INTRODUCCION.

En este trabajo se ha investigado acerca de la Resonancia Magnética (RM), el como esta con el paso del tiempo ha ido evolucionando a tal punto que a llegado hasta el área de la medicina y que actualmente es de mucha ayuda para muchos médicos en el mundo ya que con la RM es posible detectar casi cualquier tipo de patologías en la anatomía humana; como se menciona en el documento es interesante ver que para que la RM haiga evolucionado hasta conocerla como es actualmente, detrás de ella hubo la colaboración de varias personas entre ellas físicos, químicos, matemáticos, doctores e ingenieros. También en el documento se desarrolla acerca del como funciona una RM, que se debe hacer para poder realizarse esta clase de imágenes, sus factores de riesgo asi como también mencionar sus ventajas.

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PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.

El avance de las nuevas tecnologías, nos ha llevado también a un avance en la ciencia y en especifico en el área de la medicina; entre todas ellas se han desarrollado y crearon lo que hoy conocemos como Resonancia Magnética (RM); pero actualmente muchas personas no saben en que se basa o en que consiste este proceso con lo cual las personas al no tener ningún tipo de información podrían decidirse por no realizarse este procedimiento por creer que es solo otro método invasivo y el cual les podría causar algún tipo de daño entonces seria bueno que nos formulemos la siguiente pregunta:

¿La resonancia magnética representa algún tipo de peligro para la salud de las personas que se realizan dicho proceso a largo o corto plazo?

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Objetivo:

Objetivo General.

Dar una explicación acerca de lo que es una resonancia magnética, el como se relaciona con la física y como esta se realiza en el departamento de santa Ana en el establecimiento de salud Centro Medico.

Objetivos Específicos.

1. Brindar información acerca del tema en estudio y consecuentemente su correlación con la física y sus usos e importancia en la medicina.

2. Establecer de que forma se lleva a cabo el proceso de obtención de imágenes de resonancia magnética, indicando su funcionamiento asi como sus ventajas y riesgos.

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Marco Teórico.

HISTORIA DE LA RESONANCIA MAGNETICA.

Este gran avance que ha tenido la ciencia, y que es de gran importancia en el área de la medicina, tiene detrás una gran historia que muestra los avances que ha tenido la resonancia magnética y que ¿Quien sabe si en el futuro siga mejorando a un mas?

Una de las primeras personas que dio sus aportes para que la resonancia magnética sea tal y cual la conocemos hoy, fue el matemático francés Jean Batiste Joseph Fourier (1768-1830); fue ingeniero y matemático, en Francia en 1801 inicio sus estudios sobre la propagación del calor y ello le condujo a la publicación de su obra cumbre en 1822: “Theorie ana lytique de la chaleur” en esta obra intento demostrar que cualquier función diferenciable puede ser expandida en una serie trigonométrica. Trabajos posteriores de varios matemáticos entre ellos Riemann, Wiener, Selberg, Dirichet entre todas ellas evolucionaron las teorías hasta llegar a lo que es el Radón o de Rayos X. Este paso, aparentemente irrelevante para la medicina en su época, es esencial tanto en la tomografía computada como en la resonancia magnética medica de hoy.

Un poco antes que Fourier, en 1820, Hans Christian Oersted (1777-1851) químico y físico danés en una demostración que les hizo a sus alumnos, adjunto una pila eléctrica a un cable conductor que se encontraba cerca de una brújula observando que la aguja se movía en dirección al cable, descubriendo la relación entre la electricidad y el magnetismo, este fenómeno ya se conocía en unas civilizaciones de Asia Menor, donde en una región llamada Magnesia,n se reportaron algunas rocas que se atraían entre si. Seles llamo magnets (imanes) aludiendo al lugar de su descubrimiento.

Andre Marie Ampere(1775-1856) profesor de física, química y matemática en Paris tomo lo que ya había descubierto Oersted y elaboro una completa teoría sobre dicho fenómeno ya mencionado. Dentro de la cual formulo una ley sobre el electromagnetismo (ley de Ampere).

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Michael Faraday (1791-1867) físico y químico prácticamente autodidacta, estudio las leyes del magnetismo, en 1831 logro inducir electricidad en un conductor haciendo pasar corriente por un conductor cercano, fenómeno conocido como Inducción Electromagnética, mostrando además como un imam podía inducir corriente en un conductor.

