Prévia do material em texto

Autor: Prof. Carlos Henrique Moussalli
Colaboradora: Profa. Mari Luminosa Muler
Ressonância Magnética
Professor conteudista: Carlos Henrique Moussalli 
Carlos Henrique Moussalli é bacharel e licenciado em Física e Química e Mestre em História da Ciência. 
É coordenador da Graduação de Tecnologia em Radiologia presencial e EaD e professor titular da UNIP 
desde 2011.
© Todos os direitos reservados. Nenhuma parte desta obra pode ser reproduzida ou transmitida por qualquer forma e/ou 
quaisquer meios (eletrônico, incluindo fotocópia e gravação) ou arquivada em qualquer sistema ou banco de dados sem 
permissão escrita da Universidade Paulista.
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)
M933l Moussalli, Carlos Henrique.
Ressonância Magnética / Carlos Henrique Moussalli. – São 
Paulo: Editora Sol, 2023.
240 p., il.
Nota: este volume está publicado nos Cadernos de Estudos e 
Pesquisas da UNIP, Série Didática, ISSN 1517-9230.
1. Ressonância magnética. 2. Anatomia. 3. Protocolos. I. Título.
CDU 615.849
U518.60 – 23
Profa. Sandra Miessa
Reitora
Profa. Dra. Marilia Ancona Lopez
Vice-Reitora de Graduação
Profa. Dra. Marina Ancona Lopez Soligo
Vice-Reitora de Pós-Graduação e Pesquisa
Profa. Dra. Claudia Meucci Andreatini
Vice-Reitora de Administração e Finanças
Prof. Dr. Paschoal Laercio Armonia
Vice-Reitor de Extensão
Prof. Fábio Romeu de Carvalho
Vice-Reitor de Planejamento
Profa. Melânia Dalla Torre
Vice-Reitora das Unidades Universitárias
Profa. Silvia Gomes Miessa
Vice-Reitora de Recursos Humanos e de Pessoal
Profa. Laura Ancona Lee
Vice-Reitora de Relações Internacionais
Prof. Marcus Vinícius Mathias
Vice-Reitor de Assuntos da Comunidade Universitária
UNIP EaD
Profa. Elisabete Brihy
Profa. M. Isabel Cristina Satie Yoshida Tonetto
Prof. M. Ivan Daliberto Frugoli
Prof. Dr. Luiz Felipe Scabar
Material Didático
Comissão editorial: 
 Profa. Dra. Christiane Mazur Doi
 Profa. Dra. Ronilda Ribeiro
Apoio:
 Profa. Cláudia Regina Baptista
 Profa. M. Deise Alcantara Carreiro
 Profa. Ana Paula Tôrres de Novaes Menezes
Projeto gráfico: Revisão:
 Prof. Alexandre Ponzetto Auriana Malaquias
 Andressa Picosque
 Talita Lo Ré
Sumário
Ressonância Magnética
APRESENTAÇÃO ......................................................................................................................................................9
INTRODUÇÃO ........................................................................................................................................................ 10
Unidade I
1 EQUIPAMENTOS DE RESSONÂNCIA MAGNÉTICA ............................................................................... 11
1.1 História do magnetismo e do eletromagnetismo ................................................................... 11
1.2 Momento nuclear magnético ........................................................................................................ 12
1.3 Ressonância física, química e quântica....................................................................................... 12
1.4 O átomo de hidrogênio ...................................................................................................................... 13
2 IMAGEM POR RESSONÂNCIA MAGNÉTICA .......................................................................................... 14
2.1 Momento angular de spin e momento magnético ................................................................ 14
2.2 Equação de Larmor e suas implicações ....................................................................................... 17
2.3 Magnetização dos tecidos ................................................................................................................ 18
2.4 Coordenadas no espaço tridimensional ...................................................................................... 18
2.5 Magnetização longitudinal ............................................................................................................. 20
2.6 Magnetização transversal ................................................................................................................. 20
2.7 Aplicação do campo de radiofrequência (B1) ............................................................................ 21
2.8 Sinal de indução livre (SIL) ............................................................................................................... 22
2.9 Processos de relaxação longitudinal e transversal ................................................................. 23
2.10 Constante de tempo T2 × T2* ....................................................................................................... 27
2.11 Tempo de repetição (TR) e tempo de eco (TE) ........................................................................ 28
2.11.1 Tempo de repetição (TR) .................................................................................................................... 28
2.11.2 Tempo de eco (TE) ................................................................................................................................. 28
Unidade II
3 TIPOS DE MAGNETOS E BOBINAS DE RADIOFREQUÊNCIA ............................................................. 36
3.1 Tipos de magnetos ............................................................................................................................... 36
3.1.1 Eletromagneto resistivo ....................................................................................................................... 36
3.1.2 Eletromagneto permanente ............................................................................................................... 36
3.1.3 Eletromagneto supercondutor .......................................................................................................... 37
3.2 Bobinas de gradiente de campo magnético .............................................................................. 38
3.3 Bobinas de radiofrequência ............................................................................................................. 38
3.4 Suscetibilidade magnética ................................................................................................................ 40
3.4.1 Paramagnetismo ..................................................................................................................................... 40
3.4.2 Diamagnetismo ....................................................................................................................................... 41
3.4.3 Ferromagnetismo .................................................................................................................................... 41
4 SEGURANÇA EM RESSONÂNCIA MAGNÉTICA .................................................................................... 42
4.1 Segurança no uso das bobinas ....................................................................................................... 43
4.2 Segurança no uso dos magnetos ................................................................................................... 43
4.2.1 Projéteis e estilhaços ............................................................................................................................. 44
4.2.2 Implantes.................................................................................................................................................... 45
4.2.3 Clipes de aneurisma ............................................................................................................................... 46
4.3 Quenching ............................................................................................................................................... 47
4.4 Efeitos biológicos nos campos magnéticos estáticos............................................................ 48
4.4.1 Gestantes ...................................................................................................................................................49
4.5 Claustrofobia .......................................................................................................................................... 50
Unidade III
5 MEIOS DE CONTRASTE .................................................................................................................................. 55
5.1 Tipos de contraste utilizados na RM ............................................................................................ 55
5.1.1 Agentes de contraste paramagnético ............................................................................................ 55
5.1.2 Agentes de contraste superparamagnético ................................................................................. 56
5.1.3 Agentes de contraste de difusão ...................................................................................................... 57
5.2 Contrastes naturais.............................................................................................................................. 58
5.2.1 Água ............................................................................................................................................................. 58
5.2.2 Manganês ................................................................................................................................................... 58
5.2.3 Abacaxi ........................................................................................................................................................ 59
5.2.4 Açaí ............................................................................................................................................................... 59
5.2.5 Amora .......................................................................................................................................................... 60
5.2.6 Mirtilo .......................................................................................................................................................... 60
5.2.7 Erva-mate .................................................................................................................................................. 60
6 ANATOMIA POR RESSONÂNCIA MAGNÉTICA ...................................................................................... 61
6.1 Anatomia por imagem da cabeça e do pescoço ...................................................................... 61
6.1.1 Cabeça ......................................................................................................................................................... 61
6.1.2 Pescoço e face .......................................................................................................................................... 77
6.2 Anatomia por imagem da coluna vertebral .............................................................................. 85
6.2.1 Segmento cervical .................................................................................................................................. 85
6.2.2 Segmento torácico ou dorsal ............................................................................................................. 90
6.2.3 Segmento lombossacro ........................................................................................................................ 94
6.3 Anatomia por imagem do tórax ..................................................................................................... 98
6.4 Anatomia por imagem do abdome .............................................................................................103
