Seminário - SEL (EESC/USP)

Sel 705
FUNDAMENTOS FÍSICOS DOS PROCESSOS DE
FORMAÇÃO DE IMAGENS
Aplicações da Ressonância
Magnética
Recapitulando
Etapas :
1. Aplicar campo magnético estático
2. Selecionar corte aplicando campo magnético em gradiente
3. Aplicar pulsos de RF
4. Receber sinal de RF
5. Converter o sinal em imagem
Mas para isso precisamos:
1. Aplicar campo magnético estático
2. Selecionar corte aplicando campo magnético em gradiente
3. Aplicar pulsos de RF
4. Receber sinal de RF
5. Converter o sinal em imagem
6. Para que possamos obter uma imagem do interior de determinada
estrutura (IRM) de forma não invasiva
Aplicações
- A IRM envolve a interação de ondas de rádio (e campos magnéticos estáticos)
apenas com os núcleos dos átomos
- Mas nem todos os núcleos de átomos respondem ao campo magnético.
- Uma lista dos núcleos potencialmente adequados para IRM:
13
C
Carbono
17
O
6
Oxigênio
8
1
14
N
7
Nitrogênio
H
1
Hidrogênio
Aplicações
- Cada Molécula de água, contém 2 átomos de Hidrogênio e 1 de Oxigênio
- O Corpo Humano é composto de aproximadamente 85% de água.
- Daí o motivo da utilização da IRM em larga pela medicina.
Aplicações
- No entanto, o corpo humano não é o único a possuir tal características, os frutos por exemplo
também possuem em sua constituição, um percentual elevadíssimo de moléculas de água.
- Ou seja, também é possível gerar IRM dos frutos.
- Com isso, possibilitou-se o desenvolvimento de Pesquisas empregando
Ressonância Magnética na Agricultura, onde os objetivos principais são:
Determina o teor de óleo de sementes de milho, soja, girassol, amendoim, em apenas 1
segundo, sem destruí-las.
Analizar se frutos contém algum tipo de inseto em seu interior
Determinar se o fruto está maduro ou não
IRM na Medicina
A Imagem
- Devido as Bobinas de Gradiente, o equipamento de RM nos permite fazer imagens
da estrutura desejada em formas de cortes em um sentido previamente especificado,
como poderemos ver nos exemplos abaixo.
- Para cada sentido escolhido, designimos um nome p/ o plano de corte da imagem.
São eles : Sagital, Axial ou Coronal
Coronal
Sagital
Axial
Cabeça do Paciente
A imagem
-Além da Bobina Gradiente, se torna necessário também para a aquisição da
Imagem, as Bobinas de Rádio-Frequência.
-São Responsáveis pela emissão e recepção dos sinais de rádio.
Podemos classificá-las da seguinte forma:
- Bobina Corporal :- está fica dentro do pórtico do magneto; circunda
completamente o paciente, inclusive a mesa onde ele fica acomodado.
Obtenção da Imagem
- Bobina de volume integral circunferenciais :- menores e
separadas, também circundam a parte examinada... Ex: Bobina
para Cabeça e a Bobina para membro .
- Bobinas de superfície :- Estas são colocadas sobre a área a ser
examinada. Geralmente, este tipo de Bobina, é utilizada para
visualização de regiões mais superficiais... Ex.: Bobina para
ombro. Principal vantagem, é o aumento da razão Sinal Ruído.
A Imagem - Parâmetros da Imagem
Contraste do Objeto
Para tratarmos deste assunto, usaremos os parâmetros de relaxamento já
abordado; T1 e T2.
Embora o Relaxamento T1 e T2 ocorram simultaneamente, estes são
independentes entre si. Observe o tempo de relaxamento de alguns
tecidos em T1 e T2
A Imagem - Parâmetros da Imagem
Tecido
LCE
Subs. Cinzenta
Subs. Branca
Gordura
Músculo
Fígado
Densidade
Protônica
10.8
10.5
11
10.9
11
10
T1 (ms)
T2 (ms)
2000
300
150
450
250
250
250
118
133
150
64
44
Observe que o T1 é maior que os tempos de relaxamento T2 p/ qualquer tecido ou igual a ele.
Geralmente são escolhido sequências de pulsos para acentuar a diferença entre os tempos de
relaxamento de diferentes tecidos. O constraste entre os tecidos é atingido na IRM final por
acentuação destas diferenças
A Imagem - Parâmetros da Imagem
Imagens ponderadas em T1: Afim de maximizar a diferença na intensidade de
sinal baseada em tempos de relaxamento T1. O TR da seqüência é encurtado. Uma
sequüencia de TR curto e TE curto produz uma imagem ponderada em T1. Isso permite
que estruturas com tempos de relaxamento T1 curtos sejam brilhantes (gordura, líquidos
proteinogênicos) e estruturas com T1 longo sejam escuras (neoplasia, edema,
inflamação, líquido puro)
Imagens ponderadas em T2: A Imagem ponderada em T2 emprega uma
seqüência de pulsos de TR longo e TE curto. Entretanto, quando TE é aumentado o
contraste T2 aumenta, a razão sinal ruído geral diminui. As estruturas em uma imagem
ponderada em T2 mostrarão inversão de contraste a partir das estruturas na imagem
ponderada em T1. As estruturas com T2 longo apresentam-se brilhantes (neoplasia,
edema, inflamação, líquido puro) As estruturas com T2 curto apresentam-se escuros
(estruturas com ferro, como produtos de decomposição do sangue)
A Imagem - Parâmetros da Imagem
Imagem Transversal
com contraste por T1
Imagem Transversal
com contraste por T2
A Imagem - Agentes de Contraste
Atualmente, o agente de contraste mais popular para exames de RM, é o
Gadolínio-DTPA (Gd-DTPA).
