena demostrar alteraciones en algún punto de la cadena de algunas reacciones bioquímicas. La medicina de algunas reacciones bioquímicas. La medicina nuclear molecular hace posible medir las reacciones nuclear molecular hace posible medir las reacciones químicas, en el preciso momento en que estas químicas, en el preciso momento en que estas ocurren, caracterizando y examinando de esta forma ocurren, caracterizando y examinando de esta forma las interacciones de mensajeros moleculares en el las interacciones de mensajeros moleculares en el organismoorganismo. . Los materiales usados en medicina Los materiales usados en medicina nuclear nuclear no son medios de contrasteno son medios de contraste..

RadiofármacosRadiofármacos

DebenDeben cumplir con ciertas características cumplir con ciertas características, , como:como:

1.- 1.- DDeben ser fisiológicamente inocuos; eben ser fisiológicamente inocuos;

2.- 2.- NNo deben ocasionar efectos tóxicos; o deben ocasionar efectos tóxicos;

3.- 3.- NNo deben producir efectos farmacológicos o deben producir efectos farmacológicos

4.- 4.- NNo deben desencadenar reacciones o deben desencadenar reacciones alérgicas, alteraciones hemodinámicas ni alérgicas, alteraciones hemodinámicas ni osmóticas.osmóticas.

Vías de administraciónVías de administración

Los radiofármacos se administran casi Los radiofármacos se administran casi siempre por vía endovenosa, y menos siempre por vía endovenosa, y menos frecuentemente por vía oral u otras víasfrecuentemente por vía oral u otras vías

Radiofármacos más utilizadosRadiofármacos más utilizados

1.- El 1.- El octreoscanoctreoscan marcado con marcado con Indio-111Indio-111, que nos , que nos permite localizar receptores de spermite localizar receptores de somatostatina omatostatina (principalmente presentes en la corteza cerebral, el (principalmente presentes en la corteza cerebral, el hipotálamo, el páncreas y el tracto hipotálamo, el páncreas y el tracto gastrointestinal); gastrointestinal);

2.- 2.- LLa glucosaa glucosa marcada con marcada con Flúor-18 (F-18-FDG)Flúor-18 (F-18-FDG), , que refleja el metabolismo de la glucosa después que refleja el metabolismo de la glucosa después de su administración y; último de ellos.de su administración y; último de ellos.

Radiofármacos más utilizadosRadiofármacos más utilizados

3.- 3.- LLa a meta-iodo-bencil-guanidinameta-iodo-bencil-guanidina marcada marcada con con I-131 (I-131-MIBG),I-131 (I-131-MIBG), que se utiliza para que se utiliza para caracterizar mecanismos neuronales de caracterizar mecanismos neuronales de captación (mecanismo captación (mecanismo uptake-1uptake-1 y y mecanismos de almacenamiento vesicular) mecanismos de almacenamiento vesicular) en el corazón, tumores carcinoides y en el corazón, tumores carcinoides y feocromocitomas. feocromocitomas.

Dosis de radiofármacosDosis de radiofármacos

La cantidad de material radiactivo con el que se La cantidad de material radiactivo con el que se marcan los fármacos que serán administrados con marcan los fármacos que serán administrados con fines diagnósticos o terapéuticos a pacientes adultos fines diagnósticos o terapéuticos a pacientes adultos o pediátricos se calcula en o pediátricos se calcula en milicuriesmilicuries si se emplea el si se emplea el sistema tradicional de unidades o en sistema tradicional de unidades o en megabequereliosmegabequerelios cuando se prefiera el sistema cuando se prefiera el sistema internacional de unidades (ejemplos: internacional de unidades (ejemplos: 1 mCi = 37 1 mCi = 37 MBq, 20 mCi = 740 MBqMBq, 20 mCi = 740 MBq). La cantidad de fármaco ). La cantidad de fármaco casi nunca requiere un cálculo especial y se realiza casi nunca requiere un cálculo especial y se realiza de forma convencional siguiendo simplemente el de forma convencional siguiendo simplemente el instructivo del proveedor para cada reactivo. instructivo del proveedor para cada reactivo.

Dosis de radiofármacosDosis de radiofármacos

De cualquier forma, la cantidad de reactivo De cualquier forma, la cantidad de reactivo (fármaco) es siempre pequeñísima, y de ahí la (fármaco) es siempre pequeñísima, y de ahí la ausencia de reacciones o efectos indeseables (aún en ausencia de reacciones o efectos indeseables (aún en pacientes recién nacidos).pacientes recién nacidos).En pacientes pediátricos es importante En pacientes pediátricos es importante mantener las mantener las dosis de material radiactivodosis de material radiactivo en cantidades suficientes en cantidades suficientes para obtener la información clínica necesaria, para obtener la información clínica necesaria, siempre manteniendo estas cantidades en el mínimo siempre manteniendo estas cantidades en el mínimo posible.posible.

DosisDosis

La dosis La dosis es inversamente proporcionales inversamente proporcional al al tiempo necesario para obtener una buena tiempo necesario para obtener una buena imagen diagnósticaimagen diagnóstica (a mayor dosis menor (a mayor dosis menor tiempo de adquisición y viceversa).tiempo de adquisición y viceversa). Por lo Por lo general podemos decir que los estudios general podemos decir que los estudios dinámicos y los estudios SPECT dinámicos y los estudios SPECT (tomográficos) requieren dosis más altas que (tomográficos) requieren dosis más altas que los estudios estáticos.los estudios estáticos.

Fórmulas básicasFórmulas básicas

Algunas fórmulas básicas que pueden utilizarse para Algunas fórmulas básicas que pueden utilizarse para calcular la dosis de radiofármaco a administrar en un calcular la dosis de radiofármaco a administrar en un paciente pediátrico son las siguientes:paciente pediátrico son las siguientes:

A) A) dosis pediátricadosis pediátrica = (dosis en adultos)(superficie = (dosis en adultos)(superficie corporal en m2) / 1.73 m2corporal en m2) / 1.73 m2

B) B) dosis pediátricadosis pediátrica = (dosis en adultos)(peso del = (dosis en adultos)(peso del paciente en Kg) / 70 Kgpaciente en Kg) / 70 Kg

Instrumentos y dosis de Instrumentos y dosis de radiofármacos:radiofármacos:

Los gammágrafosLos gammágrafos (previos a la aparición de (previos a la aparición de las gammalas gamma cámaras) estaban optimizados para cámaras) estaban optimizados para detectar fotones (radiación electromagnética) detectar fotones (radiación electromagnética) de alta energía provenientes de isótopos como de alta energía provenientes de isótopos como el Iodo 131 el Iodo 131 (360 keV).(360 keV). El El I-131I-131 proporciona proporciona una dosis de radiación mayor a la necesaria en una dosis de radiación mayor a la necesaria en la actualidad, que contamos con materiales la actualidad, que contamos con materiales como el como el Tc-99mTc-99m..

