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03/02/2016 1 Melhores práticas em Radiologia e Diagnóstico por Imagem Ressonância Magnética FÍSICA DA RESSONÂNCIA MAGNÉTICA Gantry BONTRAGER, Kenneth L; LAMPIGNANO, John. Textbook of radiographic positioning and related anatomy. [s.l.]: Elsevier Health Sciences, 2013. Magneto supercondutor, design de calibre curto, campo de 1,5 a 3 T Sistema de Imagem de Ressonância Magnética (IRM) BONTRAGER, Kenneth L; LAMPIGNANO, John. Textbook of radiographic positioning and related anatomy. [s.l.]: Elsevier Health Sciences, 2013. Funcionamento • Classicamente assume-se que os spins precessam em torno do campo magnético externo e não estão perfeitamente alinhados segundo o campo magnético (a magnetização total e que possui a direção do campo) • A aplicação de um campo de radiofrequências tem como consequências: –colocar os spins em fase –aumentar a população correspondente aos spins antiparalelos 03/02/2016 2 Desfasagem Dos spins Magnetização Transversal Sinal medido (FID) • Ao sujeitar o corpo a impulsos de 90º (ou outros) a magnetização total passa a ter uma componente transversal e é esta que é medida através de bobinas transversais. • Com o tempo, o sinal decai. Em suma • Corpo humano possui grande proporção de hidrogênio, que comporta-se como um próton. Eles rodam em torno de um eixo central, funcionando como um magneto. • Quando imersos em um campo magnético estático, eles alinham-se com o campo e precessam. • Se radiação EM for emitida (radiofrequência) eles podem absorvem energia dessa radiação (que está em ressonância) e eles podem rodar, invertendo a direção, ficando alinhados no sentido oposto do campo. • Quando a radiação é desligada, os núcleos liberam a energia que absorveram. Tecidos diferentes emitem essa energia em taxas diferentes. • Essa radiação é captada por uma antena, tranformando-a em uma corrente elétrica, que gera a imagem. PISCO, João Bexiga Martins. Imagiologia básica: texto e atlas. [s.l.: s.n.], 2003. Figure 1. Basic physics of the MR signal. (a) As 1H nuclei spin, they induce their own magnetic field (tan), the direction (magnetic axis) of which is depicted by an arrow (yellow). The 1H nuclei initially precess with a wobble at various angles (1–6), but when they are exposed to an external magnetic field (B0), they align with it. The sum of all magnetic moments is called the net magnetization vector (NMV). (b) When an RF pulse is applied, the net magnetization vector is flipped at an angle (α), which produces two magnetization components: longitudinal magnetization (Mz ) and transverse magnetization (Mxy ). As the transverse magnetization precesses around a receiver coil, it induces a current (i). When the RF generator is turned off, T1 recovery and T2 and T2* decay occur. Indicações da IRM • Sistema Nervoso Central: avaliação de tumores, isquemia, e doenças da substância branca, principalmente processos crônicos. Em urgências prefere-se a TC, devido o menor tempo de aquisição. • Coluna: avaliação de tumores, espondilodiscites e degeneração discal. • Tórax: avaliação do mediastino, coração e vasos e estadiamento de tumores pulmonares como o tumor de Pancoast. • Abdome e Pelve: caracterização de massas, estadiamento tumoral. CPRE, uro-RM. • Musculoesquelético: avaliação de estruturas menisco-ligamentares, ósseas, sendo primeira linha no quesito de avaliação do sistema locomotor. GAILLARD, F. Radiopaedia. Disponível em: <http://radiopaedia.org/>. Acesso em: 1 dez. 2015. Parâmetros TE – Tempo de Eco • Refere-se ao tempo entre a aplicação do pulso de radiofrequência excitador e o pico do sinal induzido na bobina (antena). Medido em ms. O relaxamento T2 é controlado por TE. TR – Tempo de Recuperação • Tempo da aplicação do pulso excitante até a aplicação do próximo pulso. Determina quanto da magnetização longitudinal será recuperado em cada pulso. Medico em ms. GAILLARD, F. Radiopaedia. Disponível em: <http://radiopaedia.org/>. Acesso em: 1 dez. 2015. Comparação com Radiografia BONTRAGER, Kenneth L; LAMPIGNANO, John. Textbook of radiographic positioning and related anatomy. [s.l.]: Elsevier Health Sciences, 2013. 