GRADIENTES DE CARACTERISTICA DO POROCESSO DE FORMAÇÃO DA IMAGEM.

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GRADIENTES DE CARACTERISTICA DO POROCESSO DE 
FORMAÇÃO DA IMAGEM 
RESUMO MATERIA RESSONANCIA MAGNETICA 
PROF. LUIZ CLÁUDIO DE SOUZA 2013 
Pode-se selecionar um corte axial para um paciente na mesa de exame, ativando-se o 
gradiente que corre da cabeça aos dedos do pé. O pulso de RF de 90o é aplicado 
simultaneamente ao gradiente. Por possibilitar a seleção de cortes da imagem, este gradiente 
é designado como gradiente de seleção de cortes (GSC). 
Quando uma bobina gradiente é ligada, a potência do campo magnético, e portanto a 
frequência de precessão de núcleos localizados ao longo do eixo, altera-se de maneira linear. 
Um ponto específico ao longo do eixo do gradiente tem pois uma frequência de precessão 
específica. Um corte situado num certo ponto ao longo do eixo do gradiente tem uma 
frequência de precessão específica. 
O corte é excitado de forma seletiva, pela transmissão de RF com uma faixa de frequências 
coincidindo com as frequências de Larmor, conforme definido pelo gradiente de seleção de 
cortes. A ressonancia de núcleos no corte pode ser transmitida a RF apropriada a esta posição. 
Contudo, os núcleos situados em outros cortes ao longo do gradiente não entram em 
ressonancia, porque sua frequência de precessão é diferente devido à presença do gradiente. 
Quando se aplica um gradiente acentuado, significa que a corrente elétrica que passa por esta 
bobina permite maior diferenciação na frequência de precessão dos prótons presentes ao 
longo do eixo em que a bobina de gradiente foi ativada, permite maior diferença entre dois 
pontos adjacentes. Ao aplicar um gradiente suave, haverá menor diferenciação entre dois 
pontos. 
Processo de Seleção do Corte: Cada corte selecionado possui prótons que realizam precessão 
em frequência diferente dos prótons localizados no corte adjacente. Estes prótons poderão ser 
excitados através de um gradiente que atue com a faixa de frequência de precessão de todos 
os prótons presentes neste corte específico e assim por diante, até a localização dos prótons 
de todos os cortes. 
Na prática, a seleção de cortes é feita da seguinte forma: o operador seleciona o plano de 
corte que se queira estudar, o sistema se encarrega de ativar o gradiente específico para 
localizar aquele plano de corte, isso é possível pois os gradientes estão dispostos dentro do 
magneto de maneira estratégica. Por exemplo, ao selecionar um plano de corte axial, é 
necessário alterar a frequência de precessão dos prótons localizados ao longo do eixo Z do 
magneto, e isso é possível com a ativação do gradiente Z. O mesmo ocorre para a seleção de 
cortes coronais (onde é preciso alterar a frequência ao longo do eixo Y, ativando-se o 
gradiente Y), e cortes sagitais (alterando a frequência ao longo do eixo X, ao ativar o gradiente 
X). 
É ativado um gradiente durante o pulso de 90o e este gradiente torna-se por definição o 
gradiente de seleção dos cortes. O pulso de RF excita frequências de uma determinada largura 
de faixa, uma dada frequência central e seleciona assim um volume de prótons. Se forem 
desejados cortes mais finos, usam-se gradientes mais agudos ou faixas de largura menor, 
desde que esteja presente uma RSR aceitável. 
 
Quanto à frequência de precessão. 
A faixa de frequências é denominada largura da faixa e como a RF está sendo transmitida 
neste ponto ela é especificamente designada como largura da faixa de transmissão ou 
LARGURA DE BANDA DE TRANSMISSÃO. 
A espessura do corte pode ser determinada, controlando-se a gama de frequências usada no 
pulso de 90o. Esta gama de frequências é denominada largura da faixa. Uma faixa mais larga 
ocasiona um corte mais espesso. 
