6/15/08

1

Imagem por Ressonância Magnética:

O Básico

Físico Me Alessandro A. Mazzola Especialista em Física do Radiodiagnóstico

CNEN/ABFM RX 203-805

Hospital Moinhos de Vento - Porto Alegre - RS Faculdade de Física - PUCRS - Porto Alegre - RS

Tecnologia em Radiologia - CETIPUC - Canos - RS PhyMED - Consultores em Física Médica Ltda.

O Básico

Equipamento de RM Hidrogênio Frequência de Precessão Ressonância Pulso de RF T1 e T2 Sinal Bobinas

Próton de H1

RF

Magneto

Bobina

Seqüências de Pulso

SE FSE GRE EPI Velocidade de Aquisição

Ponderação na Imagem

T1 T2 DP

Fluxo

6/15/08

2

Magnetismo Nuclear

Átomos Eletrosfera - Elétrons

Núcleo - prótons + nêutrons

Tecido Humano

Moléculas

Átomos

Carbono Fósforo Cálcio

Hidrogênio Flúor Sódio

Potássio Nitrogênio

+ -

H1

O próton de H é o escolhido para RM porque:

Prótons possuem spin, ou seja, giram em torno do seu eixo e como são partículas carregadas produzem um campo magnético próprio

Próton de H1

- possui o maior momento magnético

- é o mais abundante no corpo humano; Existem aproximadamente 1019 núcleos de hidrogênio em 1 mm3 de tecido

- comportamento dos prótons de hidrogênio ser diferente entre tecidos doentes e normais;

µ

A. Mazzola

+

+ = S

N

µ

1) Próton de 1H 2) Possui movimento de giro (spin) em torno de seu eixo (rotação).

2) Possui assim momento angular e é uma partícula carregada (+).

3) Gera assim campo magnético ao seu redor = momento de dipolo magnético 4) Ou seja, se comporta como um

pequeno imã.

ou

O que acontece quando o paciente é colocado dentro do magneto?

A. Mazzola

6/15/08

3

X

Y

Z

µ

Movimento de Precessão

Z

Y

X

Movimento de Precessão

A taxa de precessão, ou frequência angular (ω), é governada pela força do campo magnético externo (B) e é expressa através da Equação de Larmor

γ É a razão giromagnética. Uma constante particular de cada elemento

A. Mazzola

1H 42,57 13C 10,71 23Na 11,26 31P 17,23

Núcleo Razão Giromagnética γ / 2π (MHz/T)

0,5 T - 21,28 MHz 1,0 T - 42,57 MHZ 1,5 T - 63,86 MHz 2,0 T - 85,14 MHz 3,0 T - 127,71 MHz

RESSONÂNCIA Ressonância é um fenômeno onde um objeto exposto a uma perturbação oscilante que tem uma frequência igual a sua frequência natural de vibração passa a ganhar energia.

Ex. Diapasões Cantor quebrando uma taça de cristal

Para fornecer energia ao próton de H:

Radio Frequência (RF)

A. Mazzola

Espectro Eletromagnético

1022 1020 1018 1016 1014 1012 1010 108 106 104 102

3x1023 a 3x1019 Hz

3x1020 a 3x1016 Hz

3x1014 a 3x1012 Hz

3x1010 a 1x105 Hz

frequência (Hz)

ultravioleta infra-vermelha

luz visível

raios gama

raios X

ondas de rádio

Aumento da Energia

7,5x1014 a 4,3x1014 Hz

3x1016 a 7,5x1014 Hz

AM FM TV Microondas

Mazzola Nomenclatura dos Pulsos de RF

y

z

x

Pulso de 90°

y

z

x

y

z

x

Pulso de 180° Pulso ∝°

6/15/08

4

x

y

z

M0

= x

y

z

Pulso de RF 90°

A. Mazzola

Mazzola – 2006 Magnetização Longitudinal

Magnetização Transversal M

M0

Tempo

Tempo

M0

M

Recuperação

Decaimento

A. Mazzola

T2 vs T2* z

x

y

z

x

y

z

x

y

z

x

y

z

x

y

z

x

y

A resultante no plano transversal que irá produzir sinal numa bobina diminui rapidamente por efeitos de defasagem dos spins, porém pode ser visto que ainda existem componentes da magnetização no plano transversal mesmo depois do sinal ter sumido da bobina/antena.

M0

Tempo

M

T1 - Relaxação Longitudinal ou Spin-Rede

Tempo T1

Tempo necessário para que a ML atinja 63% da Magnetização Inicial (M0)

63%

A. Mazzola

6/15/08

5

M0

Tempo

M T2 - Relaxação Transversal ou Spin-Spin

Tempo T2

Tempo necessário para que a MT decresça até 37% da Magnetização Inicial (M0)

37%

A. Mazzola

SC

SB

I

Tempo (ms) 0 500 1000 1500 2000 2500 3000

0

I

25 50 100 150 200 250 300 0

SC

SB

T1

T2

Tempo de Relaxação de Alguns Tecidos

Tecido T1 (ms) T2 (ms) DP

Substância Cinzenta 1000 70 0,85 Substância Branca 750 60 0,80 Gordura 260 80 -- Músculo 850 45 -- Líquor 2500 200 1,00

* a 1,5 tesla

Água Pura = T1 = T2 ≈ 3000 ms ou 3 segundos

Decaimento Induzido Livre - Sinal de RMN

Se uma bobina receptora ou antena for colocada no plano transversal uma corrente é induzida quando magnetização coerente passa através da bobina (Lei de Faraday).

Bobina

Sinal de RF

T2*

Amplitude

Tempo

Free Induction Decay

A ponderação na imagem será determinada pela escolha dos parâmetros de aquisição de cada seqüência de pulso utilizada.

O que mais pode ser usado para gerar diferenças entre tecidos ou condições patológicas em uma imagem de RM ?

MEIOS DE CONTRASTE:

Paramagnéticos

Superparamagnéticos

Gás Hiperpolarizado

Água

6/15/08

6

Gd 3+ - Agente Paramagnético - 3 elétrons não pareados

Gd - sozinho é altamente tóxico, porém ligado a um quelato (Ex. DTPA) é inofensivo

Efeito: Encurta o tempo T1 e T2

M0

Tempo

M

Tecido Vizinho

Sangue c/ Gd

χ do agente de contraste é diretamente proporcional a concentração

Muito Obrigado!

mazzola.ci@hmv.org.br

amazzola@phymed.com.br