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20-04 La codificación espacial lleva a la imaginería por RM


a era de la radiología convencional acabó en septiembre de 1971, cuando el primer tomógrafo axial computarizado (TC o TAC) se instaló en Inglaterra. El mismo mes, el 2 de septiembre de 1971, Paul C. Lauterbur, profesor de química en la State University of New York en Stony Brook (Figura 20-24) registró en su cuaderno de laboratorio la idea de aplicar gradientes de campo magnético en las 3 dimensiones espaciales para crear imágenes por RMN — e hizo certificar su invención (Figura 20-25).

Sin embargo nunca logró patentarla — el presidente, los administradores y los abo­gados de la universidad no creyeron que la técnica fuera a tener algún futuro.


Figura 20-24:
Paul C. Lauterbur (1929-2007).


Figura 20-25:
Primera página del cuaderno de laboratorio de Lauterbur en la que describe su idea de "Solución espacial para experimentos de resonancia magnética nuclear", firmado y certificado por testigos el 3 de septiembre de 1971.

Leer todo el cuaderno.


Lauterbur afirmó en alguna ocasión [⇒ Dawson 2013]:

"Los científicos, médicos, gobiernos e industrias europeos se movieron con más confianza y reflexión en esta nueva área que sus homólogos estadounidenses."

Ya en los años 1950 y 1960 Lauterbur había establecido su fama en la comunidad de científicos de resonancia magnética nuclear cuando mostró espectros de carbón y silicio, lo que condujo a numerosas publicaciones sobre varias clases de compuestos orgánicos [⇒ Lauterbur 1957].

Sin embargo, todos los experimentos realizados antes del invento de Lauterbur en 1971 habían sido unidimensionales y no contenían información espacial. Nadie podía determinar exactamente en qué punto de la muestra se originaba la señal de RMN. La idea de Lauterbur cambió esto.

Lauterbur le dio el nombre de zeugmatografía a su método para obtener imágenes, combinando las palabras griegas "zeugma" (ζεῦγμα = el puente o la yunta que mantiene unidos a dos caballos frente al carruaje) y "grafein" (γράφειν = escribir, ilustrar) para describir la unión de información química y espacial. Este término fue reemplazado posteriormente con imaginería por RM(N) o IRM. Una ilustración gráfica de 1978 de lo que sería el primer equipo de RM de cuerpo entero se muestra en la Figura 03-01.

En marzo de 1973, publicó en Nature las primeras imágenes de dos tubos de agua (Figura 20-26) [⇒ Lauterbur 1973]. Más tarde el mismo año presentó la imagen de un animal vivo (una almeja) y después, en 1974, la imagen de la cavidad torácica de un ratón [⇒ Lau­ter­bur 1974].


Figura 20-26:
Primeras imágenes por RM publicadas por Lauterbur, obtenidas en la State University of New York en Stony Brook (Nature 1973; 242: 190- 191; reproducidas con permiso).


Muchas de las innovaciones actuales fueron inicialmente concebidas y desarrolladas en el laboratorio de Lauterbur durante el final de la década de los 70 y los años 80, desde el diseño de bobinas de radiofrecuencia, transferencia de magnetización, obtención de imágenes en 3D y por desplazamiento químico, imaginería de corazón y pulmón, utilización de elementos distintos del hidrógeno, pasando por la RMN microscópica y los agentes de contraste, la reconstrucción de cortes oblicuos y curvos y la imaginería de flujo [⇒ Bernardo 1982; ⇒ Frank 1976; ⇒ Lai 1980; ⇒ Lau­ter­bur 1974; 1975; 1976; 1977; 1978; ⇒ Muller 1983; ⇒ Rinck 1984; ⇒ Simon 1981].

Algunos ejemplos anteriores se muestran en la Figura 20-27.


Figura 20-27:
Primeros ejemplos de "zeugmatografía". These images were made in 1982.
Arriba: Seguimiento del crecimiento de un tumor implantado en un ratón durante un periodo de 38 días. Cada imagen se reconstruyó a partir de 12 proyecciones, el grosor de los cortes era de unos 3 cm.
Posteriormente, la mayoría de las imágenes del laboratorio de Lauterbur se adquirieron en tres dimensiones. Estas imágenes se realizaron en 1982. Las imágenes tridimensionales con sistemas comerciales sólo fueron posibles unos 10 años más tarde.
Abajo a la izquierda: mágenes coronales de un estudio en 3D del cerebro humano.
Abajo a la derecha: Imágenes transversales de un estudio en 3D del corazón de un perro, sincronizadas con el ECG, 400 ms después de la onda R.


Los gradientes de campo habían sido utilizados previamente, pero solamente en una dimensión y no con la idea de obtener imágenes.


Figura 20-28: Erwin Louis Hahn (1921-2016).

Son un componente esencial del estudio de la difusión molecular en líquidos por el método de espín-eco desarrollado por Erwin L. Hahn en 1950 (Figura 20-28) [⇒ Hahn 1950]; su equipo también utilizó un enfoque basado en gradientes para crear una memoria de almacenamiento [⇒ Anderson 1955].


Figura 20-29: Robert Gabillard (1926-2012).

Robert Gabillard de Lille en Francia aplicó gradientes unidimensionales a las muestras analizadas [⇒ Gabillard 1951; 1952].


Figura 20-30: Herman Y. Carr (1924-2008).

Herman Y. Carr (Figura 20-30) y Edward M. Purcell describieron el uso de gradientes en la determinación de la difusión en 1954 [⇒ Carr 1954].