Taller Práctico Hands-On

Hands On Ernie Scanner

Ensamblaje, medición y formación de imágenes con un resonador magnético (MRI) de bajo costo en el Campus San Joaquín de la Pontificia Universidad Católica de Chile.

10 al 14 de Agosto, 2026
Lab. Low Cost MRI (Piso 2), Ing. Eléctrica UC
08:45 a 17:00 Hrs
Campus San Joaquín UC

Programa del Taller

Planificación diaria y cronograma detallado de actividades prácticas y teóricas para la construcción del scanner ERNIE.

Día 1: Ensamblaje y Medición del Arreglo de Halbach

Foco: B0

Objetivo del día: Ensamblar y medir el arreglo de Halbach.

Materiales Necesarios

Anillos impresos (7 anillos y 7 tapas)
Spacers impresos (48 spacers)
Imanes (99)
Pernos de bronce (56)
Tuercas pernos de bronce (56)
Barras de bronce (8)
Tuercas barras de bronce (8)
Robot medidor de campo
Alicate
Martillo

Tareas Globales

  • 1
    Ensamblar Halbach
  • 2
    Medir campo
  • 3
    Bonus shimming OSII2

Cronograma de Actividades

08:45 - 09:00
Bienvenida al día y presentación de personas y objetivos generales.
09:00 - 09:25
Bienvenida general. Presentación de CAMERA–IMAGINE, objetivos de la semana, resultado final esperado y demostración breve del ERNIE funcional.
09:25 - 10:00
Introducción teórica a B0 y al Halbach. Orientación de los imanes, dirección del campo, frecuencia de Larmor, homogeneidad y volumen útil.
10:00 - 10:20
Entrega guías de trabajo práctico. Demostración del VICTOR 3000. Medición de polos norte y sur. Explicación del protocolo de seguridad para manipular los imanes.
10:20 - 10:50
Coffee break
10:50 - 12:15
Actividad hands-on: clasificación de imanes, verificación de polaridad e inserción de los imanes en los siete anillos. Cada participante o pareja trabaja en un anillo.
12:15 - 12:40
Revisión cruzada. Cada grupo revisa la orientación del anillo de otro grupo antes de colocar las tapas.
12:40 - 13:00
Discusión breve: errores encontrados, consecuencias de invertir un imán y predicción del campo esperado.
13:00 - 14:00
Almuerzo
14:00 - 14:45
Cierre de anillos y ensamblaje mecánico del Halbach con barras, pernos y spacers.
14:45 - 15:15
Introducción al robot de field mapping: sistema de coordenadas, trayectoria, resolución y formato de los datos. Interfaz gráfica y control de movimiento.
15:15 - 15:45
Medición del fieldmap y coffee break
15:45 - 16:15
Visualización del mapa: frecuencia central, rango de campo, homogeneidad y comparación con el ERNIE de referencia.
16:15 - 16:45
Discusión y cierre. ¿Es suficiente el campo para continuar? ¿Qué limitaría la imagen? Presentación del shimming como tarea opcional.
16:45 - 17:00
Breve presentación de cierre y motivación al trabajo del día siguiente. Dejar imprimiendo soporte bobina RF.

Instrucciones de Construcción Paso a Paso

01 Bienvenida e introducción
02 Explicación teórica, entrega de guías (impresas)
03 Medición de norte y sur de imanes con VICTOR 3000
04 Repartir anillos (uno por persona)
05 Mostrar que el norte va hacia la muesca
06 Imanar
07 Revisión cruzada antes de tapar
08 Poner tapas
09 Montar
10 Explicar funcionamiento del robot
11 Explicar cómo medir el fieldmap
12 Shimming OSII 2 - Explicación teórica, como hacer BOOST, implementación física.
13 Dejar imprimiendo bobina

Día 2: Preparación de la Bobina RF y Ajuste VNA

Foco: B1

Objetivo del día: preparar una bobina para obtener un FID. Impresión gradientes

Materiales Necesarios

Bobinas RF impresas
Cable coaxial (uno por bobina)
Dieléctrico para jaula de Faraday (goma eva)
Lámina de cobre
Placas de T&M
Cautin
Soldadura
VNA
Capacitores de T&M
Pistola de silicona

Tareas Globales

  • 1
    Bobinar antena
  • 2
    Construir jaula de Faraday
  • 3
    Calcular y construir T&M