Otros de los hombres que ayudaron al estudio del electromagnetismo lográndola convertir hoy en día como una rama de la física tenemos: Benjamin Franklin (1706-1790), Charles Coulomb (1736-1806) con el estudio de las fuerzas electrostáticas, Thomas Edison (1847-1931), ellos entre otros contribuyeron al desarrollo de la tecnología que hoy hace posible la aplicación de la resonancia magnética en medicina.

Wolfgant Pauli (1980-1930) fue un gran físico austriaco, muy conocido actualmente por la proposición del cuarto numero cuántico “el spin del electrón” (1924) y su famoso principio de exclusión que rige la posición de los electrones en los orbitales atómicos (1925): “dos electrones en un mismo átomo no pueden tener los mismos números cuánticos”.

Con posterioridad , en 1933, refinamientos del experimento de Otto Stern (1889-1969) y Walther Gerlach (1889-1979) que consiste en la separación de haces de átomos en un campo magnético no homogéneo de acuerdo a la orientación del momento magnético de sus electrones desapareados, confirmaron dicha proposición y calcularon valores aproximados para el momento magnético del protón. La proposición de la existencia de un spin nuclear seria fundamental en el posterior progreso del área.

Cornelius Jacobo Gorter (1907-1980), físico alemán, intento medir la resonancia magnética de los núcleos del alumbre potásico, sin tener éxito. En 1937 Gorter visito a Isidor Isaac Rabí (1898-1988) , físico estadounidense, en esta visita Gorter le sugirió a Rabí que en vez de cambiar el estado Zeeman de las partículas pasando un haz a través de un campo estático pobremente definido, hacerlo irradiando la transición del dipolo magnético entre dos estados Zeeman. En 1938, Rabí publico sus resultados exitosos en un artículo, denominando a la resonancia nuclear magnética, espectroscopia por radiofrecuencia. Isidor I. Rabí, recibió el premio nobel de física en 1944 por este importante avance.

En 1940, Luis W. Alvarez y Felix Bloch, publican un método cuántico para medir el momento magnético del neutrón. Sin embargo, la segunda guerra mundial interrumpió los estudios en este campo por un tiempo; después de

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terminada esta en 1945, se formaron dos grupos estadounidenses uno dirigido por felix Bloch y otro dirigido por Edward M. Purcell, ingeniero eléctrico, estos retomaron la investigación de medir la resonancia en materia condensador. Ambos grupos lo consiguieron independientemente en diciembre de 1945, por métodos completamente diferentes. Mientras el grupo de Purcell repitió esta vez con éxito la experiencia de Gorter, obteniendo una señal de RNM del protón en materia condensada; el grupo de Bloch diseño un experimento diferente en el que la detección de la señal se realizaba a través de la fuerza electromotriz inducida por la procesión de los núcleos en una bobina receptora, el grupo de Bloch llamo a este método Inducción Nuclear. En 1952, Edward M. Purcell y Felix Bloch recibieron el premio nobel de física.

El siguiente avance se le debe a E.L. Hanhn en 1949 quien siguió la idea de Bloch, de producir una corta excitación mediante un pulso de radiofrecuencia, induciendo una señal hoy conocida como FID (free induction decay), base de las secuencias usadas actualmente.

En 1966 se publica un extraordinario avance que cambiaria la dirección del desarrollo de la RM, pero curiosamente, este trabajo fundamental fue rechazado dos veces en el Journal of Chemical Physics por ser muy técnico y no lo suficientemente original. En este trabajo los investigadores aplican una nueva técnica de transformación de Fourier a al espectroscopia por RM. Utilizando la FID de Hahn y analizando la transformación de la respuesta del sistema, aumentando la razón señal/ruido además de abrir las puertas al análisis computacional de las señales, reduciendo significativamente el tiempo de registro, esto fue gracias a Richard R. Ernst y Wess W. Anderson.

El físico - químico suizo Richard R. Ernst fue distinguido con el premio nobel de química de 1991 por su gran contribución al avance de la espectroscopia por RM. El trabajo de Ernst, pone de relevancia la importancia del trabajo de Fourier y sin duda repercute en todo el desarrollo posterior de la técnica, no solo en la química, donde permaneció muchos años y sigue desarrollándose, sino también en la medicina.

