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CURSO DE RESONANCIA
MAGNETICA NUCLEAR
El espectro electromagnético y su aplicación en el diagnóstico por
imágenes
Lic. Carlos R. Sánchez
¿Qué es el espectro
electromagnético?
Se conoce como espectro de
una radiación, al conjunto de
frecuencias que contiene.
FOTON
• Es la mínima cantidad de cualquier tipo de
radiación electromagnética.
• Son alteraciones energéticas que se mueven
a través del espacio a la velocidad de la luz
• 300.000 km/s
RADIACIÓN
ELECTROMAGNÉTICA
• Los campos eléctricos y magnéticos son
perpendiculares entre si y a su vez son
perpendiculares al sentido de propagación
de la onda electromagnética
HISTORIA
• 1800 HERSCHELL descubre la radiación infrarroja.
• 1810 RITTER Y WOLLASTON descubren la radiación
ultravioleta.
• 1860 JAMES MAXWELL desarrolla la teoría de las ondas
electromagnéticas.
• 1887 HERTZ descubre las ondas de radio.
• 1895 RONTGEN descubre los rayos x.
• 1896 BEQUEREL descubre los rayos gamma.
ESPECTRO
ELECTROMAGNETICO
• Rayos gamma
• Rayos x
• Rayos ultravioleta
• Luz visible
• Radiación infrarroja
• Radiación microondas
• Ondas de radio
• AMPLITUD
• FRECUENCIA
• FASE
PROPIEDADES DE LAS ONDAS
ELECTROMAGNETICAS
a
m
p
l
i
t
u
d
Es la distancia que hay entre el punto de
inflexión de la onda y el máximo
• AMPLITUD
• FRECUENCIA
• FASE
LA DEFINICION DE HERTZ ES :
Número de CICLOS POR SEGUNDO
FRECUENCIA :
Es el número de vibraciones por unidad de tiempo
1 SEG
F
R
E
C
U
E
N
C
I
A
• AMPLITUD
• FRECUENCIA
• FASE
F
A
S
ETIEMPO
TIEMPO
F
A
S
E
TIEMPO
F
A
S
E
ONDAS DE DIFERENTES
FRECUENCIAS
-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
ONDAS DE DIFERENTES
AMPLITUDES
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
ONDAS DE DIFERENTES
FASES
-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
LONGITUD DE ONDA
• A mayor longitud de onda, menor
frecuencia y menor energía
• A menor longitud de onda, mayor
frecuencia y mayor energía
LONGITUD DE ONDA
TIPOS DE RADIACION
• IONIZANTES
• NO IONIZANTES
RADIACION IONIZANTE
• Son ondas electromagnéticas de alta
frecuencia, muy energéticas que
interaccionan con la materia, capaces de
romper moléculas.
RADIACION IONIZANTE
• RADIACION GAMMA
• RADIACION X
• RADIACION ULTRAVIOLETA
RADIACIONES NO
IONIZANTES
• RESONANCIA MAGNÉTICA
ESPECTRO
ELECTROMAGNETICO
RAYOS COSMICOS
• Son partículas subatómicas que proceden
del espacio exterior y que tienen una
energía elevada debido a su gran velocidad
RAYOS COSMICOS
RAYOS GAMMA
• Se originan en las desintegraciones de
isótopos radioactivos
• Son emitidos por el núcleo de los
radioisótopos
• Se asocian a emisiones alfa o beta
RECORDAR
• La emisión de radiación de partículas
alfa y partículas beta, no son radiaciones
electromagnéticas.
RAYOS X
• Se originan fuera del núcleo por oscilación
electrónica
• En los orbitales electrónicos
• Alcance ilimitado
ULTRAVIOLETA
• Se produce por saltos electrónicos entre
átomos y moléculas excitados
• El sol es emisor de rayos ultravioletas
ULTRAVIOLETA
• Esta imagen del
sol fue tomada
por el satélite
SOHO
ESPECTRO LUMINOSO
• Se origina por saltos electrónicos entre
niveles atómicos y moleculares
• Esta comprendido entre 300 y 1500 nm
• La ventana óptica entre 380 y 780 nm
• Por encima de 780nm esta la luz infrarroja
• Por debajo de los 380nm la luz ultravioleta
ESPECTRO LUMINOSO
INFRARROJO
• Es emitida
por cuerpos
calientes y
son debidas a
vibraciones
de los átomos
MICROONDAS
Son producidas
por vibraciones
moleculares
ONDAS DE RADIO
Son producidas
por el hombre
con circuito
oscilante
ENERGIA ELECTRICA
RADIOTERAPIA
• La radioterapia intenta maximizar la
absorción de la radiación dentro del cuerpo,
de modo que la energía se deposite en una
zona del cuerpo ocupada por un tumor
ocasionando tanto daño como sea posible,
y una mínima irradiación al tejido sano.