6.5 Anatomia por imagem dos membros superiores ..................................................................106
6.5.1 Ombro ........................................................................................................................................................107
6.5.2 Cotovelo....................................................................................................................................................113
6.6 Anatomia por imagem da pelve e dos membros inferiores ..............................................121
6.6.1 Pelve feminina ....................................................................................................................................... 122
6.6.2 Pelve masculina .................................................................................................................................... 126
6.6.3 Joelho ....................................................................................................................................................... 129
Unidade IV
7 PONDERAÇÕES E SEQUÊNCIAS DE PULSOS .......................................................................................141
7.1 Ponderações..........................................................................................................................................141
7.1.1 T1, T2 e DP ...............................................................................................................................................141
7.2 Sequências de pulsos ........................................................................................................................143
7.2.1 Spin Eco, Gradiente Eco e Fast Spin Eco .................................................................................... 143
7.2.2 Recuperação Inversão, Recuperação da Inversão com T1 curto (Stir) 
e Recuperação da Inversão com Atenuação Líquida (Flair) ........................................................... 145
7.3 Qualidade da imagem ......................................................................................................................147
7.3.1 Razão sinal-ruído ................................................................................................................................. 147
7.3.2 Números de excitações ...................................................................................................................... 148
7.3.3 Razão contraste-ruído ....................................................................................................................... 148
7.3.4 Resolução espacial .............................................................................................................................. 150
7.3.5 Campo de visão .................................................................................................................................... 150
7.4 Artefatos ................................................................................................................................................151
8 PROTOCOLOS APLICADOS A RESSONÂNCIA MAGNÉTICA ............................................................156
8.1 Protocolo de estudo de cabeça ....................................................................................................156
8.1.1 Ressonância magnética de crânio sem contraste .................................................................. 156
8.1.2 Ressonância magnética de crânio com contraste ................................................................. 162
8.1.3 Ressonância magnética de crânio para hipocampo .............................................................. 165
8.1.4 Ressonância magnética de ouvido ............................................................................................... 169
8.1.5 Ressonância magnética de hipófise ............................................................................................. 172
8.1.6 Ressonância magnética de órbitas ............................................................................................... 175
8.1.7 Ressonância magnética de articulação temporomandibular ............................................ 179
8.2 Protocolo de estudo da coluna vertebral .................................................................................182
8.2.1 Ressonância magnética de colunavertebral segmento cervical ..................................... 182
8.2.2 Ressonância magnética de coluna vertebral segmento torácico ou dorsal ................ 187
8.2.3 Ressonância magnética de coluna vertebral segmento lombar .......................................191
8.2.4 Ressonância magnética de coluna vertebral segmento sacral ......................................... 195
8.3 Protocolo de estudo da mama ......................................................................................................197
8.3.1 Ressonância magnética da mama natural ................................................................................ 198
8.3.2 Ressonância magnética da mama com implante de silicone .............................................202
8.4 Protocolo de estudo do abdome ..................................................................................................205
8.4.1 Indicações ............................................................................................................................................... 205
8.4.2 Preparo ..................................................................................................................................................... 205
8.4.3 Posicionamento .................................................................................................................................... 205
8.4.4 Protocolo sugerido .............................................................................................................................. 206
8.4.5 Imagens adquiridas ..............................................................................................................................207
8.5 Protocolo de estudo dos membros superiores .......................................................................208
8.5.1 Ressonância magnética de ombro ................................................................................................ 208
8.5.2 Ressonância magnética de cotovelo ............................................................................................212
8.5.3 Ressonância magnética de punho .................................................................................................216
8.6 Protocolo de estudo dos membros inferiores .........................................................................220
8.6.1 Ressonância magnética de joelho ................................................................................................ 220
8.6.2 Ressonância magnética de tornozelo ......................................................................................... 223
8.6.3 Ressonância magnética de quadril ............................................................................................... 228
9
APRESENTAÇÃO
Caro aluno,
O profissional da área requer amplo conhecimento técnico e prático para obter um papel exemplar, 
demonstrando respeito pelo paciente e garantindo exames de alta qualidade, com observações 
técnicas relevantes para um diagnóstico preciso. Além disso, é essencial que esse profissional esteja 
em conformidade com as normas vigentes de cuidados ao paciente e siga as melhores práticas de 
humanização na área da saúde.
O campo de atuação desse profissional é amplo, abrangendo não apenas hospitais gerais, mas 
também centros de especialidades, clínicas, laboratórios, bem como centros de treinamento e pesquisa.
As habilidades técnicas serão adquiridas no processo de aprendizagem e a formação final será 
alcançada com essa disciplina, por possuir fundamental importância na área da radiologia médica.
Será oferecida uma grade com potencial para que seja possível realizar os exames com técnica e 
qualidade, desde o posicionamento até a escolha do protocolo para a análise solicitada, permitindo 
assim um fluxo de entendimento adequado e com procedimentos corretos e eficientes.
Para atingir tal objetivo, o estudo terá início com este livro-texto, onde são abordados: física da 
ressonância magnética, imagem por ressonância magnética, tipos de magnetos utilizados, meios de 
contrastes, artefatos e protocolos em ressonância magnética.
Bom estudo!
10
INTRODUÇÃO
O centro de diagnóstico por imagem necessita cada vez mais de profissionais qualificados que, 
além de realizar bons protocolos em ressonância magnética, entendam também sobre a física do 
equipamento e uso de meio de contraste, permitindo um diagnóstico eficiente para que o médico 
consiga ter condutas rápidas no tratamento do cliente, pois, para que este cenário seja contemplado, é 
requerido domínio profissional.
Esta disciplina promove conteúdo rico de treinamento prático, possibilitando que o aluno esteja 
capacitado para atuar no setor de diagnóstico por imagem com total segurança e afinidade com o setor.
Este livro-texto é dividido didaticamente em quatro unidades. Na unidade I, serão expostos os 
seguintes assuntos:
• física da ressonância magnética;
• imagem por ressonância magnética.
Na unidade II, serão expostos os seguintes assuntos:
• tipos de magnetos e bobinas de radiofrequência;
• segurança em ressonância magnética.
Na unidade III, serão expostos os seguintes assuntos:
• meios de contraste;
• anatomia por ressonância magnética.
Na unidade IV, serão expostos os seguintes assuntos:
• ponderações e sequência de pulsos; 
• protocolos aplicados a ressonância magnética.
Este livro-texto é escrito em linguagem simples e direta, com imagens e figuras que poderão 
auxiliar na compreensão do conteúdo. Os destaques Observação e Lembrete configuram-se como 
verdadeiras oportunidades para que o estudante solucione eventuais dúvidas.
Os destaques nomeados Saiba mais fazem com que o aluno amplie seus conhecimentos. Há, 
ainda, muitos exemplos de aplicação, resolvidos em detalhes, o que resulta em fixação dos assuntos 
abordados.
11
RESSONÂNCIA MAGNÉTICA
Unidade I
1 EQUIPAMENTOS DE RESSONÂNCIA MAGNÉTICA
1.1 História do magnetismo e do eletromagnetismo
Ninguém, até hoje, soube precisar quando o magnetismo foi descoberto, mas existe uma lenda sobre 
um pastor de ovelhas na Grécia Antiga cujo cajado, que continha ponta de ferro, ficava preso toda vez 
que o encostava numa pedra (magnetita), algo inexplicável para a época, um grande mistério.
O estudo do eletromagnetismo tem sua origem no século 19, com a experiência do físico 
dinamarquês Hans Christian Oersted (1771-1851), que verificou o desvio da agulha de uma bússola 
colocada sob um fio, onde passava uma corrente elétrica, estabelecendo dessa maneira, em 1820, 
uma relação entre eletricidade e magnetismo.
O primeiro eletroímã foi construído pelo físico e matemático André-Marie Ampère (1775-1836), um 
pesquisador que foi fundamental para o aperfeiçoamento do telefone, do microfone, do alto-falante, 
do telégrafo e de vários outros aparelhos.
Michael Faraday (1791-1867), cientista autodidata inglês, contribuiu com o estudo do 
eletromagnetismo descobrindo a indução eletromagnética, fundamental para o surgimento dos 
motores mecânicos, de eletricidade e dos transformadores.
Outros físicos também contribuíram com o eletromagnetismo, como o físico estadunidense 
Joseph Henry (1797-1878), que deu continuidade aos trabalhos de Faraday sobre a indução 
eletromagnética; Heinrich Lenz (1804-1865), físico russo que também se dedicou a estudar esse 
fenômeno; e Nikola Tesla (1856-1943), que estudou o campo magnético.
