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APOSTILA COMPLETA DE RM

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Conteúdo
Definição ............................................................................................................................................................ 5
Vantagens .......................................................................................................................................................... 5
Desvantagens .................................................................................................................................................... 5
Componentes do Sistema de RM ...................................................................................................................... 5
Magneto ............................................................................................................................................................ 6
Magneto Resistivo ............................................................................................................................................. 6
Magneto Permanente ....................................................................................................................................... 7
Magneto Supercondutor ................................................................................................................................... 7
Bobinas de Radiofreqüência .............................................................................................................................. 7
Átomo ................................................................................................................................................................ 8
Propriedades dos Átomos ................................................................................................................................. 8
Núcleos Ativos ................................................................................................................................................... 8
Momento Angular ............................................................................................................................................. 8
O Hidrogênio...................................................................................................................................................... 9
Propriedades Magnéticas .................................................................................................................................. 9
Alinhamento ...................................................................................................................................................... 9
Ressonância ....................................................................................................................................................... 9
Contraste na Imagem ...................................................................................................................................... 11
Mecanismo de Contraste ................................................................................................................................ 11
T2* e Decaimento Livre da Indução ................................................................................................................ 11
Tempo de Eco (TE) ........................................................................................................................................... 12
Relaxamento .................................................................................................................................................... 13
Recuperação T1 ............................................................................................................................................... 13
Contraste T1 .................................................................................................................................................... 13
Ponderação T1 ................................................................................................................................................. 14
Declínio T2 ....................................................................................................................................................... 14
3
Contraste T2 .................................................................................................................................................... 14
Ponderação T2 ................................................................................................................................................. 14
Contraste por Densidade de Prótons .............................................................................................................. 15
Ponderação por Densidade de Prótons ........................................................................................................... 15
Suscetibilidade Magnética............................................................................................................................... 15
Formação da Imagem ...................................................................................................................................... 16
Gradientes ....................................................................................................................................................... 16
Seleção dos Cortes........................................................................................................................................... 17
Espessura dos Cortes ....................................................................................................................................... 18
Espaço K ........................................................................................................................................................... 19
Parâmetros de Ressonância Magnética .......................................................................................................... 19
Relação sinal-ruído (RSR) ................................................................................................................................. 20
Fatores que alteram o RSR .............................................................................................................................. 20
Densidade de prótons ..................................................................................................................................... 20
Volume do voxel .............................................................................................................................................. 20
Diferença entre Pixel e Voxel .......................................................................................................................... 20
Área do pixel .................................................................................................................................................... 21
Espessura de corte........................................................................................................................................... 21
FOV (field of view) ........................................................................................................................................... 21
Flip Angle ......................................................................................................................................................... 21
NEX ou NSA (n° de excitação) .......................................................................................................................... 22
Comparação entre imagens com mais ou menos NEX .................................................................................... 22
Largura da Banda ............................................................................................................................................. 22
Tipo de Bobina ................................................................................................................................................. 23
Resolução Espacial........................................................................................................................................... 23
Comparação entre imagens com alta e baixa Resolução Espacial .................................................................. 24
Seqüência de pulso .......................................................................................................................................... 24
4
Pulsos de Radiofreqüência .............................................................................................................................. 24
Formação de uma Sequência de Pulso ............................................................................................................ 25
Spin Eco ........................................................................................................................................................... 26
Vantagens ........................................................................................................................................................ 26
Desvantagens .................................................................................................................................................. 27
Parâmetros ...................................................................................................................................................... 27
Aplicações ........................................................................................................................................................ 27
Spin Eco-Ponderações ..................................................................................................................................... 28
Turbo/Fast Spin Eco (FSE-TSE). ........................................................................................................................ 29
Desvantagens .................................................................................................................................................. 29
Single short Fast Spin-Eco (SSFSE) ................................................................................................................... 29
Aplicação ......................................................................................................................................................... 29
Gradiente Eco .................................................................................................................................................. 30
Recuperação Inversão (IR) ............................................................................................................................... 30
Aplicações ........................................................................................................................................................ 31
Vantagens ........................................................................................................................................................ 31
Desvantagens .................................................................................................................................................. 31
STIR .................................................................................................................................................................. 31
FLAIR ................................................................................................................................................................ 31
Gradiente Eco .................................................................................................................................................. 32
Aplicações ........................................................................................................................................................ 32
Imagem Eco Planar (EPI) .................................................................................................................................. 33
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Definição
A Ressonância Magnética (RM) refere-se ao uso de campos magnéticos e ondas de rádio
para obtenção de uma imagem. A imagem gerada representa as diferenças existentes
entre os vários tecidos do organismo, quantidade de Hidrogênio. A aquisição é feita de
modo não invasivo, com extraordinária resolução espacial, não empregando radiação
ionizante.
