Desarrollo de un taller didáctico para dar a conocer de una forma práctica y amena los principios físicos y los parametros de adquisición de una imagen por resonancia magnética

Abstract

[ES] La imagen por resonancia magnética (MRI) es una técnica de imagen médica que permite obtener imágenes del interior de los pacientes de forma no invasiva por medio de radiación no ionizante. Esta técnica adquiere imágenes del cuerpo humano completo con una alta resolución y contraste en los tejidos blandos, proporcionando información anatómica y funcional. El principio básico de este método es la absorción de radiación electromagnética por un núcleo con momento magnético no nulo sometido a un intenso campo magnético. Pese a los beneficios que presenta la MRI frente a otras de imagen médica, todavía existe un gran desconocimiento por parte de la población. Por tanto, con el objetivo de disminuir el miedo producido por el desconocimiento, este Trabajo de Fin de Máster pretende planificar un taller didáctico orientado para niños de entre 9 y 12 años que abarque los principios de la resonancia magnética (magnetismo, funcionamiento…). El taller constará de diferentes bloques para poder explicar de manera clara, amena y concisa los conceptos básicos del magnetismo y la resonancia magnética. En primer lugar, una sección teórica, que consta de una serie de videos cortos que detallan los conceptos físicos básicos. Este bloque se apoyará en una segunda sección conformada por experimentos y juegos adaptados a la edad de los niños, para que puedan asimilar la información de una manera práctica, dentro del marco de la educación STEM. Este término, que proviene del inglés Science, Technology, Engineering and Maths, se refiere a un tipo de educación que integra diferentes disciplinas, como son las matemáticas, la ingeniería y la ciencia, con el objetivo de sustituir la memoria y el aprendizaje pasivo por la propia experiencia práctica. Por otro lado, se adquirirán imágenes de resonancia magnética de diferentes frutas y verduras (alcachofa, aguacate, naranja…). A partir de ahí, se utilizarán ciertas herramientas software, como Matlab, Mango o Meshlab, con el objetivo de realizar su posterior reconstrucción, segmentación y procesamiento. De esta manera, los niños podrán observar las imágenes obtenidas a color, así como videos representativos del avance de los cortes. Por último, se realizará la impresión 3D de alguna de dichas piezas de fruta. Con todo ello, se habrá logrado introducir a los niños en el campo de la ingeniería biomédica y la resonancia magnética por medio de la educación STEM. Se consigue, además, no solo fomentar la creatividad y las ganas de aprendizaje, sino también reducir el posible miedo o respeto que ejerzan las técnicas de imagen médica en un conjunto de personas no especializadas.

[CA] La imatge per ressonància magnètica (MRI) és una tècnica d'imatge mèdica que permet obtenir imatges de l'interior dels pacients de forma no invasiva per mig de la radiació no ionitzant. Aquesta obté imatges del cos humà complet amb una alta resolució i contrast en els teixits suaus, proporcionant informació anatòmica i funcional. El principi bàsic d'aquest mètode és l'absorció de radiació electromagnètica per un nucli amb moment magnètic no nul sotmet a un intens camp magnètic. A pesar dels beneficis que presenta la IRM enfront d'altres imatges mèdiques, encara existeix un gran desconeixement per part de la població. Per tant, amb l'objectiu de disminuir el por produït per l'ignorància, aquest Treball de Fi de Màster pretén planificar un taller didàctic orientat a xiquets d'entre 9 i 12 anys que cobrisca els principis de la ressonància magnètica (magnetisme, funcionament...). El taller constarà de diferents blocs per poder explicar de manera clara, amena i concisa els conceptes bàsics del magnetisme i la ressonància magnètica. En primer lloc, una secció teòrica, que consta d'una sèrie de vídeos curts que detallen els conceptes físics bàsics. Aquest bloc es recolzarà en una segona secció conformada per experiments i jocs adaptats a l'edat dels xiquets, perquè puguin assimilar la informació d'una manera pràctica, dins del marc de l'educació STEM. Aquest terme, que prové de l’anglés Science, Technology, Engineering and Maths, es refereix a un tipus d’educació que integra diferents disciplines, com són les matemàtiques, l’enginyeria i la ciència, amb l’objectiu de substituir la memòria i l’aprenentatge passiu per la pròpia experiència pràctica. Per altra banda, s'adquiriran imatges de ressonància magnètica de diferents fruites i verdures (carxofa, avocats, taronja ...). A partir d'aquí, es faran servir diferents ferramentes de software com Matlab, Mango o Meshlab amb l'objectiu de realitzar la seua posterior reconstrucció, segmentació i processament. D'aquesta manera, els xiquets podran observar les imatges obtingudes a color, així com vídeos representatius de l'avanç dels talls. Per últim, es realitzarà la impressió 3D d'alguna de les peces de fruita. D'aquesta manera, es aconsegueix introduir als xiquets en el camp de l'enginyeria biomèdica i la ressonància magnètica per mig de l’educació STEM. Es permet, per tant, a més de fomentar la creativitat i les ganes d'aprenentatge, reduir el possible por o respecte que exerceixen les tècniques d'imatge mèdica en un conjunt de persones no especialitzades.

[EN] Magnetic resonance imaging (MRI) is a medical imaging technique that allow us to obtain images of the patient's interior in a non-invasive way and using non-ionizing radiation. This technique obtains images of the entire human body with high resolution and with the highest soft tissue contrast of other medical imaging techniques currently available, providing anatomical and functional information. The basic principle of this method is the absorption of electromagnetic radiation by a nucleus with a non-zero magnetic moment subjected to an intense magnetic field. Despite the benefits of MRI versus other medical imaging, it is still highly unknown to a large number of people. Therefore, in order to reduce the fear caused by ignorance, this Master's Final Project aims to plan a didactic workshop made for children between 9 and 12 years, that encompass the principles of magnetic resonance imaging (magnetism, functioning ...). The workshop will consist of different blocks in order to explain in a clear, amusing and concise way the basic concepts of magnetism and magnetic resonance. First, a theoretical section, consisting of a series of short videos that detail the basic physical concepts. This block will be supported by a second section made up of experiments and games adapted to the age of the children, so that they can assimilate the information in a practical way, within the framework of STEM education. This term, which comes from Science, Technology, Engineering and Maths, refers to a type of education that integrates all those disciplines with the aim of replacing memory and passive learning by own practical experiences. On the other hand, magnetic resonance imaging of different fruits and vegetables (artichoke, avocado, orange ...) will be acquired. From there, different software tools such as Matlab, Mango or Meshlab will be used to carry out their subsequent reconstruction, segmentation and processing. In this way, the children will be able to observe the images obtained in colour, as well as representative videos of the cuts progress. Finally, 3D printing of any of these pieces of fruit will be made. Finally, children will have been introduced in the field of biomedical engineering and magnetic resonance through STEM education. It will be achieved not only the promotion of creativity and the desire to learn, but also the reduction of possible fear or respect exercised by medical imaging techniques in a group of non-specialized people