Uso de imagen de resonancia magnética con gases hiperpolarizados en el estudio de enfermedades pulmonares

Resumen

La presente Tesis Doctoral tiene como objetivo principal contribuir, desde el punto de vista de la Física, y, en concreto, de la Imagen de Resonancia Magnética, a una mejora de las técnicas de diagnóstico de ciertas enfermedades pulmonares y, en especial, de las Enfermedades Pulmonares Obstructivas Crónicas. Para ello, se han realizado Imágenes de Resonancia Magnética del gas hiperpolarizado 3He en el interior de pulmones de ratas adultas, de modo que se puedan deducir de estas imágenes parámetros que revelen la existencia de enfermedad, sobre todo en un estado incipiente o precoz, lo que contribuirá de forma decisiva a la mejora del pronóstico de estas enfermedades. Como complemento a esto, con el mismo objetivo genérico, se han realizado Imágenes de Resonancia Magnética de 19F del gas SF6, habiéndose incluso conseguido los primeros mapas de difusión adquiridos con este gas. Los puntos que deben abordarse para llevar a cabo este objetivo son, en primer lugar, la polarización del gas 3He. Además, se deben desarrollar las secuencias de pulsos necesarias para adquirir la señal de MRI con muestras gaseosas, que tiene unas peculiaridades que llevan la acumulación de datos a situaciones extremas, por ejemplo, adquisición durante el tiempo de subida de los gradientes, alta potencia de los gradientes, adquisición exóticas del espacio-k, etc. Estas condiciones conllevan obligatoriamente que se tenga que realizar una caracterización del comportamiento de la bobina de gradientes empleada y una elaboración de un método de reconstrucción que permita transformar las señales eléctricas adquiridas en imágenes. Por último, al modificarse el tamaño de las estructuras alveolares como consecuencia de la enfermedad, una de las medidas experimentales cuantitativas derivadas de la MRI que proporcionan información relacionada con estos cambios es la del Coeficiente de Difusión Aparente. Este parámetro se adquiere experime