Vantagens
Identificação das estruturas com possibilidade de caracterização tecidos; Obtenção de
imagens em quatro planos – axial, coronal, sagital e oblíquos; Obtenção de imagens de
vasos sanguíneos, determinando direção e velocidade de fluxo sanguíneo, sem a
necessidade de contraste; Uso de contraste paramagnético e não iodado, em caso de
pacientes alérgicos a iodo.
Desvantagens
Tempo de realização dos exames relativamente demorado; Necessidade de cooperação
por parte do paciente, evitando artefatos de movimento; Altos custos operacionais;
Próteses ou corpos estranhos que podem ser deslocados (dano funcional e anatômico)
em portadores de Clipes cerebrais ou cirúrgicos, Marcapasso, DIU, Diafragma, Implantes
auditivos e Próteses.
Componentes do Sistema de RM
a) Magneto
b) Bobinas de Radiofreqüência
c) Bobinas de Gradiente
d) Sistema de Suporte Eletrônico
e) Computador e Monitor
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Magneto
Campo Magnético Estático (força constante = 0,1 a 3 teslas), campo magnético da terra =
0,00005 tesla
Magneto Resistivo
Cargas elétricas em movimento induzem um campo magnético em torno de si mesmo; Se
uma corrente elétrica passar por um fio, é criado um campo magnético ao redor deste; O
campo magnético é criado pela passagem de corrente elétrica através de rolos de fio que
formam uma bobina; Campo pode ser desativado imediatamente;
Necessitam de uma grande quantidade de energia; Seu custo operacional é muito
elevado; Campos de baixa potência; Tempos de exame mais longos; Forças de campo
magnético de até 0,3 tesla; Grandes campos marginais (que se desviam do corpo do
magneto).
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Magneto Permanente
Utilização de materiais, como o ferro, o cobalto e o níquel, que possuem propriedades
magnéticas permanentes; Material mais utilizado: alnico – liga de alumínio, níquel e
cobalto. Não necessitam de fonte de energia; Baixo custo operacional; Inabilidade para
desligar a força do campo magnético; Campos de baixa potência; Tempos de exame mais
longos; Forças de campo magnético de até 0,3 tesla; Pequenos campos marginais (que
se desviam do corpo do magneto).
Magneto Supercondutor
Mais comum que os outros; Utiliza materiais que não se opõem a passagem da corrente
elétrica sob uma dada temperatura muito baixa; Um material largamente utilizado é a liga
de nióbio e titânio; São utilizados materiais de resfriamento denominados criogênios (hélio
líquido e nitrogênio líquido); O custo de manutenção deste sistema de resfriamento é da
mesma ordem ou até maior que os custos elétricos do sistema resistivo; Campo de alta
potência; Tempos de exame mais curtos; Forças de campo magnético mais altas, de 2 ou
3 tesla; Grandes campos marginais.
Bobinas de Radiofreqüência
Emitem o pulso de radiofreqüência e captam o sinal de radiofreqüência emitido pelo
organismo; Encontram-se embutidas na armação do magneto; As bobinas de corpo todo
envolvem o paciente completamente; Melhoram a relação sinal-ruído e, portanto, a
qualidade da imagem. As bobinas de volume total circunferenciais são externas e
envolvem somente a parte do corpo do paciente que está sendo examinada. Exemplos:
bobina de cabeça e para membros; As bobinas de superfície, como a bobina para ombro,
são usadas para a obtenção de imagens de estruturas superficiais.
8
Na área de interesse a ser registrada, usa-se uma bobina (bobina de superfície / volume)
que ampliará o sinal a ser recebido, relativo a esta região. Esta bobina estará localizada
na região de interesse do exame, possuindo diversos tamanhos e modelos diferentes
(funciona como uma “antena”)
Átomo
Consiste de três partículas fundamentais
Prótons : carga positiva
Nêutrons: não têm carga
Elétrons: carga negativa
Propriedades dos Átomos
Depende do número de prótons, nêutrons e elétrons presentes
Caracterização de elementos
Núcleos Ativos
Os princípios da RM têm por base o movimento giratório de núcleos específicos presentes
em tecidos biológicos. Os núcleos ativos se caracterizam por sua tendência a alinhar seu
eixo de rotação a um campo magnético aplicado.
Hidrogênio 1; Carbono 13; Nitrogênio 15; Oxigênio 17; Flúor 23; Fósforo 31
Momento Angular
É o movimento de rotação de um corpo, diferente de zero, para que ocorra o fenômeno de
ressonância.
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O Hidrogênio
É o núcleo ativo na RM. Contém apenas um próton (número atômico e de massa 1).
Abundante no corpo humano. Apresenta momento magnético grande ( y. 42,57MHz/T).
Propriedades Magnéticas
O núcleo de hidrogênio contém um próton com carga positiva que efetua uma rotação. O
núcleo de hidrogênio tem um campo magnético induzido a sua volta e age como um
magneto.
