Ressonância Magnética
PRINCÍPIOS FÍSICOS DE RM.
Aquisição
É feita de modo não invasivo, com a resolução espacial altíssima, não empregando radiação ionizante.
Desvantagens
Necessidade de cooperação por parte do paciente evitando artefatos de movimento
Pode-se usar contraste
paramagnético baseado no gadolínio altera as propriedades magnéticas
momentaneamente
SEGURANÇA
Efeito de suscetibilidade magnética é a indução a alteração no Bo.
Paciente: fazer uso de avental e retirar qualquer objeto metálico
Suscetibilidade magnética: 
Ruído da máquina gera estímulos diferentes, resultando em escalas de cinza diferentes. Depende da RF e dos gradientes
Qual é a influencia do campo magnético em determinado corpo dependendo de
sua composição química.
Prestar atenção na Força de Atração do Bo (campo magnético), pois quanto mais próximo o objeto metálico estiver do magneto, maior a força de atração.
Questionário de contra-indicações:
Ocupação;
Existência de próteses/ implantes metálicos;
Histórico cirúrgico;
Alergias;
Anamnese.
Avaliação de possíveis contra-indicações, que podem ser:
Absolutas- impedimento permanente do exame
Relativas- impedimento temporário do exame; limitação quanto à quantidade de imagem produzida.
Verificar durante o exame:
Presença ou não de próteses metálicas;
Nível de colaboração;
Tolerância ao exame;
Comunicação;
Mensagem do equipamento;
Comportamento do paciente após injeção de contraste.
A imagem fundamenta-se no hidrogênio presente no corpo.
O hidrogênio apresenta:
Os H+ presentes nas moléculas de água terão característica de imã (maior concentração)
Massa atômica ímpar (igual a 1)
O H+ presente na água que compõe cerca de 65% do nosso corpo
O hidrogênio tem maior razão giro magnético dada em MHz/T
Quando posicionado em um campo magnético de RM, ele será submetido a
um campo magnético maior do que o da Terra (Equipamento 0,2T a 3T, Terra – 0,3 a 0,7G)
Equipamento
Característica principal: O campo magnético é forte; possui
homogeneidade (maior dentro do equipamento)
A homogeneidade do campo é o que reflete na qualidade final da imagem (imagens homogêneas produzem contrastes teciduais homogêneos)
Ao redor do equipamento tem as linhas Tesla (quanto maior o campo, maior a propagação
das linhas tesla no espaço).
Coloca-se os hidrogênios no campo para ficarem
alinhados ao campo magnético para produção de imagem.
Tipos de movimentos da estrutura atômica
Movimento rotacional do elétron em torno do próprio eixo
Translacional (em volta do núcleo)
Movimento do núcleo em seu próprio eixo
Graças ao movimento do núcleo, teremos o momento magnético e por isso consegue-se
medir a razão giromagnética.
Faz com que as áreas em que o contraste se encontra haja hipersinal/hiperintensidade (branco); isossinal ou isointensidade (cinza); hipossinal
ou hipointensidade (preto); Ausência de sinal = Baixa concentração de hidrogênio.
Vantagens
Tempo de realização dos exames relativamente demorado.
Caracterizar tecidos, verificar os padrões de normalidade e de alteração a partir da composição química tecidual.
Obter imagens nos 3 planos – axial, coronal, e sagital inclusive oblíquos, podendo ser feitas com o paciente na mesa (sem mudança de decúbito).
Nem todo paciente pode realizar RM, isso porque teremos contra indicações absolutas.
Obtenção de imagens de vasos sanguíneos, sem a necessidade de contraste
Definição
Método que utiliza campos magnéticos fortes e homogêneos
e ondas de rádio
O equipamento aplica
radio frequência sintonizada com o movimento dos hidrogênios tendo a obtenção da
imagem representando as diferenças de frequências dos hidrogênios distribuídos em
cada tecido da área de interesse - FOV
Diferença dada pela correlação do H+ a
outros átomos
Essa imagem irá representar as diferenças processionais existentes entre os vários tecidos do organismo (o mesmo H+ produz uma variação de tom de cinza a depender de onde ele se encontra).
