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PRINCÍPIOS FÍSICOS DA RESSONÂNCIA
A descoberta da RM é atribuída a dois cientistas, prêmio Nobel em 1952, Felix Bloch e Edward Purcell, que descobriram o fenômeno da ressonância magnética independentemente em 1946. No período entre 1950 e 1970 a RM foi desenvolvida e utilizada para análises moleculares físicas e químicas.
Edelstein e colaboradores apresentaram imagens do corpo utilizando a técnica de Ernst em 1980, que correspondia à aquisição de uma única imagem em aproximadamente 5 minutos. Em 1986, este tempo de aquisição reduziu para cerca de 5 segundos, sem prejuízo significativo na qualidade da imagem. Em 1987 a técnica eco-planar foi usada para produzir imagens em tempo real de um ciclo cardíaco único. Neste mesmo ano, Charles Dumoulin realizou uma angiografia por ressonância magnética, que permitiu a visualização do fluxo sanguíneo sem o uso do meio de contraste.
Em 1991, Richard Ernst foi recompensado com o prêmio Nobel de Química pela descoberta da transformação de Fourier. Em 1992 a RM funcional (fRM) foi descoberta. Esta técnica permite o mapeamento da função de várias regiões do cérebro humano. O desenvolvimento da RM abriu novos caminhos para a técnica EPI no mapeamento de regiões cerebrais responsáveis pelo controle da memória e motora.
Em 2003, Paul C. Lauterbur da Universidade de Illinois e Sir Peter Mansfield da Universidade de Nottingham receberam o Prêmio Nobel de Medicina pelas suas descobertas em Ressonância Magnética. O método ainda é sem dúvida, muito novo e bastante promissor.
Em 2003, havia aproximadamente 10.000 equipamentos de RM no mundo todo e cerca de 75 milhões de exames realizados a cada ano.
Atualmente há seis grandes fabricantes de equipamentos de RM (Philips, GE, Siemens, Toshiba, Hitachi e Fonar) e outros fornecedores de peças, materiais e suplementos incluindo, as bobinas, meios de contraste paramagnético, amplificadores de radiofreqüência e magnetos.
RESSONÂNCIA
Em se tratando de núcleos de qualquer tipo de átomos, quando estes são colocados em um meio que apresenta uma oscilação semelhante à sua própria freqüência, estes ganham energia e, se a freqüência desta oscilação for exatamente igual à sua freqüência de precessão (Wo) eles entram em ressonância.
O fenômeno da ressonância não ocorre se a energia é aplicada a uma freqüência diferente da freqüência de precessão do núcleo exposto a esta energia. Portanto, no caso do hidrogênio, para que ocorra o fenômeno da ressonância, quando examinamos um paciente, é preciso aplicar-se ao meio magnético no qual ele se encontra um pulso de radiofreqüência exatamente igual à freqüência de Larmor do VME do hidrogênio.
Os outros núcleos ativos do corpo do paciente alinhados com o campo magnético não entram em ressonância porque sua freqüência de precessão difere da freqüência de precessão do hidrogênio (63,85 MHz , no caso de um magneto de 1.5 T).
EM RESUMO, EM UM APARELHO DE RM TEREMOS:
A- O paciente é colocado em um grande magneto, o que provoca a polarização dos seus prótons de hidrogênio que se alinham em um determinado eixo (paralelo ou anti-paralelo), pois os prótons de hidrogênio funcionam na natureza como minúsculos ímãs.
B- Os prótons de hidrogênio, ainda, executam um movimento em torno do seu eixo longitudinal e outro circular, simultaneamente, como se imitassem um pião. Este fenômeno chama-se precessão e tem uma freqüência própria para cada campo magnético específico e depende da intensidade do campo magnético (por isso que, quanto maior a potência do magneto, melhor a qualidade da imagem e mais rápido o exame).
C- O alinhamento dos prótons se rompe com a aplicação de pulsos de radiofreqüência aplicados ao paciente, fazendo com que os prótons de hidrogênio precessem em sincronia, em fase. Isto cria um novo vetor magnético.
D- Quando o pulso de radiofreqüência é subitamente desligado, os prótons de hidrogênio voltam à sua posição normal, se realinham, e nessa circunstância eles emitem um sinal que é captado por uma bobina localizada ao redor da área a ser examinada (por exemplo, bobina de crânio, de coluna, de joelho, de mama, da ATM, etc).
E- O sinal emitido e captado pela bobina é utilizado pelo computador que, através de complexos princípios matemáticos, o transforma em imagens.
Passamos agora a explicar de forma mais sucinta alguns fenômenos físicos e químicos, para melhor entendimento do mecanismo de obtenção de imagens do corpo humano, através da ressonância magnética.