La era medica comienza con Eric Odeblad y Gunnar Lindstrom el primero medico y fisiólogo suizo. Ambos, en 1955 obtuvieron espectros del protón de eritrocitos, músculos e hígado de ratas y fluidos humanos.

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Entre 1963 y 1971 Malard en conjunto con P. D: Cooll primero, con M. Kent y luego con J. Hutchison mostraron las diferencias entre los espectros de resonancias de los electrones (electrón spin resonance) entre tumores de hígado y riñón y fallaron al intentar obtener señales de un ratón vivo.

En 1971, apareció en escena Raymond V. Damadian, con un trabajo hoy clásico y que, como se refleja en los trabajos posteriores de Maallard y de Hollis, fue un aporte desafiante que estimulo el desarrollo posterior de la RM, en su articulo Damadian propone: “las medidas de resonancia spin-eco pueden ser usadas como un método para discriminar entre tumores malignos y tejido normal”. El encontró diferencias entre T1 y T2 entre seis muestras de tejidos normales y dos tumores dolidos del hígado y el riñón de la rata. Además, comparo fibroadenomas con dichos tumores, encontrando que también se diferenciaban de ellos. Así, los valores de T1 y T2 de tumores se encontraban fuera del rango de los valores normales y de los fibroadenomas. Damadian apodo el método analítico para diferenciar los valores de relajación “FONAR”. Sus resultados los corroboro con tejido humano en 1974. Siguió trabajando con su equipo construyendo el primer tomógrafo de RM de cuerpo entero que llamaron “el indomable”, obteniendo la imagen de un tumor en una rata, publicado en una revista en 1976.

Después de 1971, influenciado por el trabajo de Damadian, Mallard exploro las diferencias d resonancia del protón entre tejidos canceroso y normales encontrando resultados menos claros que los que reporto Damadian, explicando que gran parte de las diferencias en T1 eran dadas por la presencia de agua en estos tejidos.

El avance fundamental para la medicina se produjo cuando el químico estadounidense Paul Lauterbur, tuvo la idea de codificar espacialmente la señal mediante la aplicación de gradientes magnéticos y después reconstruir la imagen en forma similar a la tomografía computada. En su trabajo, demostró que agregando campos magnéticos adicionales al campo principal y obteniendo un conjunto de proyecciones de la distribución de la señal de dos tubos de prueba conteniendo agua normal dentro de un contenedor de agua deuterada, se podía reconstruir una imagen por medio de retroproyección filtrada. Llamo a su método Zeugmatografia, refiriéndose a al unión de un campo magnético con la radiofrecuencia.

En 1977 publicaron Mansfield y A.A Maudsley la primera imagen seccional de una región de la anatomía humana, un dedo. P.Mansfield y P. Lauterbur

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fueron galardonados con el premio nobel de fisiología y medicina de 2003. Sin duda, Raymond Damadian, es junto con ellos, uno de los responsables de la aplicación medica de la RM. Lamentablemente no recibió el premio nobel junto a los otros dos investigadores.

Las imágenes de resonancia magnética (RM) son hoy día un método rutinario en el diagnostico medico. En todo el mundo se llevan a cabo más de 60 millones con investigaciones con RM cada año y el método se encuentra en una fase de rápido desarrollo. La RM es con frecuencia mejor que otras técnicas de imágenes y ha mejorado significativamente el diagnostico de muchas enfermedades. La RM ha remplazado a varios métodos de exploración invasivos y de esta forma se han reducido los riesgos y las molestias para muchos pacientes.

Resumiendo todo lo escrito anteriormente sobre la RM, esta quedaría plasmada de la siguiente manera:

El agua constituye alrededor de los dos tercios del peso del cuerpo humano y este elevad o contenido en agua explica porque las imágenes de resonancia magnética se han vuelto tan útiles en la medicina. Existen diferencias en el contenido de agua entre los distintos órganos y tejidos. En muchas enfermedades el proceso patológico resulta en cambios en el contenido de agua, y esto se refleja en las RM.