Instrumentos y dosis de Instrumentos y dosis de radiofármacosradiofármacos

Las gammaLas gamma cámarascámaras de primera generación, de primera generación, construidas en las décadas de los 60 y 70 y construidas en las décadas de los 60 y 70 y optimizadas para detectar fotones de baja energía optimizadas para detectar fotones de baja energía (140 keV), eran (y siguen siendo ya que en muchos (140 keV), eran (y siguen siendo ya que en muchos lugares se siguen utilizando) menos sensibles que las lugares se siguen utilizando) menos sensibles que las gammagamma cámaras actuales para detectar fotones, por lo cámaras actuales para detectar fotones, por lo cual también se deduce que en la actualidad se cual también se deduce que en la actualidad se requiere todavía menos dosis de material radiactivo requiere todavía menos dosis de material radiactivo para obtener resultados semejantes o mejores que para obtener resultados semejantes o mejores que hace algunos años.hace algunos años.

Tipos de técnicas de Medicina Tipos de técnicas de Medicina NuclearNuclear

1.1. Tomografía Computarisada TCTomografía Computarisada TC

2.2. Tomografía Axial computarisada TACTomografía Axial computarisada TAC

3.3. Resonancia Magnética Nuclear RMNResonancia Magnética Nuclear RMN

4.4. Tomografía de Emisión de Positrones Tomografía de Emisión de Positrones PETPET

5.5. Tomografía de Positron Unico SPECTTomografía de Positron Unico SPECT

Obtención de imágenes a través Obtención de imágenes a través de un TC:de un TC:

La obtención de imágenes a través de un TC La obtención de imágenes a través de un TC se realiza a través de un tubo de RX.se realiza a través de un tubo de RX.Un haz de Rayos X colimado atraviesa al Un haz de Rayos X colimado atraviesa al paciente mientras todo el sistema realiza un paciente mientras todo el sistema realiza un movimiento circular, se mide el haz atenuado movimiento circular, se mide el haz atenuado remanente y los valores se envían a un remanente y los valores se envían a un ordenador. Éste analiza la señal recibida por ordenador. Éste analiza la señal recibida por el detector, reconstruye la imagen y la el detector, reconstruye la imagen y la muestra en un monitor.muestra en un monitor.

TcTc

La imagen reconstruida puede ser La imagen reconstruida puede ser almacenada, pudiendo visualizarla cada vez almacenada, pudiendo visualizarla cada vez que se desee. También puede ser impresa en que se desee. También puede ser impresa en una placa convencional a través de una una placa convencional a través de una impresora láser conectada al monitor de impresora láser conectada al monitor de visualizaciónvisualización

Rayos X en un sistema de TcRayos X en un sistema de Tc

NATURALEZA DE LOS NATURALEZA DE LOS RAYOS XRAYOS X

Los Rayos X descubiertos por W. K. Roentgen en Los Rayos X descubiertos por W. K. Roentgen en 1895, son ondas electromagnéticas con una 1895, son ondas electromagnéticas con una longitud de onda menor de 10 Ángstrom y una longitud de onda menor de 10 Ángstrom y una frecuencia inferior a 3.10frecuencia inferior a 3.101616 y que por estas y que por estas características son capaces de atravesar la materia, características son capaces de atravesar la materia, perdiendo parte de su energía o bien siendo perdiendo parte de su energía o bien siendo desviados transmitiendo parte de su energía e desviados transmitiendo parte de su energía e ionizando a los átomos con quienes interacciona.ionizando a los átomos con quienes interacciona.

Rayos XRayos X

Los rayos X se originan a partir de una Los rayos X se originan a partir de una aceleración de los electrones (-) generados en aceleración de los electrones (-) generados en un filamento incandescente (cátodo), y su un filamento incandescente (cátodo), y su frenado brusco al chocar contra el ánodo (+) frenado brusco al chocar contra el ánodo (+) de un tubo de Rx.de un tubo de Rx.PPor efecto de este choque se produce un 99% or efecto de este choque se produce un 99% de energía calorífica y un 1% de energía de energía calorífica y un 1% de energía radiactiva, radiactiva, razón por la que razón por la que es necesario algún es necesario algún sistema adicional de dispersión de calor. sistema adicional de dispersión de calor.

T.C. RECUERDO T.C. RECUERDO HISTÓRICOHISTÓRICO

En 1972, el Dr. Godfrey Hounsfield describe y pone En 1972, el Dr. Godfrey Hounsfield describe y pone en práctica la Tomografía Axial Computarizada.en práctica la Tomografía Axial Computarizada.Su teoría se fundamenta en el coeficiente de Su teoría se fundamenta en el coeficiente de atenuación que experimenta el haz de rayos X al atenuación que experimenta el haz de rayos X al atravesar la materia.atravesar la materia.En radiología convencional, la imagen se consigue En radiología convencional, la imagen se consigue por la interacción fotoquímica de los fotones que por la interacción fotoquímica de los fotones que atraviesan la materia con las sales de plata de la atraviesan la materia con las sales de plata de la emulsión de la placa radiográfica, después del emulsión de la placa radiográfica, después del proceso de revelado, fijado, lavado y secado.proceso de revelado, fijado, lavado y secado.

T.C. RECUERDO T.C. RECUERDO HISTÓRICOHISTÓRICO

En radiología digital, aunque no se puede En radiología digital, aunque no se puede prescindir por el momento, de la placa prescindir por el momento, de la placa radiográfica para su estudio e informe radiográfica para su estudio e informe posterior, la imagen se consigue mediante los posterior, la imagen se consigue mediante los cálculos de atenuación de la radiación X, al cálculos de atenuación de la radiación X, al interaccionar y atravesar la materia de interaccionar y atravesar la materia de estudio.estudio.

Imagen tomográficaImagen tomográfica

La calidad de la imagen digital depende de La calidad de la imagen digital depende de varios factores comovarios factores como;;

1.1. EEl haz de rayos X, l haz de rayos X,

2.2. LLos detectores, os detectores,

3.3. EEl número y la velocidad de los cálculos, l número y la velocidad de los cálculos,

4.4. LLos algoritmos que se utilicen en la os algoritmos que se utilicen en la reconstrucción de las imágenes, etc...reconstrucción de las imágenes, etc...

Imagen tomográficaImagen tomográfica

Cada corte tomográfico de la T.C. es como Cada corte tomográfico de la T.C. es como una "rebanada" más o menos delgada. La una "rebanada" más o menos delgada. La pantalla del monitor se divide en un número pantalla del monitor se divide en un número de celdillas (‘pixel’) con un volumen (‘voxel’) de celdillas (‘pixel’) con un volumen (‘voxel’) determinado por el grosor de la "rebanada".determinado por el grosor de la "rebanada".