COMO O APARELHO DE RESSONÂNCIA MAGNÉTICA FUNCIONA?
Três etapas devem ser concluídas para geração de imagens por ressonância magnética: alinhamento, excitação e detecção de RF.
Por sua vez, os métodos de aquisição de imagem são divididos em quatro categorias: ponto, linha, plano (duas dimensões) e imagem tridimensional.
Tudo isso depende da forma como os dados da imagem são adquiridos pelo aparelho (scanner) de RM.
Em resumo, um aparelho de ressonância magnética consiste em cinco componentes: imã principal (magneto), bobinas gradiente, bobinas de radiofrequência, sistema receptor de imagem e computador.
Explicamos cada um desses componentes:
Bobinas de radiofrequência
MAGNETIZAÇÃO
Sabemos que o átomo é uma estrutura constituída de um núcleo central e elétrons em órbita ao redor dele. Por sua vez, o núcleo é formado por partículas menores, prótons e nêutrons. Os elétrons tem carga elétrica negativa, os prótons, carga positiva, e, os nêutrons, como o nome sugere, não tem carga elétrica.
A soma dos prótons de um núcleo determina o número atômico e o número de massa representa a somatória dos prótons e nêutrons. Um átomo eletricamente estável é aquele que tem um número de cargas elétricas negativas (elétrons) igual ao número de cargas elétricas positivas (prótons).
Átomos eletricamente instáveis são aqueles que possuem maior ou menor quantidade de elétrons, em relação ao número de prótons. Átomos eletricamente instáveis são denominados íons.
Na estrutura atômica pode-se observar outros movimentos, além do movimento dos elétrons ao redor do núcleo. São os movimentos dos elétrons girando sobre seu próprio eixo e dos núcleos girando também em torno de seus eixos.
No fenômeno da RM tem especial importância o movimento do núcleo em torno do seu eixo, particularmente quando este é colocado em um campo magnético, isto porque, como sabemos da física clássica, corrente elétrica em movimento através de um fio ou carga elétrica em movimento gera um campo magnético. O próton de hidrogênio, por exemplo, girando em torno do seu próprio eixo cria um minúsculo campo magnético.
São denominados núcleos ativos em RM aqueles que tem tendência a alinhar seu eixo de rotação a um campo magnético externo aplicado, graças às leis da indução eletromagnética. Estes núcleos possuem, portanto, carga efetiva e em rotação dentro de um campo magnético adquirem um momento magnético, ou momento angular, ou rotação “spin”. O alinhamento, ou a somatória dos momentos magnéticos dentro de um campo magnético, é expresso como um vetor somatório.
O NÚCLEO DO MAGNÉTO
O átomo de hidrogênio é carregado por partículas positivas e é composto por apenas 1 próton, ou seja, proporciona um movimento de rotação em torno do seu próprio eixo, conhecido como momento angular ou SPIN. Quando o átomo de hidrogênio interage com o campo magnético sofre uma orientação de acordo com a direção do mesmo, sucedendo-se ao movimento de precessão. O movimento de precessão acontece no momento em que as ondas de radiofrequência oscilam nas mesmas frequências em relação o núcleo do hidrogênio, dessa maneira os átomos são orientados de forma paralela e antiparalela em relação à diretriz da força do campo magnético. Sendo assim os spins up (paralelo) que possuem uma energia baixa são orientados em direção do eixo longitudinal (eixo Z), os spins down (antiparalelos) que possuem uma alta energia se posiciona de maneira oposta (transversal). (THRALL, 2010)
Desta maneira, a somatória de ambos os momentos magnéticos do átomo de hidrogênio (baixa e alta energia) é representada por um vetor, denominado de vetor de magnetização efetiva (VME), na qual o VME é utilizado na ressonância magnética para induzir corrente elétrica, cuja sua direção é a mesma do campo magnético realizando assim o movimento de precessão na qual sua frequência e conhecida como: frequência de Lamor. Quando chegamos a esse estado pode-se dizer que o tecido do paciente se encontra em equilíbrio e totalmente magnetizado.
