ressonÂncia magnÉtica

RESSONÂNCIA MAGNÉTICA

Óscar Tavares


A Ressonância Magnética é um método de diagnóstico que se baseia na interacção de ondas de radiofrequência, com determinados núcleos atómicos, na presença dum campo magnético estático.


As imagens por R.M. traduzem as diferentes intensidades dos sinais emitidos pelos protões dos tecidos.

É uma técnica de imagem não invasiva, multiplanar, com elevada resolução anatómica e de contraste e com capacidade para caracterizar certos tecidos.


Os princípios da R.M. foram descritos em 1946, nos E.U.A. por Felix Bloch (para os líquidos) e Edward M. Purcell (para os sólidos), tendo recebido conjuntamente o Prémio Nobel da Física em 1952, pelas suas observações.


Os 2 cientistas descreveram um fenómeno físico-químico, baseado nas propriedades de certos núcleos, que quando submetidos a um campo magnético absorviam energia sob a forma de radiofrequência, tornando a emiti-la após o regresso ao seu estado original.


O fenómeno foi denominado Ressonância Magnética Nuclear.

Nuclear – só os núcleos dos átomos reagem

Magnética – ocorre num campo magnético

Ressonância – está na dependência da potência e frequência do campo magnético


Raymond Damadian em 1970

Paul C. Lauterbur em 1973

Avanços nesta área (2 tipos de sinal e codificação espacial)


3 de Julho de 1977 - Damadian obtém as primeiras imagens axiais do corpo humano.

1984 - é aprovada a utilização da R.M.N. para aplicação clínica, como meio de diagnóstico.

O termo nuclear foi eliminado pela associação aos perigos e a guerras nucleares.

Existem actualmente + 20000 equipamentos.


Em R.M. utiliza-se habitualmente o núcleo de H, devido à abundância no corpo humano (responsável por cerca de 10% do peso total do corpo humano), fazendo parte da molécula de água.

Em R.M. o termo protão é utilizado como sinónimo de núcleo de hidrogénio.


No corpo humano, os núcleos de hidrogénio estão orientados ao acaso, apontando em todas as direcções.

Quando expostos a um forte campo magnético, alinham-se segundo a sua direcção, mas com sentidos diferentes.


Bo


Os protões de baixa energia alinham-se com o campo magnético (orientação paralela).

Os protões de alta energia alinham-se contra o campo magnético (orientação anti-paralela).


Como a maioria dos protões se orienta paralelamente ao campo magnético, gera-se a magnetização longitudinal (vector orientado segundo o eixo deste campo).

Nesta altura os protões não se encontram em fase (no mesmo grupo podem estar orientados uns para a direita outros para a esquerda, por ex.)


Os protões têm um movimento em torno do eixo do campo magnético, semelhante ao de um pião, chamado precessão.


Precessão

É um movimento rotacional, lento, em torno de um eixo, de forma a desenhar um cone que, pela aplicação de uma força tende a mudar a direcção do eixo de rotação desse corpo.


Dentro dum campo magnético, todos os protões da mesma molécula têm a mesma frequência, a que se chama:

frequência de precessão, ou de ressonância, ou de Larmor


A frequência de precessão:

v=

é proporcional à potência do campo magnético (B) e a uma constante para cada núcleo, que reflecte a potência das propriedades magnéticas desse núcleo, denominada relação giromagnética (


Para a obtenção de uma imagem em R.M. deve ser transmitido um pulso de R.F., a que se chama pulso de excitação, com a mesma frequência dos núcleos de hidrogénio.

A absorção de energia por esses núcleos corresponde ao fenómeno de ressonância


SEQUÊNCIAS

O sinal dos tecidos é determinado por vários factores:

o T1

o T2

a densidade protónica

Os tecidos com um grande nº de protões emitem um sinal de alta intensidade e os de menor nº emitem um sinal de baixa intensidade.