Generaciones de TCGeneraciones de TC

1ª Generación1ª Generación: El tubo de RX y un detector en : El tubo de RX y un detector en posiciones opuestas recorren una zona posiciones opuestas recorren una zona determinada, realizando los cálculos de determinada, realizando los cálculos de atenuación correspondientes a esa zona, rotan atenuación correspondientes a esa zona, rotan ambos y recorren otra zona sobre el mismo eje ambos y recorren otra zona sobre el mismo eje realizando los cálculos de esta zona y repiten el realizando los cálculos de esta zona y repiten el proceso hasta conseguir los cálculos proceso hasta conseguir los cálculos correspondientes a un ángulo de 180º sobre el correspondientes a un ángulo de 180º sobre el mismo eje.mismo eje.

Los Los tiempos de barridotiempos de barrido por corte eran de 4 a 5 por corte eran de 4 a 5 minutos.minutos.


2ª Generación2ª Generación: Treinta detectores opuestos al : Treinta detectores opuestos al tubo de Rx, reducen el número de rotaciones de tubo de Rx, reducen el número de rotaciones de 180 a 6 por cada barrido, lo que a su vez reduce 180 a 6 por cada barrido, lo que a su vez reduce el tiempo total del barrido entre 20 y 60 el tiempo total del barrido entre 20 y 60 segundos.segundos.

3ª Generación3ª Generación: Un conjunto de detectores, junto : Un conjunto de detectores, junto con el tubo de Rx opuesto a ellos describen un con el tubo de Rx opuesto a ellos describen un giro de 360º , con lo que se reduce el barrido a giro de 360º , con lo que se reduce el barrido a tiempos inferiores a 3 segundos tiempos inferiores a 3 segundos


4ª Generación4ª Generación: El tubo rota por el interior : El tubo rota por el interior de una corona de detectores fijos que de una corona de detectores fijos que recogen y envían los datos para su recogen y envían los datos para su cálculo. Aunque así no se desajusta con cálculo. Aunque así no se desajusta con facilidad la posición de los detectores, el facilidad la posición de los detectores, el tiempo de barrido viene a ser igual que el tiempo de barrido viene a ser igual que el de la generación anterior.de la generación anterior.

Tipos de imágenesTipos de imágenes

Existen tres tipos de imágenes conseguidas Existen tres tipos de imágenes conseguidas mediante el movimiento del tubo:mediante el movimiento del tubo:

1.-Antiguamente llamada 1.-Antiguamente llamada "escanografía","escanografía", consistente en realizar un disparo largo consistente en realizar un disparo largo mientras solamente el tubo se mueve;un haz mientras solamente el tubo se mueve;un haz muy fino recorre la zona del cuerpo, pero no muy fino recorre la zona del cuerpo, pero no se mueve ni el paciente ni la placa. Se utilizó se mueve ni el paciente ni la placa. Se utilizó para hacer mediciones por cuanto no existía la para hacer mediciones por cuanto no existía la típica ampliación de la imagen radiográfica. típica ampliación de la imagen radiográfica.

Tipos de imágenesTipos de imágenes

2.-2.-Tomografía ComputarizadaTomografía Computarizada, que es la que , que es la que nos ocupa hoy.nos ocupa hoy.

3.-3.-Tomografía convencionalTomografía convencional, también llamada , también llamada planigrafíaplanigrafía

¿Cómo trabaja?¿Cómo trabaja?Durante el disparo de Rx. el tubo se mueve de Durante el disparo de Rx. el tubo se mueve de manera uniforme hacia un lado, mientras que el manera uniforme hacia un lado, mientras que el chasis se mueve a la misma velocidad en sentido chasis se mueve a la misma velocidad en sentido contrario.contrario.

Con eso se consigue que el rayo central solamente Con eso se consigue que el rayo central solamente coincida durante todo su trayecto en un punto, en el coincida durante todo su trayecto en un punto, en el que se produce la intersección de todas las líneas que se produce la intersección de todas las líneas representativas de este rayo central. representativas de este rayo central.

Este será el centro de la imagen y saldrá nítido todo Este será el centro de la imagen y saldrá nítido todo lo que se encuentre en el mismo plano. Por eso la lo que se encuentre en el mismo plano. Por eso la tomografía lineal se llama también planigrafía.tomografía lineal se llama también planigrafía.

TomógrafoTomógrafo

¿Qué necesitamos para la ¿Qué necesitamos para la T.C.?T.C.?

1.-Generador y Tubo de Rx, similares a los 1.-Generador y Tubo de Rx, similares a los del sistema convencionaldel sistema convencional

2.-Detectores2.-Detectores

3.-Sistema informático3.-Sistema informático

a).-para cálculos (números TC o unidades a).-para cálculos (números TC o unidades Hounsfield)Hounsfield)

b).-para conversión en pixels de las distintas b).-para conversión en pixels de las distintas intensidades del blanco al negro.intensidades del blanco al negro.


44.-Sistemas mecánicos para movimientos de .-Sistemas mecánicos para movimientos de barrido, centrajes y alineaciones.barrido, centrajes y alineaciones.

5.-Mesa de exploración móvil, para 5.-Mesa de exploración móvil, para escanogramas, centrajes, etc.escanogramas, centrajes, etc.

La La mesamesa es telecomandada, y se puede elevar, es telecomandada, y se puede elevar, descender, y deslizar hacia afuera o hacia descender, y deslizar hacia afuera o hacia adentro, introduciéndose o saliendo del adentro, introduciéndose o saliendo del hueco del gantry, para poder realizar una hueco del gantry, para poder realizar una exploración.exploración.


El conjunto de El conjunto de tubotubo y y detectoresdetectores que se que se encuentran opuestos entre sí, y los sistemas encuentran opuestos entre sí, y los sistemas electromecánicos de giro, así como los tubos electromecánicos de giro, así como los tubos de refrigeración y las mangueras del cableado, de refrigeración y las mangueras del cableado, etc. se hallan envueltos por una carcasa cuyo etc. se hallan envueltos por una carcasa cuyo centro está hueco y se denomina centro está hueco y se denomina gantrygantry..

Consola de trabajoConsola de trabajoLa La consola de trabajoconsola de trabajo consta de: consta de:

1.1. un teclado con un teclado con trackballtrackball, , (mouse fijo) (mouse fijo) para programación de cortes y otras para programación de cortes y otras utilidades de pantalla. utilidades de pantalla.

2.2. Dos Dos potenciómetrospotenciómetros giratorios para giratorios para cambios de cambios de centro y centro y amplitud de amplitud de ventanaventana..

3.3. Dos Dos monitoresmonitores, uno para ver las , uno para ver las imágenesimágenes y otro para los y otro para los protocolosprotocolos de de estudio. estudio.

Obtención de imágenObtención de imágen

La imagenLa imagen se obtiene a través de complicados se obtiene a través de complicados cálculos logarítmicos, en los que se tiene en cálculos logarítmicos, en los que se tiene en cuenta la radiación inicial, y los datos de cuenta la radiación inicial, y los datos de radiación obtenidos por los detectores que se radiación obtenidos por los detectores que se encuentran en el lado opuesto al tubo. encuentran en el lado opuesto al tubo.