INSTRUMENTAÇÃO
Magneto
Possui a função de coordenar os movimentos atômicos e com isso padronizar a imagem adquirida. Essa função é chamada de alinhamento. Tipos: - Permanente, Resistência e Supercondutores. Sua parte central é chamada de isocentro, é nele que conseguimos associar força com homogeneidade. É onde posicionaremos a região de interesse.
Mesa
Posicionamento do paciente, condução á região de interesse ao isocentro , é o local de conexão das bobinas de RF (receptoras); a mesa não se movimenta durante a aquisição das imagens.
Console
Lugar onde iremos ficar para gerenciar todo exame.
Gradientes
Sistemas que conseguem produzir os planos ortogonais na ressonância (axial, coronal, sagital e as imagens oblíquas) e por conta desse que não é preciso modificar o decúbito do paciente para produzir planos ortogonais diferentes na RM. Esses gradientes conseguem identificar os planos de corte, espessura e espessamento.
Bobina de reforço
Vinculada ao reforço da homogeneidade do campo, que é continuo durante o exame.
Gerador de RF
Produz e controla o tempo de exposição e a quantidade de RF.
Bobina de RF
Responsável por captar a energia devolvida pelos H+ após a produção de energia de RF, , em movimento oscilatório dos H+, pelo gerador de RF. Podem ser: Transmissoras, Receptoras ou Transmissoras e Receptoras (Mistas).
Dedicadas
Não dedicadas
Feitas apenas para uma região do corpo
Estão presentes
em duas situações: pode aplicar em outra região da qual ela não foi feita para aquela
região; outra possibilidade é bobina já desenvolvida para as mais diversas regiões
Protocolo de rotina ≠ Protocolo de rotina com prótese, pois a depender da sequência de pulso o mesmo objeto pode gerar artefatos diferentes.
Ruído da máquina gera estímulos diferentes, resultando em escalas de cinza diferentes. Depende da RF e dos gradientes
De Resistência
Tem uma potencia de campo mais baixo (0,2 até 0,5 T). tem campo na vertical.
Os
permanentes
chegam até 1T
Os supercondutores
Chegam ate 1,5T e 3T. Precisam ser resfriado com hélio liquido que fica a -270ºC para ser
condensado e resfriar o equipamento de ressonância garantindo força e homogeneidade
do campo. O campo fica na horizontal e a
corrente elétrica fica perpendicular ao campo magnético assim como as bobinas.
Variam de acordo com o diâmetro de abertura: regular é de 50 a 55 cm; de open bore (70cm
até 75 cm).
Todos os equipamentos na sala precisam ser não-magnéticos, para evitar acidentes.
Três efeitos fundamentais
Diamagnético
Paramagnético
Ferromagnético
Fora do campo
magnético possuem o somatório dos momentos magnéticos aproximadamente igual a
zero; dentro do campo, a resultante do somatório dentro do campo será contrária ao B0; retirando esse corpo
após a exposição ao campo, os momento magnéticos terão resultado
aproximadamente igual a zero
Fora do campo terá somatório praticamente
igual a zero; dentro será diferente de zero e a resultante será a favor do campo B0 -atração-; retirando esse corpo paramagnético voltará a ter a somatória
aproximadamente igual a zero, exemplo o gadolínio
Fora do campo terá
um momento diferente de zero;dentro do campo manterá essa diferença no somatório dos
momentos, só que a resultante será a favor promovendo atração; tirando esse corpo vai existir uma diferença entre o somatório do campo magnético
inicial em relação ao somatório do campo final
A radiofrequência (RF) faz a excitação dos H+, o que leva ao aquecimento do corpo do paciente.
Presença de ventiladores no equipamento, para resfriá-lo.