SEQUÊNCIAS

Imagens ponderadas em T1:

Gordura – hipersinal

Músculo – sinal intermédio

Osso – hiposinal

Líquido – sinal intermédio

Tumor - hiposinal


SEQUÊNCIAS

Imagens ponderadas em T2:

Gordura – hipersinal (mas menor que em T1)

Músculo – sinal intermédio (mas menor que em T1)

Osso – hiposinal (como em T1)

Líquido – hipersinal acentuado

Tumor - hipersinal


TIPOS DE EQUIPAMENTO

Grande variedade de sistemas de R.M.

Magneto de grandes dimensões

Sistema de gradientes nos eixos x, y e z

Sistema de radiofrequência emissor e receptor

Sistema informático

Consola de trabalho



Potência do magneto

Campo ultra-baixo : < 0,1T

Campo baixo : 0,1 – 0,5T

Campo médio : 0,5 – 1T

Campo alto : > 1T1tesla=10000gauss



Propriedades do campo

O magneto deve criar um campo magnético estático, estável e homogéneo.

Pode ser obtido através de magnetos permanentes, resistivos e supercondutores.

Altos campos caracterizam-se por maior relação sinal-ruído e maior homogeneidade.




Os magnetos de 3T apresentam uma relação sinal-ruído 1,4 vezes superior à existente com 1,5T, o que representa aquisições 4 vezes mais rápidas, possibilitando assim ganhos ao nível da resolução espacial.




Um dos problemas associado a campos muito altos, é o nível de ruído acústico.

Podendo atingir 130dB com magnetos de 3T.


TÉCNICAS E APLICAÇÕES

Colangiografia por R.M. Intervenção

Urografia por R.M. Funcional

Endoscopia virtual Difusão

Whole body M.R. Perfusão

Mamária Espectroscopia

Cardíaca Angiografia


TÉCNICAS E APLICAÇÕES funcional


TÉCNICAS E APLICAÇÕES apenas subst. cinzenta


TÉCNICAS E APLICAÇÕES apenas subst. branca


TÉCNICAS E APLICAÇÕES reformatações e volume rendering


TÉCNICAS E APLICAÇÕES sequências rápidas


TÉCNICAS E APLICAÇÕES difusão


TÉCNICAS E APLICAÇÕES angiografia


TÉCNICAS E APLICAÇÕES mamária



Whole body


TÉCNICAS E APLICAÇÕES supressão de gordura



Phased array


TÉCNICAS E APLICAÇÕES antenas de superfície


TÉCNICAS E APLICAÇÕES alta matriz


TÉCNICAS E APLICAÇÕES cardíaca

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

0 100 200 300 400

Time [seconds]

Sign

al I

nten

sity

[au

]

BloodNormal Myo.Infarct



ECG inside MRDistortion results in unreliable

triggering


TÉCNICAS E APLICAÇÕES perfusão miocárdio



Patient with occlusive disease of the mid-RCA.. Courtesy : Beth Israel Deaconess Medical Center, Boston

RCARCABB

CC

DD

EE

A)

X-rayX-ray

3D)

B)

E)

occlusionocclusion

C)

RCA wallRCA wall RCA wallRCA wall

RCA wallRCA wall


TÉCNICAS E APLICAÇÕES open


TÉCNICAS E APLICAÇÕES intervenção


TÉCNICAS E APLICAÇÕES espectroscopia

1.02.03.04.0

Chemical shift (ppm)

TE:

272 ms

NAACr CrChomI Glx 22 ms

136 ms



NAANAA LactateLactate

CholineCholine CreatineCreatine



34

65

21

34

65

21

CholineCholine

1-2 3-4 5-6

Chemical shift (ppm)

4 3 2 14 3 2 1 4 3 2 1

NAA

Cr

Cho

NAA

CrCho

NAA

CrCho



Before treatment After radiotherapy


TÉCNICAS E APLICAÇÕES perfusão


TÉCNICAS E APLICAÇÕES móvel

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