Estos cálculos nos darán el coeficiente de Estos cálculos nos darán el coeficiente de atenuación de la radiación en cada punto, y atenuación de la radiación en cada punto, y posteriormente serán representados con una posteriormente serán representados con una intensidad concreta en cada punto de la intensidad concreta en cada punto de la pantalla. pantalla.

Unidades de imágenUnidades de imágen

Como hemos dicho, los puntos que vemos en Como hemos dicho, los puntos que vemos en la pantalla se denominan pixelsla pantalla se denominan pixels

La pantalla está dividida en puntos llamados La pantalla está dividida en puntos llamados pixelspixels,, que corresponden a una unidad de que corresponden a una unidad de superficie, pero ya que el corte tiene una superficie, pero ya que el corte tiene una profundidad prefijada por nosotros en el profundidad prefijada por nosotros en el grosor de cortegrosor de corte, también obtenemos una , también obtenemos una unidad de volumen llamada unidad de volumen llamada voxelvoxel..

Unidades de imágenUnidades de imágen

Centro de ventanaCentro de ventanaHablamos de Hablamos de Centro de VentanaCentro de Ventana o de o de Amplitud de ventanaAmplitud de ventana cuando nos referimos a cuando nos referimos a las escalas de grises o al contraste de la las escalas de grises o al contraste de la imagen.imagen.La VentanaLa Ventana es aquello que se refiere a la es aquello que se refiere a la gama de densidades cuyos númerosgama de densidades cuyos números HounsfieldHounsfield referidos a los tejidos del cuerpo referidos a los tejidos del cuerpo humano, van desde el -1000 hasta el +1000 humano, van desde el -1000 hasta el +1000 pasando por el 0 que el que corresponde a la pasando por el 0 que el que corresponde a la densidad Aguadensidad Agua, tomada como referencia. , tomada como referencia. Estos valores máximos o mínimos, pueden Estos valores máximos o mínimos, pueden variar envariar en función del aparato.función del aparato.

Amplitud de ventanaAmplitud de ventana

El -1000 corresponde al aire y el +1000 El -1000 corresponde al aire y el +1000 corresponde al metal.corresponde al metal.

Amplitud de ventanaAmplitud de ventanaSi colocamos el Si colocamos el Centro de la VentanaCentro de la Ventana arribaarriba y su y su amplitud es pequeñaamplitud es pequeña, estaremos , estaremos potenciando la visualización de las potenciando la visualización de las zonas más zonas más densasdensas y prácticamente no visualizaremos las y prácticamente no visualizaremos las partes blandas. Si por el contrario lo partes blandas. Si por el contrario lo colocamos colocamos abajoabajo, y también , y también con poca con poca amplitudamplitud, potenciaremos la visualización de , potenciaremos la visualización de las las partes blandaspartes blandas y no seremos capaces de y no seremos capaces de visualizar bien las densidades altas.(Hueso, visualizar bien las densidades altas.(Hueso, metal, etc.)metal, etc.)

Amplitud de ventanaAmplitud de ventana

Pueden hacerse combinaciones de todo tipo, Pueden hacerse combinaciones de todo tipo, ampliando la ventana disminuyéndola, ampliando la ventana disminuyéndola, subiendo o bajando su centro. De tal forma subiendo o bajando su centro. De tal forma que nos permita visualizar las estructuras que nos permita visualizar las estructuras que nos interesen, teniendo en cuenta que que nos interesen, teniendo en cuenta que hemos ahemos addquirido todos los datos quirido todos los datos digitalmente, por lo que podemos digitalmente, por lo que podemos manipularlos según lo necesitemos.manipularlos según lo necesitemos.

Parámetros de estudioParámetros de estudio

Los parámetros de estudio a considerar en TC Los parámetros de estudio a considerar en TC son:son:

1.1. Grosor de corteGrosor de corte2.2. IntervaloIntervalo3.3. Campo de visión (F O V = Field of view)Campo de visión (F O V = Field of view)4.4. Kv y mAKv y mA5.5. TiempoTiempo6.6. Scout =Surview = EscanogramaScout =Surview = Escanograma

Parámetros de estudioParámetros de estudioGrosor de corteGrosor de corte

Determina el volumen del Determina el volumen del voxelvoxel o, lo que es o, lo que es lo mismo la anchura del corte (anchura de la lo mismo la anchura del corte (anchura de la "rebanada"). Se mide en mm."rebanada"). Se mide en mm.

IntervaloIntervalo

Determina la distancia entre un corte y otro.Determina la distancia entre un corte y otro.

Puede dejarse una gran distancia entre un Puede dejarse una gran distancia entre un corte y otro lo que nos dejaría zonas sin corte y otro lo que nos dejaría zonas sin estudiar, pero también se pueden hacer cortes estudiar, pero también se pueden hacer cortes solapados o continuos. P.ej.:solapados o continuos. P.ej.:


Un grosor de 10mm con un intervalo de cada Un grosor de 10mm con un intervalo de cada 10mm sería un estudio con cortes seguidos sin 10mm sería un estudio con cortes seguidos sin dejar zonas sin estudiar.dejar zonas sin estudiar.

Con un grosor de 5mm, y un intervalo de cada Con un grosor de 5mm, y un intervalo de cada 3mm, nos daría como resultado un estudio 3mm, nos daría como resultado un estudio con imágenes solapadas de un corte sobre con imágenes solapadas de un corte sobre otro, lo cual nos permitiría hacer una buena otro, lo cual nos permitiría hacer una buena reconstrucción reconstrucción 3D3D..

Parámetros de estudioParámetros de estudioLa parte negativa es que estaríamos irradiando La parte negativa es que estaríamos irradiando algunas zonas por duplicado.algunas zonas por duplicado.

El intervalo está relacionado directamente con El intervalo está relacionado directamente con el movimiento de la mesa.el movimiento de la mesa.

Campo de visión (F O V = Field of view)Campo de visión (F O V = Field of view)

Determina el diámetro del corteDetermina el diámetro del corte y depende de y depende de la zona de estudio.la zona de estudio.

Cuanto más amplio sea el Cuanto más amplio sea el FOV FOV más pequeña más pequeña se verá la imagen en la pantalla que al se verá la imagen en la pantalla que al ampliarla perderá resolución.ampliarla perderá resolución.


Kv y mAKv y mA

Corresponden a las características del disparo, Corresponden a las características del disparo, como cualquier aparato convencional, con la como cualquier aparato convencional, con la salvedad de que prácticamente el aparato ya salvedad de que prácticamente el aparato ya tiene establecidas dichas características de tiene establecidas dichas características de forma protocolizada para cada tipo de forma protocolizada para cada tipo de exploración, aunque se pueden variar exploración, aunque se pueden variar manualmente.manualmente.

Parámetros de estudioParámetros de estudioTiempoTiempo

El tiempo del disparo corresponde al tiempo El tiempo del disparo corresponde al tiempo de barrido.de barrido.