Alinhamento
Na ausência de um campo magnético, os momentos magnéticos dos H+ têm orientação
ao acaso. Na presença de um forte campo magnético estático externo, os momentos
magnéticos dos H+ se alinham a este campo magnético.
Ressonância
Cada núcleo de H+ que constitui o VME está girando sobre seu eixo.
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A influência de B0 produz uma rotação adicional ou oscilação do VME em torno de B0.
A frequência de precessão é conhecida como frequência ressonante ou de Larmor.
A frequência é proporcional à potência do campo magnético.
ω = γ x B0
ω = Frequência precessional
γ = Razão giromagnética H+42,57mhz:t
B0 = Potência do campo magnético estático
A freqüência de precessão e a velocidade com que VME oscila em torno de B0 e
designada como freqüência de precessão.
Unidade de medida (MHZ).
1HZ=equivale a 1 ciclo por Segundo.
1MHZ=1 milhão de ciclos por segundos.
A ressonância é um fenômeno que ocorre quando um núcleo é exposto a uma
perturbação oscilatória que tem uma freqüência próxima de sua própria freqüência natural
de oscilação. Esse núcleo ganha energia da força externa e entra em ressonância. A
ressonância não ocorre se a energia é aplicada a uma freqüência diferente da freqüência
de Larmor do núcleo. O VME se afasta do alinhamento em relação a B0.
O ângulo, segundo o qual o VME sai do alinhamento, é denominado ângulo de inclinação
(flip angle). A magnitude deste ângulo depende da amplitude e duração do pulso RF. Os
momentos magnéticos dos núcleos de H+ no VME transverso se movem em fase uns em
relação aos outros.
Fase é a posição de cada momento magnético na trajetória precessional em torno de B0.
Em conseqüência da ressonância, o VME fica em precessão em fase no plano transverso.
O VME em precessão no plano transverso induz uma voltagem numa bobina receptora.
O sinal é produzido quando uma magnetização em fase passa pela bobina. Quando o
VME entra em precessão à frequência de Larmor no plano transverso, induz uma
voltagem (sinal) na bobina. Os momentos magnéticos dos núcleos de Hidrogênio no VME
no Plano transverso se move em fase uns em relação aos outros.
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Contraste na Imagem
O contraste nas imagens se baseia na diferença de intensidade do sinal em áreas de
estrutura ou composição diferentes. Uma imagem tem contraste quando apresenta áreas
de sinal intenso, áreas de sinal intermediário e áreas de sinal fraco. A frequência de
Larmor do hidrogênio na água é maior que a do hidrogênio no tecido adiposo.
•
Alto sinal=gordura, água, tecidos moles.
•
Médio=Músculo, tecido fibroso.
•
Baixo sinal=Pulmão, osso cortical.
O tecido adiposo é composto de hidrogênio ligado à carbono. Consiste grandes moléculas
denominadas lípides. A água é o hidrogênio ligado ao oxigênio. O oxigênio é mais
eletronegativo, pucha mais os elétrons do H+ que o carbono. A água ligada ao oxigênio
rouba os elétrons que estão ao redor do núcleo do hidrogênio tornando mais sensível ao
efeito de B0. O tecido adiposo o carbono não retira os eletrons em Volta do nucleo de H+,
permanecendo uma núvem de eletrons protegendo o nucleo dos efeitos de B0. A
frequencia de larmor da água > que do tecido adiposo.
Mecanismo de Contraste
As imagens por RM obtêm contraste principalmente pelos mecanismos de recuperação
T1, declínio T2 e densidade de prótons. DP de um tecido=número de prótons por unidade
do volume de tecido excitado.
T2* e Decaimento Livre da Indução
Ao retirar-se o pulso RF, o VME passa novamente a sofrer a influência de B0 e tenta
realinhar-se com este.
O VME perde a energia que lhe foi dada pelo pulso RF (relaxamento). Quando diminui o
grau de magnetização transversa, o mesmo se dá com a magnitude da voltagem induzida
no fio receptor. A indução no sinal reduzido é denominada sinal de declínio da indução
livre (DIL). A razão de declínio é caracterizada pelo termo de declínio exponencial T2*.
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Tempo de Eco (TE)
O TE controla o grau de magnetização transversa que pode declinar antes de colher-se
um eco. Um TE longo possibilita um declínio considerável da magnetização transversa
antes que o eco seja colhido, o que não ocorre com o TE curto. É o tempo que vai da
aplicação de um pulso de radiofreqüência ao pico máximo do sinal. Também é medido em
milisegundos (ms). Determina o grau de declínio da magnetização transversa que pode
ocorrer antes de ler-se o sinal. Controla o grau de relaxamento T2 .
Um TE longo diminui RSR, já um TE curto aumenta a RSR.