Uma alternativa é manter-se constante a frequência e variar-se a amplitude do GSC. O 
gradiente do campo controla o mapeamento da frequência no espaço. Por esta razão, um 
gradiente de baixa amplitude mapeia frequências de uma determinada largura de faixa num 
corte mais espesso que um gradiente de amplitude elevada. A espessura do corte pode variar, 
portanto, alterando-se a largura da faixa ou a amplitude do gradiente. A desvantagem é que, à 
medida que são produzidos cortes mais finos, há menos prótons na amostra, de modo que a 
amplitude do sinal (RSR) diminui. 
A faixa de frequências dos prótons de um corte específico é o fator determinante para a 
seleção de um gradiente suave ou acentuado. Se o objetivo é adquirir imagens com espessura 
de corte fino, menos prótons estarão presentes neste corte e portanto a faixa de frequências 
será menor. Para isso ser possível, o sistema aplica um gradiente acentuado, aumentando a 
diferença de precessão entre estes prótons tornando possível a localização de cada um deles. 
O contrário é verdadeiro, ou seja, se o objetivo é adquirir imagens de cortes mais espessos, 
não será necessário grandes aplicado será suave. 
Inclinações agudas no gradiente ocasionam uma grande diferença entre a frequência de 
precessão de dois pontos no gradiente. 
Inclinações menores do gradiente acarretam uma pequena diferença entre a frequência de 
precessão dos mesmos dois pontos. 
Para obterem-se cortes finos, aplica-se uma inclinação aguda à seleção de cortes e/ou uma 
faixa estreita. 
Para obterem-se cortes grossos, aplica-se uma inclinação menor à seleção de cortes e/ou um 
faixa de transmissão ampla. 
Na prática, o sistema aplica automaticamente a inclinação do gradiente e a faixa de 
transmissão de RF à frequência de precessão de núcleos no meio do corte e a largura da faixa e 
a inclinação do gradiente determinam a gama de núcleos que entram em ressonância de cada 
lado do centro. 
O intervalo entre os cortes é determinado pela inclinação do gradiente e pela espessura do 
corte. O tamanho do intervalo é importante para reduzir os artefatos de imagem. Nas 
sequências de pulsos SE, o gradiente de seleção de cortes é ligado durante a aplicação do 
pulso de excitação de 90o e durante o pulso de restituição da fase de 180o,para excitar e 
recolocar em fase cada corte seletivamente. Nas sequencias de pulsos FFE, o gradiente de 
seleção de cortes só é ligado durante o pulso de excitação. 
 
Ao ligar-se o gradiente de codificação de frequência, A potência do campo magnético e a 
frequência de precessão do sinal ao longo do eixo do gradiente alteram-se de maneira linear. 
Resta codificar uma última dimensão espacial e dispor-se de um último gradiente. Antes deste 
último gradiente ser ativado, todos os spins estão à mesma frequência. Os ângulos de fase 
diferem dependendo da localização dos spins ao longo do outro eixo, devido à aplicação da 
etapa de codificações de fase anterior. 
Ao ser ativado o terceiro gradiente, o campo magnético se altera ao longo do gradiente e a 
frequência dos prótons muda de acordo com sua localização espacial. A única coisa diferente 
nesse caso é que este gradiente é ativado durante a coleta do eco. 
Por isso, estas informações espaciais codificadas pela frequência são detectadas na 
estimulação de RF do eco. Este último gradiente é, portanto, designado como gradiente 
codificador da frequência , e o eixo de imagens ao longo do gradiente é o eixo codificador de 
frequências ou eixo de leitura. O gradiente codificador de frequência cria assim uma 
correspondência de um para um entre a frequência do sinal de retorno e a posição da fonte ao 
longo da direção de leitura. Aqui também a localização do próton ao longo do eixo codificador 
de frequências pode ser integralmente determinada pela potência do gradiente de leitura e a 
diferença entre a frequência do sinal de retorno e a frequência ressonante do campo de fundo. 