Entre disparo y disparo existe un tiempo de Entre disparo y disparo existe un tiempo de espera que corresponde al espera que corresponde al tiempo de tiempo de enfriamientoenfriamiento y éste está relacionado con la y éste está relacionado con la capacidad de enfriamiento del tubo y con la capacidad de enfriamiento del tubo y con la técnica utilizada.técnica utilizada.


Antes de cada exploración se puede realizar Antes de cada exploración se puede realizar unun

Scout =Surview = EscanogramaScout =Surview = Escanograma

que corresponde a una radiografía digital por que corresponde a una radiografía digital por barrido lineal, sobre la que se planifican barrido lineal, sobre la que se planifican previamente los cortes que se han de realizar.previamente los cortes que se han de realizar.

TC HelicoidalTC HelicoidalSe trata de un aparato de TC dotado con un Se trata de un aparato de TC dotado con un sistema de sistema de rotación constanterotación constante, para lo cual , para lo cual dispone de un sistema de roce o escobillas que dispone de un sistema de roce o escobillas que mantienen la conexión eléctrica entre las mantienen la conexión eléctrica entre las fuentes de alimentación eléctrica y el tubo y fuentes de alimentación eléctrica y el tubo y los demás componentes que giran durante el los demás componentes que giran durante el disparo.disparo.

Estos aparatos tienen la capacidad de realizar Estos aparatos tienen la capacidad de realizar cortes axiales convencionalescortes axiales convencionales, además de , además de poder realizar exploraciones helicoidalespoder realizar exploraciones helicoidales

TC HelicoidalTC Helicoidal

Para realizar una exploración helicoidal se Para realizar una exploración helicoidal se combinan a la vez el combinan a la vez el movimiento rotatoriomovimiento rotatorio del del tubo y y el tubo y y el movimiento de desplazamientomovimiento de desplazamiento de de la mesa durante el barrido, con lo que se la mesa durante el barrido, con lo que se consigue una adquisición volumétrica.consigue una adquisición volumétrica.

Las imágenes solapadas en este caso no son Las imágenes solapadas en este caso no son producto de mayor radiación sobre la zona, producto de mayor radiación sobre la zona, sino que son producto de un complejo proceso sino que son producto de un complejo proceso matemático.matemático.

Tc estandarTc estandar

Al factor de Al factor de desplazamiento se desplazamiento se le denomina le denomina pitchpitch

pitch = pitch = MovimientoMovimiento de la de la mesa mesa en mm x giro en mm x giro (segundo) / Grosor (segundo) / Grosor de cortede corte

PitchPitchEl pitch El pitch determina la separacióndetermina la separación de de las las espiralesespirales, de tal manera que a 10mm de , de tal manera que a 10mm de desplazamiento de la mesa por segundo, si desplazamiento de la mesa por segundo, si cada giro dura un segundo, y el grosor de cada giro dura un segundo, y el grosor de corte fuese de 10mm correspondería un corte fuese de 10mm correspondería un pitch pitch 11 ; ; o dicho de otro modo, el índice de pitch o dicho de otro modo, el índice de pitch sería 1:1sería 1:1Si, por ejemplo el grosor de corte fuese de Si, por ejemplo el grosor de corte fuese de 5mm y se mantuviese la misma velocidad de 5mm y se mantuviese la misma velocidad de desplazamiento tendríamos desplazamiento tendríamos pitch = (10mm x 1s)/5 mm = 2pitch = (10mm x 1s)/5 mm = 2 ;es decir el ;es decir el índice de pitch sería de 2:1índice de pitch sería de 2:1

PitchPitchCuanto mayor es el valor del pitch, más Cuanto mayor es el valor del pitch, más estiradas estarían las espirales, mayor sería su estiradas estarían las espirales, mayor sería su cobertura, menor la radiación del paciente, cobertura, menor la radiación del paciente, pero menor sería la calidad de las imágenes pero menor sería la calidad de las imágenes obtenidas. obtenidas.

Ventajas de la TC helicoidalVentajas de la TC helicoidal*Evita *Evita discontinuidaddiscontinuidad entre cortes entre cortes

*Reduce el *Reduce el tiempo de exploracióntiempo de exploración

*Posibilita las *Posibilita las exploraciones con menor exploraciones con menor cantidad de contrastecantidad de contraste i.v. i.v.

*Posibilita la *Posibilita la reconstrucción multiplanarreconstrucción multiplanar de de imágenes.imágenes.

*Mejora la *Mejora la calidad reconstrucción calidad reconstrucción tridimensional.tridimensional.

*Permite la Angio-TC*Permite la Angio-TC

Resonancia Magnética NuclearResonancia Magnética Nuclear

La resonancia magnética nuclear fue La resonancia magnética nuclear fue descubierta durante la década de 1930 por descubierta durante la década de 1930 por Isidoro Isaac Rabi y su grupo de investigación Isidoro Isaac Rabi y su grupo de investigación de la Universidad de Columbia quienes de la Universidad de Columbia quienes desarrollaron la resonancia magnética de desarrollaron la resonancia magnética de haces moleculares como técnica para estudiar haces moleculares como técnica para estudiar las propiedades magnéticas y la estructura las propiedades magnéticas y la estructura interna de las moléculas, los átomos y los interna de las moléculas, los átomos y los núcleosnúcleos

RMNRMN

La RMN se comenzó a utilizar casi La RMN se comenzó a utilizar casi inmediatamente para la caracterización de las inmediatamente para la caracterización de las sustancias químicas, dado que en una sustancias químicas, dado que en una molécula, los protones emiten una radiación molécula, los protones emiten una radiación diferente según el radical al que se encuentren diferente según el radical al que se encuentren unidos y su posición dentro del mismo. Hubo unidos y su posición dentro del mismo. Hubo que esperar hasta la década de los 70 para que esperar hasta la década de los 70 para disponer de esta técnica para el diagnóstico disponer de esta técnica para el diagnóstico imaginológico. imaginológico.

RMNRMNLas resonancia magnética utiliza algunas Las resonancia magnética utiliza algunas propiedades fundamentales de los núcleos atómicos, propiedades fundamentales de los núcleos atómicos, en particular los en particular los "momentos magnéticos","momentos magnéticos", ya que se ya que se parecen a diminutas barras magnéticas con polos parecen a diminutas barras magnéticas con polos positivo y negativo. positivo y negativo. Cuando se colocan en un campo magnético externo Cuando se colocan en un campo magnético externo potente, la dirección del momento magnético potente, la dirección del momento magnético "oscila""oscila" o cambia según la dirección del campo con o cambia según la dirección del campo con una una frecuencia proporcional a la fuerza del campo frecuencia proporcional a la fuerza del campo externoexterno. La . La RMRM se produce se produce cuando la cuando la fuerza del fuerza del campo magnéticocampo magnético se manipula hasta que la se manipula hasta que la frecuencia de precesión de la partícula coincide con frecuencia de precesión de la partícula coincide con la de la frecuencia de radio aplicadala de la frecuencia de radio aplicada. .