Tempo de Repetição (TR)
O TR controla o grau de magnetização longitudinal que se permite recuperar antes que se
aplique o próximo pulso de excitação. Um TR longo permite a recuperação maior da
magnetização longitudinal, de modo a ser mais disponível para ser lançado na repetição
seguinte, Um TR curto não permite a recuperação total da magnetização longitudinal. É o
tempo que vai da aplicação de um pulso de radiofreqüência à aplicação do pulso
seguinte. É medido em milisegundos (ms). O TR controla o grau de relaxamento T1 que
pode ocorrer entre o término de um pulso e a aplicação do pulso seguinte.
Um TR longo aumenta a SNR e um TR curto reduz a RSR.
Um TR longo aumenta a RSR e um TR curto reduz a RSR
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Imagens ponderadas em T1
TR curto: de 350 a 800 ms
TE curto: de 30 ms ou menos
Estruturas que aparecem brilhantes ( T1 curto): gordura, líquidos proteinógenos
Estruturas que aparecem escuras (T1 longo): neoplasia, edema, inflamação
Imagens ponderadas em T2
TR longo: 2000 ms
TE longo: 60 a 80 ms
Estruturas que aparecem brilhantes ( T2 longo):. neoplasia, edema, inflamação
Estruturas que aparecem escuras (T2 curto): gordura, estruturas que contèm ferro como produtos de degradação do sangue.
Relaxamento
Durante o relaxamento, o VME libera a energia RF absorvida e retorna a B0. Os
momentos magnéticos do VME perdem magnetização transversa devido ao efeito da
defasagem. Tem-se a recuperação da magnetização longitudinal (recuperação T1). Temse o declínio da magnetização transversa (declínio T2).
Recuperação T1
É causada pelos núcleos liberando sua energia no ambiente. A energia liberada no
retículo circundante faz com que os núcleos recuperem sua magnetização longitudinal. A
razão de recuperação é um processo exponencial, com tempo de recuperação constante
denominado T1. O tempo de repetição (TR) é o tempo (ms) que vai da aplicação de um
pulso RF à aplicação do pulso RF seguinte. O TR determina o grau de relaxamento T1
que ocorreu.
Contraste T1
O lento balanço molecular no tecido adiposo possibilita que o processo de recuperação
seja relativamente rápido. O tempo T1 do tecido adiposo é CURTO. Na água, a
mobilidade molecular é elevada, ocasionando uma recuperação T1 menos eficiente. O
tempo T1 da água é LONGO.
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Ponderação T1
Uma imagem ponderada em T1 é aquela em que o contraste, predominantemente,
depende das diferenças entre os tempos T1 do tecido adiposo e da água. O TR controla o
grau de recuperação T1. Para a ponderação T1 o TR tem de ser curto.
Declínio T2
É causado pela troca de energia entre núcleos vizinhos. É denominada relaxamento spin
spin e acarreta o declínio da magnetização transversa. A razão de declínio é um processo
exponencial, dessa forma o tempo de relaxamento T2 de um tecido é sua constante
temporal de declínio.
Esta aceleração e desaceleração relativas, em conseqüência dos distúrbios na
homogeneidade de B0 e das diferenças na freqüência de precessão em certos tecidos,
fazem com que o VME saia de fase imediatamente. Esta saída de fase é responsável pelo
declínio T2. O tempo de eco (TE) é o tempo (ms) que vai da aplicação do pulso RF até o
pico máximo de sinal induzido no fio. O TE controla o grau de relaxamento T2 que
ocorreu.
Contraste T2
A troca de energia é mais eficiente no tecido adiposo. O tempo T2 do tecido adiposo é
CURTO. Na água, a troca de energia é menos eficiente que no tecido adiposo. O tempo
T2 da água é LONGO.
Ponderação T2
Uma imagem ponderada em T2 é aquela em que o contraste , predominantemente,
depende das diferenças entre os tempos T2 do tecido adiposo e da água. O TE controla o
grau de declínio T2. Para a ponderação T2 o TE tem de ser longo.
Representação das imagens:
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As imagens T1 se caracterizam por tecido adiposo brilhante e H20 escura.
As imagens DP se caracterizam por: áreas com elevada densidade de prótons
(brilhantes), e áreas com baixa densidade de prótons (escura).
As imagens T2 se caracterizam por H20 brilhante e tecido adiposo escuro ou com baixo
sinal.
Contraste por Densidade de Prótons
Este é o contraste básico da RM. É a diferença na intensidade do sinal dos tecidos que
são decorrentes de seu número relativo de prótons por unidade de volume. O contraste
por DP está sempre presente e depende do paciente e da área que está sendo
examinada.
Ponderação por Densidade de Prótons
Para obter-se a ponderação por DP tem-se de diminuir os efeitos dos contrastes T1 e T2.
Para isso, utiliza-se um TE CURTO e um TR LONGO.
Suscetibilidade Magnética
É o grau de magnetização de uma substância. Substâncias Diamagnéticas são aquelas
que quando colocadas num campo magnético, se magnetizam ligeiramente na direção
oposta e, ao ser removido do campo magnético externo, sua magnetização retorna a
zero.
