Resson+óncia Magn+®tica - F+¡sica

Ressonância Magnética Física Básica

Núcleo do Átomo • Núcleons: prótons (+) e nêutrons (massa) • Quando não pareados apresentam momento angular (spin) ≠ 0, efetivos para uso na Ressonância (H, Na, F, P, C, O e N) • Hidrogênio – Apenas 1 próton no núcleo – Abundância no corpo – Momento magnético grande

Propriedades Magnéticas do Núcleo • O movimento do núcleo de H, induz a formação de campo magnético e passa a comportar-se como um imã, com pólos Norte e Sul

Propriedades Magnéticas do Núcleo

VME (M0)

Campo Magnético (B0)

• O núcleos se alinham paralelos (↓energia) ou antiparalelos (↑energia) as linhas do campo magnético externo O Vetor de Magnetização Efetiva (VME) é o campo magnético formado pela soma dos vetores dos campos magnéticos dos núcleos de Hidrogênio no corpo do paciente

B0

VME

Precessão • Precessão do núcleo

ω0= у × B0 Equação de Larmor

H

ω0 = 42.57 MHz/T × 1,5 T ω0 = 63.86 MHz

Precessão Spin up = ↓energia = 10.000.007

VME (M0)

Campo Magnético (B0)

Spin down = ↑energia = 10.000.000

A Ressonância • A ressonância é um fenômeno que ocorre quando um objeto é exposto a uma perturbação oscilatória que tem uma freqüência próxima de sua própria freqüência natural de oscilação. • Na RNM usamos um pulso de radio-freqüência com freqüência próxima a freqüência de precessão (ω0) dos prótons de H, esta é diretamente proporcional ao campo magnético externo (equação de Larmor)

H

ω0 = 63.86 MHz

O Pulso de RF

Interesse para Ressonância Magnética

Ressonância do Núcleo Com o pulso de RF, os prótons passam a precessar em fase, e provocam a formação de um vetor de magnetização transversa

Plano Longitudinal

B0

Ressonância do Núcleo

VME

Plano Transverso

Plano Longitudinal

B0

Ressonância do Núcleo

VME Flip angle

Plano Transverso

Plano Longitudinal

B0

Ressonância do Núcleo

Flip angle = 90o

VME Plano Transverso

O Sinal RM • Segundo as leis de indução de Faraday afirmam que o campo magnético com movimento induz voltagem em um fio (bobina receptora).

Sinal do Declínio de Indução Livre (DIL) • Ao desligar-se o pulso de RF: – O grau de magnetização longitudinal aumenta (recuperação) – O grau de magnetização transverso diminui (declínio)

Relaxamento • Ao desligar-se o pulso de RF o VME volta a sofrer influência de B0, perdendo e energia e voltando a alinhar-se com o plano longitudinal • Leva a recuperação da magnetização longitudinal e declínio da magnetização no plano transverso

EM FASE

SAINDO DE FASE

FORA DE FASE

Recuperação T1 • A recuperação T1 é causada pelos núcleos liberando sua energia no ambiente circundante, fazendo com que os núcleos recuperem a magnetização longitudinal. • O tempo T1 é o necessário para a recuperação de 63% da magnetização longitudinal no tecido.

Recuperação T1 Intensidade do Sinal 100%

63%

T1

tempo

Declínio T2 • Causado pela troca de energia com os núcleos vizinhos, através da interação dos campos magnéticos. • O tempo T2 é o necessário para perda de 63% da magnetização transversa

Declínio T2 Intensidade do Sinal 100%

37%

T2

tempo

Parâmetros de Pulso • Tempo de Repetição (TR) (ms): – É o tempo que vai da aplicação de um pulso RF à aplicação do pulso seguinte – Determina o grau de relaxamento T1 Pulso RF

Pulso RF

TR

Pulso RF

TR

Parâmetros de Pulso • Tempo de Eco (TE) (ms): – É o tempo que vai da aplicação de um pulso RF ao pico máximo de sinal induzido na bobina. – Determina o grau de relaxamento T2 Pulso RF

TE

Pulso RF

TE

Pulso RF

Contraste na Imagem • Um tecido tem sinal intenso caso haja um grande componente transverso de magnetização (área clara) • Um tecido tem sinal fraco quando o componente de magnetização transversa for de baixa magnitude (área escura).

Gordura e água • Gordura: • Água: – H ligado C – H ligado O (ponte H) – Grandes moléculas – Pequena molécula – Tempo T1 curto – Tempo T1 longo – Tempo T2 curto (≈ 80ms) – Tempo T2 longo (≈ 200ms) – Maior sinal ponderação – Menor sinal ponderação T1 T1 – Menor sinal ponderação – Maior sinal ponderação T2 T2

– ω0 H maior

– ω0 H menor

Gordura e água

Componentes longitudinais da magnetização

B0

Gordura

Água

Vetor da gordura

Vetor da água Componentes transversos da magnetização

Recuperação T1 • Na gordura: – O lento balanço molecular da gordura possibilita que a recuperação seja rápida. Portanto o tempo T1 é curto

• Na água: – Tem mobilidade molecular elevada, ocasionando recuperação T1 menos eficiente. Portanto o tempo T1 é longo

Declínio T2 • Na gordura: – Troca de energia é mais eficiente na gordura. O tempo T2 portanto é mais curto. Aproximadamente 80ms.