03/02/2016 3 Comparação com TC BONTRAGER, Kenneth L; LAMPIGNANO, John. Textbook of radiographic positioning and related anatomy. [s.l.]: Elsevier Health Sciences, 2013. SEQUÊNCIAS EM RESSONÂNCIA MAGNÉTICA Sequências GAILLARD, F. Radiopaedia. Disponível em: <http://radiopaedia.org/>. Acesso em: 1 dez. 2015. T1 T1 C+ Supressão de Gordura Supressão de Gordura C+ T2 Atenuação de Fluido Supressão de Gordura T2* SWI Difusão DWI ADC DTI Tractografia Miscelânea Espectroscopia por RM Ressonância Funcional Perfusão por RM Sequências GAILLARD, F. Radiopaedia. Disponível em: <http://radiopaedia.org/>. Acesso em: 1 dez. 2015. Ponderação Predominante Modificadores Sequências GAILLARD, F. Radiopaedia. Disponível em: <http://radiopaedia.org/>. Acesso em: 1 dez. 2015. T1 TR curto TE curto T2 TR longo TE longo TR In ten sid ad e d o sin al — gordura — fluido TR = tempo de repetição TE = tempo de eco TE Imagem ponderada em T1 Sequência ponderada em T1 Neste gráfico, a gordura possui um sinal maior que fluido. Tecidos com T1 e T2 curtos (gordura) irão aparecer mais intensos que os com T1 e T2 longos (fluido) Apesar de rudemente simplificado, quando uma imagem é ponderada em T1, isso significa que o protocolo envolve TE e TR curtos, fazendo os tecidos com relaxamentos T1 e T2 rápidos aparecerem hiperintensos. LIEBERMAN, GILLIAN ET AL. MRI Atlas of the Abdomen : a self-guided tutorial. 2003 03/02/2016 4 TR In ten sid ad e d o sin al — gordura — fluido TR = tempo de repetição TE = tempo de eco TE Imagem ponderada em T2 Sequência ponderada em T2 Nesse gráfico, fluido possui uma intensidade maior que a gordura. Tecidos com T1 e T2 longos (fluido) irão aparecer mais intensos que os com T1 e T2 curto (gordura). Em uma imagem ponderada em protocolo T2, o resultado será que tecidos com T1 e T2 longos (fluido) terão sinal mais intenso. TE e TR relativamente longos. LIEBERMAN, GILLIAN ET AL. MRI Atlas of the Abdomen : a self-guided tutorial. 2003 Sequências T u b e rc u lo m a T1 T2 Sequências GAILLARD, F. Radiopaedia. Disponível em: <http://radiopaedia.org/>. Acesso em: 1 dez. 2015. T1 T1 C+ Supressão de Gordura Supressão de Gordura C+ Sequências – T1 • Imagens anatômicas, mais próximas do aspecto macroscópico dos tecidos (rudemente falando) • Intensidades de sinal dominantes: – Fluido (urina, LCR) – baixa intensidade (preto) –Músculo – sinal intermediário (cinza) –Gordura – alta intensidade (branco) –Cérebro • Substância cinzenta – sinal intermediário (cinza) • Substância branca – sinal alto (branco) GAILLARD, F. Radiopaedia. Disponível em: <http://radiopaedia.org/>. Acesso em: 1 dez. 2015. Sequências Realce por Contraste (C+) • Gadolíneo é o agente de contraste mais usado • Ele aumenta o sinal T1 • Uso IV (5-15 ml) e scan poucos minutos depois • Tecidos afetados (tumores, inflamação e infecção) irão acumular contraste, estando hiperintensos • Frequentemente,sequências pós-contraste são obtidas em supressão de gordura para apreciar as lesões Supressão de Gordura • Usada quando há administração de gadolíneo, tornando a lesão mais fácil de apreciar • Usada quando supõe-se que determinado tecido possui componente adiposo e se quer provar, mostrando que ele torna-se hipointenso ao suprimir a gordura GAILLARD, F. Radiopaedia. Disponível em: <http://radiopaedia.org/>. Acesso em: 1 dez. 2015. 