Outras considerações:
Quando o hidrogênio perde sua energia (processo conhecido como relaxamento) adquirida com os pulsos de radiofrequência é necessário que os mesmo se realinhem ao campo magnético, esse procedimento somente é possível com a ajuda do VME. Portanto, o objetivo de se aplicar pulsos de RF sobre o vetor de magnetização efetiva é depositar energia suficiente para que possa ser realizada uma angulação de 90º ou 180º nos planos longitudinal (recuperação) e transversal (declínio) sobre o campo magnético. Sua inclinação vai depender da amplitude e da duração em que serão aplicados esses pulsos de RF sobre o vetor. Influenciando assim diretamente na recuperação denominado em T1 e no declínio conhecido como T2. (NOBREGA, 2006)
O núcleo do hidrogênio é formado por um próton, apenas. Seu número atômico, portanto, é igual ao número de massa. Seu próton solitário lhe proporciona um momento magnético bem definido e, por ser abundante nos animais, constitui a base da imaginologia por RM. O corpo humano, por exemplo, se constitui de 70 a 80% de água.
Como já foi dito, toda vez que partículas elétricas se movem, elas criam um campo magnético. O hidrogênio, com o movimento rotacional de seu próton único, cria um campo magnético induzido à sua volta. Desta forma, esta minúscula partícula funciona nada mais, nada menos, como um magneto de proporções infinitesimais provido de pólos norte e sul, de igual intensidade. Os pólos deste pequeno magneto são alinhados por um eixo que representa o momento magnético que tem as propriedades de um vetor: a direção do vetor é a direção do momento magnético e o comprimento do vetor é igual ao comprimento do momento magnético.
Na natureza, apenas sob o efeito do campo magnético terrestre, os momentos magnéticos dos núcleos de hidrogênio não têm uma orientação definida. Porém, em ambientes de fortes campos magnéticos estáticos os momentos magnéticos dos núcleos de hidrogênio se alinham a este campo magnético, como uma agulha magnética se alinha ao campo magnético terrestre, a maior parte dos núcleos alinhando-se na mesma direção (paralela) e uma pequena parte na direção oposta (anti-paralela) ao eixo do campo magnético.
Os núcleos que alinham seu momento magnético na direção paralela são considerados de baixa energia ou de rotação positiva e os que alinham seu momento magnético na direção anti-paralela (180º, na direção oposta) são de alta energia ou de rotação negativa.
Dentro de um campo magnético forte e estático, os fatores determinantes do alinhamento do momento magnético para cima (paralelo) ou para baixo (anti-paralelo) são a potência deste campo magnético e o nível de energia térmica dos núcleos, pois núcleos de baixa energia térmica não possuem energia suficiente para opor-se ao campo magnético na direção anti-paralela.
Núcleos de alta energia térmica, contudo, dispõem de um diferencial de energia térmica suficiente para opor-se ao campo magnético externo. Porém, se aumentarmos a potência do campo magnético externo, o número destes núcleos de alta energia diminuem progressivamente.
Como o estado paralelo é de baixa energia, ele é mais estável que o estado anti-paralelo, de alta energia, e dentro de um forte campo magnético o número de prótons apontando para cima (direção paralela) é maior do que o número de prótons apontando para baixo (direção anti-paralela). Assim sendo, a diferença da somatória de prótons para cima e da somatória de prótons para baixo é representada por um vetor (resultante) cuja direção é a mesma do campo magnético.
Em imaginologia, o paciente é sempre colocado em um campo magnético externo de potência fixa e a resultante é representada por um único vetor denominado vetor de magnetização efetiva (VME).
Portanto, o VME seria um vetor que representaria a diferença de energia entre a população de prótons de hidrogênio de baixa e alta energias e, quando este estado é alcançado, dizemos que os tecidos do paciente estão em equilíbrio e totalmente magnetizados.
Pode-se provocar uma mudança na direção do VME de um determinado tecido do paciente, de um estado de baixa energia (paralela) para um estado de alta energia (anti-paralela), bastando, para isso, acrescentar aos prótons em questão energia na forma de ondas de rádio.
A medida que uma maior quantidade de energia é acrescentada ao sistema, maior a quantidade de campos magnéticos protômicos que mudam para a direção oposta, de baixo para cima e maior, portanto, a intensidade do VME. Assim, o VME é tanto maior quanto maior o campo magnético em que está inserido o paciente. É por isso que, em campos de alta potência, os sinais obtidos são melhores.
PRECESSÃO
Quando o núcleo do hidrogênio está em um campo magnético de potência zero, teoricamente o mesmo encontra-se girando apenas em torno de seu eixo e a resultante dos vetores de todos os átomos de hidrogênio, o VME, por sua vez, deve também girar apenas em torno de seu eixo.
Sob influência de um campo magnético, contudo, o VME apresenta uma rotação adicional em torno do eixo deste campo magnético. Esta rotação secundária é denominada de precessão e faz com que o VME descreva um movimento circular em torno do eixo do campo magnético.
