AVANÇOS TECNOLÓGICOS

1. AVANÇOS TECNOLÓGICOS

2. RESSONÂNCIA MAGNÉTICA

3. RESSONÂNCIA MAGNÉTICA

4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS • NOBREGA, Almir Inácio da. Técnicas em Ressonância Magnética Nuclear. SP, Atheneu. • WESTBROOK, Catherine e KAUT, Karolyn. Ressonância Magnética Prática. Ed. Guanabara Koogan. • WESTBROOK, Catherine. Manual de Técnicas de Ressonância Magnética. RJ, Guanabara Koogan, 2002.

5. RM “Dizemos que a onda de radio é aplicada ao paciente em “pulsos”que podem durar uma fração de segundo durante a fase de envio do processo de ressonância magnética. São essas ondas, ou mais especificamente seus campos magnéticos que estarão em ressonância com os prótons. Por ser esta ressonância causada por interações magnéticas, este tipo de exame é chamado de RESSONÂNCIA MAGNÉTICA”

6. O EXAME DE RM A ressonância magnética consiste num exame de diagnóstico clinico por imagem que tem por finalidade avaliar diferentes partes do corpo humano. O equipamento que realiza o exame não utiliza radiação ionizante, gerando um processo não invasivo ao corpo humano. A imagem em ressonância é obtida pelo processo de alinhamento dos prótons de hidrogênio, presente nos átomos do corpo humano. Nas condições normais estes átomos têm ação desordenada, porem a partir do momento em que o paciente está submetido ao magneto, ambiente que cria o campo magnético, estes prótons são realinhados pela emissão da radio freqüência dentro desse campo.

7. DIFERENÇAS ENTRE TC E RM TC radiação ionizante contraste iodado cortes somente axial RM Uso de magnetos Contraste gadolíneo Cortes nos três planos

8. O fato dos aparelhos de ressonância não usarem radiação ionizante é um conforto para muitos pacientes, assim como o fato dos materiais de contraste terem uma incidência de efeitos colaterais muito pequena. Outra grande vantagem da ressonância magnética é sua capacidade de gerar imagens de qualquer plano.

9. CONTRASTE O tipo de contraste utilizado na RM é o gadolínio que não utiliza iodo. Portanto, seu poder de causar alergias é muito baixo, desprezível quando comparado ao do iodo. (utilizado na TC). GADOLÍNEO

10. VANTAGENS DA RM A RESONANCIA MAGNETICA É IDEAL PARA: * Diagnosticar esclerose múltipla •    Diagnosticar tumores na glândula pituitária e no cérebro •    Diagnosticar infecções no cérebro, medula espinal ou articulações •    Visualizar ligamentos rompidos no pulso, joelho e tornozelo •    Visualizar lesões no ombro * Diagnosticar tendinite •    Avaliar massas nos tecidos macios do corpo •    Avaliar tumores ósseos, cistos e hérnias de disco na coluna •    Diagnosticar derrames em seus estágios iniciais

11. HISTÓRICO DA RM O tipo de exame de ressonância magnética surgiu na primeira metade do século XX com as pesquisas do físico suíço Felix Bloch e o americano Edward Mills Purcell, quando descobriram em 1945 o momento do campo magnético. Ambos os pesquisadores foram ganhadores de Premio Nobel de 1952, por conta da pesquisa. Na década de 1970, Peter Mansfield e Paul Lauterbur ganharam o Premio Nobel de Medicina por suas pesquisas e contribuições na área da Ressonância Magnética. O médico americano Raimond Damiand, no inicio da década de 1970, descobriu que a ressonância magnética, ao ser utilizada, apresentava variações de acordo com os tipos de tecido do corpo humano. Concluiu que a ressonância magnética seria então um importante componente para se fazer a detecção de doenças. Felix Bloch Universidade de Stanford. Edward Purcell Universidade de Harvard. Paul Lanterbur Prêmio Nobel de Medicina e Fisiologia – década de 1970

12. INTERAÇÕES MAGNÉTICAS Por que a RM utiliza o átomo de hidrogênio ? • Abundância no corpo humano; • Possuir um momento magnético alto. Estrutura do Hidrogênio. • 1 próton em seu núcleo (+) • Não possui neutrons • 1 elétron em sua elétrosfera(-) Spin nuclear

13. INTERAÇÕES MAGNÉTICAS A obtenção da imagem por ressonância magnética a partir do hidrogênio se deve ao fato de este elemento estar amplamente distribuído nos tecidos biológicos e por suas características em responder a campos magnéticos externos como se fosse um pequeno ímã. A obtenção de imagens a partir de outros elementos, como o fósforo, o flúor e o sódio, também é possível, no entanto a baixa constituição desses elementos no corpo humano inviabiliza o seu uso.