03/02/2016 5 Sequências GAILLARD, F. Radiopaedia. Disponível em: <http://radiopaedia.org/>. Acesso em: 1 dez. 2015. T1 T1 C+ T u b e rc u lo m a Sequências Schwanoma do Acústico GAILLARD, F. Radiopaedia. Disponível em: <http://radiopaedia.org/>. Acesso em: 1 dez. 2015. T1 Supressão de Gordura Supressão de Gordura C+ Sequências GAILLARD, F. Radiopaedia. Disponível em: <http://radiopaedia.org/>. Acesso em: 1 dez. 2015. T2 Atenuação de Fluido Supressão de Gordura T2* / SWI Sequências – T2 •Principais características –Fluido – alta intensidade (branco) –Músculo – intensidade intermediária (cinza) –Gordura – alta intensidade (branco) –Cérebro •Substância cinzenta – sinal intermediário (cinza) •Substância branca – baixo sinal (preto) GAILLARD, F. Radiopaedia. Disponível em: <http://radiopaedia.org/>. Acesso em: 1 dez. 2015. Sequências Supressão de Gordura • Útil para detecção de edema em tecidos moles (sinal idêntico de ambos) • Vários métodos, mesmo resultado Atenuação de Fluido • Útil para diferenciar o edema do LCR • Pode parecer T1 devido o baixo sinal de líquido, mas uma observação da substância cinzenta-branca determina que é derivada de T2 • Denominada de FLAIR Sequência de Sensibilidade à Suscetibilidade • É capaz de detectar produtos de hemólise ou cálcio – importante em vários processos patológicos. Várias técnicas disponíveis para detectar • Sequências como T2* são altamente sensíveis à pequenas perturbações no campo magnético local. A mais sensível é denominada SWI e também é capaz de diferenciar cálcio do sangue Sequências Atenuação de Fluido STIR FLAIR T2 03/02/2016 6 Sequências GAILLARD, F. Radiopaedia. Disponível em: <http://radiopaedia.org/>. Acesso em: 1 dez. 2015. FLAIR STIR Sequências GAILLARD, F. Radiopaedia. Disponível em: <http://radiopaedia.org/>. Acesso em: 1 dez. 2015. T2* SWI T2 Sequências - PD • Considerando-se que a ressonância de prótons (íons de hidrogênio) formam a base da IRM, uma das sequências obtidas baseia-se na real densidade de prótons, dividindo características de T1 e T2 • Eram extensivamente usadas em neurorradiologia, mas foram substituídas pelo FLAIR. Porém, ainda é muito útil para distinção entre fluido, cartilagem hialina e fibrocartilagem, sendo usada em imagem de articulações • Características principais – Fluido – alta intensidade (branco) – Músculo – sinal intermediário (cinza) – Cartilagem hialina – sinal intermediário (cinza) – Fibrocartilagem – baixo sinal (preto) GAILLARD, F. Radiopaedia. Disponível em: <http://radiopaedia.org/>. Acesso em: 1 dez. 2015. Sequências GAILLARD, F. Radiopaedia. Disponível em: <http://radiopaedia.org/>. Acesso em: 1 dez. 2015. T1 TR curto TE curto T2 TR longo TE longo PD TR longo TE curto Sequências GAILLARD, F. Radiopaedia. Disponível em: <http://radiopaedia.org/>. Acesso em: 1 dez. 2015. T1 T2 PD Sequências GAILLARD, F. Radiopaedia. Disponível em: <http://radiopaedia.org/>. Acesso em: 1 dez. 2015. Difusão DWI ADC DTI Tractografia 03/02/2016 7 Sequência - Difusão • Usada para determinar a facilidade que as moléculas de água movem-se através do tecido (predominantemente fluido extracelular) e demonstra a celularidade (tumores), edema celular (isquemia) e edema • Características principais – Fluido – sem restrição à difusão – Tecidos moles (músculos, órgãos sólidos, encéfalo) – difusão intermediária –Gordura – baixo sinal devido à baixa quantidade de água – Tipicamente, há três tipos de imagem DWI, ADC e B=0 (valores numéricos para ADC) GAILLARD, F. Radiopaedia. Disponível em: <http://radiopaedia.org/>. Acesso em: 1 dez. 2015. Imagem Ponderada em Difusão (DWI) • Uso clínico – Identificação precoce de AVE isquêmico – Diferenciação de AVE agudo e crônico – Diferenciação de AVE de situações que mimetizam – Diferenciação de cisto epidermoide de cisto aracnoide – Diferenciação de abcesso de tumores necróticos – Determinação de lesões corticais em CJD – Diferenciação de encefalite por herpes e glioma temporal difuso – Determinação da extensão de LAD – Estadiamento de gliomas e meningeomas* (estudos adicionais necessários) – Determinação de desmielinização ativa • GAILLARD, F. Radiopaedia. Disponível em: <http://radiopaedia.org/>. Acesso em: 1 dez. 2015. Lesões de alto sinal • Isquemia aguda • Meningeoma • Abscesso • Empiema • Edema cerebral citotóxico • Cordoma • Cisto epidermoide intracraniano • CJD • GAILLARD, F. Radiopaedia. Disponível