resonador magnetico

ÍNDICE GENERAL

ÍNDICE DE ILUSTRACIONES

v

LISTA DE SÍMBOLOS

vii

GLOSARIO

ix

RESUMEN

xi

OBJETIVOS

xiii

INTRODUCCIÓN
1.

xv

HERRAMIENTAS PARA LA DESCRIPCIÓN CLÁSICA DE
LA RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR
1.1.

Descripción de la materia a nivel microscópico . . . . . . . . . . . .
1.1.1.

1.2.

1
2

Descripción cuántica del átomo . . . . . . . . . . . .. . . . .

3

Conceptos del electromagnetismo . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4

1.2.1.

Fuerza eléctrica y campo eléctrico . . . . . . . . . . . . . . .

5

1.2.2.

Energía potencial eléctrica y potencial eléctrico . . . . . . . .

7

1.2.3.

Fuerza magnética y campo magnético . . . . . . . . . . . . .

8

1.2.4. Fuerza magnética sobre conductores eléctricos . . .. . . . . . 10
1.2.5.

Dipolo magnético . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

1.2.6. Momento magnético de una espira de corriente . . . . . . . . . 12
1.2.7. Momento magnético de un sistema microscópico . . . . . . . . 13
1.2.8. Momento magnético y su relación con el momentum angular . 15
1.2.9. Energía de un dipolo en un campo magnético . . . . . . . . . 16
1.2.10. Ondaselectromagnéticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.3.

Magnetismo en la materia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
1.3.1.

Magnetización . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
i

2.

DESCRIPCIÓN CLÁSICA DE LA RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR

25

2.1.

Sistemas físicos en movimiento oscilatorio . . . . . . . . . . . . . . . 25

2.2.Resonancia en sistemas oscilantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

2.3.

Precesión de una partícula con espín

2.4.

Precesión de un conjunto de espines

2.5.

Resonancia magnética de un conjunto de partículas de espín

2.6.
3.

Interacción de un conjunto espines

1
2

1
2
1
2

. . . . . . . . . . . . . . . . . 28
. . . . . . . . . . . . . . . . . 30
1
2

.. . 31

con su entorno . . . . . . . . . 34

DESARROLLO CUÁNTICO DE LA RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR
3.1.

Partícula con espín

39
1
2

en un campo magnético uniforme . . . . . . . 39

3.1.1. Resonancia magnética de una partícula de espín
3.2.

1
2

Interacción magnética de un conjunto de partículas de espín
3.2.1. Resonancia de un conjunto de partículas de espín

4.

. .. . . . . 42
1
2

1
2

. . . 46

. . . . . . 47

DESCRIPCIÓN DE LOS COMPONENTES DE UN EQUIPO
DE RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR UTILIZADO EN
MEDICINA
4.1.

49

Descripción de los componentes básicos de un resonador magnético . 49
4.1.1.

Imán superconductor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

4.1.2. Bobinas Compensadoras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 524.1.3. Bobinas de Gradientes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
4.1.4. Sonda de Radiofrecuencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
4.2.

Sistema de protección del equipo de RMN . . . . . . . . . . . . . . . 59
4.2.1.

Escudo electromagnético . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

4.2.2. Escudo magnético . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
4.3.5.

Descripción del funcionamiento del equipo de RMN . . . . . . . . . 60

PROCESO DE ADQUISICIÓN DE IMÁGENES
5.1.

63

Características de los principales núcleos utilizados RMN . . . . . . 63
5.1.1. Sensibilidad magnética . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
5.1.2. Concentración fisiológica relativa . . . . . . . . . . . . . . . . 64
ii

5.2.

Proceso de estimulación ysecuencias de excitación . . . . . . . . . . 64
5.2.1. Caída por Induccion Libre (CIL) . . . . . . . . . . . . . . . . 66
5.2.2. Secuencia de Hahn o eco de espín (SE) . . . . . . . . . . . . . 67
5.2.3. Secuencia de Inversión Recuperación (IR)

. . . . . . . . . . . 69

5.2.4. Secuencia Turbo Espín-Eco (TSE) . . . . . . . . . . . . . . . . 70
5.3.

Gradientes de selección . . . . . ....