14. MAGNETOS O magneto fornece o campo magnético estático (de força constante) poderoso em torno do qual os núcleos oscilam. Existem três tipos possíveis de magnetos no sistema de RM. Cada um deles tem características únicas.

15. TIPOS DE MAGNETOS SUPERCONDUTORES RESISTIVOS PERMANENTES

16. SUPERCONDUTORES Possuem correntes elétricas de alta intensidade, gerando alto campo magnético; São refrigerados por Hélio liquído; Proporcionam as melhores imagens, porém são os magnétos mais caros; Usados em aparelhos fechados de alto campo.

17. RESISTIVOS Possuem correntes elétricas ambientes; Não necessitam do gás Hélio; Limitação na potência do campo magnético; Usado em aparelhos de campo aberto.

18. PERMANENTES Apresentam baixa potência de campo magnético; Melhor utilizado para a realização de exames de extremidade; Baixo custo.

19. - + Bateria i ONDA ELETRO-MAGNÉTICA Bobina M Pulso de RF

20. PRECESSÃO

21. MOVIMENTO DE PRECESSÃO O movimento de precessão pode ser entendido como uma distorção do spin nuclear em resultado da ação do campo magnético externo. O núcleo do hidrogênio altera o seu movimento giratório de uma “linha” para um ”cone” sobre o próprio eixo. Esse movimento é denominado precessão, e pode ser comparado ao movimento giratório de um pião no momento em que este começa a perder a sua força (cambaleio).

22. MOVIMENTO DE PRECESSÃO O nucleo do atomo de hidrogenio responde a força magnetica externa alinhando-se com o campo magnetico. Nessas condições o seu spin nuclear sofre distorção e passa a descrever um movimento rotacional cômico em torno do próprio eixo.

23. NUCLEOS DE HIDROGENIO SEM AÇÃO DO CAMPO B0.

24. NUCLEOS DE HIDROGENIO ALINHADOS AO CAMPO B0. • Se aplicarmos um campo externo Bo ao material paramagnético, seus spins se alinham a Bo: • Paralelos: • Menor energia • Maior quantidade (em geral) • Antiparalelos: • Maior energia

25. B0 Quando o campo magnético está desligado ( B0 = 0 ) Quando o campo magnético está ligado ( B0 == 0 ) Momentos magnéticos orientados aleatoriamente Momentos magnéticos orientados sob ação de B0

26. Na ausência de um campo magnético aplicado, os momentos magnéticos dos núcleos de hidrogênio tem uma orientação ao acaso. Quando são colocados num forte campo magnético externo (chamado B0), seus momentos magnéticos alinham-se a este campo magnético externo. Alguns dos núcleos de hidrogênio alinham-se em paralelo ao campo magnético, ou seja, (na mesma direção) enquanto uma proporção menor dos núcleos alinham-se em direção oposta ao campo magnético, ou seja, (anti-paralelo).

27. EQUILIBRIO DINAMICO Quando o paciente é introduzido no equipamento de RM, uma quantidade consideravel dos atomos de hidrogenio são orientados com as linhas de força do campo magnetico principal. Aplicando um pulso de Radiofreqüência, há um deslocamento do plano Mz para plano Mxy.

28. FENOMENO DA RESSONANCIA APLICADO À IMAGEM O fenomeno da ressonancia baseia-se em perturbar o equilibrio dinamico de tal forma que a resultante magnetica Mz mude a sua orientação no espaço e vá preferencialmente assumir uma posição no plano transversal (x,y). Para que isto ocorra, faz-se necessario que corpos em movimentos (nucleos de hidrogenio em precessão) troquem energia com uma força periódica externa (ondas eletromagnéticas de radiofrequencia). A nova resultante magnética que surge no plano transversal assume a denominação magnetização transversal – Mxy. Esta magnetização é capaz de induzir corrente elétrica em condutores dispostos na forma de bobinas (antena de RM). As correntes observadas nessas bobinas constituem-se, em última análise, no sinal de RM.