Em especial, podemos citar James Clerk Maxwell (1831-1879), físico escocês cuja participação 
teve importância teórica fundamental. Maxwell, em sua obra A Teatrise on Electricity & Magnetism 
(publicada em 1873), generalizou os princípios da eletricidade descobertos por Coulomb, Ampère, 
Faraday e outros. Entre seus feitos, Maxwell descobriu, por meio de equações matemáticas, a velocidade 
da luz com um percentual de erro muito pequeno se comparado aos dados experimentais que temos 
hoje. A descoberta posterior das ondas eletromagnéticas constituiu a verificação experimental do acerto 
da Teoria de Maxwell.Observação
Nikolas Tesla foi o precursor dos estudos de ressonância magnética.
12
Unidade I
1.2 Momento nuclear magnético 
Na teoria clássica, o átomo é formado por uma nuvem eletrônica, ou elétrons, com carga elétrica 
negativa que gira ao redor de um núcleo, composto de prótons, os quais têm carga elétrica positiva, e 
de nêutrons, que não têm carga elétrica.
As imagens de raios X se relacionam com os elétrons orbitais, já as imagens de ressonância magnética 
(RM) se relacionam com os prótons do núcleo. Apesar de prótons e elétrons terem cargas opostas, são 
de mesma intensidade, e, para manter a neutralidade elétrica do átomo, o número de prótons e elétrons 
deve ser igual, e o número de nêutrons normalmente é diferente.
Por definição, o princípio de desigualdade no núcleo do átomo é chamado de momento angular 
do núcleo (spin). Sendo assim, se o núcleo contém um número de prótons diferente do número de 
nêutrons, ele tem um momento angular ou uma resultante angular. Se não existir desigualdade entre 
o número de prótons e nêutrons, o momento angular será zero. Qualquer outra combinação terá uma 
resultante diferente de zero.
 Lembrete
A imagem de RM está relacionada com os prótons do núcleo do átomo.
1.3 Ressonância física, química e quântica
Ressonância é um termo genérico designado para descrever o regime particular de um sistema 
oscilatório, onde há uma faixa de frequências de oscilações, chamadas frequências de ressonância, 
nas quais o sistema oscila com amplitude máxima. Para a física clássica, essa descrição está completa, 
porém, ao englobar os fenômenos da física quântica, alguns aspectos do conceito devem ser alterados.
Sempre que um corpo, capaz de oscilar, sofrer uma série periódica de impulsos, com uma frequência 
igual a uma das frequências naturais de vibração do corpo, este, em geral é posto em vibração com uma 
amplitude relativamente grande. Esse fenômeno é chamado de ressonância física, e normalmente se diz 
que o corpo entrou em ressonância com os impulsos aplicados.
Juntando a teoria clássica com a teoria quântica, para que haja um sinal de ressonância magnética 
nuclear (RMN), os átomos devem ter número ímpar de prótons e/ou nêutrons.
Embora haja uma variedade de mais de 300 tipos de núcleos com momento angular, apenas um 
grupo muito pequeno tem utilidade em medicina. Entre esses estão o hidrogênio (H), o carbono (C), o 
sódio (Na), o fósforo (P) e o flúor (F). Somente podem ser utilizados núcleos que apresentem spin e um 
número ímpar de prótons.
Apesar disso, a formação de imagens com utilização de outros núcleos que não o hidrogênio não é 
viável, tanto pela baixa concentração em nosso organismo como pelo fato de exigir campos magnéticos 
13
RESSONÂNCIA MAGNÉTICA
muito mais intensos que aqueles usados em RM. Por exemplo, o uso do fósforo, que é um constituinte 
fundamental de moléculas como o trifosfato de adenosina (ATP) e a fosfocreatina, permitiria investigar, 
por meio de imagens, o comportamento da taxa metabólica dos tecidos. O uso do sódio, por exemplo, 
teria enorme importância na análise de casos de infarto, tumores e derrames em que ocorre rompimento 
da parede celular, porque a concentração de sódio nos fluidos intra e extracelular (e sua penetração 
em regiões atingidas por rupturas de vasos e membranas) seria claramente visível numa imagem 
obtida por RMN.
 Saiba mais
Para conhecer mais sobre um equipamento de RM, há um apanhado 
bem explicativo na obra indicada a seguir:
ALMEIDA FILHO, F. A. et al. Ressonância magnética. São Paulo: 
Corpus, 2019.
1.4 O átomo de hidrogênio
O átomo de hidrogênio é o átomo mais simples e o mais abundante no universo. É composto por um 
único próton carregado positivamente em seu núcleo e um elétron carregado negativamente orbitando 
esse núcleo.
O próton é uma partícula subatômica com carga elétrica positiva e massa relativamente grande. 
Ele está localizado no centro do átomo, chamado de núcleo. A carga positiva do próton atrai o elétron, 
mantendo-o em órbita ao redor do núcleo.
O elétron, por sua vez, é uma partícula subatômica com carga elétrica negativa e massa muito 
menor que a do próton. Ele orbita em torno do núcleo em diferentes camadas, conhecidas como níveis 
de energia ou camadas eletrônicas. Esses níveis de energia são representados por números chamados 
números quânticos.
O elétron no átomo de hidrogênio ocupa o nível de energia mais baixo, chamado de camada K 
ou primeira camada. Essa camada pode conter apenas dois elétrons. É importante mencionar que, 
embora existam outros níveis de energia, vamos nos concentrar na estrutura mais básica do átomo 
de hidrogênio.
Quando um elétron está na camada K, está mais próximo do núcleo e tem uma energia mais baixa. 
À medida que nos afastamos do núcleo e avançamos para as camadas subsequentes, os níveis de 
energia aumentam. 
O átomo de hidrogênio também é conhecido por sua capacidade de formar ligações químicas com 
outros átomos. Quando o hidrogênio compartilha seus elétrons com outros átomos, ele pode formar 
14
Unidade I
moléculas. Essa propriedade de formação de ligações torna o hidrogênio um componente essencial 
em muitos compostos orgânicos e desempenha um papel fundamental na química e na vida como 
a conhecemos.
2 IMAGEM POR RESSONÂNCIA MAGNÉTICA
A RM é uma técnica avançada de diagnóstico por imagem que utiliza campos magnéticos 
e ondas de radiofrequência para gerar imagens detalhadas do interior do corpo humano, sem 
a utilização de radiação ionizante, proporcionando informações precisas para o diagnóstico e o 
acompanhamento de diversas condições médicas.
2.1 Momento angular de spin e momento magnético
As partículas com momento angular e momento magnético, sob um campo magnético externo, 
exibirão um movimento de precessão semelhante ao de um pião, mostrado na figura 1. No caso 
do próton de hidrogênio, seu spin pode ser +½ ou –½, indicando rotação em direções opostas. 
O momento magnético do próton de hidrogênio faz com que ele se comporte como um pequeno ímã 
ou dipolo magnético.
=
1) 2)
+
3)
N
S
μ
5)4)
+
Figura 1 – O próton de hidrogênio pode ser visto como uma pequena esfera (1) que possui um 
movimento de rotação (spin) em torno do seu próprio eixo (2). Por ser uma partícula carregada 
positivamente (3), gera um campo magnético ao seu redor (4), comportando-se como um pequeno 
dipolo magnético ou como um ímã (5) com um momento magnético (μ) associado
Fonte: Almeida Filho et al. (2019, p. 22).
Para que ocorra uma magnetização apreciável, os spins nucleares necessitam ser expostos a campos 
magnéticos intensos em temperatura ambiente. Nessa situação, a ressonância, que envolve a transição 
entre os estados alinhado e antialinhado ao campo magnético estático externamente aplicado, pode ser 
observada na escala de Mega-Hertz (MHz).
O valor do momento magnético do spin nuclear é influenciado pelo tipo de átomo e pelas ligações 
químicas que ele estabelece. Isso ocorre porque o campo magnético resultante do alinhamento 
15
RESSONÂNCIA MAGNÉTICA
dos dipolos magnéticos eletrônicos altera o valor do campo magnético efetivamente detectado 
pelo núcleo.