Cronograma de Actividades

08:45 - 09:00
Bienvenida al día y objetivos generales
09:00 - 09:25
Recapitulación del día anterior. Relación entre el fieldmap medido, el campo central del Halbach y la frecuencia de resonancia objetivo de la bobina RF.
09:25 - 10:00
Introducción teórica a B1 y bobinas RF. Campo generado por una bobina solenoidal, inductancia, resonancia, impedancia, transmisión y recepción de señal.
10:00 - 10:20
Entrega de guías de trabajo práctico. Presentación del diseño de la bobina, número de vueltas, sentido del bobinado y protocolo de construcción.
10:20 - 10:50
Coffee break
10:50 - 11:15
Actividad hands-on: bobinado de las antenas RF en grupos de dos. Fijación del conductor y preparación de los terminales.
11:15 - 11:45
Instalación del dieléctrico y construcción del shielding de la bobina con lámina de cobre.Conexión del cable coaxial, aterrizaje del shielding y revisión de continuidad eléctrica.
11:45 - 12:00
Discusión breve: efecto del número de vueltas, geometría, shielding y carga sobre la inductancia y la frecuencia de resonancia.
12:00 - 12:30
Introducción al VNA. Interpretación de impedancia, coeficiente de reflexión, S11 y carta de Smith. Primera medición de las bobinas construidas.
12:30 - 13:00
Cálculo guiado de las capacitancias de tuning y matching. Selección de combinaciones de capacitores y planificación del circuito.
13:00 - 14:00
Almuerzo
14:00 - 14:45
Montaje inicial de capacitores, soldadura y mediciones.
14:45 - 15:30
Ajuste fino con VNA. Optimización de la frecuencia de resonancia y del matching.
15:30 - 16:00
Coffee Break
16:00 - 16:30
Construcción o cierre de la caja de shielding del circuito de tuning y matching. Comparación de resultados entre grupos.
16:30 - 17:00
Breve presentación de cierre: criterios para seleccionar una bobina funcional y motivación para la integración del día siguiente. Dejar preparados los soportes impresos de gradientes.

Instrucciones de Construcción Paso a Paso

01 Bienvenida e introducción
02 Explicación teórica, entrega de guías (impresas)
03 Bobinado de antenas (en grupos de a dos)
04 Instalación del dieléctrico
05 Jaula de faraday
06 Aterrizar jaula
07 Medición de impedancia total equivalente
08 Cálculos capacitancias T&M
09 Combinaciones de capacitores
10 Soldadura y montaje del circuito
11 Ajuste fino con VNA
12 Creación de jaula para el circuito de T&M
13 Dejar imprimiendo gradientes

Día 3: Integración de Gradientes y Adquisición de Señal

Foco: B1 y gradientes

Objetivo del día: obtener una señal de MRI

Materiales Necesarios

Bobinas de gradiente impresas
25 m Cable esmaltado 0.8mm
Cinta aisladora
Lámina de cobre jaula de faraday externa
3 conectores banana
Conectores anillo
Crimpeadora
Pistola de silicona
Cautin y soldadura
Consola
Osciloscopio
Computador con consola
Amplificador de RF
Fuentes de poder laboratorio
Robot medidor de campo

Tareas Globales

  • 1
    Bobinar gradientes
  • 2
    Medir gradientes
  • 3
    Construir e instalar setup
  • 4
    Medición de ruido
  • 5
    Programar SpinEcho
  • 6
    Revisar señales osciloscopio
  • 7
    Obtener señal
  • 8
    Calbrar flip angle

Cronograma de Actividades

08:45 - 09:00
Bienvenida al día y objetivos generales
09:00 - 09:25
Recapitulación del día anterior. Revisión de las bobinas RF y presentación del objetivo del día: pasar desde componentes independientes a un sistema integrado.
09:25 - 10:00
Introducción teórica a los gradientes. Codificación espacial, geometría de las bobinas, eficiencia, linealidad, resistencia, inductancia y sentido del campo.
10:00 - 10:15
Entrega de guías de trabajo práctico. Demostración del gradiente de referencia, sentido del bobinado, número de vueltas, conexiones y medidas de seguridad.
10:15 - 10:45
Coffee break.
10:45 - 12:00
Actividad hands-on: bobinado de las tres bobinas de gradiente. Distribución de participantes por eje o componente.
12:00 - 12:30
Preparación de terminales, instalación de conectores, revisión de continuidad y medición de resistencia e inductancia.
12:30 - 13:00
Revisión cruzada y discusión: errores de bobinado, polaridad, calentamiento, inductancia y respuesta esperada del gradiente. Dejar midiendo los gradientes con el robot.
13:00 - 14:00
Almuerzo
14:00 - 14:30
Integración del Halbach, gradientes, bobina RF, shielding, consola, amplificadores y sistema de recepción.
14:30 - 14:45
Medición del ruido del sistema. Comparación con amplificadores y distintos componentes encendidos y apagados.
14:45 - 15:30
Programación o revisión guiada de la secuencia Spin Echo. Inspección de pulsos RF, temporización y señales de control en el osciloscopio.
15:30 - 15:45
Energización del amplificador de RF, revisión de la cadena de recepción y adquisición de la primera señal. Sintonización de la frecuencia de resonancia.
15:45 - 16:00
Coffee Break
16:00 - 16:30
Calibración del flip angle: cómo mejorar la SpinEcho
16:30 - 17:00
Breve presentación de cierre: parámetros usados, frecuencia, TE, amplitud de señal y SNR. Motivación para los experimentos del día siguiente.