• Cobalto-60 emite rayos gamma de alta
energía
• Cesio-137 emite rayos gamma de menor
energía que el anterior
COBALTO TERAPIA
ACELERADOR LINEAL
• Acelerador de
electrones que
producen haces de
estas partículas y
también rayos x de
alta energía
BRAQUITERAPIA
• Esta técnica consiste en introducir la
sustancia radioactiva, contenida dentro de
semillas o agujas selladas al interior del
paciente donde se encuentra el tumor y
dejarla durante un tiempo
• cesio-137 yodo-131
• oro-198 fósforo-32
BRAQUITERAPIA
MEDICINA NUCLEAR
• Iodo-131 emite radiaciones gamma y beta
• Iodo-123 emite rayos gamma
• Tecnecio-99 emite rayos gamma
CAMARA GAMMA
PET
GAMMA - KNIFE
RADIACION NO IONIZANTE
• Cuando la frecuencia es inferior a la
radiación ultravioleta, los fotones no tienen
suficiente energía para romper enlaces
atómicos
RESONANCIA MAGNETICA
RECUERDO
• Los ultrasonidos no son ondas
electromagnéticas.• Son ondas sonoras que se propagan a distinta velocidad
dependiendo de la densidad del medio material por el que
se desplaza
• No pueden propagarse en el vacío
CONCLUSIONES
• La radiación electromagnética es una
combinación de campos eléctricos y
magnéticos
• Se propaga a través del espacio
transportando energía de un lugar a
otro, inclusive en el vacío.
CONCLUSIONES
• El nivel de penetración de una onda
electromagnética es inversamente
proporcional a su frecuencia
CONCLUSIONES
• Cuando la radiación electromagnética
es de alta frecuencia reacciona mas con
los materiales que tiene a su paso
CONCLUSIONES
El espectro electromagnético
y su aplicación en el diagnóstico por imágenes
FIN
HISTORIA DE LA RESONANCIA
MAGNÉTICA NUCLEAR
MAGNETITA
Piedra Natural
(OXIDO DE HIERRO)
Siglo VI antes de Cristo
Tales de Mileto
fue el primero en describir
Las propiedades
de la piedra imán
JEAN BAPTISTE FOURIER
1807
Análisis de datos
Transformada de Fourier
Transformada de Fourier Discreta
f x yN
F k k exk yk
kk
x y
jN
x jN
yNN
yx
( , ) ( , )1
2
2 2
0
1
0
1
RF señal
A/D
conversion
imagen
FT
k-space
HANS OERSTED
• 1820 – Demostró que la electricidad puede utilizarse para generar campos magnéticos.
• Toda carga eléctrica en movimiento genera un campo magnético.
MICHAEL FARADAY
1845
Físico y Químico
Propiedades magnéticas
de la sangre seca
HEIKE ONNES
• Físico holandés, observo en 1911 la superconductividad en el mercurio, cuando lo enfrió con helio liquido a 4 grados kelvin.
• Premio Nóbel de física en 1913
Licuador de Helio
WOLFGANG PAULI
1924
Descubrimiento del giro
nuclear
LINUS PAULING
1936
Químico
Instituto Tecnológico de California
Descubre que el estado magnético
de la hemoglobina cambia
según su estado de oxigenación
ISIDOR RABI
1937
Desarrolla la resonancia magnética
sometiendo a haces moleculares a
ondas de radio, mientras
variaban la potencia del
campo magnético
ISIDOR RABI
1944
PREMIO NOBEL DE FISICA
Desarrollo de la resonancia
magnética de haces moleculares
como técnica para estudiar las
propiedades magnéticas y la
estructura interna
de las moléculas, los átomos
y los núcleos
FELIX BLOCH
EDWARD PURCELL
1945
Demuestran el fenómeno
de la resonancia
magnética nuclear
en líquidos y sólidos
EDWARD PURCELL
FISICO
Universidad de Harvard
utilizo un bloque
de 90 grs. de Parafina
como fuente de hidrogeno
FELIX BLOCH
FISICO
Universidad de Stanford
Utilizo unas gotas de agua
contenidas en una esfera
de cristal
1952
PREMIO NÓBEL DE FÍSICA
resonancia magnética nuclear
en materia condensada
ESPECTROMETRO
ERWIN HAHN
1949
Aplica impulsos de ondas de
radio en lugar de una única
onda continua.
Descubre el fenómeno del
eco espin en las mediciones
de resonancia magnética
RICHARD ERNST
1960
Aplica el análisis de Fourier
a las señales de pulso
permitiendo acelerar y mejorar
el análisis del espectro de
frecuencias
RICHARD ERNST
1991
PREMIO NOBEL DE QUIMICA
Desarrollo la espectroscopia
de la resonancia magnética
de alta resolución
RAYMOND DAMADIAN
1971
Demostró los distintos tiempos
de relajación de los tejidos,
entre tejido tumoral y sano
en cáncer de hígado de ratas
FONAR INDOMITABLE
•3 DE JULIO DE 1977 PRIMERA
IMAGEN DEL CUERPO HUMANO
LARRY MINKOFF
Resonador de 7 Tesla