em: <http://radiopaedia.org/>. Acesso em: 1 dez. 2015. Lesões de sinal variado a relativamente alto • primary central nervous system vasculitis • primary central nervous system lymphoma (PCNSL) • haemangiopericytoma • CADASIL • primitive neuroectodermal tumour (PNET) • meningiomas • medulloblastoma • intracranial germinoma • pineoblastoma • choroid plexus cyst • x linked adrenoleukodystrophy • kuru • carbon monoxide poisoning • methanol poisoning • Wernicke encephalopathy • hyperammonemia • deep cerebral vein thrombosis • canavan disease • japanese encephalitis • inborn errors of metabolism like: – maple syrup urine disease – nonketotic hyperglycemia – methyle malonic aciduria – gluteric aciduria type I – Wilson's disease • GAILLARD, F. Radiopaedia. Disponível em: <http://radiopaedia.org/>. Acesso em: 1 dez. 2015. Sequência - DWI • Combinação de valores de difusão reais e sinal T2 • Imagem de resolução relativamente baixa com as características – Substância cinzenta – sinal intermediário (cinza) – Substância branca – sinal baixo (preto) – LCR – sinal baixo (preto) –Gordura – sinal baixo devido pouca água –Outros tecidos moles – sinal intermediário (cinza) – Patologia aguda (AVE isquêmico, tumor celular, pus) – sinal alto (branco) por difusão restrita GAILLARD, F. Radiopaedia. Disponível em: <http://radiopaedia.org/>. Acesso em: 1 dez. 2015. In farto C ereb ral H em o rrágico 03/02/2016 8 In farto C ereb ral H em o rrágico M en in geo m a co m cau d a d u ral A b cesso cereb ral – b o rd as ‘salch ifo rm es’ Doença de Creutzfeldt-Jakob. Degeneração espongiforme por infecção priônica. Sequência - ADC • Coeficiente de difusão aparente • Valores de difusão reais, sem sinal T2 • Aspecto pior que DWI, apesar de mais úteis e permitirem dados mais objetivos • Resolução relativamente baixa com características – Substância cinzenta – sinal intermediário (cinza) – Substância branca – sinal baixo (preto) – LCR – sinal alto (branco) – Gordura – sinal baixo devido pouca água – Outros tecidos moles – sinais intermediários (cinza) – Patologia aguda – sinal baixo devido a restrição de difusão GAILLARD, F. Radiopaedia. Disponível em: <http://radiopaedia.org/>. Acesso em: 1 dez. 2015. ADC Leve ventriculomegalia.Restrição de difusão na região periventricular em torno dos ventrículos. Mínimo realce ependimário por contraste. Achados sugestivos de ventriculite. 03/02/2016 9 In te rn al w at er sh ed in fa rc ts ( b o rd er zo n e in fa rc ts ) Sequência Tratografia • A estrutura dos tecidos influencia a facilidade que a difusão de água ocorre nas várias direções • Axônios estão intimamente unidos • Esse método permite detectar e determinar a direção dos tratos de substância branca Imagem de Tensor de Difusão - DTI • Medida do movimento browniano das moléculas de água • Esse movimento é restrito pelas bordas das membranas • Na substância branca, difusão segue o caminho de menor resistência através dos tratos de substância branca • Essa direção é a de máxima difusão através da s fibras da substância branca, sendo projetada na imagem final GAILLARD, F. Radiopaedia. Disponível em: <http://radiopaedia.org/>. Acesso em: 1 dez. 2015. Esclerose múltipla em DTI Tratografia Tratografia de fibras fronto-occipitais revela descontinuidade da substância branca na localidade da placa. Sequências GAILLARD, F. Radiopaedia. Disponível em: <http://radiopaedia.org/>. Acesso em: 1 dez. 2015. Miscelânea Espectroscopia por RM Ressonância Funcional Perfusão por RM Sequência – MRI Spectrocopy • Diferentes componentes interagem com o campo magnético dos scanners de IRM de forma diferente e grupos desses compostos podem ser detectados em uma forma quantificada em uma região delimitada • Isso permite caracterizar o tecido e auxiliar no diagnóstico ou estadiamento de tumores GAILLARD, F. Radiopaedia. Disponível em: <http://radiopaedia.org/>. Acesso em: 1 dez. 2015. 