29. DECLINIO DE INDUÇÃO LIVRE O SINAL DO DECLÍNIO DE INDUÇÃO LIVRE Ao desligar-se o pulso RF, o VME passa novamente a sofrer influência de B0e tenta realinhar-se com este. Para que isto ocorra, o VME tem de perder a energia que lhe foi dada pelo pulso RF. O processo pelo qual o VME perde esta energia é denominado relaxamento. Ao ocorrer o relaxamento, o VME volta a realinhar-se com B0. O grau de magnetização no plano longitudinal aumenta gradualmente – isto é denominado recuperação. É de modo simultâneo, porém independente. O grau de magnetização no plano transverso diminui gradualmente – isto é denominado declínio.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).

30. FUNDAMENTOS DE UM APARELHO DE RM. Campo magnético agindo nas moléculas de água de baixa energia estas se alinharão com o campo PRF de 90 graus deslocamento do plano longitudinal para o tranverso retirada do PRF recuperação do plano longitudinal,declíneo do plano tranverso e sinal na bobina TRF imagem no computador.

31. RECUPERAÇÃO E DECLINIO Durante o relaxamento, o VME libera a energia RF absorvida é retorna a B0. De maneira simultânea, porém independente, os momentos magnéticos do VME perdem magnetização transversa devido à defasagem. O relaxamento leva à recuperação da magnetização no plano longitudinal e ao declínio da magnetização no plano transverso. A recuperação da magnetização longitudinal é causada por um processo designado como recuperação T1. O declínio da magnetização transversa é causado por um processo designado como declínio T2.

32. RECUPERAÇÃO T1 A recuperação T1 é causada pelos núcleos liberando sua energia no ambiente ou retículo circundante e é freqüentemente designada como relaxamento do retículo de spin. A energia liberada no retículo circundante faz com que os núcleos recuperem sua magnetização longitudinal (magnetização no plano longitudinal). A razão de recuperação é um processo exponencial, com tempo de recuperação constante denominado T1. Este é o tempo necessário para a recuperação de 63% da magnetização longitudinal no tecido.

33. RECUPERAÇÃO T1 relaxamento T1 leva à recuperação da magnetização longitudinal, devido à dissipação de energia para o retículo circundante.

34. DECLÍNIO T2 O declínio T2 é causado pela troca de energia entre núcleos vizinhos. A troca de energia é causada pela interação dos campos magnéticos de cada núcleo com seu vizinho. É freqüentemente denominada relaxamento spin e acarreta o declínio ou perda da magnetização transversa

35. DECLÍNIO T2 O relaxamento T2 leva à perda da magnetização transversa devido a interações entre os campos magnéticos de núcleos adjacentes.

36. PARÂMETROS DA ESCALA TEMPORAL DOS PULSOS T1 T2 DP

39. PARÂMETROS DA ESCALA TEMPORAL DOS PULSOS Uma seqüência de pulsos muito simplificada é uma combinação de pulsos RF, sinais e períodos de recuperação intervenientes. É importante observar-se que, uma seqüência de pulsos não existe efetivamente. Ela apenas mostra em termos simples os diversos parâmetros de escala temporal usados em seqüências mais complicadas, isto é, TR e TE. Uma seqüência de pulsos consiste em vários componentes, sendo os principais descritos a seguir:

40. O QUE É O TR E O TE, E EM QUE ELES INFLUENCIAM NA FORMAÇÃO DA IMAGEM. TR é o tempo de repetição entre dois pulsos de radiofreqüência. TE é o tempo de excitação e o sinal Maximo induzido na bobina. O TR e TE são parâmetros que vão caracterizar o contraste nas imagens. O TR influencia diretamente na ponderação T1 pelo tempo de exame. O numero de cortes é proporcional ao TR, tendo em vista que, quanto maior o TR maior o tempo de exame e possibilita a aplicação de um maior numero de cortes.

41. TR O tempo de repetição (TR) é o tempo que vai da aplicação de um pulso RF à aplicação do pulso RF seguinte e é medido em milissegundos (ms). O TR determina o grau de relaxamento que pode ocorrer entre o término de um pulso RF e a aplicação do pulso seguinte. O TR determina, pois o grau de relaxamento T1 que ocorreu.