Braços e pernas descruzados para que a energia gerada seja dispersada, evitando queimaduras no paciente.
Seu nível depende do pulso de radiofrequencia e dos gradientes.
Quanto maior a potencial do campo mangetico, maior o ruído. Maquinas de baixo campo
(menor que 0.4 T) possuem nível de ruído baixo.
PRODUÇÃO DE IMAGEM
Os gradientes que determinam espessura do corte,
espaçamento entre os cortes, o plano ortogonal dos cortes conseguindo as imagens sem
que a mesa se movimente.
O eixo z(campo magnético) - eixo longitudinal; eixo x e y ( bobina receptora de radiofrequência) - plano transverso. Os H+ ganharão energia extra dada pelo campo magnético angulando seus momentos magnéticos (movimento de precessão em volta do eixo do campo magnético)
Características do movimento: sua frequência é dada em MHz/T; tem uma trajetória; tem ângulo de precessão (quanto o
vetor vai se deslocar em relação ao eixo longitudinal). O movimento confere uma energia a mais também considerado uma
intensidade vetorial (quantidade de energia gerada pelo movimento).
Equação de Larmor: frequência precessional é igual a razão giromagnética vezes o campo
magnética. Ela permite saber quais são as interferências que esse movimento vai ter em termos da sua
frequência.
A escala de cinza de RM depende da distribuição dos hidrogênios em
moléculas de água e gordura (H2O e C2H5X). Junto do movimento precessional esses hidrogênios vão ter comportamentos diferentes o que repercutem na escala de cinza.
O ambiente químico que o hidrogênio da água se encontra é totalmente diferente do ambiente químico dos hidrogênios da gordura.
A energia da ligação
química é maior no H+ que está na gordura, tendo menor frequência precessional (menor distanciamento do eixo longitudinal), o que leva à um menor ângulo de precessão, uma menor intensidade vetorial e maior estabilidade molecular.
A energia da ligação
química é menor no H+ que está na água, tendo maior frequência precessional (maior distanciamento do eixo longitudinal), o que leva à um maior ângulo de precessão, uma maior intensidade vetorial e menor estabilidade molecular.
Essa diferença é igual ao contraste na imagem.
Quanto maior a estabilidade molecular, mais rapidamente o hidrogênio ganha e perde energia em relação aos menos estáveis, então o hidrogênio presente na gordura apresenta maior taxa de excitação e relaxamento em comparação ao presente na água.
Vetor de magnetização efetiva, dado em ms, ocorre quando os vetores no Bo ficam orientados em relação ao Bo principal.
Alinhamento dos hidrogênios permitem 2 estados energéticos:
Antiparalelo: momentos magnéticos estão na mesma direção, porém em sentido contrário ao Bo principal. Chamados de Spin Down, são os de maior energia comparados ao Bo.
Paralelo: momentos magnéticos estão na mesma direção e sentido do Bo principal. Chamados de Spin Up, são os de menos energia em relação ao Bo.
Fatores que interferem no estado energético:
Potência do Bo- quanto maior a potência, maior será a quantidade de prótons paralelos.
Energia de ligação química- quanto maior a energia da interação química do hidrogênio com outros átomos, maior a tendência ao paralelismo.
Aplicar pulso de RF -> hidrogênios ganham energia -> se excitam -> aumentam a frequência precessional -> prótons saem do eixo longitudinal e vão para o plano transverso (vetores: repouso -> excitado) -> corto o pulso de RF -> vetores voltam à posição original (relaxamento).
É durante o relaxamento que o sinal da ressonância é colhido.
EFEITOS DE RELAXAMENTO
A forma como os hidrogênios perdem energia refletem diretamente no mecanismo de contraste, com objetivo de aumentar um deles e diminuir os demais, seja pela intensidade ou tempo.
Spin-Eco: se caracteriza pelo pulso de RF excitatório em 90° (eixo longitudinal para plano transverso), que dá origem à T1, T2 e DP.