RMNRMN

Esto hace que el momento magnético de la Esto hace que el momento magnético de la partícula cambie de orientación en relación al partícula cambie de orientación en relación al campo magnético externo, una señal campo magnético externo, una señal detectable que revela la estructura interna y la detectable que revela la estructura interna y la actividad de cualquier cosa, desde elementos actividad de cualquier cosa, desde elementos químicos hasta el cerebro humano. químicos hasta el cerebro humano.

Espectro electromagnéticoEspectro electromagnético

Conceptos de magnetismoConceptos de magnetismo

Magnetismo es una propiedad fundamental Magnetismo es una propiedad fundamental de la materia de la materia

Todas las sustancias poseen algún Todas las sustancias poseen algún magnetismo magnetismo

La susceptibilidad magnética depende de la La susceptibilidad magnética depende de la configuración electrónica (número y configuración electrónica (número y situación de sus electrones) de sus átomos. situación de sus electrones) de sus átomos.

Sustancias paramagnéticas: inducen un Sustancias paramagnéticas: inducen un pequeño campo magnético y al aplicarles pequeño campo magnético y al aplicarles un campo externo se suma a él. Ej: Oxígeno un campo externo se suma a él. Ej: Oxígeno


Sustancias diamagnéticas: no tienen Sustancias diamagnéticas: no tienen momento magnético, en presencia de momento magnético, en presencia de campos externos muestran un momento campos externos muestran un momento opuesto (aislantes). Ej: Cobre opuesto (aislantes). Ej: Cobre

Sustancias ferromagnéticas: en presencia de Sustancias ferromagnéticas: en presencia de un campo externo presentan fuerte atracción un campo externo presentan fuerte atracción y retienen la magnetización. Ej: Hierro y retienen la magnetización. Ej: Hierro


Un imán permanente es bipolar: Norte y Sur Un imán permanente es bipolar: Norte y Sur La potencia de campos magnéticos pequeños se La potencia de campos magnéticos pequeños se

mide en Gauss. El campo magnético de la tierra es mide en Gauss. El campo magnético de la tierra es de 0.6 Gauss de 0.6 Gauss

Los campos más grandes se miden en Teslas: 1 Los campos más grandes se miden en Teslas: 1 Tesla 10.000 Gauss Tesla 10.000 Gauss

Los núcleos atómicos con un número impar de Los núcleos atómicos con un número impar de protones o neutrones tienen un protones o neutrones tienen un spinspin nuclear (giran nuclear (giran sobre si mismos) sobre si mismos)

El movimiento se puede orientar con un campo El movimiento se puede orientar con un campo magnético externo magnético externo


El núcleo de hidrógeno (un sólo protón) El núcleo de hidrógeno (un sólo protón) sólo tiene dos orientaciones posibles cuando sólo tiene dos orientaciones posibles cuando se le somete a un campo magnético externo se le somete a un campo magnético externo

Haciendo incidir una onda Haciendo incidir una onda electronmagnética de radiofrecuencia electronmagnética de radiofrecuencia perpendicularmeperpendicularmentente a la dirección del a la dirección del campo principal se excitan los campo principal se excitan los spinesspines

El spín nuclear y la resonancia El spín nuclear y la resonancia magnética nuclearmagnética nuclear

Los núcleos de muchos elementos químicos Los núcleos de muchos elementos químicos poseen momentos dipolares magnéticos poseen momentos dipolares magnéticos caracterizados por un número cuántico de spin: I. caracterizados por un número cuántico de spin: I. Según el núcleo, I puede valer 0 (Según el núcleo, I puede valer 0 (1212C, C, 1616O, O, 3232S), ½ S), ½ ((11H, H, 1313C, C, 1515N, N, 1919F, F, 3131P), 1 (P), 1 (1414N),En presencia de un N),En presencia de un campo magnético los núcleos se pueden encontrar campo magnético los núcleos se pueden encontrar en 2I+1 niveles de energía distintos. Para el protón en 2I+1 niveles de energía distintos. Para el protón (núcleo de (núcleo de 11H) hay 2 x ½ + 1 = 2 H) hay 2 x ½ + 1 = 2 niveles de energíaniveles de energía. .

El spín nuclear y la resonancia El spín nuclear y la resonancia magnética nuclearmagnética nuclear

Un protón en el nivel inferior puede Un protón en el nivel inferior puede absorber radiación electromagnética absorber radiación electromagnética (ondas de radio) de frecuencia n(ondas de radio) de frecuencia n0 0 y pasar y pasar

al estado superior. El protón que absorbe al estado superior. El protón que absorbe energía se dice que está en resonancia energía se dice que está en resonancia con el campo electromagnéticocon el campo electromagnético..

El desplazamiento químicoEl desplazamiento químico

Al aplicar un campo magnético a una molécula se Al aplicar un campo magnético a una molécula se inducen inducen momentos magnéticos electrónicos de momentos magnéticos electrónicos de sentido contrario al campo aplicado que lo sentido contrario al campo aplicado que lo "apantallan""apantallan" ligeramente. El grado de ligeramente. El grado de apantallamiento (definido por la constante de apantallamiento (definido por la constante de apantallamiento: apantallamiento: ) depende de la densidad ) depende de la densidad electrónica de cada región de la molécula. Según el electrónica de cada región de la molécula. Según el apantallamiento que experimenta cada protón su apantallamiento que experimenta cada protón su frecuencia de resonancia es ligeramente distinta:frecuencia de resonancia es ligeramente distinta:hh = 2 = 2mm HH00(1-(1-).).

ApantallamientoApantallamiento

¿por qué dos átomos similares en distintos ¿por qué dos átomos similares en distintos entornos resuenan a distintas frecuencias?entornos resuenan a distintas frecuencias?

Los electrones que rodean los núcleos que Los electrones que rodean los núcleos que giran, también están cargados y también giran, también están cargados y también giran, una carga que gira crea un campo giran, una carga que gira crea un campo magnético, opuesto al campo magnético magnético, opuesto al campo magnético aplicado. Esto reduce la magnitud del aplicado. Esto reduce la magnitud del campo magnético aplicado que llega a los campo magnético aplicado que llega a los núcleos. En otras palabras, los electrones núcleos. En otras palabras, los electrones "apantallan" los núcleos del campo "apantallan" los núcleos del campo magnético totalmagnético total

El desplazamiento químicoEl desplazamiento químico

Utilizando una sustancia de referencia, se define el Utilizando una sustancia de referencia, se define el desplazamiento químico de cualquier protón como: desplazamiento químico de cualquier protón como: (ppm) =106( (ppm) =106(muestra – muestra – referencia)/referencia)/ espectrómetro. espectrómetro. El desplazamiento químico de un protón es El desplazamiento químico de un protón es independiente del instrumento utilizado y tiene independiente del instrumento utilizado y tiene valores característicos para cada grupo funcional.valores característicos para cada grupo funcional.

