Adquisicion de imagenes con partículas magneticas (mpi)

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN JUAN
FACULTAD DE INGENIERIA

Carrera: BIOINGENIERÍA



Actividad Curricular: IMÁGENES EN MEDICINA

Imágenes por Partículas Magnéticas

Alumnos:
LAURIENTE, Florencia
MUGNOS, Lucas

Fecha evaluación oral: 14/04/2010

INTRODUCCIÓN Y CONCEPTOS BÁSICOS
La técnica de obtención de Imágenes por Partículas Magnéticas (MPI) consiste en la detección de larespuesta no lineal de nanopartículas magnéticas, inyectadas en la muestra, bajo la influencia de un campo magnético.
Un gradiente de campo magnético estático se aplica a través de la muestra, éste satura la magnetización de las nanopartículas en todas partes, excepto en una zona llamada punto libre de campo (FFP). Luego bobinas emisoras superponen un campo magnético oscilante y la respuesta de lasnanopartículas, que se encuentran en las inmediaciones del FFP, es detectada por una serie de bobinas receptoras.

Figura 1: Esquema de funcionamiento de la técnica MPI.
El escaneo de la muestra con el FFP permite la reconstrucción de una completa imagen tomográfica de la distribución de nanopartículas.

Principio de Funcionamiento
La magnetización no lineal que experimentan las partículasferromagnéticas sometidas a un campo externo oscilante "drive field" se utiliza para generar una señal detectable. Una tensión es inducida en las bobinas receptoras debido a dicha magnetización no lineal de las particulas. Esta tensión conforma la señal de MPI. Los armónicos mas altos de la señal de MPI brinda información sobre la distribución de las partículas en la región explorada. El conceptode punto de campo libre (FFP) se aprovecha para extraer la información de distribución de partículas en una posición específica del objeto. Mediante la superposición de un gradiente de campo magnético estático de selección, la respuesta de partículas magnéticas se limita a una pequeña región llamada FFP. El objetivo del campo oscilante es mover el FFP espacialmente. Es posible obtener imágenestomográficas de la distribución de las partículas en tiempo real mediante el uso de un arreglo ortogonal de bobinas de campo oscilante.
La técnica de MPI logra una mayor sensibilidad que la RMN. La razón se debe al hecho de que momento de las partículas magnéticas utilizadas en MPI es de unos ocho órdenes de magnitud superior que el momento magnético del protón. Por lo tanto, la obtención de imágenespor partículas magnéticas es una técnica con gran potencialidad para aplicaciones dinámicas de imágenes médicas, tales como el flujo sanguíneo.
A diferencia de otras modalidades de obtención de imágenes, tales como resonancia magnética y tomografía en la cual se utiliza una transformación matemática simple para reconstruir imágenes a partir de los datos obtenidos, no existe una transformación deesas características para MPI. En consecuencia, es necesario conocer la "función del sistema" para poder reconstruir imágenes en MPI. La función del sistema describe la respuesta del sistema a una determinada distribución espacial de partículas. En términos generales, la función del sistema le asigna la posición de la partícula a cada respuesta de frecuencia.
Generación de señal
Para entenderel principio básico de la generación de señales en el MPI, se debe considerar la respuesta no lineal de magnetización M(H) que experimentan las partículas ferromagnéticas cuando son sometidas a un campo magnético H (ver figura 2). Un campo oscilante HD(t) de la amplitud adecuada hace que las partículas respondan con una magnetización M (t). Esta respuesta tiene un espectro de armónicos superioresdiferente al del campo oscilante de excitación que se utilizan para MPI. La tensión inducida en las bobinas receptoras mide el cambio de magnetización de las partículas en función del tiempo.

Figura 2: Fundamentos de MPI. La unidad de campo HD (t) genera la respuesta de magnetización M (t), que induce una tensión S(t) en la bobina receptora proporcional a la derivada de la magnetización (en...