Ao ser lido o sinal de eco, são usados detectores sensíveis à amplitude (brilho pixel) e também 
à fase e frequência (localizaçãode próton) do sinal. Assim, quaisquer prótons que produzam 
um sinal devem idealmente ser da seguinte maneira: 1. Localizados no corte selecionado (da 
etapa de seleção de cortes); 2. Sua localização ao longo do eixo de fase será proporcional a seu 
ângulo de fase (da etapa de codificação de fase). 3. Sua localização ao longo do eixo de 
frequências será proporcional à sua frequência (da etapa de codificação de frequência ). 
O gradiente de seleção de cortes determina o plano a ser escaneado. É importante saber qual 
é a fase codifcada e qual é o eixo codificador de frequências, porque alguns artefatos ocorrem 
exclusivamente no eixo de leitura. Por isso, dependendo do artefato e da anatomia, pode ser 
necessário projetar-se um artefato numa ou noutra direção, mudando-se esses eixos ... de 
modo a codificar o sinal segundo o eixo longo da anatomia. 
Nas imagens coronais e sagitais, o eixo longo da anatomia situa-se ao longo do eixo Z do 
magneto e o gradiente Z executa portanto a codfificação de frequência. 
Nas imagens axiais, o eixo longo da anatomia encontra-se geralmente ao longo do eixo 
horizontal do magneto e é portanto o gradiente X que executa a codificação de frequência. 
Entretanto, na aquisição das imagens da cabeça, o eixo longo da anatomia situa-se geralmente 
ao longo do eixo ântero-posterior do magneto, de modo que neste caso é o gradiente Y que 
vai executar a codificação de frequência. 
O eco geralmente é centrado no meio do gradiente de codificação de frequência, de modo que 
o gradiente é ligado tanto no pico máximo como durante as partes de saída de fase e de 
restituição da fase do eco. Como exemplo, o gradiente de codificação de frequência é ligado 
por 8 ms e durante 4ms de saída de fase e 4ms de restituição de fase. O grau de inclinação do 
gradiente de codificação de frequência determina a extensão da anatomia coberta ao longo do 
eixo de codificação de frequência durante o exame. Isto é denominado campo de visão (FOV). 
O gradiente aplicado para causar alteração de precessão de prótons posicionados ao longo do 
maior eixo da imagem, causará desvios de frequência entre os prótons desta localização, e a 
diferença nas precessões permitirá que o sistema localize todos os prótons presentes no maior 
eixo da imagem. 
A codificação de frequência é realizada pelo sistema após o operador selecionar o plano e a 
espessura dos cortes que se queira obter. Por exemplo, para adquirir imagens axiais, o maior 
eixo da imagem é latero-lateral, ou horizontal, e neste caso quem realizará a codificação de 
frequência é o gradiente X. Nos planos coronal e sagital, o maior eixo é longitudinal e o 
gradiente Z realiza a codificação de frequência. Nas imagens de encéfalo, no entanto, o maior 
eixo é longitudinal também, portanto quem realiza a codificação de frequência é o gradiente X. 
 
Ao ligar-se o gradiente de codificação de fase, A potência do campo magnético e portanto a 
frequência de precessão de núcleos ao longo do eixo do gradiente se alteram. 
Codificação de fase: gradiente ativo no menor eixo do plano para promover desvios de fase 
dos prótons localizados neste eixo, e isto é feito da mesma maneira que os processos de 
seleção de corte e codificação de frequência, a diferença é que este gradiente permitirá que o 
sistema localize espacialmente os prótons do menor eixo da imagem através dos desvios de 
fase provocados por este gradiente. 
Passa a haver então uma diferença de fase ou desvio entre núcleos posicionados ao longo do 
eixo do gradiente. Ao desligar-se o gradiente de codificação de fase, a potência do campo 
magnético experimentado pelos núcleos retorna à potencia do campo principal B0 e em 
consequência disso a frequência de precessão de todos os núcleos retorna à frequência de 
Larmor. Entretanto, a diferença de fase entre os núcleos permanece. Os núcleos percorrem 
sua trajetória de precessão à mesma velocidade, mas suas fases ou posições sobre o 
mostrador são diferentes. Esta diferença de fase entre os núcleos é usada para determinar sua 
posição ao longo do gradiente de codificação de fase. 