03/02/2016 10 Colina Colina • Colina pode ser considerada um marcador tumoral. Se elevar a razão colina/creatina, pode-se diferenciar a necrose por radiação do tumor recorrente ou infecção. • Também permite a graduação de tumores: o local com a maior razão reflete melhor o grau histológico do tumor. • Picos altos de colina são sugestivos de meningioma. N-acetil-aspartato (NAA) • Redução da NAA/creatina é encontrada em condições de morte neuronal. • Diminução focal é encontrada em esclerose temporal mesial e infartos. • Depleção global sugere esclerose múltipla e doenças demenciais (p. ex.: Alzheimer) GAILLARD, F. Radiopaedia. Disponível em: <http://radiopaedia.org/>. Acesso em: 1 dez. 2015. Valores de Referência • Pico de lactate: ressonância em 1.3 ppm • Pico de lipídeo: ressonância em 1.3 ppm • Pico de alanina: ressonância em 1.48 ppm • Pico de N-acetylaspartate (NAA): ressonância em 2.0 • Pico de glutamina / glutamato : resonância em 2.2-2.4 ppm • Pico de GABA: ressonância em 2.2-2.4 ppm • Pico de citrato: resonância em 2.6 ppm • Pico de creatina: ressonância em 3.0 ppm • Pico de colina: ressonância em 3.2 ppm • Pico de mio-inositol: ressonância em 3.5 ppm GAILLARD, F. Radiopaedia. Disponível em: <http://radiopaedia.org/>. Acesso em: 1 dez. 2015. M R S re ve al s re ve rs ed C h o / C r ra ti o w it h r ed u ce d N A A a n d a la rg e la ct at e p ea k. Canavan disease, also known as spongiform degeneration of white matter is a leukodystrophy (dysmyelinating disorders) clinically characterised by megalocephaly, severe mental deficits and blindness. MRS reveals a grossly raised NAA peak, this has been described only in cases of Canavan's disease and is fairly specific. 03/02/2016 11 Sequência – fMRI • O encéfalo controla seu fluxo sanguíneo hermeticamente e localmente • Tecidos ativos demonstram elevação no fluxo sanguíneo e isso pode ser detectado GAILLARD, F. Radiopaedia. Disponível em: <http://radiopaedia.org/>. Acesso em: 1 dez. 2015. fMRI image (BOLD imaging) of a patient performing bilateral finger motor tasks. Note the increased blood flow in the motor and adjacent sensory strip. Block design of a language task in a healthy subject. Regions of statistically significant activation. Sequência – MRI Perfusion • A quantidade de sangue em um tecido pode ser detectada e relativamente quantificada, gerando valores como o volume sanguíneo cerebral, fluxo sanguíneo cerebral e tempo médio de trânsito • Esses valores são úteis na determinação diagnóstica de diversos cenários clínicos, como penumbra isquêmica no AVE isquêmico, determinação histológica no estadiamento de certos tumores ou distinção de necrose e tumores em progressão GAILLARD, F. Radiopaedia. Disponível em: <http://radiopaedia.org/>. Acesso em: 1 dez. 2015. Referências • BITAR, Richard et al. MR Pulse Sequences: What Every Radiologist Wants to Know but Is Afraid to Ask 1. Radiographics, v. 26, n. 2, p. 513–537, 2006. • BONTRAGER, Kenneth L; LAMPIGNANO, John. Textbook of radiographic positioning and related anatomy. [s.l.]: Elsevier Health Sciences, 2013. • BRANT, William E; HELMS, Clyde A. Fundamentals of diagnostic radiology. [s.l.]: Lippincott Williams & Wilkins, 2012. • CHOWDHURY, Rajat; WILSON, Iain; ROFE, Christopher. Radiology at a Glance. [s.l.]: John Wiley & Sons, 2010. • GAILLARD, F. Radiopaedia. Disponível em: <http://radiopaedia.org/>. Acesso em: 1 dez. 2015. • JUHL, John; CRUMMY, Andrew B; KUHLMAN, Janet E. Paul & Juhl interpretação radiológica. In: Paul & Juhl interpretação radiológica. [s.l.]: Guanabara Koogan, 2000. • LLOYD-JONES, Graham (Radiology Master Class). Basics of X-Ray Physics. Disponível em: <http://www.radiologymasterclass.co.uk/tutorials/physics/x-ray_physics_introduction.html>. • PISCO, João Bexiga Martins. Imagiologia básica: texto e atlas. [s.l.: s.n.], 2003. • PRANDO, Adilson; MOREIRA, Fernando Alves. Fundamentos de radiologia e diagnóstico por imagem. 2007. Henrique Augusto Lino
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