Atualmente é ministrada uma dose de 0,2 ml/kg com a velocidade da
injeção não excedendo 10 ml/min
As vantagens do Gd-DTPA são:
- menor toxidade e menos efeitos colaterais que o contraste iodado
- O Contraste permanece no corpo da pessoal cerca de 60 min. O que nos
da um bom tempo para a realização do exame.. (uma vez que um Exame de
RM dura em torno de 40 a 50 min)
Contra indicação:
- Insifuciência renal.. Uma vez que o contraste é eliminado pela urina
RM - Riscos e Precauções
A Energia liberada pelo IRM não ionizante, o que livra o paciente dos
riscos ocasionadas pelas energias ionizantes
No entanto o campo magnético gerado pela bobina do aparelho de RM
representa alguns riscos...
Ex: Torções de objetos Metálicos:
- Estão completamente proibidas de fazer uma IRM, pessoas que
tenham grampos cirúrgicos dentro do corpo, como por exemplo, pacientes
com grampos em aneurismas intracrânianos.
- Próteses metálicas dentro do corpo;
- artefatos de metal como projéteis de arma de foro ou estilhaço de
granada
RM - Riscos e Precauções
Ex: Interferências Elétricas com Implantes Eletromecânicos:
- Também são proíbidas de fazer os exames pessoas com marcapasso.
- Outros dispositivos que podem ser afetados pela IRM são, cartões e
fitas magnéticas, relógios analógicos.
Interferências Elétricas com Funções Normais das Células Nervosas
e fibras Musculares:
- Os campos magnéticos induzidos por gradiente que se modificam
rapidamente podem causar corrente elétrica nos tecidos. Estes podem ser
suficientemente grandes para interferir com a função normal de células
nervosas e fibras musculares
Pacientes com Claustrofobia
Aquecimento Local de Tecidos e Objetos Metálicos
RM - Riscos e Precauções
- Apesar de não haver evidência de que exista qualquer risco para o feto,
recomenda-se às gestantes realizar o exame após o primeiro trimestre de
gravidez. Exames antes deste período podem ser realizados desde que o
diagnóstico seja imprescindível à gestante
Distâncias Minímas recomendadas
A Intensidade do Campo Magnético é inversamente prop. Ao cubo da distância
RM - Aplicações Médicas
A seguir, serão apresentados os exames mais comuns feitos por IRM,
serão também descritas as orientaçoes para o exame.
O principal objetivo de um exame por RM é a boa qualidade da imagem
em um limite de tempo aceitável
Os exames mais comuns são:
RM - Aplicações Médicas
Imagens do Encéfalo
Cortes de Rotina: (Sagital, Coronal e Axial)
Estruturas mais bem Demonstradas: (Subst. Cinzenta, Subst. Branca
Tecido Nervoso, gânglios da Base, ventrílogo, tronco
e encéfalo
Patologia Demonstrada: Doenças da Subst. Branca, principalmente
esclerose múltipla
Agente de Contraste: Gd-DTPA com imagens ponderadas em T1
Bobina para Cabeça Padrão
RM - Aplicações Médicas
Imagem transversal com contraste
por T1, mostrando área hipointensa típica de AVC antigo.
Imagem transversal com contraste
por T2, mostrando área hiperintensa típica de AVC recente.
RM - Aplicações Médicas
Imagem da Coluna
Cortes de Rotina: (Sagital e Axial)
Estruturas mais bem Demonstradas: (Medula espinhal, tecido nervoso, discos
intervertebrais, medula óssea, espaços entre as articulações
interfacetárias, veia basivertebral, ligamento amarelo
Patologia Demonstrada: Herniação e degeneração do disco, alterações do osso e
da medula óssea, neoplasia, doença inflamatória e desmielinizante
Agente de Contraste: Gd-DTPA com ponderação
Posição do Paciente: Paciente deitado de costas, cabeça primeiro p/ coluna
cervical e pés primeiro para coluna lombar
RM - Aplicações Médicas
Imagens Sagitais da coluna lombar com contraste por densida
de, mostrando protusão dos discos invertebrais l3, l4 e l4 -l5
RM - Aplicações Médicas
Imagens do Membro e Articulação
Cortes de Rotina: (Sagital, Coronal e Axial)
Estruturas mais bem Demonstradas: (Gordura, músculo, ligamentos,
tendões, nervos, vasos sanguíneos, medula óssea)
Patologia Demonstrada: Disturbios da medula óssea, tumores dos tecidos
moles, osteonecrose, rupturas de ligamento e tendão.
Posicionamento no Aparelho: Cabeça ou pé primeiro, deitado de costas ou de
barriga, Anatomia de interesse centralizada na bobina. Bobina
centralizada no magneto principal.
RM - Aplicações Médicas
Imagem Coronal com
contraste por T1, Mostrando
Ruptura do menisco medial
Imagem Sagital com
contraste por T1, Mostrando
Ruptura do menisco medial
RM - Aplicações Médicas
Imagens do Abdome e da Pelve
Cortes de Rotina: (Sagital, Coronal e Axial)
Estruturas mais bem Demonstradas: (Fígado, pâncreas, baço, suprarenais,
vesícula biliar, rim, vasos, órgãos da reprodução.
Patologia Demonstrada: Tamanho do tumor e estadiamento de tumores,
principalmente tumores pediátricos, tais como neuroblastoma e tumor de Wilms.
Preparo para o exame: Neste caso, os pacientes podem ser instruídos a jejuar ou
consumir apenas liquídos coados 4 hs antes do exame.
RM - Aplicações Médicas
Abdomem
Orientação axial
Abdomem
Orientação axial