El agua es una molécula compuesta de átomos de hidrogeno y oxigeno. Los núcleos de los átomos de hidrogeno son capaces de actuar como agujas de brújula microscópicas. Cuando el cuerpo es expuesto a un campo magnético potente, los núcleos de los átomos de hidrogeno son activados y puestos “en atención”. Cuando se someten a pulsos de ondas de radio, el contenido en energía de los núcleos cambia. Tras el pulso, cuando los núcleos vuelven as u estado previo, emiten una onda de resonancia.

Las pequeñas diferencias en las oscilaciones de los núcleos pueden detectarse, mediante un procedimiento informatizado complejo, es posible construir una imagen tridimensional que refleja la estructura química del tejido, incluyendo las diferencias en su contenido de agua y en el movimiento de las moléculas de agua. Esto resulta en una detallada imagen de tejidos y órganos en el área del cuerpo investigada. De esta forma pueden documentarse los cambios patológicos.

Como bien se ha mencionado anteriormente el uso medico de las imágenes de resonancia magnética se ha desarrollado rápidamente. Los primeros equipos de RM para la medicina estuvieron disponibles a principios de la década de 1980. Ya para el año 2002 existen unas 22,000 cámaras de RM en uso en todo el mundo y se han realizado más de 60 millones de exploraciones con RM.

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Una gran ventaja de la RM es que es inocua, según todos los conocimientos actuales, el método no emplea la radiación ionizante, a diferencia de las exploraciones con los rayos X ordinarias o la tomografía computarizada.

Hoy día, la RM se emplea para la exploración de casi todos los órganos del cuerpo. La técnica es especialmente valiosa para obtener imágenes detalladas del cerebro y la medula espinal. Casi todos los trastornos cerebrales producen alteraciones en el contenido del agua, lo que se refleja en la imagen de la RM. Una diferencia de agua menor del 1% es suficiente para detectar un cambio patológico.

Puesto que la RM proporciona imágenes tridimensionales, es posible obtener diferente información sobre la localización de la lesión. Tal información es muy valiosa antes de una cirugía. Por ejemplo, en ciertas intervenciones cerebrales con microcirugía, el cirujano puede operar guiado por el resultado de las imágenes de la RM. Las imágenes son suficientemente detalladas para permitir el emplazamiento de electrodos en los núcleos cerebrales centrales con objeto de tratar el dolor severo o de tratar trastornos del movimiento en la enfermedad de Parkinson.

Debemos de saber que el desarrollo de la RM se nutre de los descubrimientos logrados por todos estos grandes investigadores: matemático, físicos, químicos, ingenieros y médicos y probablemente lo seguirá haciendo, incorporando estos avances en las nuevas técnicas que se están desarrollando. Resulta extraordinariamente interesante notar en la historia de la RM la extensa red de personajes que participaron y que, descubrimiento sin aparente relación en diferentes campos y sobre todo sin una utilidad inmediata para la época, se unen hoy produciendo una revolución en el estudio y diagnostico de los pacientes. La RM medica esta demostrando una potencialidad insospechada de nuevos avances como la capacidad de realizar estudios funcionales, difusión, perfusión, tracto grafías, espectro resonancia, e incluso es posible el desarrollo de estudios de resonancia de otros núcleos como 13C,19F,31P y 27Na.

¿QUE ES LA RESONANCIA MAGNETICA?

La resonancia magnética (RM) utiliza ondas de radiofrecuencia y un poderoso campo magnético en vez de rayos X claros y detallados de los órganos y tejidos internos. La técnica ha resultado muy valiosa en el diagnóstico de una amplia gama de enfermedades en todo el cuerpo, como por ejemplo cáncer, enfermedades cardíacas y vasculares, derrame cerebral, y trastornos musculo esqueléticos y de las articulaciones. La RM requiere maquinaria especial y

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personal experto para evaluar las estructuras del cuerpo que no son tan claramente visibles con otros métodos.

Medios de contraste

El objetivo del uso de cte. en el estudio con RM es:

          - Aumentar la sensibilidad y la especificidad en la detección de patología.

          - Diferenciar zonas anatómicas normales que pudieran simular patología.

