Enseñanza experimental de la resonancia magnética con aplicaciones biomédicas

Abstract

La Licenciatura en Física Biomédica de la Faculta de Ciencias, es una carrera de recién creación, su objetivo principal es la formación de profesionistas que cuenten con un desarrollo integral en las disciplinas de la Física, Matemática, Biología y Medicina, manteniendo un enfoque de cada rama que permita al alumno interaccionar y trabajar con problemas del ámbito médico-biológico desde la perspectiva del físico. Esta formación multidisciplinaria debe contar con la mejor infraestructura en equipo y laboratorios, y con ello el estudiante podrá tener un mejor aprovechamiento. En los sistemas biomédicos sus funcionamientos están basados en principios físicos. Estos sistemas están compuestos por arreglos ópticos, mecánicos, eléctricos, térmicos y magnéticos. Bajo estos arreglos se generan señales de diferente índole: electromagnéticas, térmicas, mecánicas entre otras y son detectadas por dispositivos físicos, con el resultado de generar una señal o una imagen del objeto de estudio. En la clínica e investigación, la imagenología es una herramienta de apoyo para el investigador y el especialista clínico. Esta técnica de imagen esta basada en los principios físicos, donde las señales generadas dependen del medio y/o de la interacción que tenga una onda electromagnética con la materia. La radiación ionizante: Tomografía Axial Computarizada, Rayos X, Tomografía por Emisión de Positrones, así como la no ionizante: Ultrasonido y la Imagenología por Resonancia Magnética (MRI), son procesos físicos utilizados, que el alumno conocerá en base a su desarrollo curricular de la carrera. En el mapa curricular de la carrera de física biomédica existen tres cursos obligatorios que hacen uso de las imágenes biomédicas: Interacción de la radiación con la materia, instrumentación biomédica e imagenología biomédica. Por otra parte, en las materias Metodología de la Física Experimental y Medición y Análisis que también son asignaturas obligatorias, el alumno debe comprender los fenómenos físicos que se relacionan posteriormente con el campo Biomédico; además en materias como Electromagnetismo I y Electromagnetismo II podrá relacionar y aplicar sus conocimientos con la ayuda de la adquisición práctica de señales por resonancia magnética. En estas asignaturas es necesario estudiar y emplearla adquisición de imágenes anatómicas y funcionales con diferentes técnicas de adquisición de imágenes. Recientemente la facultad de ciencias de la UNAM, adquirió dos equipos de RM tanto para generar imágenes como espectros con campo magnéticos bajos. Estos sistemas, aunque han sido empleados en la investigación aún no se ha investigado su impacto en la docencia. Los sistemas de adquisición por resonancia magnética (RM) son equipos muy complejos cuya operación debe ser evaluada sistemáticamente bajo esquemas establecidos. Estos permiten adquirir señales de RM con las cuales se pueden generar imágenes o señales de espectroscopia, que se utilizan en la caracterización de diversos materiales y sustancias. Uno de los sistemas puede emplear el campo magnético de la tierra para generar imágenes y el otro hace uso de un campo magnético de 1 Tesla para espectroscopía de protones principalmente. Las imágenes que se generan pueden ser estáticas o funcionales. Las estáticas son imágenes que ofrecen información de la composición interna de un objeto (muy similar a los rayos X) y las funcionales son imágenes que ofrecen información sobre la actividad específica del objeto bajo estudio. La espectroscopia por resonancia magnética se diferencia de la RM convencional en la forma en que presenta la información, en lugar de una imagen estática se presenta un espectro de componentes bioquímicos del objeto bajo estudio. La RM es una técnica muy empleada en los institutos de salud y las principales aplicaciones de esta modalidad de adquisición de imágenes estáticas es el diagnóstico médico. Debido a que este tipo de equipo es utilizado para la investigación, es importante generar materiales didácticos: Proyectos experimentales (Protocolos) con el fin de reafirmar los conceptos de los cursos ya mencionados antes. Estos proyectos serán en forma escrita, así como materiales escritos de apoyo que ayuden ampliar más el conocimiento que se ofrece. Con esto se espera que el alumno se vaya familiarizando con los protocolos de adquisición fundamentales, y las precauciones necesarias para la operación de los sistemas. Los protocolos de adquisición de señales de RM guiaran al alumno a adquirir los conocimientos de manera sistemática y ordenada en los temas relacionados con esta técnica. Consideramos que los materiales desarrollados y los conocimientos adquiridos pueden ser de ayuda para alumnos de otras licenciaturas y posgrados tanto de la UNAM como de otras instituciones.

NOTA: En el documento PAPIME SERGIO SOLIS.pdf puede encontrar una introducción de la resonancia magnética.