Substâncias Paramagnéticas são aquelas cujos átomos possuem elétrons não pareados
que induzem um pequeno campo magnético ao redor de si mesmo (momento magnético).
Fora do campo magnético, esses momentos magnéticos ocorrem ao acaso, cancelandose. Sob a ação de um campo magnético, esses momentos magnéticos se alinham
positivamente, somando-se.
Substâncias Ferromagnéticas são também chamadas de magnetos permanentes, pois
mesmo fora da ação do campo magnético continuam magnetizadas. Quando submetidas
a um campo magnético se alinham fortemente, sendo atraídas a ele.
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Formação da Imagem
Para ocorrer RM deve-se aplicar um pulso RF a 90o em relação a B0 à frequência de
precessão do H+ .
Este pulso de RF dá ao VME uma energia tal que ele é lançado no plano transverso. O
pulso de RF também coloca em fase os momentos magnéticos individuais que constituem
o VME. A magnetização transversa coerente daí resultante entra em precessão à
frequência de Larmor do H+ no plano transverso.
Induz-se a bobina receptora posicionada no plano transverso uma voltagem ou sinal. Este
sinal tem uma frequência igual à frequência de Larmor do H+, independente da origem do
sinal no paciente. O sistema deve ser capaz de localizar espacialmente o sinal em três
dimensões, de modo a poder posicionar cada sinal no ponto correto da imagem.
O processo de transformação do eco em imagem depende de duas etapas principais:
•
Localização espacial do plano de corte;
•
Localização espacial dos prótons do maior eixo deste plano de corte.
Gradientes
São alterações do campo magnético principal e são gerados por bobinas localizadas no
corpo do magneto, através do qual passou a corrente. A passagem de uma corrente por
uma bobina gradiente induz um campo gradiente (magnético) em torno dela.
Há três bobinas gradientes situadas no corpo do magneto:
Y
Z
X
O gradiente Z altera a potência do campo magnético ao longo do eixo Z do magneto;
O gradiente Y altera a potência do campo magnético ao longo do eixo Y do magneto;
O gradiente X altera a potência do campo magnético ao longo do eixo X do magneto.
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O isocentro magnético é o ponto central do eixo de todos os três gradientes e do corpo do
magneto.
Os gradientes podem ser usados para tirar de fase ou recolocar em fase os momentos
magnéticos dos núcleos.
Seleção de cortes – localizar um corte no plano de exame selecionado.
Codificação de freqüência – localização espacial (codificação) de um sinal ao longo do
eixo longo da anatomia.
Codificação de fase – localização espacial (codificação) de um sinal ao longo do eixo
curto da anatomia.
Seleção dos Cortes
Quando uma bobina gradiente é ligada, a potência do campo magnético altera-se de
maneira linear. Os gradientes podem alterar o campo de forma suave ou acentuada,
dependendo da corrente elétrica aplicada. O corte é excitado de forma seletiva, pela
transmissão de RF com uma faixa de freqüências coincidindo com as freqüências de
Larmor.
O gradiente Z seleciona os cortes AXIAL.
O gradiente Y seleciona os cortes CORONAIS.
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O gradiente X seleciona os cortes SAGITAIS.
Espessura dos Cortes
A inclinação do gradiente de seleção de cortes determina a diferença entre dois pontos do
gradiente. O pulso de RF transmitido para excitar o corte tem de conter uma faixa de
freqüências compatíveis com a diferença entre dois pontos. A faixa de freqüências dos
prótons de um corte específico é o fator determinante para a seleção de um gradiente
suave ou acentuada.
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A aplicação de todos os gradientes seleciona um corte individual, produzindo um desvio
de freqüência ao longo de um eixo do corte e um desvio de fase ao longo de outro eixo.
Espaço K
Durante a aquisição de dados, enquanto a sequência ainda não terminou, o
armazenamento é feito de forma organizada numa área chamada espaço K
O eixo de fase do espaço K é horizontal.
O eixo de frequência do espaço K é vertical.
Durante cada TR, uma linha do espaço K é preenchida com dados de codificação de fase
e de freqüência, até que todas as linhas estejam preenchidas e a sequência tenha sido
terminada. Como a freqüência é definida como a alteração de fase por unidade de tempo
e é medida em radianos, a unidade do espaço K é rad / cm. Após a localização espacial
dos dados e coleta e armazenamento, estes dados estarão prontos para ser
transformados em imagens.
O processo de conversão em imagem é matemático e baseia-se na chamada
Transformada de Fourier, para transformar os dados em imagem. O espaço K não
corresponde à imagem, ou seja, a linha superior do espaço K não corresponde à linha
superior da imagem.
Parâmetros de Ressonância Magnética
É o conjunto de fatores que diretamente ou indiretamente interferem nas imagens de
forma a otimizar a qualidade desta imagem. O objetivo de manipular estes parâmetros é
obter imagens de excelente qualidade, baseado em quatro características: contraste,
resolução espacial, relação sinal-ruído (RSR) e ausência de artefatos.