Este movimento de precessão dos eixos dos átomos de hidrogênio podem ser comparados ao movimento do pião. O número de movimentos de precessão na unidade de tempo é denominado freqüência de precessão e a unidade da freqüência de precessão é o megahertz (MHz ). Um Hz eqüivale a um ciclo por segundo e um Mhz a um milhão de ciclos por segundo.
A precessão dos núcleos de baixa energia se faz em movimentos circulares para cima e, os de alta energia, para baixo. O valor da freqüência de precessão de cada átomo é obtido através da equação de Larmor. Wo = Bo.y
Wo = freqüência de precessão Bo = potência do campo magnético Y = razão giromagnética.
A razão giromagnética é a relação entre o momento angular e o momento magnético de cada núcleo ativo em RM. É uma constante para cada um destes núcleos ativos, para um campo magnético de 1.0 T. Desta forma, ela é expressa em MHz /T. 1.0 Tesla (T) eqüivale a 10.000 Gauss (G).
A razão giromagnética do hidrogênio é de 42,57 MHz /T. Em diferentes magnetos, com diferentes potências de campo, o hidrogênio apresenta freqüências de precessão variáveis.
A freqüência de Larmor de um determinado próton é constante para um determinado campo magnético. Por exemplo, a 1.5 T, Wo do hidrogênio é de 63,85 MHz (42,57 MHz X 1.5 T) e, a 0.5 T, Wo do hidrogênio é de 21,28 MHz (42,57 MHz X 0.5T). Percebe-se, portanto, que quanto menor a intensidade do campo magnético, menor a freqüência de precessão e quanto maior a intensidade do campo magnético, maior a freqüência de precessão do próton de hidrogênio. Portanto, Wo, também conhecida por freqüência de Larmor, aumenta quando Bo aumenta e vice-versa.
EXCITAÇÃO
Um pulso de radiofreqüência que provoque o fenômeno da ressonância leva energia ao sistema e faz com que ocorra um aumento do número de núcleos de hidrogênio com rotação negativa (para baixo), em detrimento ao número de núcleos de hidrogênio com rotação positiva (para cima).
Este fenômeno recebe o nome de excitação e é devido exclusivamente à transferência de energia ao sistema, pela fonte de radiofreqüência. A diferença de energia entre as populações de núcleos com rotação positiva e negativa corresponde à energia necessária para produzir ressonância por excitação.
Em campos magnéticos de alta potência, a diferença de energia entre as duas populações de núcleos é grande, de tal modo que é preciso muito mais energia para produzir ressonância do que em campos magnéticos de baixa potência: magnetos de 1.5T requerem muito mais energia excitatória do que magnetos de 0.5T, por exemplo.
Como conseqüência do fenômeno de ressonância, observa-se que o VME afasta-se do alinhamento em relação à linha paralela de Bo (eixo plano-longitudinal), criando um ângulo entre ele e Bo. Este ângulo é denominado ângulo de inclinação ou, em inglês, “flip angle”. A magnitude deste ângulo depende da amplitude e duração do pulso de radiofreqüência.
O ângulo de inclinação pode ser de 5º a 90º ou 180º. Inicialmente, vamos trabalhar com ângulos de 90º e voltaremos a explicar mais tarde porque o ângulo de 90º é referencial. Portanto, para inclinar 90º, o VME deve receber energia suficiente do pulso de radiofreqüência para mover-se 90º em relação ao Bo e, neste caso, o VME passa para a posição transversa, efetuando rotação à freqüência de Larmor.
À partir daí, os momentos magnéticos dos núcleos de hidrogênio que encontravam-se fora de fase, isto é, ao acaso, passam a entrar em fase, isto é, ficam em uma mesma posição na trajetória precessional, representados agora por um único VME no plano transverso girando à freqüência de Larmor em torno do vetor Bo.
O SINAL DA RESSONÂNCIA MAGNÉTICA
Como foi explicado anteriormente, a soma dos momentos dos átomos de hidrogênio em fase é representada por um único vetor, o VME, que fica em precessão a um ângulo de 90º em torno de Bo. Este vetor representa também cargas elétricas em movimento girando de forma cíclica a uma freqüência determinada, o que provoca o aparecimento de ondas eletromagnéticas.
Pelas leis da indução de Faraday, uma onda eletromagnética induz uma certa voltagem em uma bobina receptora, ou simplesmente uma antena, quando esta é colocada nas proximidades daquela.
Assim sendo, o VME em movimento coerente, isto é, em fase no plano transversal, gera, em uma bobina colocada em suas proximidades, uma corrente elétrica criada pela diferença de voltagem, diferença esta que é dependente da posição do VME. Esta voltagem constitui o sinal de ressonância magnética.