     En RM las constantes han de tener propiedades magnéticas, es decir, que modifiquen las señales de resonancia de las estructuras que las rodean al ser sometidas a los fenómenos de campos magnéticos y RF.  Estas señales pueden ser por aumento o por defecto. Los contrastes utilizados habitualmente son los PARAMAGNÉTICOS.

Pueden administrarse por dos vías:

- Por vía oral se suelen utilizar para rellenar el tubo digestivo (técnica prácticamente en desuso).

- Por vía intravenosa aunque se empieza a utilizar la vía linfática.

     El principal contraste paramagnético utilizado es el gadolinio (dietilem-triamino-pentancetico) Gd-DTPA, que tiene la propiedad de acortar el tiempo de relajación T1 de las sustancias a donde accede realzando su señal.

 

FUNDAMENTOS FÍSICOS

      La resonancia magnética (RMN) es un fenómeno físico por el cual ciertas partículas como los electrones y los núcleos atómicos con un número impar de protones (Z) y/o de neutrones (N) pueden absorber selectivamente energía electromagnética de radiofrecuencia.

    

Se diferencian dos vertientes de aplicación a la RM:

        - Técnicas de imagen (IRM)

        - Técnicas de análisis espectro métrico (SRM)

      En IRM pueden aprovecharse las propiedades magnéticas de los electrones (RME) de los núcleos (RMN),como el M-1 o el Na-23 (fase experimental). Por su abundancia y por su alta señal, el núcleo de H-1 es el que se utiliza rutinariamente en la clínica.

      Cuando los núcleos bajo un campo magnético entran en RESONANCIA, absorben energía de radiofrecuencia en un proceso llamado de RELAJACIÓN. Durante este proceso de relajación se induce una señal eléctrica a una antena receptora que tratada convenientemente servirá para obtener la imagen tomográfica en IRM (técnicas de imagen) o para realzar el análisis espectro métrico en SRM.

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Metodología.

Se realizo un estudio acerca del como es el funcionamiento de la resonancia magnética para lo cual se ha ocupado: el método explicativo para poder así brindar la información necesario que las personas tienen que saber antes y después de haberse realizado dicho procedimiento_ también se emplea la investigación documental para ello se ha buscado información en libros o en internet _ y también se ha utilizado el método de campo en el cual se han hecho visitas al establecimiento de salud “Centro Medico” para poder obtener información acerca del como realizan ellos dicho proceso.

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Resultado de la Investigación.

USOS COMUNES DEL PROCEDIMIENTO RM

Debido a que la RM puede dar imágenes tan claras de los tejidos blandos alrededor de los huesos, es el examen más sensible para los problemas de la columna y las articulaciones. La RM se usa mucho para diagnosticar lesiones deportivas, especialmente en la rodilla, el hombro, la cadera, el codo y la muñeca. Las imágenes le permiten al médico ver hasta pequeñísimos desgarros y lesiones en los ligamentos y músculos. Además, la RM del corazón, la aorta, las arterias coronarias y los vasos sanguíneos es una herramienta no invasiva para diagnosticar enfermedades de las arterias coronarias y del corazón. Los médicos pueden examinar el tamaño y el grosor de las cámaras del corazón y determinar el grado de daño causado por un ataque del corazón o por una enfermedad cardíaca progresiva. Con la RMN también se puede examinar detalladamente los órganos del pecho y el abdomen —como los pulmones, hígado, riñones, bazo, páncreas y vasos sanguíneos abdominales— lo que permite diagnosticar y evaluar tumores y enfermedades funcionales. La RMN es cada vez más popular como alternativa a la mamografía con rayos X para el diagnóstico precoz del cáncer de mama. Debido a que no usa radiación, la RMN es a menudo la herramienta de diagnóstico preferida para examinar el sistema reproductivo masculino y femenino, la pelvis, las caderas y la vejiga.

FUNCIONAMIENTO

Para producir imágenes sin la intervención de radiaciones ionizantes (rayos gama o X), la resonancia magnética se obtiene al someter al paciente a un campo electromagnético con un imán de 1.5 Tesla, equivalente a 15 mil veces el campo magnético de nuestro planeta.Este poderoso imán atrae a los protones que están contenidos en los átomos de hidrógeno que conforman los tejidos humanos, los cuales, al ser estimulados por las ondas de radio frecuencia, salen de su alineamiento normal. Cuando el estímulo se suspende, los protones regresan a su posición original, liberando energía que se transforma en señales de radio para ser captadas por una computadora que las transforma en imágenes, que describen la forma y funcionamiento de los órganos.En una pantalla aparece la imagen, la cual es fotografiada por una cámara digital, para producir placas con calidad láser que son interpretadas por los médicos especialistas.