A temperatura média do corpo humano, que é de 36,5 ºC, sob ação do campo magnético terrestre de 
0,3 G (3x10-5 T), resulta em momentos magnéticos sem uma orientação espacial definida, distribuindo-se 
aleatoriamente. Isso leva a uma magnetização nula em um volume de tecido.
Ao ser posicionado no interior de um magneto e submetido a um campo magnético de 1,5 T, 
os prótons de hidrogênio se alinham de acordo com a direção desse campo, comportando-se 
como pequenas bússolas. Assim como as bússolas apontam o norte da agulha para o sul 
magnético da Terra, os prótons de hidrogênio se alinham paralelamente ou antiparalelamente ao 
campo magnético.
As duas orientações representam dois níveis de energia que o próton pode ocupar: o nível 
de energia baixa (alinhamento paralelo) e o nível de energia mais alta (alinhamento antiparalelo). 
No modelo quântico,um dipolo nuclear pode ter 2l+1 orientações em relação ao campo magnético, 
correspondendo a 2l+1 níveis de energia. O próton de hidrogênio (l = 1/2) tem duas possíveis 
orientações, correspondendo aos níveis de energia baixa e alta, mostrados na figura 2.
N
S
Alinhamento paralelo Menor estado de energia
Alinhamento antiparalelo Maior estado de energia
B0
Figura 2 – Quando prótons de hidrogênio estão sob a ação do campo magnético externo aplicado, 
eles se distribuem em dois níveis de energia, com a maioria dos prótons se alinhando paralelamente
Fonte: Almeida Filho et al. (2019, p. 23).
A distribuição dos spins entre os níveis de alta e baixa energia segue a distribuição de Boltzmann, 
ou seja:
Np
Nap
 = e
-
E
KT
 
Onde:
16
Unidade I
NP é o número de spins alinhados paralelamente,
NAP é o número de spins alinhados antiparalelamente,
k é a constante de Boltzmann (k = 1,3805 x 10-23 Joules/Kelvin),
T é a temperatura absoluta em Kelvin,
E é a energia.
Para um campo magnético de 1,5 T e na temperatura média do tecido humano, a diferença entre 
os spins que ocupam o estado de menor energia e o estado de maior energia varia de 0,3 a 5 por cada 
milhão de spins. Devido ao fato de haver mais spins alinhados paralelamente do que antiparalelamente 
em temperatura ambiente, tem-se um vetor de magnetização resultante.
Conforme observado, no plano XY, a magnetização resultante é nula (MXY = 0)

, uma vez que os 
spins dos hidrogênios estão distribuídos aleatoriamente.
Não haverá precessão quando o vetor de magnetização 

M0 estiver na mesma direção do campo externo, 
sendo que, por convenção, o campo magnético externo B0 é aplicado ao longo do eixo 

Z do sistema de 
coordenadas cartesianas. Para ocorrer a precessão, mostrada na figura 3, 

M0 deve ser inclinado em 
relação ao campo.
Z
ms= -1/2
ms= 1/2
Figura 3 – Representação dos spins em precessão em torno de um campo magnético externo
Fonte: Almeida Filho et al. (2019, p. 24).
 Lembrete
Na RM, o alinhamento dos spins dos prótons com o campo magnético 
externo é fundamental para a formação do sinal de ressonância e a 
obtenção de informações sobre os tecidos.
17
RESSONÂNCIA MAGNÉTICA
2.2 Equação de Larmor e suas implicações
Joseph Larmor, renomado físico britânico, definiu a ressonância como a frequência na qual o próton 
gira em torno do eixo magnético. Ele também estabeleceu que essa frequência é proporcional ao 
campo aplicado e ao tipo específico de núcleo. Sob a influência de um campo magnético, os prótons de 
hidrogênio precessionam a uma frequência ω determinada pela equação de Larmor:
ω = γB0
Onde:
γ representa a razão giromagnética,
B0 é o valor do campo magnético externo aplicado.
Para o hidrogênio, a razão giromagnética é de 42,58 MHz/T. Isso significa que, ao submetermos o 
hidrogênio a um campo magnético de 1,5 T, ele precessionará a uma frequência de 63,87 MHz, realizando 
um determinado número de rotações por segundo. É importante destacar que qualquer alteração no 
valor do campo magnético acarretará em uma correspondente variação na frequência de precessão do 
hidrogênio. Essas informações são cruciais na aplicação da RM, onde a manipulação do campo magnético, 
mostrado na figura 4, permite obter imagens detalhadas e informações precisas sobre os tecidos do corpo.
M0
B0
Z
X
Y
μi
Figura 4 – Vetor de momento magnético (μi) associado ao próton do hidrogênio 
Fonte: Silva (2001, p. 15).
Embora a magnetização inicialmente esteja presente na direção paralela ao campo magnético 
aplicado, é necessário realizar um deslocamento dessa magnetização para um eixo perpendicular ao 
campo magnético externo a fim de que possa ser mensurada. O eixo longitudinal, situado no plano Z, 
representa a direção de aplicação do campo magnético externo, enquanto o plano XY é denominado 
plano transversal. Essa manipulação da magnetização é essencial para permitir a detecção e a medição 
adequadas dos sinais de RM em diferentes planos e direções.
18
Unidade I
Para permitir a detecção e o processamento do sinal, é necessário transferir a magnetização dos 
núcleos do eixo longitudinal para o plano XY, onde pode ser detectado. Isso requer a aplicação de 
energia para sustentar o movimento precessional dos núcleos, o que é realizado por meio de pulsos 
de radiofrequência (RF). Esses pulsos de RF são ajustados para coincidir com a frequência de Larmor dos 
prótons-alvo, promovendo a ressonância deles. Para alcançar esse objetivo, é necessário o uso de uma 
fonte externa de radiofrequência sintonizada com a frequência de Larmor dos prótons, a fim de induzir 
a ressonância nos núcleos desejados.
O corpo humano bloqueia a passagem da radiação luminosa, mas é permeável a radiações de 
frequências mais altas, como raios X, radiações gama e raios cósmicos, que possuem propriedades 
ionizantes. Essas radiações podem causar danos aos seres vivos, dependendo da intensidade e da duração 
da exposição. No entanto, o corpo humano também é transparente a várias radiações com frequências 
menores do que a luz vermelha, incluindo aquelas utilizadas na ressonância magnética (RM).
2.3 Magnetização dos tecidos
O menor elemento nas imagens é o voxel. Imagens de ressonância magnética nuclear (RMN), 
como estruturas anatômicas, são representadas em “cortes” ou “fatias”, semelhantes à tomografia 
computadorizada. A espessura do corte está relacionada à profundidade da imagem. O voxel é formado 
pelo pixel mais a espessura do corte que representa, ou seja, é o elemento de volume que representa a 
profundidade do cubo de imagem.
O voxel pode ser considerado isotrópico quando suas dimensões (largura, altura e profundidade) são 
iguais, ou anisotrópico quando essas medidas são diferentes. Normalmente, o tamanho de um voxel é 
da ordem de 1,0 mm³ ou maior e representa o efeito combinado dos prótons de hidrogênio de interesse. 
A magnetização resultante em cada voxel é o resultado da soma vetorial de todos os spins que não se 
cancelam mutuamente.
No estado de equilíbrio, a magnetização resultante está localizada apenas com a componente 
horizontal (ao longo de B0). É crucial, nesse momento, realizar a localização espacial do vetor 
de  magnetização.
2.4 Coordenadas no espaço tridimensional
O sinal de RMN é gerado pelo deslocamento do vetor de magnetização para o plano transversal, o qual 
induzirá uma voltagem em uma bobina posicionada perpendicularmente a esse plano. Essa voltagem 
resultante é, então, convertida no sinal da RMN.
Ao considerar um elemento de volume de tecido (voxel) utilizando o mesmo sistema de coordenadas, 
podemos imaginar a presença de 11 spins. Desses giros, 7 se alinharão paralelamente, enquanto os 
outros 4 se alinharão antiparalelamente, como se vê na figura 5. Ao realizar o cancelamento mútuo 
entre os spins que estão alinhados para cima e os que estão alinhados para baixo (7 – 4 = 3 spins), 
uma componente resultante da magnetização, denominada M0, surgirá e estará localizada ao 
eixo longitudinal.