A freqüência deste sinal será a mesma da freqüência de Larmor, no caso para o hidrogênio, e a magnitude deste sinal depende do grau de magnetização transversal, pois o sistema não consegue criar variações de voltagens com o VME em sua posição longitudinal em relação ao eixo do campo magnético.
O corpo humano é composto por vários átomos, que ao se organizarem com outros átomos viram moléculas. Uns dos principais átomos que encontramos são: hidrogênio, oxigênio, carbono, fósforo, cálcio, flúor, sódio, potássio e nitrogênio. Porém, o hidrogênio é o mais encontrado em abundância no corpo humano e são identificados no organismo em forma de água e lipídio (cerca de 70% da massa total), respondendo assim melhor ao campo magnético, enquanto outros possuem momentos magnéticos variados quando não estão expostos ao campo magnético. Outro fator que influência na escolha do hidrogênio como o elemento de interação é que o próton do hidrogênio possui um momento magnético (figura 5) maior em relação aos outros, proporcionando uma maior sensibilidade quando há a interação com o equipamento de RM e também é capaz de diferenciar o tecido normal para o tecido patológico. (LUFKIN, 1990)
O SINAL DO DECLÍNIO DE INDUÇÃO LIVRE
Enquanto permanece o pulso de RF aplicado ao VME, este mantém-se a 90º em relação ao eixo Bo e permanece também a magnetização transversal. Ao desligar-se este pulso, os momentos dos átomos de hidrogênio que se encontram em fase passam a perder energia e, em conseqüência, começam a ficar fora de fase e os VME passam a sofrer influência de Bo, tentando, agora, realinhar-se com este.
Este processo pelo qual o VME perde energia e tenta se realinhar com o eixo Bo chama-se relaxamento e o grau de magnetização longitudinal aumenta gradualmente, (recuperação) em detrimento à magnetização transversal (declínio). Portanto, relaxamento significa desaparecimento da magnetização transversal e reaparecimento da magnetização longitudinal.
Quando diminui o grau de magnetização transversa também diminui progressivamente a magnitude da voltagem induzida na bobina receptora que está ao redor do paciente, até zero. Este fenômeno é denominado declínio de indução livre (DIL). A recuperação da magnetização longitudinal é conhecida como recuperação T1 e o declínio da magnetização transversa denomina-se declínio T2.
A razão da recuperação é um processo exponencial, com o tempo de recuperação constante denominado T1. Este é o tempo necessário para a recuperação de 63% da magnetização longitudinal. A razão do declínio (relaxamento) é também um processo exponencial e representa o tempo necessário para perda de 63% da magnetização transversa (tempo T2).
PARÂMETROS DE PULSO
Sempre que fazemos a aplicação de um pulso de RF e em seguida a interrupção do mesmo, criamos, como já foi mencionado, um sinal na bobina receptora. Em imaginologia, a aplicação de apenas um pulso de RF é pouco producente, no sentido de se obter imagens.
Desta forma, é preciso a aplicação de pulsos com elevado tempo de repetição, isto é, com certa freqüência fina e com prazos determinados para o aproveitamento dos sinais para a formação de imagens. O tempo de repetição (TR) é o tempo que vai da aplicação de um pulso de RF à aplicação do pulso de RF seguinte.
O TR é medido em milisegundos (Ms). O TR determina, ainda, o grau de relaxamento que pode ocorrer entre o término de um pulso de RF e a aplicação do pulso seguinte. O tempo de eco (TE) é o tempo que vai da aplicação do pulso de RF ao pico máximo do sinal induzido na bobina receptora. O TE é também medido em milisegundos. O TE corresponde ao grau de declínio da magnetização transversa que pode ocorrer antes de ler-se o sinal. Portanto, o TR determina o grau de relaxamento T1 e o TE o grau de relaxamento T2.