42. TE O tempo de eco (TE) é o tempo que vai da aplicação do pulso RF ao pico máximo do sinal induzido no fio e também é medido em ms. O TE determina o grau de declínio da magnetização transversa que pode ocorrer antes de ler-se o sinal. O TE controla, pois o grau de relaxamento T2 que ocorreu.

43. COMO SE COMPORTA OS SINAIS DE LIQUOR E DA GORDURA NA PONDERAÇÃO T1 T1 = TR baixo TE baixo *GORDURA COM SINAL ALTO *H2O COM SINAL BAIXO T1 GORDURA BRILHANTE

44. COMO SE COMPORTA OS SINAIS DE LIQUOR E DA GORDURA NA PONDERAÇÃO T2 T2 = TR alto TE alto *GORDURA COM SINAL BAIXO *H2O COM SINAL ALTO T2 LÍQUIDO BRILHANTE

45. COMO SE COMPORTA OS SINAIS DE LIQUOR E DA GORDURA NA PONDERAÇÃO DP DP = TR alto TE baixo *O TR ALTO INIBE A PONDERAÇÃO T1 *O TE BAIXO INIBE A PONDERAÇÃO T2 *SINAL ALTO ONDE HOUVER MAIOR CONCENTRAÇÃO DE H2 DP IMAGEM CINZA

46. SEQUÊNCIAS DE PULSOS A forma em que os pulsos de RF são aplicados e a obtenção dos sinais de RM influenciam o contraste das imagens. É possível, a partir da aplicação de pulsos de diferentes ângulos, obter diferentes contrastes entre tecidos. Várias sequências de pulsos foram desenvolvidas com este propósito.

47. SEQUÊNCIA SPIN-ECO É a sequência mais usada em RM. Esta sequência inicia-se com pulsos de RF de 90° graus (pulso seletivo), seguido de um pulso de 180° graus (pulso de refasamento). Após o pulso de refasemento, observa-se uma recuperação do sinal da RM em resultado da recuperação das fases da população deslocada para o lado de maior energia. A sequência spin-eco é a mais comum das sequências de RM. As ponderações de imagens em T1,T2 e DP estão claramente definidas para esta sequência. Para se obter T1, o TR deve ser menor que 600 e o TE menor do que 25 (TR e TE curtos). Para se obter T2, o TR deve ser a partir de 600 e o TE maior que 30 (TR e TE longos). Para se obter o DP (densidade de protons), o TR deve ser maior que 2000 e o TE menor que 30 (TR longo e TE curto)

48. SEQUÊNCIAS DE PULSOS

49. PRINCIPAIS SEQUÊNCIAS DE PULSO • SE ( Spin Eco ): Seqüência convencional em RM, utilizada para obtenção de imagens ponderadas em T1, T2 e D.P com alto grau de definição. • FSE ( Fast Spin Eco / Turbo Eco ) : Seqüência que utiliza múltiplos pulsos de 180 graus para um mesmo corte reduzindo drasticamente o tempo de aquisição das imagens. O fator turbo ( quantidade de pulsos de 180 graus) , determina a magnitude da redução da seqüência. • FSE-XL : Seqüência fast spin eco com tempo de espaçamento mais curto entre pulsos de 180 graus. Melhor SNR nas imagens T2. • SSFSE – Seqüência spin eco com disparo único. ( 128 ou 256 codificações de fase ) • I.R. – Seqüência Inversion Recovery. O parâmetro TI ( Tempo de inversão) usado nesta seqüência influenciará o padrão da imagem. • No equipamento de 1,5 Tesla: • TI = 160 ms - Satura a gordura. • TI = 800 ms - Aumenta o contraste por T1. • TI = 2.200 ms - Satura o sinal do Liquor.

50. PRINCIPAIS SEQUÊNCIAS DE PULSO • FLAIR – Seqüência Inversion Recovery com tempo de inversão de aproximadamente 2000/2200 ms utilizado para obtenção de imagens T2 com supressão do sinal do liquor. • STIR – Seqüência inversion recovery com ponderação T1. • SPIR – Seqüência inversion recovery com saturação espectral da gordura. • GRE / GRASS / FFE / FISP – Seqüência gradiente eco coerente. Imagens ponderadas em T2*. Alta sensibilidade para líquidos. • SPGR / FFE-T1 / FLASH - Sequência gradiente eco incoerente. Imagens gradiente com ponderação T1 e sensibilidade para fluxo.