Instrucciones de Construcción Paso a Paso

01 Introducción teórica gradientes
02 Bobinar gradientes
03 Dejar midiendo gradientes
04 Crear jaula externa e instalar SetUp
05 Repaso teórico RF
06 Medición de ruido
07 Creación de envío de pulsos SpinEcho (Python)
08 Revisión de pulsos en el osciloscopio
09 Energizar amplificador
10 Revisar sistema de recepción de señales
11 Obtención de una señal
12 Calibración del flip angle
13 Curvas de nutación → amplitud y duración de los pulsos de RF
14 Experimento SNR vs tamaño de la señal

Día 4: Caracterización de Parámetros y Tiempos de Relajación

Foco: B1 y experimentos de RF

Objetivo del día: entender que pasa cuando movemos parámetros. Tiempos de relajación.

Materiales Necesarios

Sistema ERNIE completo
Consola
Fantomas de diferentes geometrías y cantidad de hidrógeno

Tareas Globales

  • 1
    Dificultades de adquirir señales de MRI en sistemas de imanes permanentes → relación con la temperatura
  • 2
    Observar cambios SNR para fantomas con diferente cantidad de hidrógeno y con diferentes condiciones de shielding
  • 3
    Mapas T1 y T2 de fantomas de un solo material
  • 4
    Experimentos con el bandwidth

Cronograma de Actividades

08:45 - 09:00
Bienvenida al día y objetivos generales
09:00 - 09:25
Recapitulación del día anterior. Revisión del Spin Echo obtenido y de los parámetros empleados. Introducción teórica a la experiencia del día. Entrega de guía de trabajo.
09:25 - 09:40
Experimentos de SNR: comparación de fantomas con diferente volumen o cantidad de hidrógeno y comparación de condiciones de shielding.
09:40 - 10:00
Experimentos de temperatura: mostrar cómo se mueve la frecuencia de resonancia al cambiar la temperatura ambiente.
10:00 - 10:30
Comparación de forma de la señal con diferentes niveles de off resonance. Señales del OSII2 vs Señales del ERNIE. Ancho del espectro. Largo de la señal (FID).
10:30 - 11:00
Coffee break.
11:00 - 11:30
Introducción teórica a los mapas de relajación. Inversion Recovery, Spin Echo con TE variable y modelos de ajuste exponencial.
11:30 - 12:00
Programación de una secuencia Inversion Recovery en la consola. Visualización en el osciloscopio y obtención de señal.
12:00 - 13:00
Adquisición de un Mapa T1 de un Voxel Gigante.
13:00 - 14:00
Almuerzo
14:00 - 14:20
Análisis de resultados, comparación con la literatura. Análisis con cambio de parámetros
14:20 - 15:20
Adquisición de un Mapa T1 de un Voxel Gigante.
15:20 - 15:40
Análisis de resultados, comparación con la literatura. Análisis con cambio de parámetros
15:40 - 16:10
Coffee break
16:10 - 16:40
Experimentos con el bandwidth: Diferentes máximos en el espectro.
16:40 - 17:00
Breve presentación de cierre: parámetros óptimos seleccionados para formar imágenes. Motivación para la codificación espacial del día siguiente.

Instrucciones de Construcción Paso a Paso

01 Como cambia la frecuencia de resonancia al cambiar la temperatura (experimentos aire acondicionado)
02 Off resonance (experimentos ERNIE vs OSII 2, mostrar cómo cambia la distribución de frecuencias)
03 Observar resultados de hacer Spin Echo con fantomas con diferente volumen de hidrógeno. Comparar SNR.
04 Comparar SNR experimentos con tapa y sin tapa en el shielding.
05 Hacer un Mapa T1 de un único Voxel. Comparar con la literatura (ellos programan la secuencia Inversion Recovery).
06 Hacer un Mapa T2 de un único Voxel. Comparar con la literatura (ellos programan la secuencia Inversion Recovery).
07 Experimentos con el bandwidth → Como cambia la Transformada de Fourier de la señal al cambiar el tiempo de aplicación del pulso de RF-

Día 5: Gradientes y Formación de Imágenes

Foco: Gradientes y formación de imágenes

Objetivo del día: Obtener imágenes 1D y 2D. Entender que pasa cuando movemos parámetros.