Como foi explicado anteriormente, quando há ausência de sinal é
necessário que o pulso de RF seja reaplicado sobre os spins, para que
ocorra o relaxamento e a produção de uma boa imagem, outro fator que
influência, é a formação de ecos. Quando os pulsos de RF são aplicados
pela segunda vez acabam produzindo junto o sinal de eco, que é um
processo do qual utiliza um pulso de excitação de 90º acompanhado de um
ou mais pulsos até obterem um ângulo de 180º. O objetivo de se aplicar
essas sequências de pulsos é preencher de forma mais rápida o espaço K,
na qual tem a função de armazenar os dados obtidos através do sinal
emitido pelo paciente. Com a sequência em spin eco geramos uma imagem
mais rápida em relação aos pulsos de radiofrequência. O seu tempo para
imagens ponderadas em T1 varia entre o TE e TR de 20ms a 600ms, já a
imagem ponderada em T2 varia o TE e TR entre 80ms e 200ms. Uma das
vantagens do spin eco é que sua ponderação em T2 possui um processo
eficaz na visualização de patologias. (WESTBROOK,
2013)
Outra sequência também utilizada na RM é denominada de gradiente eco, na qual realizam uma inclinação variada de qualquer ângulo, não apenas em 90º. Sua orientação muda de acordo com a duração e direção deste gradiente. Porém sua desvantagem é que por possuir característica diferenciada em diversos pontos irá produzir uma maior quantidade de artefatos na imagem, e uma de suas vantagens é possuir um tempo de aquisição menor que o spin eco. O gradiente eco é mais utilizado em exames contrastados e em exames do qual o paciente precisa permanecer em apneia. Portanto ambos as sequências de pulsos ecos são aplicadas para obter uma maior velocidade na aquisição da imagem por RM. (WESTBROOK, 2013)
Portando, a diferença crucial entre ressonância magnética e as outras
áreas da radiologia está relacionada ao efeito de T1 e T2, pois mesmo
que os tecidos tenham semelhantes densidades de prótons seu efeito é tão
acentuado que é capaz de identificar as diferentes intensidades de
sinais dessas estruturas. (HAGE et al.;2009).
A RM se caracteriza pela repetição.
Repetir todo o processo de forma igual várias vezes até coletar sinal total suficiente para gerar uma imagem. Esse conjunto de sinais que são coletados no espaço K e cada linha dele será preenchida com um eco coletado (sinal). Portanto:
Tempo de eco (TE) na prática é o tempo entre a aplicação do pulso de RF de 90º e o pico do eco (sinal) que será lido na bobina.
Tempo de repetição (TR) representa o intervalo entre a aplicação do pulso inicial de RF (ou excitação) e o próximo pulso inicial.COMO SE APLICA AS SEQUÊNCIAS ??!!!
Figuras 14 e 15- Esquema simplificado de uma sequência de pulso Spin Eco (SE), e como o operador pode controlar TR e TE. Fonte: https://www.mrispins.com.br/post/parametrosdetempoemrm*Assim sendo, não podemos esquecer duas regras práticas muito mencionadas em livros e aulas:
TR controla a magnetização longitudinal ou a ponderação T1
TE controla a magnetização transversal ou a ponderação T2
•Já o TE relaciona-se com a relaxação T2, caracterizada pela redução da quantidade de magnetização total no plano transversal. A partir do lançamento do pulso inicial, os spins iniciam um processo de deem e de retorno para o eixo longitudinal.Ao decidirmos aplicar um pulso de 180º estaremos estabelecendo a quantidade de relaxação T2.
• Aplicação mais demorada de pulso 180º (TE longo) = mais relaxação T2;• Aplicação mais rápida de pulso 180º (TE curto) = menos relaxação T2.Portanto, os parâmetros TR e TE estão diretamente relacionados no processo de formação de imagens, interferindo no contraste e na qualidade das imagens dos diferentes tipos de tecidos e elementos do corpo humano. Confira os resultados de diferentes interações entre TR e TE:
TR curto e um TE curto produzem uma imagem ponderada em T1 (Ex. TR = 500 ms e TE = 10ms), ou seja, mostra melhor as diferenças de relaxação T1 entre os tecidos;
TR longo e um TE longo produzem uma imagem ponderada em T2, ou seja, é a informação da diferença na relaxação T2 que mais influenciará a geração de sinal na bobina.
Figura 17- Os parâmetros TR e TE são trabalhados em conjunto.https://www.mrispins.com.br/post/parametrosdetempoemrm
SPIN ECO E GRADIENTE ECO
A seqüência de pulsos spin eco utiliza pulsos de excitação de 90º e 180º para inclinar o VME nos planos transverso e longitudinal invertido, respectivamente. A seqüência de pulsos do tipo gradiente eco utiliza um pulso de RF variável e inclina o VME por qualquer ângulo, diferente de 90º e 180º.
Aparece, portanto, um componente transverso de magnetização cuja amplitude é sempre menor do que aquele da seqüência spin eco, pois o vetor transverso é resultante da projeção do VME com ângulos diferentes de 90º. Como os vetores de magnetização transversa nas seqüências gradiente eco podem restituir as fases mais rapidamente que os pulsos RF de 90º e 180º, o TE mínimo nestes casos é muito mais curto do que nas seqüências de pulsos spin eco e o TR pode, portanto, ser reduzido.
Assim, pode-se afirmar que nos casos de baixos ângulos de inclinação a recuperação plena da magnetização longitudinal ocorre mais cedo que nos de grande ângulos de inclinação, reduzindo-se o TR. Como o TR está relacionado ao tempo de exame, pode-se dizer que com TRs curtos o tempo total do exame será reduzido.