19
RESSONÂNCIA MAGNÉTICA
Z
X
Y
Z
M0
Y
X
Figura 5 – A representação dos spins consiste em paralelo e antiparalelo em relação ao campo 
magnético externo aplicado (eixo z), gerado em um movimento de precessão
Fonte: Almeida Filho et al. (2019, p. 27).
No campo magnético de 1 T, existem vários milhões de prótons que facilitam a precessão a uma 
frequência de 42 milhões de vezes por segundo. Esses prótons, como pequenos ímãs, se alinham de forma 
paralela ou antiparalela ao campo magnético externo B0. As forças magnéticas que são diametralmente 
opostas se cancelam mutuamente. No entanto, há sempre um número maior de prótons direcionados 
na direção do campo magnético (para cima), o que significa que as forças magnéticas nessa direção não 
são completamente anuladas.
Por outro lado, quando um próton está precessionando no sentido esquerdo do eixo z, haverá outro 
próton precessionando no sentido oposto à direita. Da mesma forma, se houver um próton na parte 
frontal, pode haver outro prótonprecessionando na parte traseira. Isso resulta em uma eliminação 
mútua dos componentes desses vetores (spins dos prótons) nos eixos x e y. Entretanto, as componentes 
ao longo do eixo z não se anulam e se somam mutuamente. No nível macroscópico, isso resulta em uma 
magnetização predominante ao longo do eixo z.
 Observação
Tesla é a unidade de medida do campo magnético utilizado na RM, 
representando a intensidade do campo que influencia a precessão dos 
spins dos prótons durante o exame.
20
Unidade I
2.5 Magnetização longitudinal 
Isso implica que um paciente, quando colocado no campo magnético de uma unidade de RM, se 
torna um ímã e adquire um campo magnético próprio. Dentro dele, os vetores dos prótons de hidrogênio 
presentes em seu corpo, que não se cancelam mutuamente, se somam. Como essa magnetização está 
definida ao longo do campo magnético externo, é chamada de magnetização longitudinal.
Assim, em um campo magnético externo de alta intensidade, um novo vetor magnético é criado 
no paciente. Esse vetor está alinhado com o campo externo e possui um sinal distinto, o qual pode ser 
utilizado para formar uma imagem de RM. Como a força magnética ao longo do campo magnético externo 
não pode ser medida, apenas a magnetização perpendicular à direção do campo magnético pode ser 
avaliada. Consequentemente, é necessário excitar os prótons para fornecer energia ao seu movimento de 
precessão e permitir a mudança na direção da magnetização gerada.
Para isso, em um paciente exposto a um campo magnético externo, será aplicado um pulso de 
radiofrequência (RF) sintonizado, que é uma forma de radiação eletromagnética com frequência na 
faixa das ondas de rádio. Esse pulso de RF, de curta duração e alta intensidade, tem o objetivo de 
perturbar os prótons que estão em precessão transmitidos ao campo magnético externo.
Para perturbar os prótons de forma eficaz, é necessário que o pulso de radiofrequência seja 
cuidadosamente projetado para interagir com os prótons desejados. Isso significa que a frequência 
do pulso de RF (ω) deve corresponder à frequência de precessão dos prótons. Em outras palavras, 
o pulso de RF deve estar sincronizado com a velocidade de rotação dos prótons no paciente, 
um fenômeno conhecido como ressonância. Essa ressonância é fundamental para permitir a 
transferência de energia entre o pulso de radiofrequência e os prótons-alvo.
2.6 Magnetização transversal
A absorção de energia é um fenômeno quântico, pois os prótons não recebem energia de forma 
contínua, mas sim em valores discretos. Isso resulta em dois efeitos: alguns prótons absorverão a energia 
do pulso e recolherão a transição de um nível de menor energia para um de maior energia (seus vetores 
apontarão para baixo), enquanto outros prótons começarão a precessionar em fase, ou seja, na mesma 
direção e no mesmo tempo.
Isso leva a uma diminuição do vetor de magnetização longitudinal e ao aumento de uma nova 
magnetização no plano XY, conhecida como magnetização transversal. Essa magnetização se move com 
a mesma frequência de precessão dos prótons, conhecida como frequência de Larmor.
Os eixos de coordenada (x, y e z) e o vetor que representam o momento magnético de um próton 
de hidrogênio em movimento de precessão em torno do eixo z são usados para descrever a orientação 
espacial no contexto da RM. Da mesma forma, essas coordenadas são aplicadas em um magneto 
supercondutor típico.
21
RESSONÂNCIA MAGNÉTICA
O eixo z, também conhecido como eixo longitudinal, representa a direção do campo magnético 
principal (B0) aplicado. O plano XY é referido como o plano transversal, perpendicular ao eixo z, mostrado 
na figura 6.
X
Y
Z
μ
Y
Z
X
Figura 6 – Vetor momento magnético (μ) associado ao próton 
de hidrogênio nos eixos de coordenadas em uma imagem de RM 
Fonte: Almeida Filho et al. (2019, p. 29).
Embora todos os momentos magnéticos individuais precessionem em torno de B0 com a mesma 
frequência angular ω, não há controle de fase entre eles. Como resultado, não haverá um componente de 
magnetização no plano transversal. Uma bobina posicionada perpendicularmente ao plano transversal 
não detectará nenhum sinal, uma vez que não computou nenhuma alteração no fluxo magnético.
A observação revela que o novo vetor de magnetização transversal segue um movimento oscilante, 
aproximando-se, avançando e afastando-se de forma contínua. Essa dinâmica é de grande importância, 
pois, ao variar constantemente sua intensidade no ponto de recepção do sinal com a frequência de 
Larmor, o vetor de magnetização transversal gera variações de corrente elétrica na bobina ou antena 
posicionada ao lado do paciente. Essas variações de corrente são essenciais para a detecção magnética 
e aquisição do sinal de ressonância.
2.7 Aplicação do campo de radiofrequência (B1)
A corrente elétrica é induzida em uma bobina quando ela está posicionada de forma perpendicular 
ao plano transversal. Para obter o máximo sinal induzido, é necessário que todo o vetor de magnetização, 
ou pelo menos uma parte dele, esteja no plano transversal e tenha coerência de fase. Quando todos os 
momentos magnéticos individuais são desviados em 90º para o plano transversal e precessionam em 
fase ocorre a máxima indução de sinal na bobina.
22
Unidade I
Para reorientar o vetor de magnetização, é aplicado um pulso de RF, também conhecido como 
campo B1. Esse pulso deve ser perpendicular ao campo magnético principal (B0) e estar em fase com a 
frequência de precessão dos prótons. Dessa forma, o campo B1 possibilita a reorientação do vetor de 
magnetização no plano transversal, permitindo a detecção e aquisição do sinal de RM.
O efeito resulta em um desvio angular (α) do vetor 

M a partir do alinhamento com o campo 
magnético B0, afastando-o. Um dos pulsos de RF mais comuns é aquele que causa um desvio de 90º, 
transferindo o vetor 

M completamente para o plano transversal. Também é possível utilizar pulsos de 
180º, conhecidos como pulsos de inversão.
O pulso de RF é normalmente emitido pela bobina de corpo, também conhecida como bobina 
transmissora. Por sua vez, a detecção do sinal é realizada por uma bobina local específica, como 
a bobina de crânio, que é posicionada na região de interesse para melhor captura do sinal de 
ressonância magnética.
O sinal de RM terá a mesma frequência de precessão do vetor de magnetização transversal. 
A amplitude do sinal detectado na antena será diretamente proporcional à intensidade da magnetização 
transversal, e essa intensidade dependerá da concentração dos prótons no meio estudado.
Para obter uma imagem a partir do registro de uma corrente elétrica, é necessário primeiro 
determinar a origem do sinal captado pela antena, ou seja, identificar a região do organismo que o 
emitiu. Isso pode ser feito por meio de um método simples para determinar a procedência do sinal. Além 
do campo magnético externo constante, é adicionado um campo magnético adicional com diferentes 
intensidades em cada ponto da região de interesse. Por exemplo, esse campo magnético adicional pode 
aumentar gradualmente em direção à cabeça do paciente. Essa variação do campo magnético auxilia 
na formação da imagem de RM.