Materiales Necesarios

Sistema ERNIE completo
Consola
Fantomas de diferentes geometrías y cantidad de hidrógeno
Amplificadores de gradiente
Osciloscopio

Tareas Globales

  • 1
    Adquirir proyecciones (imágenes 1D)
  • 2
    Programar secuencias
  • 3
    Crear una imagen 2D
  • 4
    Observar como cambian las imágenes 2D al cambiar parámetros

Cronograma de Actividades

08:45 - 09:00
Bienvenida al día y objetivos generales
09:00 - 09:25
Recapitulación de la semana. Relación entre B0, B1, gradientes, relajación y formación de imágenes.
09:25 - 10:00
Introducción teórica a la codificación espacial. Gradiente de lectura, phase encoding, k-space, FOV, resolución y reconstrucción mediante transformada de Fourier.
10:00 - 10:30
Uso de las eficiencias medidas para calcular amplitud y duración de gradientes. Presentación de la secuencia Spin Echo 1D-DFT.
Encendido y prueba segura de los amplificadores de gradiente. Inspección de amplitud, polaridad, temporización y forma de los pulsos en el osciloscopio.
10:30 - 11:00
Coffee break
11:30 - 12:00
Adquisición de proyecciones 1D y reconstrucción mediante transformada de Fourier.
12:00 - 13:00
Adquisición de proyecciones giradas y reconstrucción mediante Transformada de Radón Inversa.
13:00 - 14:00
Almuerzo
14:00 - 14:20
Extensión de la secuencia a 2D-DFT. Incorporación del phase encoding y definición de la matriz de adquisición.
14:20 - 14:40
Revisión de pulsos en el osciloscopio
14:40 - 15:20
Primera adquisición de imagen 2D
15:20 - 15:40
Coffee break
16:10 - 16:40
Modificación de un parámetro de adquisición: matriz, FOV, promedios, bandwidth o amplitud de gradiente. Segunda adquisición o comparación con datos previamente medidos.
16:40 - 17:00
Presentación final y cierre del workshop. Reflexión sobre cómo se integran todos los componentes del scanner, celebración de la primera imagen y próximos pasos.

Instrucciones de Construcción Paso a Paso

01 Repaso teórico secuencias en MRI
02 Usar mediciones de los gradientes para encontrar eficiencia
03 Encender y probar amplificadores de gradiente (en osciloscopio)
04 Programar en Python SpinEcho 1D-DFT
05 Probar señales enviadas en osciloscopio con amplificador
06 Enviar pulsos y recibir imágenes 1D
07 Reconstrucción de datos con iradon
08 Programar en Python 2D-DFT
09 Observación de datos y celebrar por primera imagen
10 Hacer un análisis de cómo cambia la calidad de imagen al cambiar los parámetros

Ubicación y Logística

Instrucciones claras para llegar al Campus San Joaquín y guías detalladas para localizar el laboratorio de resonancia magnética.

Ingeniería Eléctrica UC - Lab. Low Cost MRI

Coordenadas: -33.499938, -70.613785 • 2° Piso

¿Cómo llegar al laboratorio?

El taller se desarrollará en el segundo piso del edificio del Departamento de Ingeniería Eléctrica (Edificio 126 / San Agustín), específicamente en el Laboratorio de Low Cost MRI.

1

Estación San Joaquín (Línea 5)

Toma la Línea 5 y desciende en la estación San Joaquín. La salida principal da directamente frente al acceso peatonal central del Campus San Joaquín (Vicuña Mackenna 4860).

2

Caminata hacia Ingeniería

Ingresa al campus y camina hacia el sector sur-oriente (hacia la derecha cruzando el patio central). Sigue los letreros hacia la Escuela de Ingeniería (Edificios Raúl Devés y San Agustín).

3

Edificio 126 y Acceso a Lab

Ingresa al edificio del Departamento de Ingeniería Eléctrica. Sube las escaleras al segundo piso y dirígete hacia la izquierda. El Laboratorio de Low Cost MRI se encuentra en el pasillo tras la puerta de acceso. Si tienes problemas para acceder o llegar, háznoslo saber para ayudarte.