Assim sendo, exames realizados com seqüências de pulso gradiente eco são mais rápidos do que aqueles realizados com seqüências de pulso spin eco. Porém, como não há nenhuma compensação para os distúrbios de homogeneidade de campo, os quais são constantes nas seqüências gradiente eco, esta é uma desvantagem da seqüência gradiente eco. Isto é particularmente observado nos artefatos de susceptibilidade magnética.
Como nas seqüências spin eco, nas seqüências gradiente eco o TR é o tempo entre cada pulso de excitação e o TE é o tempo do pulso de excitação até o pico máximo do sinal induzido. Além disso, como o TR controla o grau de recuperação T1, que deve ocorrer antes da aplicação do próximo pulso de RF, um TR curto produz apenas ponderação em T1 e nunca possibilita a obtenção de uma imagem ponderada em T2.
Geralmente, estes pulsos de RF são aplicados através de uma bobina.
Os aparelhos de ressonância magnética vêm com diferentes bobinas projetadas para diferentes partes do corpo: joelhos, ombros, pulsos, cabeça, pescoço e outras. Essas bobinas geralmente adaptam-se ao contorno da parte do corpo cuja imagem irão gerar, ou pelo menos ficam muito próximas destas partes do corpo durante o exame.
Quase que ao mesmo tempo, os três magnetos gradientes entram em ação, organizados de tal maneira dentro do magneto principal que, ao serem ligados e desligados rapidamente e de maneiras determinadas, alteram o campo magnético principal em um nível bem localizado. E isto significa que opção de escolha quanto à área que queremos analisar e obter uma imagem de diagnóstico.
Quais são as sequências em ressonância magnética?
Existem várias sequências diferentes na ressonância magnética (RM) que são utilizadas para obter imagens detalhadas de diferentes tipos de tecido e estruturas do corpo. Aqui estão algumas das sequências mais comuns utilizadas na RM:
- Sequência de pulso de spin-eco (SE): esta é uma sequência de pulso básica que produz imagens ponderadas em T1 e T2. É frequentemente usada para obter imagens do cérebro, coluna vertebral, abdome e pelve.
- Sequência de pulso de inversão-recuperação (IR): esta sequência usa um pulso de inversão para suprimir o sinal de tecido específico, como gordura ou líquido cefalorraquidiano (LCR). É útil para obter imagens de estruturas como a medula espinhal, onde o LCR pode interferir na visualização.
- Sequência de pulso gradiente-eco (GRE): esta sequência usa pulsos de gradiente para criar contraste de fase e magnitude, permitindo a visualização de estruturas como vasos sanguíneos e tecidos com ferro ou outras substâncias magnéticas.
- Sequência de pulso de supressão de gordura (FS): esta sequência suprime o sinal de tecido adiposo, permitindo a visualização de estruturas subjacentes. É frequentemente usada em imagens abdominais e musculoesqueléticas.
- Sequência de pulso de tempo de repetição (TR) longo e tempo de eco (TE) longo (STIR): esta sequência usa um tempo de repetição curto e tempo de eco longo para suprimir o sinal de tecido gorduroso e realçar o sinal de líquido ou tecido com alto teor de água. É frequentemente usada para imagens de edema e inflamação.
- Sequência de pulso de tempo de repetição (TR) longo e tempo de eco (TE) longo (T2 FLAIR): esta sequência usa um tempo de repetição longo e tempo de eco longo para suprimir o sinal de tecido de líquido e realçar o sinal de tecido com alto teor de água. É frequentemente usada para imagens de lesões cerebrais, como esclerose múltipla e tumores.
- Sequência de pulso de tempo de repetição (TR) curto e tempo de eco (TE) longo (T1 FLAIR): esta sequência é semelhante à sequência T2 FLAIR, mas usa um tempo de repetição curto e tempo de eco longo para realçar o sinal de tecido de líquido e suprimir o sinal de tecido com alto teor de água. É frequentemente usada para imagens de lesões cerebrais e para avaliar a extensão do dano tecidual em condições como a esclerose múltipla.
- Sequência de pulso de inversão-preparação (SPIR): semelhante à sequência IR, a SPIR usa um pulso de inversão para suprimir o sinal de tecido específico, mas também inclui um pulso de preparação adicional para minimizar artefatos de fluxo sanguíneo e de movimento. É frequentemente usada para obter imagens do tórax e abdômen.
- Sequência de pulso de dupla inversão (DIR): esta sequência usa dois pulsos de inversão para suprimir o sinal de tecido específico, como a medula espinhal ou o fígado. É frequentemente usada para obter imagens de alta resolução de estruturas pequenas.