RMN monodimensionalRMN monodimensional

Método antiguo: Se varía la frecuencia de la Método antiguo: Se varía la frecuencia de la radiación electromagnética y se registra la radiación electromagnética y se registra la absorción de radiación. absorción de radiación.

Método actual: Se lanza un pulso corto (Método actual: Se lanza un pulso corto (s) de s) de radiofrecuencia que contiene simultáneamente radiofrecuencia que contiene simultáneamente todas las frecuencias de excitación. Los todas las frecuencias de excitación. Los protones absorben la radiación y se orientan protones absorben la radiación y se orientan generando un nuevo campo magnético que se generando un nuevo campo magnético que se puede medir así como su decaimiento temporal puede medir así como su decaimiento temporal ("free induction decay": FID). ("free induction decay": FID).

RMN monodimensionalRMN monodimensional

A esta señal temporal (SA esta señal temporal (S(t)(t)=METER ECUACION =METER ECUACION se le aplica una transformada de Fourier que la se le aplica una transformada de Fourier que la convierte en I(convierte en I()=)= METER ECUACION. Cada METER ECUACION. Cada protón absorbe a una protón absorbe a una distinta y sus distinta y sus decaimientos se recogen superpuestos. La decaimientos se recogen superpuestos. La transformada transformada recompone el espectrorecompone el espectro en función en función de la frecuencia. de la frecuencia.

Algoritmo de la Transformada Algoritmo de la Transformada de Fourierde Fourier

Acoplamiento de espinesAcoplamiento de espines

El campo magnético de un protón influye en el de los El campo magnético de un protón influye en el de los protones vecinos. El campo magnético y la protones vecinos. El campo magnético y la frecuencia de absorción de un determinado protón es: frecuencia de absorción de un determinado protón es: = 2 = 2mm HHoo /h/h.. Un protón vecino, modifica ligeramente Un protón vecino, modifica ligeramente HHoo haciéndolo mayor H haciéndolo mayor Hoo+ o menor H+ o menor Hoo- de modo que el - de modo que el protón puede absorber aprotón puede absorber a HHoo// h. Un protón vecino, h. Un protón vecino, modifica ligeramente Hmodifica ligeramente Hoo haciéndolo mayor H haciéndolo mayor Hoo

+ + o o menor Hmenor Hoo

- - de modo que el protón puede absorber a de modo que el protón puede absorber a ´ ´ = 2= 2mm HHoo

++// h o a Hoh o a Ho++// h o a h o a ´´ = 2´´ = 2mm HHoo-/-/ h.h. Así la Así la señal Hoseñal Ho--// h. h.

Acoplamiento de espinesAcoplamiento de espines

Así la señal Así la señal se desdoblase desdobla y los dos subpicos se y los dos subpicos se separan según la constante de apantallamiento: separan según la constante de apantallamiento: J J = (= (´-´-´´).´´). Los Los protones acopladosprotones acoplados de esta manera de esta manera son los separados mediante 3 enlaces químicos.son los separados mediante 3 enlaces químicos.

El efecto Overhauser nuclear El efecto Overhauser nuclear (NOE)(NOE)

Un protón, cuya proporción de núcleos con spin +1/2 Un protón, cuya proporción de núcleos con spin +1/2 y –1/2 está alterada (se consigue con una fuerte y –1/2 está alterada (se consigue con una fuerte irradiación del protón) interactúa por acoplamiento irradiación del protón) interactúa por acoplamiento dipolar con un protón vecino, alterando su proporción dipolar con un protón vecino, alterando su proporción de núcleos con spin +1/2 y –1/2 y cambiando así la de núcleos con spin +1/2 y –1/2 y cambiando así la intensidad de la absorción. El desplazamiento intensidad de la absorción. El desplazamiento químico no se altera. Se utiliza para detectar los químico no se altera. Se utiliza para detectar los protones que están cerca de otros. Es muy sensible a protones que están cerca de otros. Es muy sensible a la distancia porque la interacción dipolar depende de rla distancia porque la interacción dipolar depende de r --

66. Sólo actúa a distancias <5Å y no importa el número . Sólo actúa a distancias <5Å y no importa el número de enlaces químicos que separan a los dos protones. de enlaces químicos que separan a los dos protones.

RMN bidimensional; espectros RMN bidimensional; espectros COSYCOSY

El espectro de rmn de un proteína pequeña es El espectro de rmn de un proteína pequeña es demasiado complejodemasiado complejo (18kD ~1500 protones). Para (18kD ~1500 protones). Para identificar el pico correspondiente a cada protón es identificar el pico correspondiente a cada protón es necesario dispersarlos en, necesario dispersarlos en, aal menos, dos l menos, dos dimensiones. Esto se consigue mediante dimensiones. Esto se consigue mediante secuencias de pulsos de radiofrecuencias con secuencias de pulsos de radiofrecuencias con dos variables temporalesdos variables temporales. La técnica más común . La técnica más común es el espectro COSY en el que se registran FIDs es el espectro COSY en el que se registran FIDs con distintos tcon distintos t11. La transformada de Fourier . La transformada de Fourier recompone el recompone el espectro COSYespectro COSY bidimensional. bidimensional.

Asignación de los sistemas de Asignación de los sistemas de spinspin

El primer paso es distribuir todos los picos del El primer paso es distribuir todos los picos del espectro COSY en patrones como los anteriores. Así espectro COSY en patrones como los anteriores. Así el espectro se convierte en un conjunto de patrones el espectro se convierte en un conjunto de patrones de picos (cada uno correspondiente a un tipo de de picos (cada uno correspondiente a un tipo de aminoácidos. Una vez asignados todos los picos a aminoácidos. Una vez asignados todos los picos a alguna clase de aminoácido se genera una tabla alguna clase de aminoácido se genera una tabla METER FIGURA. En el espectro COSY, los METER FIGURA. En el espectro COSY, los protones de cada residuo están aislados de los de protones de cada residuo están aislados de los de residuos adyacentes METER FIGURA de modo que residuos adyacentes METER FIGURA de modo que el espectro COSY no da información de cómo se el espectro COSY no da información de cómo se ordenan los aordenan los a a en la proteína. a en la proteína.

Marcación con Marcación con 1313C y con C y con 1515N; RMN N; RMN multidimensionalmultidimensional

En proteínas de cierto tamaño, dispersar los picos del En proteínas de cierto tamaño, dispersar los picos del espectro en dos dimensiones no es suficiente para espectro en dos dimensiones no es suficiente para separarlos bien y poder asignarlos. En estos casos separarlos bien y poder asignarlos. En estos casos hay que obtener muestras de proteína enriquecidas hay que obtener muestras de proteína enriquecidas en en 1313C y/o C y/o 1515N y utilizar secuencias de pulsos más N y utilizar secuencias de pulsos más complejas para dispersar la señal en 3 y hasta en 4 complejas para dispersar la señal en 3 y hasta en 4 dimensiones. La proteína marcada se obtiene como dimensiones. La proteína marcada se obtiene como proteína recombinante cultivando el organismo que proteína recombinante cultivando el organismo que contiene el gen en un medio que carezca de carbono contiene el gen en un medio que carezca de carbono (y/o nitrógeno) suplementado con (y/o nitrógeno) suplementado con 1313C-glucosa y/o C-glucosa y/o 1515NHNH

44Cl.Cl.