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Contraindicaciones

Generalmente no se puede someter a una resonancia magnética si el paciente tiene:

Un implante de un dispositivo electrónico, como marcapasos, clips quirúrgicos, alguna válvula cardíaca artificial o implantes auditivos metálicos.

Un objeto de metal que contenga hierro. También debe avisarle a su médico si: Tiene antecedentes de haber trabajado con metales.

Realización del examen

Se le solicita al paciente que use una bata de hospital o prendas de vestir sin broches metálicos (como pantalones de sudadera y una camiseta).A la persona se le solicita acostarse sobre una mesa estrecha, la cual se desliza hasta la mitad de la máquina de IRM. Si la persona siente temor a estar en espacios confinados (claustrofobia), debe comentarle esto al médico, en cuyo caso el doctor puede prescribir un sedante suave o puede recomendar una IRM “abierta”, en la cual la máquina no está tan cerca al cuerpo.Se pueden colocar pequeños dispositivos, llamados espirales, en la cabeza, el brazo o la pierna u otras áreas que se vayan a estudiar. Estos dispositivos ayudan a enviar y recibir las ondas de radio y mejorar la calidad de las imágenes.Ciertos exámenes requieren que se administre un colorante especial (medio de contraste) antes del examen, el cual se inyecta a través de una vía intravenosa en la mano o el antebrazo. Este medio de contraste ayuda al radiólogo a observar ciertas áreas más claramente.Durante la IRM, el técnico que opera la máquina vigilará a la persona desde un cuarto contiguo. Generalmente, se necesitan varias series de imágenes, cada una de las cuales toma de 2 a 15 minutos. Dependiendo de las áreas que se vayan a estudiar y el tipo de equipo, el examen puede tomar una hora o más.

Riesgos

Las IRM no involucran radiación ionizante y hasta el momento no ha habido reportes documentados de efectos secundarios significativos en el cuerpo humano a causa de los campos magnéticos y de las ondas de radio.El tipo de medio de contraste más común es el gadolinio, el cual es muy seguro. Las reacciones alérgicas a esta sustancia rara vez ocurren. La persona que opera la máquina vigila la frecuencia cardíaca y la respiración, en la medida de lo necesario.

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Algunas personas se han lesionado en las máquinas para tomar IRM por no haberse despojado de los objetos metálicos de sus ropas o porque otras personas dejaron objetos de metal en el cuarto.

Tipos de resonancias

IRM del tórax.IRM del abdomen.IRM del corazón.IRM del cráneo.

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CONCLUSION.

Con este trabajo de investigación se ha aprendido acerca de lo que son las imágenes por resonancia magnética (RM) y la cual actualmente ofrece imágenes de muy buena calidad sobre diversas partes de la anatomía humana siendo las mas realizadas las de el abdomen, la cerebral, la del tórax entre otras; y son de gran ayuda para los médicos por que estas imágenes ofrecen una mayor claridad acerca de lo que pasa en el interior del cuerpo humano y poder así detectar enfermedades o lesiones como lo son el cáncer y tumores entre otras patologías. Este método de obtención de imágenes es el mas recomendado por muchas personas que laboran en el área de la salud y por aquellas que conocen acerca del como se obtienen estas imágenes ya que la RM se obtiene atravez de radiofrecuencias y por medio de un gran campo magnético lo que se traduce en menos riesgos de que pueda producir un daño en los pacientes como lo hacen los rayos x, o la tomografía axial computarizada (TAC) ya que estas invaden el cuerdo de las persona con radiación ionizante

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BIBLIOGRAFIA.

1. http://www.ferato.com/wiki/index.php/Resonancia_magn%C3%A9tica

2. http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/article/003335.htm

3. http://www.clinicabmp.com/resonancia.htm

4. Resonancia magnética, Volumen 3Escrito por David D Stark,William G Bradley

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