O gradiente de codificação de fase geralmente é ligado imediatamente antes da aplicação do 
pulso de restituição de fase de 180o. O grau de inclinação do gradiente de codificação de fase 
determina o grau de desvio de fase entre dois pontos ao longo do gradiente. 
Um gradiente de codificação de fase com grande inclinação causa um grande desvio de fase 
entre dois pontos ao longo do gradiente, 12 horas e 6 horas por exemplo, enquanto um 
gradiente de codificação de fase com inclinação pequena causa um desvio de fase menor entre 
dois pontos, por exemplo 12 horas e 3 horas. 
RESUMO 
O GRADIENTE DE CODIFICAÇÃO DE FASE ALTERA A FASE AO LONGO DO EIXO DE IMAGEM 
REMANESCENTE, QUE É GERALMENTE O EIXO CURTO DA ANATOMIA. 
NAS IMAGENS CORONAIS, O EIXO CURTO DA ANATOMIA ANCONTRA-SE GERALMENTE AO 
LONGO DO EIXO HORIZONTAL DO MAGNETO E POR ISSO O GRADIENTE X EXECUTA A 
CODIFICAÇÃO DE FASE. 
NAS IMAGENS SAGITAIS, O EIXO CURTO DA ANATOMIA ANCONTRA-SE GERALMENTE AO 
LONGO DO EIXO VERTICAL E EM CONSEQUÊNCIA DISSO O GRADIENTE Y EXECUTA A 
CODIFICAÇÃOD E FASE. 
NAS IMAGENS AXIAIS, O EIXO CURTO DA ANATOMIA ESTÁ GERALMENTE AO LONGO DO EIXO 
VERTICAL DO MAGNETO E ASSIM O GRADIENTE Y EXECUTA A CODIFICAÇÃO DE FASE. AO 
OBTEREM-SE IMAGENS DA CABEÇA, PORÉM, O EIXO CURTO DA ANATOMIA FICA AO LONGO 
DO EIXO HORIZONTAL DO MAGNETO E POR ISSO O GRADIENTE X EXECUTA A CODIFICAÇÃO DE 
FASE. 
O GRADIENTE DE SELEÇÃO DE CORTES É LIGADO DURANTE OS PULSOS DE 90 GRAUS E 180 
GRAUS NAS SEQUÊNCIAS DE PULSOS (SE) E APENAS DURANTE O PULSO DE EXCITAÇÃO NAS 
SEQUÊNCIAS DE PULSOS (FSE). 
A INCLINAÇÃO DO GRADIENTE DE SELEÇÃO DE CORTES DETERMINA A ESPESSURA DOS CORTES 
E O INTERVALO DOS CORTES (JUNTAMENTE COM A LARGURA DA FAIXA DE TRANSMISSÃO). 
O GRADIENTE DE CODIFICAÇÃO DE FASE É LIGADO IMEDIATAMENTE ANTES DO PULSO DE 180 
GRAUS EM SEQUÊNCIAS (SE) E ENTRE A EXCITAÇÃO E A COLETA DO SINAL NAS SEQUÊNCIAS 
(FSE).. 
A INCLINAÇÃO DO GRADIENTE DE CODIFICAÇÃO DE FASE DETERMINA O GRAU DE DESVIO DE 
FASE AO LONGO DO EIXO DE CODIFICAÇÃO DE FASE. 
O GRADIENTE DE CODIFICAÇÃO DE FREQUÊNCIA É LIGADO DURANTE A COLETA DO SINAL. 
A AMPLITUDE DOS GRADIENTES DE CODIFICAÇÃO DE FREQUÊNCIA E DE CODIFICAÇÃO DE FASE 
DETERMINA AS DUAS DIMENSÕES. 