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Relação sinal-ruído (RSR)
Esta é uma relação entre amplitude (quantidade) de sinal recebido e a média de
amplitude de ruído. O sinal depende principalmente da área de estudo, da região
anatômica, do tamanho do paciente e do tipo de sequência de pulso utilizada. O ruído é
inerente ao sistema e estará sempre presente, independe dos fatores mencionados
acima. O importante é adquirir imagens c/ alto sinal e baixo ruído.
Fatores que alteram o RSR
Densidade de Prótons, Volume do voxel, TR, TE e Flip Angle, NEX ou NSA, Largura da
banda receptora, Tipo de bobina
Densidade de prótons
A quantidade de prótons na região em estudo determina a amplitude de sinal, isto é,
quanto maior a quantidade de prótons de hidrogênio maior a quantidade de sinal.
Exs.: Pulmões apresentam baixa intensidade de sinal, logo: baixa RSR.
Pelve apresenta alta intensidade de sinal, logo: alta RSR.
Volume do voxel
A RSR é diretamente proporcional ao volume do voxel e qualquer parâmetro que alterar o
tamanho do voxel vai alterar a RSR. Nós podemos alterar o tamanho do voxel de três
formas: 1. na área do pixel, 2. na espessura de corte e 3. FOV
Obs1.: Pixel: Unidade base de uma imagem digital.
Obs2.: Voxel: Constitui o volume de uma determinada região (em estudo) do paciente e é
representado pela área do pixel e pela espessura de corte.
Diferença entre Pixel e Voxel
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Área do pixel
Está diretamente relacionada com a matriz.
* Matriz alta: Resulta em pequenos pixels e voxels. Ex.: 512x512
* Matriz baixa: Resulta em grandes pixels e voxels. Ex.: 192x192
Espessura de corte
É diretamente proporcional ao RSR, isto é, quanto maior a espessura maior a RSR.
FOV (field of view)
É o tamanho da área em que o sistema irá realizar a leitura do dados, é o tamanho da
área em estudo, é meu campo de visão. Interfere no tamanho da área do pixel, ou seja,
quanto maior o FOV pixel formador de imagem, maior será a RSR.
Flip Angle
O ângulo de inclinação controla o grau de magnetização transversa criado que induz uma
sinal na bobina. A amplitude máxima de sinal é produzida por ângulos de inclinação de
90°. Quanto menor for o ângulo de inclinação, menor vai ser a RSR.
22
Representação gráfica do Flyp Angle e a RSR.
NEX ou NSA (n° de excitação)
O NEX representa quantas vezes o sistema faz a leitura dos mesmos dados adquiridos a
cada codificação de fase. Quanto maior o NEX, mais vezes a mesma codificação de fase
será lida e armazenada na mesma linha do espaço K, e portanto os dados serão mais
ricos em informação sobre a área em estudo. Quanto maior o NEX, maior vai ser RSR.
Comparação entre imagens com mais ou menos NEX
Largura da Banda
Também chamada de faixa de recepção, é a gama de freqüência que são colhidas pelo
gradiente de leitura. A redução da largura da banda receptora resulta em menos ruído
sendo amostrado juntamente com o sinal. Como é colhido menos ruído em relação ao
sinal a RSR aumenta na proporção em que diminui a largura da banda de recepção.
Quanto menor a banda maior a RSR.
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Tipo de Bobina
A utilização de bobinas adequadas tem um papel fundamental na otimização da RSR.
Dependendo da bobina que está sendo utilizada nós podemos influenciar na quantidade
de sinal recebido e portanto afetar RSR. Se eu utilizar a bobina correta eu terei uma alta
RSR.
Opções para aumentar RSR.
I.
Aumentar NEX, porém aumenta o tempo;
II.
Aumentar espessura de corte, porém diminui a resolução;
III.
Aumentar o FOV, também diminui a resolução
IV.
Aumentar o TR, porém diminui o contraste T1;
V.
Diminuir a matriz, diminuo o tempo porém diminui a resolução.
Resolução Espacial
Resolução Espacial tecnicamente é a capacidade de distinguir entre dois pontos como
separados e distintos, em outras palavras, consiste no detalhamento anatômico de uma
determinada estrutura em estudo e é controlado pelo tamanho do voxel, isto é, voxel
pequenos resultam numa boa resolução espacial, já quando usamos voxels grandes
diminuímos a resolução espacial.
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Comparação entre imagens com alta e baixa Resolução Espacial
Opções para aumentar a Resolução Espacial
I.
Aumentar a matriz, porém aumenta o tempo de exame e diminui RSR;
II.
Diminuir o FOV, porém diminui RSR,
III.