A frequência de precessão do próton é diretamente determinada pela intensidade do campo 
magnético no local onde a partícula está localizada. Como essa intensidade varia em diferentes pontos 
do paciente, os prótons precessionam com frequências específicas em cada um desses pontos. Isso 
resulta em um sinal de RM com frequência própria em diferentes locais. Portanto, é possível relacionar 
a frequência registrada com uma determinada localização no paciente, uma vez que a frequência de 
precessão está diretamente ligada à intensidade do campo magnético nessa região específica.
2.8 Sinal de indução livre (SIL)
Após a aplicação do pulso de radiofrequência de 90º, a magnetização é direcionada para o plano 
transversal, o que resulta na indução de uma tensão elétrica na bobina, gerando o sinal de RMN comfrequência ω. À medida que o pulso é encerrado, o sinal começa a decair gradualmente devido ao 
processo de relaxação, no qual o vetor de magnetização retorna ao equilíbrio e se realinha com o campo 
magnético B0. O formato do sinal induzido, conhecido como sinal de indução livre (SIL), mostrado na 
figura 7, se assemelha a uma onda que é progressivamente amortecida ao longo do tempo.
23
RESSONÂNCIA MAGNÉTICA
Bobina
Sinal 
de RF
Tempo
SIL
Amplitude
Figura 7 – Sinal de indução livre (SIL) no processo de relaxação
Fonte: Almeida Filho et al. (2019, p. 31).
2.9 Processos de relaxação longitudinal e transversal
Após o término do pulso de radiofrequência, inicia-se o processo de relaxação da magnetização 
longitudinal, que está alinhada ao longo do eixo z. Nesse processo, os prótons retornam do estado 
excitado, de maior energia, para o estado fundamental, de menor energia. No entanto, esse retorno 
não ocorre instantaneamente. Em vez disso, ocorre de forma sequencial, à medida que os prótons 
individualmente retornam ao seu estado original. É um processo gradual, em que cada próton relaxa 
em sua própria taxa de relaxação, levando ao restabelecimento gradual da magnetização longitudinal.
Ao desligar o pulso de radiofrequência, ocorre o processo de retorno do sistema ao seu estado 
de equilíbrio. Esse processo é conhecido como relaxação. Na relaxação transversal, a magnetização 
transversal estabelecida durante o pulso começa a diminuir gradualmente. Por outro lado, na relaxação 
longitudinal, a magnetização longitudinal cresce até atingir seu valor máximo. Esses dois processos de 
relaxação ocorrem simultaneamente após a interrupção do pulso de radiofrequência.
A energia fornecida aos prótons pelo pulso de radiofrequência é transferida para a rede 
cristalina próxima aos prótons perturbados. Esse processo é denominado relaxação spin-rede e é 
representado graficamente pela curva T1, que mostra a relação entre a magnetização longitudinal 
e o tempo. A curva T1 é caracterizada por um crescimento gradual da magnetização longitudinal ao 
longo do tempo, indicando a recuperação do seu valor inicial. O tempo necessário para que a 
magnetização longitudinal retorne completamente ao seu estado inicial é chamado de tempo de 
relaxação longitudinal, ou T1.
A relaxação dos spins que contribuem para o sinal de indução livre (SIL) ocorre devido às trocas de 
energia entre os próprios spins e também entre os spins e a sua vizinhança ou rede. Essas interações 
são conhecidas como relaxação spin-spin e spin-rede, respectivamente. Em conjunto, esses processos 
levam o vetor a retornar ao seu estado de equilíbrio, mostrado na figura 8, ou seja, paralelo ao campo 
24
Unidade I
magnético B0. Para caracterizar cada um desses processos de relaxação, foram definidas duas constantes 
de tempo: T1 e T2. A constante de tempo T1 descreve a taxa de recuperação da magnetização longitudinal, 
enquanto a constante de tempo T2 refere-se à taxa de dissipação da magnetização transversal.
Y
X
Z Z
Y
X
Z
Y
X
X
Y
Z Z
X
Y
Z
Y
X
Figura 8 – Retorno do vetor de magnetização ao equilíbrio após a aplicação de um pulso de RF de 90°. 
Os momentos magnéticos individuais estão representados em cinza, defasando gradualmente, até 
ocorrer uma rápida redução na componente de magnetização ainda presente no plano transversal
Fonte: Almeida Filho et al. (2019, p. 32).
A constante de tempo T1 está associada ao tempo de recuperação da magnetização de volta ao 
eixo longitudinal e é influenciada pela interação dos spins com sua vizinhança. Essa interação pode 
envolver processos como relaxação spin-rede, difusão e interações químicas. A constante de tempo T2, 
por sua vez, também conhecida como tempo de relaxação transversal, está relacionada à diminuição da 
magnetização no plano transversal e é influenciada principalmente pelas interações spin-spin, incluindo 
interações dipolo-dipolo e interações de troca. Ambas as constantes de tempo, T1 e T2, são importantes 
na caracterização da dinâmica de relaxação e na obtenção de informações detalhadas em RM.
Após o desligamento do pulso de radiofrequência, os prótons deixam de se movimentar 
sincronizadamente, perdendo a coerência de fase. Conforme mencionado anteriormente, os prótons 
realizam um movimento de precessão com frequência determinada pela intensidade do campo 
magnético local, e todos eles são afetados pelo mesmo campo magnético. No entanto, devido à natureza 
não homogênea do campo magnético na unidade de RM, onde o paciente é posicionado, ocorrem 
pequenas variações locais que resultam em diferentes frequências de precessão. Além disso, a presença 
de cargas elétricas livres ou campos magnéticos gerados por prótons próximos também contribui 
para essas variações nas frequências de precessão. Essas variações internas do campo magnético 
25
RESSONÂNCIA MAGNÉTICA
são características únicas de cada tecido humano. Assim, nesse estágio, os prótons não estão mais 
sincronizados e, devido às suas diferentes frequências de precessão, perdem a coerência de fase.
É importante ressaltar que a água e os tecidos com alta concentração de líquidos têm tempos de 
relaxação T1 e T2 prolongados. Nesse sentido, é relevante considerar que os tecidos patológicos geralmente 
apresentam uma concentração de água mais elevada em comparação aos tecidos normais circundantes. 
Como resultado, os tecidos patológicos podem ser facilmente distinguíveis, pois apresentam tempos 
de relaxação T1 e T2 relativamente mais longos em comparação aos tecidos saudáveis. Essa diferença 
nos tempos de relaxação pode ser explorada na RM para auxiliar na identificação e caracterização de 
condições patológicas.
O tempo de relaxação longitudinal (T1) está relacionado à composição e estrutura do tecido-alvo, 
bem como a sua interação com tecidos adjacentes. Ele reflete a transferência de energia térmica dos 
prótons excitados para o ambiente ao seu redor. Em meios que são líquidos puros ou contêm água, essa 
transferência de energia é dificultada devido à alta velocidade de movimentação das moléculas de água. 
Consequentemente, os prótons exigem mais tempo para transferir sua energia para o meio circundante 
e retornar ao estado de equilíbrio. Esse atraso na transferência de energia está associado a um tempo de 
relaxação longitudinal mais longo (T1) nesses meios líquidos ou ricos em água.
A magnetização longitudinal leva um tempo mais prolongado para recuperar seu valor inicial, 
o que resulta em tempos de relaxação longitudinal (T1) mais longos em líquidos puros e água. Isso 
ocorre devido à dificuldade de transferência de energia térmica dos prótons excitados para o meio, 
devido à rápida movimentação das moléculas de água. Portanto, a recuperação da magnetização 
longitudinal é mais lenta nesses meios, resultando em tempos de relaxação longitudinal prolongados.
Nos tecidos corpóreos que consistem em líquidos contendo moléculas de diferentes tamanhos, o 
tempo de relaxação T1 é reduzido. Isso se deve à transferência mais rápida de energia térmica nesses 
meios, uma vez que as moléculas em movimento têm campos magnéticos que estão em ressonância 
com as frequências dos prótons excitados. Essa condição ressonante é essencial para uma eficiente 
transferência de energia.