Gradiente-Eco: sequência de pulso que dá origem à
T2*
É a perda de energia dos momentos magnéticos dos hidrogênios devido às não homogeneidades do Bo.
Características importantes:
• Gatilho para que o processo de relaxamento ocorra;
• É o 1° efeito de relaxamento que ocorre;
• Máximo em um intervalo de tempo muito curto;
• Ponderada com ângulos menores que 70°;
• Sofre interferência de suscetibilidade magnética.
O efeito T2* na água é longo (demora mais tempo para relaxar e homogeneizar) enquanto que na gordura é curto.
Na imagem, a água aparece como um hipersinal e a gordura como hipossinal.
Recuperação T1
É a perda de energia de um H+ para outro H+ de outra molécula que esteja adjacente à ela.
Perda de energia em cascata
Vamos captar o sinal
O efeito T1 na água é longo e na gordura é curto (mais eficiente). Enquanto que a estabilidade molecular da água é menor em relação à gordura (maior a estabilidade, mais eficiente para perder energia entre elas).
Na imagem, a água aparece como hipossinal e a gordura como hipersinal.
Causada pelos núcleos liberando sua energia no ambiente (Spin- Lattice). A energia liberada no retículo circundante faz com que os núcleos recuperem sua magnetização longitudinal.
TR (tempo de repetição do pulso de RF) é o intervalo de tempo entre pulsos de RF. Quanto maior o TR, mais tempo eu passo excitando os prótons à RF e darei mais tempo para que esses vetores se recuperem à posição original.
Determina o grau de relaxamento de T1. Para que T1 seja máximo, TR tem que ser curto.
Perda de energia de um próton para outro dentro da mesma molécula
Sequência de pulso
Indica uma ordem cronológica de pulsos de RF que irá se repetir a cada aquisição.
Perda de energia Spin-Spin (Intramolecular)
Efeito T2:
- Na água será longo
- Na gordura será curto
É o tempo da aplicação do pulso RF até a coleta de sinal.
Spin-Eco
Controla o grau de relaxamento T2.
- Aplicadas com pulso inicial de 90° de excitação dos prótons presentes no VME
- Usa-se 1 ou 2 pulsos de 180º (pulsos de repolarização)
TR: Tempo de repetição
Tempo de exposição dos prótons à RF
Um sinal ou múltiplos sinais
No decorrer do relaxamento, quanto mais tempo demorar para se obter o sinal, menos sinal será obtido. Terá uma maior separação entre a agua e a gordura
A troca de energia é mais eficiente no tecido adiposo e o tempo T2 no mesmo é curto
A troca de energia na agua é menos eficiente que o tecido adiposo e o tempo T2 é longo
dentro do mesmo protocolo se tem sequências de pulso diferentes
Para ponderação T2, o TE tem que ser longo
Duas famílias importantes:
Spin-Eco e Gradiente eco
Forma de aquisição de imagem no mesmo paciente e aquisição de imagens em pacientes diferentes.
Em pulso de 90º, os vetores estarão em fase, ou seja, estarão juntos, na mesma frequência precessionado em torno do plano transverso.
Durante o relaxamento, cota o pulso de RF e, os vetores que estavam em fase vão sair de fase, irão se separar e relaxar, voltando para o eixo longitudinal.
Em pulsos de 180º, entra em fase novamente, os vetores irão para o outro lado da trajetória precessional.
Quando ocorre fase, é o momento em que o vetor colhe o sinal da RM (ou refaseamento)
- O TR controla o efeito T1
- O TE controle o efeito T2
- Para o efeito T1 ser máximo, TR é curto.
- Para efeito T2 ser máximo, TE é longo
Declínio T2
TE: Tempo de Eco (ms)
Densidade de prótons
É o contraste básico da RM e refere-se à diferença da intensidade de sinal dos tecidos
Quando quiser o efeito T2, diminui o efeito T1 e aumenta o efeito T2.
Para gordura: Hiperssinal e para água: Hipossinal