Diminuir a espessura de corte, porém diminui a RSR;
Seqüência de pulso
Forma com os pulsos de RF são aplicados e a obtenção dos sinais de RM influencia no
contraste das imagens. A partir da aplicação de pulsos com ângulos diferentes, obtém
contraste distinto entre os tecidos.
TR-TE
TE - Tempo de Eco é o tempo de aplicação do pulso de radiofreqüência (90 graus), e
amplitude máxima do sinal de RM em uma seqüência spin-eco.
TR- Tempo de Repetição é o tempo medido entre dois pulsos radiofreqüência de 90 graus
em seqüência spin-eco.
Pulsos de Radiofreqüência
O pulso consiste em um sinal de freqüência, duração e amplitude de fixas.
Freqüência
Freqüência de precessão ω0 = B0 + γ
Duração
Milesegundos (ms) 10-3
Amplitude
Kilowatts (Kw)
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É a energia de RF usada para perturbar os prótons quando se alinham no campo
magnético externo e é fornecido como uma energia aferente denominada pulso de RF.
As sequências de pulso apresentam dois objetivos básicos:
A magnetização transversa deve ser criada usando um ou mais
pulsos de RF, e esta magnetização deve ser codificada (pulso gradiente),
determinando a posição espacial do tecido e formando a imagem.
O contraste desejado entre os tecidos deve ser baseado no tempo
de aplicação e duração dos vários pulsos de RF e pulsos de gradiente.
Formação de uma Sequência de Pulso
Quando a energia do pulso de RF é aumentada, a intensidade do sinal observada no
VME (plano transverso) atinge um máximo. O VME induz uma voltagem na bobina
receptora.
O transmissor de RF é desligado ou inativado quando se deseja detectar o sinal de RM.
Dessa forma são colhidas várias centenas de sinais, consistindo em uma série de eventos
com a seguinte ordem:
pulso de RF, leitura, aguardar...
pulso de RF, leitura, aguardar...
Cada série é uma repetição da anterior na ordem e momento dos pulsos de RF
adequados.
A combinação específica é denominada sequência de pulso de RF. Seqüência mais
comum usado em RM; Inicia-se com pulso de RF de 90 graus excitatório, seguido de um
pulso de 180 graus de repolarização.
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As sequências de pulso de RM em uso clínico são agrupadas em duas classes básicas:
sequências em spin-eco e sequências em gradiente-eco.
Foram desenvolvidas várias técnicas utilizando-se estas sequências básicas, assim
cobrindo uma ampla faixa de valores de contraste.
Spin Eco
As sequência de pulso do tipo SE são aplicadas com um pulso inicial de 90° de excitação
dos prótons presentes no VME.
Pulso a 90° (pulso π/2) – É a menor intensidade do pulso de RF que produz uma resposta
máxima.
O VME induz uma voltagem na bobina receptora. O VME é transferido par o plano
transverso ao plano do campo magnético principal e inicia a precessão em fase.
Ao ser removido o pulso de 90°, é produzido um sina l de declínio de indução livre (DIL).
A saída de fase T2* ocorre imediatamente e o sinal declina.
A seguir, aplica-se um ou mais pulsos de 180° que r epolarizam o VME no plano
transverso criando um ou mais spin-ecos.
Esse pulso RF é o de 180° que é usado para compensa r esta saída de fase.
Pulso a 180° (pulso π) – é o pulso com o dobro daquela intensidade, que não produz
sinal.
Vantagens
As seqüência de pulsos spin-eco são o padrão ouro da maior parte das aquisições de
imagens.
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Elas podem ser usadas em quase todos os exames.
Ponderação T2 efetiva sensível a patologias.
Desvantagens
Tempos de exame relativamente longos.
Parâmetros
Ponderação T1; Ponderação T2; Ponderação DP
Na sequência SE convencional, tem-se um pulso de excitação de 90° seguido de um
pulso de restituição de fase de 180°
Somente uma etapa de codificação de fase é aplicada por TR em cada corte e portanto
apenas uma linha do espaço K é preenchido por TR.
Na sequência TSE, o tempo de exame é reduzido efetuando-se mais de etapa de
codificação de fase e preenchendo-se subsequentemente mais de uma linha do espaço K
por TR.
Utiliza-se uma sequência de ecos que consiste em vários pulsos de restituição de fase de
180°.
Aplicações
O contraste observado nas imagens TSE é semelhante ao SE.
Há porem duas diferenças quanto ao contraste que se devem aos pulsos de 180°
repetidos a intervalos curtos da sequência de ecos.
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Spin Eco-Ponderações
T1- TR até 700ms e TE inferior 15ms;
DP- TR 1800-2000 e TE 20-40ms;
T2- TR acima de 2200 e TE acima 50ms.
A transferência de energia dos núcleos para o meio é denominada relaxamento tipo spinmeio ou longitudinal – T1.
O tempo T2 por sua vez corresponde ao tempo necessário para que o vetor de
magnetização transversa caia de 63% de seu valor ou, em outras palavras, adquira um
valor 37% do original total.