• Na água: – A troca de energia é menos eficiente na água, logo o tempo T2 é mais longo. Aproximadamente 200ms

Contraste T1 • O VMEgordura alinha-se mais rápido a B0 • O componente longitudinal da gordura é maior que na água • Por ser maior a magnetização longitudinal na gordura, a magnetização transversa nela é maior. • A gordura tem então um sinal mais intenso em T1, a água tem sinal fraco e aparece escuro

Contraste T1

Componentes longitudinais da magnetização

B0

Gordura

Água

Vetor da gordura

Vetor da água Componentes transversos da magnetização

Contraste T1

Componentes longitudinais da magnetização

B0

Maior magnetização transversa, logo, maior sinal.

Componentes transversos da magnetização

Contraste T1 • Hiperintenso: – Gordura – Hemorragia sub-aguda (meta-hemoglobina intra e extra-celulares) – Melanina – Fluidos hiperprotéicos – Colesterol líquido – Impregnação por Gadolínio – Efeitos paramagnéticos

Contraste T1 • Hipointenso: – Calcificação – Fluxo – Água • moléculas livres ex.: LCR • ligadas a proteínas ex.: edema

– – – – –

Hematoma na fase subaguda (desoxihemoglobina) Ferro Cisto Osso cortical fibrose

Contraste T1

Contraste T2 • A gordura tem T2 curto e seu componente de magnetização transverso tem declínio mais rápido. • A água tem grande magnetização transversa. • A água tem, portanto, sinal intenso enquanto a gordura tem sinal fraco.

Contraste T2 Gordura

Alto grau de saída de fase

Pequeno componente transverso de magnetização

Água

baixo grau de saída de fase

Grande componente transverso de magnetização

Contraste T2 • Hiperintenso: – Água livre ou ligada a proteínas – Hematoma na fase sub-aguda (metahemoglobina extra-celular) – Fluidos em geral

Contraste T2 • Hipointenso: – – – – – – – – – –

Fluxo Calcificação Ferro Hemossiderina Hematoma fase aguda (desoxi-hemoglobina) Melanina Mielinização Osso cortical Fibrose Fungo (Ca++, Mn++)

Contraste T2 • Isointenso: – Pseudotumor – Gordura – Alguns estágios do hematoma – Alguns melanomas – Alguns linfomas – Neurofibroma/Schwannoma – Meningioma – Heterotopias de substância cinzenta

Seqüencias de Pulso • Spin eco convencional – Ponderação T1 • TE Curto 10-20ms • TR curto 300-600ms • Tempo de seq. Aprox 4-6min – Ponderação T2/DP • TE curto 20ms / TE longo 80ms • TR longo 2000ms • Tempo seq. Aprox. 7-15min

– Vantagens • Boa qualidade de imagem • Versátil • Ponderação T2 é bastante sensível

– Desvantagens • Tempos das seqüências longos

Seqüências de Pulso •

Fast Spin Eco – Ponderação T1 • TE Curto menos de 20ms • TR curto 300-600ms • Tempo de seq. aprox 0,5-2min – Ponderação T2/DP • TE longo 100ms • TR longo 3000ms + • Tempo seq. aprox. 2min

– Vantagens • Tempo reduzido • Matrizes AR, NSA • Mais informações T2

– Desvantagens • Gordura clara • Aumento nos efeitos de fluxo e movimento

Seqüências de Pulso •

STIR (short time inversion recovery ) – Ponderação T1 • TI curto 150-175ms • TE curto 10-30ms • TR curto 300-600ms • Tempo de seq. aprox 0,5-2min – Ponderação T2/DP • TE longo 100ms • TR longo 2000ms + • Tempo seq. aprox. 5-15min

– Vantagens • Imagens T2 com saturação de gordura • Usada com fator FAST

– Desvantagens • Tempo longo

Seqüências de Pulso • FLAIR (Fluid Attenuated Inversion Recovery

)

– Parâmetros • TI longo1700-2200ms • TE curto ou longo dependendo da ponderação necessária • TR longo 6000ms • Tempo de seq. aprox 3min

Seqüências de Pulso • Gradiente Eco (T2*) – Parâmetros • Pequeno ângulo de inclinação 5º-20º • TI longo1700-2200ms • TE longo 15-25ms • TR curto por ser pequeno o flip angle • Tempo de seq. aprox 3min – Vantagens • Suscetibilidade magnética, o que a torna muito útil na detecção de lesões calcificadas e sangramentos • É usada para obter efeito angiográfico

Seqüências de Pulso • TOF (time-of-flight) – Parâmetros • Ângulo de inclinação aprox. 60º • TE o mínimo possível • TR curto por ser pequeno o flip angle • Tempo de seq. aprox 10min – Vantagens • Sensíveis ao efeito T1 (uso meio de contraste) • Sensível fluxo lento

Segurança na RM

Segurança na RM

Segurança na RM

Segurança na RM

Segurança na RM

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