RMN versus Rayos X.RMN versus Rayos X.

La rmn se realiza en solución acuosa, requiere una La rmn se realiza en solución acuosa, requiere una alta solubilidad de la proteína (1 mM), permite el alta solubilidad de la proteína (1 mM), permite el estudio de procesos dinámicos y está limitada a estudio de procesos dinámicos y está limitada a proteínas de menos de 30 kD. La difracción de proteínas de menos de 30 kD. La difracción de rayos x se realiza en un cristal (la proteína no tiene rayos x se realiza en un cristal (la proteína no tiene que ser tan soluble pero tiene que cristalizar), que ser tan soluble pero tiene que cristalizar), apenas permite el estudio de procesos dinámicos apenas permite el estudio de procesos dinámicos y no está limitada a proteínas pequeñas.y no está limitada a proteínas pequeñas.

Estructura de RMNEstructura de RMN

La mayor parte de la máquina es sólo un gran La mayor parte de la máquina es sólo un gran "enfriador" que contiene dos líquidos "enfriador" que contiene dos líquidos extremadamente fríos: helio líquido y nitrógeno extremadamente fríos: helio líquido y nitrógeno líquido. ¡El nitrógeno líquido está a -195líquido. ¡El nitrógeno líquido está a -195ooC y el helio C y el helio líquido a -269líquido a -269ooC! El helio líquido se encuentra en la C! El helio líquido se encuentra en la parte más interna del "enfriador" para enfriar una parte más interna del "enfriador" para enfriar una bobina superconductora que crea el campo bobina superconductora que crea el campo magnético a -269magnético a -269ooC y el nitrógeno líquido lo rodea C y el nitrógeno líquido lo rodea para evitar que el helio se evapore demasiado rápido. para evitar que el helio se evapore demasiado rápido.

Cuando la muestra se encuentra disuelta, el solvente Cuando la muestra se encuentra disuelta, el solvente o parte del mismo debe ser o parte del mismo debe ser deuteradodeuterado.. Esto significa Esto significa que en la molécula del solvente, hay átomos de que en la molécula del solvente, hay átomos de deuterio en lugar de hidrógenos. El hidrógeno posee deuterio en lugar de hidrógenos. El hidrógeno posee un protón dentro de su núcleo, en tanto que el un protón dentro de su núcleo, en tanto que el deuterio tiene un protón y un neutrón. Esto es deuterio tiene un protón y un neutrón. Esto es necesario para "trabar" el RMN a una frecuencia necesario para "trabar" el RMN a una frecuencia específica, de modo que el espectro no se desplace específica, de modo que el espectro no se desplace durante la adquisición de datos. durante la adquisición de datos.

Ahora que la muestra se encuentra dentro de un Ahora que la muestra se encuentra dentro de un campo magnético, trabada y girando, podemos barrer campo magnético, trabada y girando, podemos barrer el espectro. Primero, un generador de el espectro. Primero, un generador de radiofrecuencia radiofrecuencia "pulsa""pulsa" la muestra con una corta la muestra con una corta ráfaga de ondas de radio. Estas ondas son absorbidas ráfaga de ondas de radio. Estas ondas son absorbidas y transmitidas desde la muestra hasta el receptor, que y transmitidas desde la muestra hasta el receptor, que detecta la señal desde la muestra. Esta información detecta la señal desde la muestra. Esta información es luego transmitida a la computadora adosada al es luego transmitida a la computadora adosada al RMN donde es traducida y analizada. RMN donde es traducida y analizada.

EnfriadorEnfriador

Ventajas de la Resonancia Ventajas de la Resonancia MagnéticaMagnética

Consigue alto contraste entre tejidos blandos Consigue alto contraste entre tejidos blandos Es muy sensible a cambios patológicos Es muy sensible a cambios patológicos Obtiene cortes en todos los sentidos sin mover al Obtiene cortes en todos los sentidos sin mover al

paciente paciente No utiliza radiación ionizante No utiliza radiación ionizante Aporta datos tanto anatómicos como fisiológicos Aporta datos tanto anatómicos como fisiológicos Permite ver vasos sanguíneos sin utilizar medios Permite ver vasos sanguíneos sin utilizar medios

de contraste de contraste No existe riesgo comprobado para el paciente ni No existe riesgo comprobado para el paciente ni

para los radiólogos para los radiólogos

ESPECIFICACIONES DEL ESPECIFICACIONES DEL QUAD 7000QUAD 7000

Este resonancia es la Este resonancia es la UNICAUNICA del mundo del mundo que permite realizar estudios con el que permite realizar estudios con el paciente en cualquier posición, de pie, paciente en cualquier posición, de pie, sentado, tumbado o incluso cuando es sentado, tumbado o incluso cuando es un niño pequeño en las brazos de su un niño pequeño en las brazos de su madre.madre.

La resonancia La resonancia Stand-Up Stand-Up

La resonancia La resonancia Stand-UpStand-Up

MAGNETOM HARMONYMAGNETOM HARMONY

Generalidades de la IRMGeneralidades de la IRM::

La La IRMIRM ( Imagen por Resonancia ( Imagen por Resonancia Magnética), se basa en la capacidad de Magnética), se basa en la capacidad de algunos núcleos para absorber ondas de algunos núcleos para absorber ondas de radiofrecuencia cuando son sometidos al radiofrecuencia cuando son sometidos al efecto de un campo magnético. Dicha efecto de un campo magnético. Dicha capacidad genera una señal que es capacidad genera una señal que es detectada por un receptor y tratada en detectada por un receptor y tratada en un ordenador de manera similar a como un ordenador de manera similar a como lo hace la TAC para producir imágenes. lo hace la TAC para producir imágenes.

Respecto a otras técnicas como los rayos X y la Respecto a otras técnicas como los rayos X y la TAC, se usa cada vez más por sus TAC, se usa cada vez más por sus ventajasventajas, , como permitir cortes más finos, y en varios como permitir cortes más finos, y en varios planos, ser más sensible para demostrar planos, ser más sensible para demostrar accidentes vasculares cerebrales, tumores y accidentes vasculares cerebrales, tumores y otras patologías, y no utilizar radiaciones otras patologías, y no utilizar radiaciones ionizantes. Como ionizantes. Como desventajasdesventajas tiene su mayor tiene su mayor coste económico, el prolongado tiempo para coste económico, el prolongado tiempo para obtener las imágenes y el tener que excluir a obtener las imágenes y el tener que excluir a portadores de marcapasos y otros objetos portadores de marcapasos y otros objetos extraños intracorpóreos. extraños intracorpóreos.

El cerebro en un corte axial de El cerebro en un corte axial de una una IRM con angiografíaIRM con angiografía..

Tomografo PETTomografo PET

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