A transferência de energia entre núcleos vizinhos é denominada relaxamento tipo spinspin ou transversal – T2.
À medida que os magnetos retornam à sua orientação longitudinal (seguindo o B externo)
é liberada esta energia ao ambiente. O tempo necessário para que 63% da magnetização
longitudinal se recupere é denominado de T1.
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Turbo/Fast Spin Eco (FSE-TSE).
É uma sequência com tempo de aquisição menor em ralação à convencional
O espaço K é preenchido de forma mais rápida
Desvantagens
Alguns efeitos de fluxo e movimento aumentados;
Incompatível com algumas opções de aquisição de imagens;
Tecido adiposo claro às imagens ponderadas T2;
Turvação de imagens pode ocorrer porque os dados são colhidos a TSE diferentes.
Single short Fast Spin-Eco (SSFSE)
Espaço K preenchido em um único episódio; Quantidade de pulsos, equivale número de
linhas da matriz; Seqüência ponderada em T2, cadeia de ecos demasiadamente longa,
influencia na ponderação.
Aplicação
Colangio- RM;
Uro-RM;
Mielo-RM.
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Gradiente Eco
Utiliza-se um pulso inicial de RF (Flyp angle), variável entre 5 à 180 graus; O refasamento
dos prótons é obtido pela aplicação de um gradiente de polarização invertida de forma
rápida, inversão de polaridade;
TR e TE curto
A tremenda flexibilidade de contraste nas imagens por RM são resultados da grande
variedade das técnicas de seqüência de pulso.
Ainda que a MRI seja uma modalidade de diagnóstico consolidada, novas sequências de
pulso continuam sendo desenvolvidas, melhorando as aplicações já existentes ou na
criação de novas seqüências.
Recuperação Inversão (IR)
Sequência de pulsos que se inicia por um pulso de inversão de 180°. O VME é invertido a
180° até a saturação plena. Ao ser removido o pulso de inversão, o VME começa a
relaxar de volta até B0.
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Um plano de pulso de excitação de 90° é então aplic ado num tempo a partir do pulso de
inversão de 180°. Este tempo é pré-estabelecido e é chamado de T1.
Aplicações
A recuperação de inversão é usada na aquisição de imagens ponderadas em T1,
demonstrando a anatomia. As imagens ponderadas em T2 são utilizadas para o sistema
muscular
Vantagens
Relação sinal ruído muito bom porque o TR é longo. Excelente contraste T1.
Desvantagens
Longos tempos de exame a não ser quando usado em associação à sequência TSE.
STIR
Recuperação de inversão com T1 curto. Sequência de pulsos com IR que usa um T1 que
corresponde ao tempo que leva o tecido adiposo para se recuperar da inversão integral
ao plano transverso.
FLAIR
Recuperação da inversão com atenuação líquida. O sinal do
LCR é anulado pela seleção de um T1 correspondendo ao
tempo de recuperação do LCR de 180° para o plano tr ansverso
e não há magnetização transversa presente no LCR.
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Gradiente Eco
Essa seqüência usa ângulos de inclinação variáveis, de modo que o TR e, portanto, o
tempo de exame podem ser reduzidos sem produzir a saturação.
Quando é usado um ângulo de inclinação de diferente de 90°, somente parte da
magnetização longitudinal é convertida em magnetização transversa, que entra em
precessão no plano transverso e induz um sinal na bobina receptora.
O sinal DIL é produzido logo após a retirada do pulso RF, devido a distúrbios na
homogeneidade do campo magnético, e tem-se, pois a saída de fase T2*. Os momentos
magnéticos no componente transverso da magnetização saem de fase e retornam então à
fase por meio de um gradiente.
O gradiente causa uma alteração na potência do campo magnético no magneto. O
gradiente recoloca em fase os momentos magnéticos, de modo que a bobina possa
receber um sinal, que contém informações T1 e T2.
Este sinal é denominado Gradiente Eco.
Aplicações
Podem ser usadas para aquisição de imagens com ponderação T2*, T1 e DP.
Possibilitam uma diminuição do tempo de exame.
Podem ser usado as na aquisição de certos indivíduos com apnéia do abdome e
me imagens dinâmicas contrastadas.
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Imagem Eco Planar (EPI)
Espaço K preenchido pelo uso de vários trem de eco (pulso de 180).
Tomada única (single shot), preenchimento em único disparo.
Modo de aquisição mais rápido da RM.
Aplicação estudo dinâmicos e funcionais em tempo real.
Aplicação
Imagem em tempo real. Biopsia e estudo em movimento.
Gradiente eco. Coluna e articulações.
Imagens funcionais. RM cérebro estimulo e repouso.
Difusão. Áreas com restrição da água extra ou intra celular. AVE-H.
Time of flight (TOF), estudo arterial e venoso, 2D e 3D TOF.
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