Para simplificar as coisas, considere uma fatia de tecido com apenas 9 prótons, que vai ser 
localizada no espaço. A frequência dos spins é indicada pela direção da seta grande. Um 
gradiente já foi usado para selecionar a fatia de tecido. Restam 2 gradientes para codificar as 
duas dimensões espaciais restantes e formar a imagem. 
Todos os prótons têm os mesmos ângulos de fase após o pulso de RF de 90o (os efeitos T2* 
são ignorados por enquanto porque o eco dá conta deles). A frequência também é a mesma 
para todos os 9 prótons, porque neste momento eles estão todos experimentando o mesmo 
campo magnético, conforme determinado pelo magneto principal. 
A ativação de um dos dois gradientes restantes tem oi efeito de alterar ligeiramente a potência 
do campo magnético ao longo de seu eixo. Por sua vez, este altera as frequências de Larmor 
dos prótons ao longo deste eixo é assim mapeada juntamente com suas frequências. Ao ser o 
gradiente originalmente ativado, os prótons ainda estão em fase. 
Após alguns ms, ocorre algo interessante ao longo do gradiente. Como têm frequências 
diferentes segundo sua localização ao longo do gradiente, os prótons não ficam mais em fase. 
A defasagem que ocorre, no entanto, se dá DE MANEIRA MUITO ESPECÍFICA, DE ACORDO COM 
A LOCALIZAÇÃO AO LONGO DO GRADIENTE. Após um período, por exemplo, os prótons na 
extremidade inferior do campo têm uma frequência mais baixa eum ângulo de fase de 3 h. Os 
prótons intermediários têm uma frequência mais alta e um Ângulo de fase de 6 horas. Os 
prótons na extremidade superior do campo têm, então, a frequência mais alta e um ângulo de 
fase de 9 h. 
A este ponto, o gradiente é desativado e todos os prótons retornam a uma frequência 
constante, conforme determinado pela potência do campo magnético principal. Por um breve 
período, a localização espacial dos spins ao longo do gradiente foi codificada por sua 
frequência. Ao ser desativado o gradiente os prótons voltaram à frequência uniforme e as 
informações espaciais foram perdidas. Ou não foram? 
Na realidade a memória deste gradiente foi preservada pelos spins, sob a forma de seus 
Ângulos de fase. Embora todas as frequências retornem a um valor constante, os Ângulos de 
fase permanecem diferentes, de acordo com a localização ao longo deste eixo. Se se 
determinar que um próton tem um ângulo de fase de 3 h em nosso exemplo, sabe-se então 
que o próton está em algum ponto na coluna esquerda. Para um Ângulo de fase de 9 h, este 
próton está em algum lugar da coluna direita. 
Assim a localização foi codificada juntamente com a fase. Por esta razão, este gradiente é 
denominado, gradiente de codificação de fase e o eixo de imagens ao longo do gradiente é 
denominado eixo de codificação de fase, Observe que, ao contrário do GSC, que tem de ser 
ativado durante o pulso de RF de 90o, o gradiente codificador de fase pode ser ativado e 
desativado na ausência de qualquer estimulação de RF. 
 
Quando se colhem dados da posição de cada sinal, as informações são armazenadas no 
processador do sistema computadorizado. As informações relativas aos dados são 
armazenadas no espaço K. 
O espaço K é análogo à lente de uma câmera. Ao usar-se uma câmera para fotografar um 
objeto, a luz vem do objeto, passa através da lente da câmera e daí para um filme. A lente 
processa a luz que recebe do objeto d e modo a formar uma imagem latente do objeto sobre o 
filme. Na RM, o objeto é um paciente e para produzir uma imagem a RF do paciente é 
armazenada no espaço K e processada posteriormente. Na realidade, tanto uma lente óptica 
como o espaço K usam matemática de Fourier para produzir imagens – a lente usa energia 
luminosa enquanto o espaço K usa energia RF. Todas as vezes em que é feita uma codificação 
de frequência ou de fase são colhidos dados nas linhas do espaço K. Esses dados produzirão 
uma imagem do paciente posteriormente.