Tarifas Vigentes Red Movilidad (Vía bip! / QR)
  • Metro Horario Punta (07:00 - 08:59)$895 CLP
  • Metro Horario Valle (09:00 - 17:59)$815 CLP
  • Metro Horario Bajo (Otros horarios)$735 CLP
  • Tarifa Buses Red (Plana)$795 CLP
  • Costo Tarjeta bip! Física$1.550 CLP

Acceso por Av. Vicuña Mackenna

Conduce por Av. Vicuña Mackenna con dirección al 4860 (Macul). El campus cuenta con estacionamientos controlados para visitas (acceso con pago de tarifa por minuto).

Estacionamientos Cercanos

Se recomienda estacionar en el subterráneo del Complejo de Ingeniería Andrónico Luksic Abaroa o en las plazas de estacionamiento cercanas a las canchas deportivas del campus.

Opciones de Alimentación

Puntos de venta de almuerzos, comida rápida y cafeterías disponibles dentro del campus San Joaquín.

Casino Rocknrolla

Cafetería

Hall Universitario, Piso 2

Variedad en colaciones rápidas, sándwiches calientes, ensaladas y postres en un ambiente cómodo del segundo piso del Hall.

Restaurant Copper

A la Carta

Complejo Luksic, Nivel -1

Ofrece una experiencia gastronómica formal con servicio a la mesa, menús ejecutivos diarios y una cafetería integrada de autoservicio.

Starbucks UC

Cafetería

Complejo Luksic / Facultad de Ciencias Sociales

Cafetería de cadena internacional ideal para cafés de especialidad, bebidas calientes, bollería, muffins y sándwiches gourmet en un entorno cómodo para el estudio.

Nota sobre costos de alimentación

Le informamos a los participantes que, si bien la organización del taller no cuenta con convenios o tarifas oficiales reguladas para los casinos externos del campus, el rango de precio promedio estimado por almuerzo o colación completa fluctúa usualmente entre los $6.000 y $10.000 pesos chilenos.

Guía para Asistentes Internacionales

Consejos de conectividad, normas institucionales de seguridad y sugerencias turísticas para participantes extranjeros (Bolivia, Perú, entre otros).

Conectividad Móvil

  • Adquisición de SIM Cards Locales

    Para evitar cobros excesivos por roaming internacional, se recomienda comprar un chip prepago local (de compañías como Entel, WOM o Movistar). Estos chips se pueden adquirir en quioscos, tiendas de conveniencia o en el aeropuerto por un costo aproximado de $1.000 CLP, y activarse recargando bolsas de datos a tarifas muy económicas.

Recomendaciones de Seguridad

  • Exposición de dispositivos en vía pública

    A fin de resguardar sus pertenencias personales y evitar hurtos por sorpresa, le recomendamos encarecidamente evitar el uso o exhibición de teléfonos móviles, cámaras fotográficas y computadores personales en la vía pública o cerca de los accesos a estaciones de transporte público.

  • Horarios de tránsito y desplazamientos

    Es aconsejable planificar los traslados de regreso para realizarse antes de las 20:30 horas, y evitar transitar en solitario por calles secundarias o de poca iluminación a altas horas de la noche. Para traslados nocturnos, se recomienda utilizar aplicaciones de transporte registradas (Uber, Cabify, Didi) o solicitar servicios de radiotaxis oficiales.

Turismo en Santiago tras el taller

Santiago cuenta con atractivos de gran interés turístico, accesibles de forma directa e integrada a través de la red del Metro de Santiago:

  • Sky Costanera (Mirador de la ciudad)

    El mirador más alto de Sudamérica, ubicado en el edificio Gran Torre Santiago (Mall Costanera Center).
    Cómo llegar: Metro Tobalaba (Línea 1 / Línea 4), combinación directa en Vicente Valdés desde el Campus.

  • Parque Metropolitano y Cerro San Cristóbal

    Mirador panorámico de la cordillera y la cuenca de Santiago, accesible vía funicular o teleférico para una tarde al aire libre.
    Cómo llegar: Metro Baquedano (Línea 1 / Línea 5) y caminar hacia el sector de Bellavista.

  • Barrio Italia (Cena y Antigüedades)

    Un pintoresco sector de conservación histórica repleto de cafeterías de especialidad, tiendas de diseño local, anticuarios y restaurantes variados.
    Cómo llegar: Metro Santa Isabel (Línea 5).

  • Casco Histórico (Santiago Centro)

    Visita el Palacio de La Moneda, la Plaza de Armas y la Catedral Metropolitana de Santiago para apreciar el patrimonio histórico nacional.
    Cómo llegar: Metro Plaza de Armas (Línea 5).