A magnetização transversal pode ser representada graficamente em função do tempo, tal qual a 
magnetização longitudinal. Essa representação resulta em uma curva decrescente conhecida como 
curva T2. O tempo de relaxação transversal, também chamado de tempo de relaxação spin-spin, descreve 
a velocidade com que a magnetização transversal diminui ao longo do tempo. Em geral, o tempo de 
relaxação T1 é aproximadamente de duas a dez vezes maior que o tempo de relaxação T2.
A relaxação transversal é determinada pela heterogeneidade dos campos magnéticos presentes, 
tanto internos quanto externos. Em meios líquidos, como a água, as moléculas estão em constante 
movimento, resultando em variações rápidas nos seus campos magnéticos.Isso significa que a diferença 
entre os campos magnéticos em diferentes pontos é menor. A menos que exista uma grande disparidade 
na intensidade do campo magnético no meio, os prótons permanecerão em fase e precessionarão 
juntos por um período mais longo. Esse comportamento coerente dos prótons resulta em um tempo de 
relaxação transversal (T2) prolongado.
26
Unidade I
Em líquidos que contêm impurezas, especialmente moléculas grandes, ocorre uma considerável 
variação na intensidade dos campos magnéticos locais. Essas moléculas grandes possuem um movimento 
mais lento, resultando em uma menor anulação dos seus campos magnéticos. Essa diferença significativa 
nos campos magnéticos locais resulta em uma ampla gama de frequências de precessão para os prótons. 
Consequentemente, mais prótons perdem a coerência de fase devido a essa variação nas frequências. 
Nesses casos, o tempo de relaxação transversal (T2) é reduzido.
Todos esses processos têm um impacto significativo na qualidade da imagem resultante na RM. 
A equação, a seguir, descreve o processo de retorno da magnetização ao eixo longitudinal, o que é 
essencial para a formação de uma imagem precisa e de alta qualidade, mostrado na figura 9.
M = M = M (1 - e )z L 0
-
t
T1�
�
Tempo T1 Tempo
63%
M0
ML
Figura 9 – Retorno da magnetização longitudinal (Mz) ao alinhamento. O tempo necessário 
para a magnetização longitudinal recuperar 63% do seu valor inicial é chamado 
de tempo T1, uma característica desse processo de recuperação
Fonte: Almeida Filho et al. (2019, p. 34).
A decaída da magnetização no plano transversal é descrita pela equação, a seguir, refletindo-se 
no gráfico apresentado na figura 10. Através desse gráfico, é possível visualizar o comportamento do 
decaimento da magnetização no plano transversal ao longo do tempo
M = M = M eXY T 0
-
t
T2��
�
27
RESSONÂNCIA MAGNÉTICA
Tempo T2 Tempo
37%
M0
MXY
Figura 10 – Decaimento da magnetização transversal. O tempo necessário para que a magnetização 
no plano transversal atinja 37% do seu valor inicial é denominado tempo de relaxação transversal T2
Fonte: Almeida Filho et al. (2019, p. 35).
2.10 Constante de tempo T2 × T2*
Pequenas variações locais do campo magnético principal (B0) podem levar a defasagens nos 
momentos magnéticos, resultando em um aumento adicional na relaxação no plano transversal e 
acelerando o decaimento do SIL. Para caracterizar esse fenômeno, é necessário introduzir uma nova 
constante de tempo denominada T2*, que reflete a influência dessas variações locais. A constante T2* 
é definida por:
1
2
1
2
1
2T T T inomog
� � �� � � �
Onde:
T2inomog refere-se ao decaimento adicional no sinal a inomogeneidade do campo.
Tais inomogeneidades podem ser resultado tanto das diferenças na composição dos tecidos corporais 
quanto de imperfeições na fabricação e nos ajustes do magneto, o que gera variações locais no campo 
magnético principal (B0).
28
Unidade I
2.11 Tempo de repetição (TR) e tempo de eco (TE)
2.11.1 Tempo de repetição (TR)
O tempo de repetição (TR) na RM é o intervalo entre os pulsos de RF emitidos durante a aquisição das 
imagens. Ele determina o tempo decorrido entre um pulso de excitação (que perturba a magnetização) 
e o próximo pulso subsequente.
O TR desempenha um papel importante na formação da imagem de RM, pois influencia 
a recuperação da magnetização longitudinal (Mz) entre os pulsos. Durante o TR, a magnetização 
longitudinal volta a se alinhar com o campo magnético principal (B0), preparando-se para receber um 
novo pulso de excitação.
A escolha adequada do TR depende de vários fatores, incluindo o tipo de tecido sendo examinado, o 
contraste desejado na imagem e o tempo disponível para aquisição. Em geral, um TR mais curto resulta 
em uma maior sensibilidade ao contraste de T1 (tempo de relaxação longitudinal), enquanto um TR mais 
longo pode ser usado para melhorar o contraste de T2 (tempo de relaxação transversal).
Portanto, o TR é um parâmetro ajustável na sequência de RM que desempenha um papel fundamental 
na obtenção de imagens com contraste adequado e na otimização da qualidade da imagem.
2.11.2 Tempo de eco (TE)
O tempo de eco (TE) na RM é o intervalo de tempo entre o pulso de excitação e a aquisição do sinal 
de RM. Ele representa o tempo que leva para que o sinal de ressonância seja detectado após a aplicação do 
pulso de excitação.
Durante a sequência de RM, após a aplicação do pulso de excitação, os prótons perturbados começam 
a precessionar e produzir um sinal de ressonância. O TE é o tempo decorrido desde o pulso de excitação 
até o momento em que o sinal é registrado pela bobina receptora.
O TE desempenha um papel fundamental na formação da imagem de RM, pois influencia o contraste 
da imagem. Ele está relacionado ao tempo de relaxação transversal (T2) dos tecidos. Quanto maior o 
valor de TE, maior será a ponderação em T2, resultando em uma imagem com maior contraste entre os 
tecidos que têm diferentes tempos de relaxação transversal.
A escolha adequada do TE depende do tipo de imagem desejada e das propriedades dos tecidos sendo 
examinados. Em geral, valores de TE mais curtos são utilizados para ressaltar estruturas com tempos de 
relaxação transversal curtos, enquanto valores mais longos são usados para ressaltar estruturas com 
tempos de relaxação transversal longos.
29
RESSONÂNCIA MAGNÉTICA
Portanto, o TE é um parâmetro ajustável na sequência de RM que permite controlar o contraste da 
imagem, proporcionando informações adicionais sobre as propriedades dos tecidos.
 Saiba mais
Para conhecer mais sobre a física da RM, há um apanhado bem 
explicativo na obra indicada a seguir:
WESTBROOK, C.; TALBOT, J. Ressonância magnética: aplicações práticas. 
Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2021. 
30
Unidade I
 Resumo
O estudo do magnetismo remonta à Antiguidade, com os gregos e 
chineses observando a atração de materiais magnéticos. No século  XVI, 
William Gilbert cunhou o termo “magnetismo” para descrever essa 
propriedade. No século XIX, Hans Christian Orsted descobriu a relação entre 
eletricidade e magnetismo, originando o campo do eletromagnetismo.
O momento angular de spin é uma propriedade intrínseca dos núcleos 
atômicos, relacionado ao seu comportamento magnético. A ressonância 
magnética nuclear (RMN) utiliza o spin nuclear para obter informações 
sobre a estrutura dos materiais. Assim, a ressonância ocorre quando um 
sistema é excitado em sua frequência natural de vibração. Na física, está 
relacionada à absorção ou emissão de energia por um sistema na presença 
de uma força externa. Na química, a ressonância refere-se à distribuição 
eletrônica em moléculas. Já a ressonância quântica envolve a absorção ou 
emissão de energia por sistemas quânticos em estados estacionários.
O átomo de hidrogênio, composto por um próton e um elétron, 
desempenha um papel fundamental na física quântica. Sua simplicidade 
permite uma solução analítica completa para sua estrutura e espectro de 
energia, sendo utilizado como modelo para entender a estrutura atômica e 
as interações entre partículas carregadas.