- Sequência de pulso de desvio químico (CSI): esta sequência usa a diferença no desvio químico de água e gordura para produzir imagens separadas desses tecidos. É frequentemente usada para obter imagens musculoesqueléticas e de tumores.
- Sequência de pulso de magnetização transferida (MT): esta sequência usa pulsos de saturação para transferir magnetização entre tecidos, produzindo contraste de imagem entre tecidos com diferentes propriedades de transferência. É frequentemente usada para obter imagens de lesões cerebrais e doenças neurodegenerativas.
- Sequência de pulso de tempo de repetição (TR) curto e tempo de eco (TE) longo com inversão de recuperação (FLAIR): esta sequência combina as propriedades de supressão de sinal da sequência FLAIR com um tempo de repetição curto e tempo de eco longo, produzindo imagens com contraste de T2 sem a interferência do sinal de líquido cefalorraquidiano. É frequentemente usada para imagens de lesões cerebrais e da medula espinhal.
VANTAGENS E DESVANTAGENS DA RM
VANTAGENS
O fato de os aparelhos de ressonância não utilizarem radiação ionizante é um conforto para muitos pacientes, assim como o facto de os 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. A tomografia é limitada a um só plano, o plano axial. Já um aparelho de ressonância magnética é capaz de criar imagens axiais e imagens no plano sagital ou a qualquer nível entre esses. E o que é melhor, é que o paciente não precisa de fazer nenhum movimento. Os 3 magnetos gradientes permitem que o aparelho de ressonância escolha a parte exata do corpo da qual se quer gerar uma imagem e oriente o corte das "fatias".
DESVANTAGENS
Embora este tipo de exame seja ideal para diagnosticar e avaliar vários problemas, ele tem suas desvantagens. Há muitas pessoas que não o podem fazer por questões de segurança e há pessoas que são grandes demais para entrar na máquina e existe também o facto de muitas pessoas recusarem a entrada num aparelho de Ressonância magnética (claustrofóbicas).
Durante o exame, a máquina faz muito barulho, que é criado pelo aumento da corrente eletrica nos fios dos magnetos gradientes que enfrentam a resistência do campo magnético principal. Quanto mais forte o campo principal, mais elevado se torna o barulho dos magnetos gradientes. Os pacientes devem ficar completamente imóveis durante longos períodos de tempo. Estes exames podem durar de 20 a 90 minutos ou mais. E mesmo o menor movimento da parte do corpo sendo examinada pode fazer com que as imagens fiquem completamente distorcidas e tenham de ser refeitas. Existe também o inconveniente de ser impossível a realização deste exame em pessoas que possuam equipamentos ortopédicos (pinos, placas, articulações artificiais) na área do exame pois podem causar graves distorções nas imagens. Estes equipamentos criam uma alteração significativa no campo magnético principal. Lembre-se que é essencial que haja um campo uniforme na hora de gerar boas imagens.
Os benefícios quase que ilimitados da ressonância magnética para a maior parte dos pacientes batem de longe suas poucas desvantagens.
Existe também o inconveniente de ser impossível a realização deste exame em pessoas que possuam equipamentos ortopédicos (pinos, placas, articulações artificiais) na área do exame pois podem causar graves distorções nas imagens. Estes equipamentos criam uma alteração significativa no campo magnético principal. Lembre-se que é essencial que haja um campo uniforme na hora de gerar boas imagens. Os benefícios quase que ilimitados da ressonância magnética para a maior parte dos pacientes batem de longe suas poucas desvantagens.
CONTRASTE DE GODOLÍNIO
A descoberta do gadolínio é normalmente atribuída ao químico suiço Marignac. Este investigador isolou o elemento, em 1880, a partir de uma mistura chamada ítria que tinha sido obtida por Mosander. Quase simultaneamente, Boisbaudran isolou o gadolínio a partir da didímia, uma mistura de várias terras raras, e que já havia desempenhado um papel bastante importante na descoberta do cério e do lantânio. O elemento recebeu o nome de gadolínio em honra do químico sueco Gadolin.
O gadolínio elementar é um metal com um aspecto semelhante ao aço, quimicamente muito ativo como atesta a forte reação com diversos ácidos diluídos, dando origem a nitratos, cloretos, etc.
AÇÃO BIOLÓGICA
A toxicidade do gadolínio é desconhecida, contudo, e devido à sua elevada reatividade, o seu manuseamento deve ser efetuado com cuidado.
Fonte - http://nautilus.fis.uc.pt/st2.5/scenes-p/elem/e06400.html
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