Ao aplicar um campo magnético externo, ocorre a magnetização dos 
tecidos. Essa magnetização pode ser longitudinal, alinhada com o campo, ou 
transversal, perpendicular a ele. A aplicação de um pulso de radiofrequência (B1) 
permite a manipulação dessas magnetizações durante a RM, quando 
são detectados sinais de indução livre (SIL). Esses sinais são gerados pela 
magnetização transversal dos tecidos quando retornam ao seu estado de 
equilíbrio. Os processos de relaxação longitudinal e transversal desempenham 
um papel importante no retorno da magnetização ao estado de equilíbrio.
As constantes de tempo T2 e T2* estão relacionadas à taxa de relaxação 
da magnetização transversal, considerando fatores como inomogeneidades 
do campo magnético. O tempo de repetição (TR) é o intervalo entre os 
pulsos de radiofrequência, enquanto o tempo de eco (TE) é o intervalo entreo pulso e a detecção do sinal de indução livre.
Assim, a RM é uma técnica que explora os princípios do magnetismo, 
momento angular de spin, ressonância física, química e quântica, bem como 
a magnetização dos tecidos. Combinando esses conhecimentos, é possível 
obter informações detalhadas sobre a estrutura e composição dos materiais, 
fornecendo uma ferramenta poderosa para diagnóstico e pesquisa.
31
RESSONÂNCIA MAGNÉTICA
 Exercícios
Questão 1. Leia o texto a seguir. 
Diferente dos exames de tomografia computadorizada ou raios X, o exame de ressonância magnética (RM) 
não expõe os pacientes à radiação ionizante. O seu princípio baseia-se fundamentalmente nas 
propriedades magnéticas do núcleo de hidrogênio, que é abundante no corpo humano. Para tanto, a 
construção de um equipamento de RM consiste na produção de um potente campo magnético e de 
ondas de radiofrequência. O exame é capaz de gerar imagens muito precisas, em duas ou três dimensões, 
das mais diversas partes do organismo humano.
Adaptada de: DEPARTAMENTO DE DIAGNÓSTICO POR IMAGEM DA ESCOLA PAULISTA 
DE MEDICINA DA UNIFESP. Exame: ressonância magnética, [s.d.]. 
Disponível em: bit.ly/3qSqdap. Acesso em: 25 ago. 2023.
Em relação ao princípio físico da formação da imagem por RM, avalie as afirmativas.
I – Ao submeter o paciente ao campo magnético externo do equipamento, cria-se um vetor de 
magnetização resultante, cujo componente longitudinal (mesmo sentido do campo principal) tem valor 
nulo no estado de equilíbrio. 
II – O alinhamento dos spins dos prótons com o campo magnético externo principal é suficiente 
para induzir um sinal nas bobinas de radiofrequência, e, portanto, gera-se uma imagem correspondente. 
III – A frequência de precessão do hidrogênio em um equipamento de 3 Tesla é maior do que a 
utilizada em um equipamento de 1,5 Tesla. 
IV – Para obter a origem do sinal, é necessário aplicar um campo magnético adicional por meio de 
uma bobina gradiente, que resultará em variações da intensidade do campo magnético ao longo do 
corpo do paciente. 
É correto o que se afirma apenas em:
A) I e III.
B) II e III.
C) I, II e III.
D) III e IV.
E) I, III e IV.
Resposta correta: alternativa D.
32
Unidade I
Análise das afirmativas
I – Afirmativa incorreta.
Justificativa: o vetor de magnetização resultante tem valor nulo no plano transversal ao eixo do 
campo magnético principal, geralmente denominado plano xy. 
II – Afirmativa incorreta.
Justificativa: para obtermos um sinal nas bobinas de radiofrequência, é necessário deslocar o vetor 
de magnetização resultante para um eixo perpendicular ao campo magnético externo. A magnetização 
no plano transverso induz sinais nas bobinas, que serão convertidos em imagem ou em informação. Para 
tanto, é necessário enviar um pulso de radiofrequência que deslocará o vetor de magnetização para o 
plano transverso. 
III – Afirmativa correta.
Justificativa: a frequência precessional é diretamente proporcional à intensidade do campo magnético. 
Assim, em equipamentos com campo magnético de maior magnitude, a frequência precessional do 
hidrogênio será maior. 
IV – Afirmativa correta. 
Justificativa: as bobinas gradientes geram campos magnéticos adicionais ao longo de determinados 
eixos. A variação do campo magnético resulta em diferentes frequências precessionais dos spins de 
hidrogênio, o que possibilita identificar a localização no paciente. 
33
RESSONÂNCIA MAGNÉTICA
Questão 2 (Enade 2013 – adaptada). A imagem por ressonância magnética (IRM) é obtida através 
da interação de um campo magnético de alta intensidade com as moléculas que compõem o tecido 
humano, mais diretamente com os prótons de hidrogênio. Nos conceitos físicos da IRM, a variável 
tempo T1 representa o tempo de retorno da magnetização para o eixo longitudinal e a variável tempo T2 
referencia a redução da magnetização no plano transversal. As figuras 11 e 12 ilustram, respectivamente, 
a variação temporal das variáveis de tempo T1 e T2.
Tempo T1 Tempo
63%
M0
ML
Figura 11 – Variação temporal de T1
Tempo T2 Tempo
37%
M0
MXY
Figura 12 – Variação temporal de T2
Fonte: MAZZOLA, A. A. Magnetic resonance: principles of image formation and applications in functional imaging. 
Revista Brasileira de Física Médica, v. 3, n. 1, p. 117-29, 2009.
34
Unidade I
Considerando os fenômenos físicos das ponderações T1 e T2 e analisando as figuras 11 e 12, 
conclui-se que:
A) o valor de T1 corresponde ao tempo necessário para a magnetização longitudinal recuperar 63% 
do seu valor inicial.
B) o decaimento da magnetização transversal diminui linearmente até um valor mínimo após o qual 
se mantém constante.
C) o valor de T2 corresponde ao tempo necessário para que a magnetização no plano transversal 
aumente em 37% do valor inicial.
D) o retorno da magnetização longitudinal aumenta linearmente com o tempo até um valor máximo 
e, em seguida, mantém-se constante.
E) os valores de T1 e T2, somados, resultam em 100% do valor da magnetização inicial (M0), o que 
pode produzir uma IRM com alto contraste e boa qualidade.
Resposta correta: alternativa A.
Análise das alternativas
A) Alternativa correta.
Justificativa: a recuperação da magnetização longitudinal é um processo exponencial. O valor de 
T1 é o tempo que leva para que 63% da magnetização longitudinal de um tecido sejam recuperados. 
Esse valor é um parâmetro de contraste intrínseco de cada tecido biológico e, portanto, é considerado 
uma constante.
B e D) Alternativas incorretas. 
Justificativa: o retorno da magnetização longitudinal aumenta exponencialmente com o tempo. 
Podemos notar, no gráfico, que a recuperação longitudinal é mais rápida no início e, depois, torna-se mais 
lenta, até atingir seu valor máximo. De forma semelhante, o decaimento da magnetização transversal é 
uma função exponencial, ou seja, a redução do componente transversal é mais rápida no início e, depois, 
torna-se mais lenta, até que atinja um valor mínimo. 
C) Alternativa incorreta. 
Justificativa: o valor de T2 corresponde ao tempo gasto na defasagem de 63% do componente 
transversal da magnetização de determinado tecido, ou seja, 37% dos momentos magnéticos dos 
núcleos de hidrogênio desse tecido encontram-se em fase. 
35
RESSONÂNCIA MAGNÉTICA
E) Alternativa incorreta. 
Justificativa: para obtermos uma IRM com alto contraste e boa qualidade, deve haver indução 
de sinal nas bobinas no plano transversal e, portanto, a magnetização transversal não pode ser 
nula. Os valores de T1 e T2 variam para cada tecido no corpo e, portanto, podemos nos basear 
nesses valores para obter sinais distintos dos tecidos e, consequentemente, o contraste necessário 
para diagnóstico.