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Paulo Junior Ressonância Magnética NUCLEAR (RMN) A Ressonância Magnética é um exame capaz de proporcionar um avançado diagnóstico em diferentes partes do corpo. Trata-se de um aparelho, de avançada tecnologia, que utiliza um intenso campo magnético para gerar as imagens. É um exame que não emite radiação, preservando assim à saúde do paciente. A Ressonância Magnética refere-se ao uso de campos magnéticos e ondas de rádio para obtenção de uma imagem. A imagem gerada na RM representa as diferenças existentes entre os vários tecidos do organismo. A aquisição é feita de modo não invasivo, com extraordinária resolução espacial, não empregando radiação ionizante. PRINCIPAIS DIFERENÇAS ENTRE TC E RM TC Radiação ionizante Contraste iodado Cortes somente axial RM Uso de magnetos Contraste gadolínio Cortes nos três planos A RM ainda tem outras vantagens, entre elas podemos destacar a identificação de pequenas estruturas, obtenção de imagens de vasos sanguíneos, determinando direção e velocidade de fluxo sanguíneo, sem a necessidade de contraste. HISTÓRICO DA RM Em 1882 Nikola Tesla descobre o campo magnético oscilante, abrindo o caminho para uma nova área de pesquisa envolvendo magnetismo. Edward Purcell desenvolveu em 1946 a RM para fins industriais. Por esse motivo em 1952, Edward Purcell e Felix Block recebem o Premio Nobel de Física pelo desenvolvimento de novos métodos de medição precisa do magnetismo nuclear e descobertas afins. Em 1971 o físico Raymond Damadian demonstra que os tecidos e tumores têm diferentes tempos de relaxação magnética nuclear estimulando futuras aplicações da RMN agora popular em imagens de tecido. Suas reivindicações são rejeitadas por seus colegas cientistas, mas ele continua implacável estudar as aplicações de RMN em tecidos. PETER MANSFIELD PAUL LAUTERBUR Dando sequencia aos estudos o químico Paul Lauterbur e o físico Peter Mansfield continuam realizando novas pesquisas voltadas para RM, e a partir de 1977 a RM foi aplicada na medicina como uma alternativa ao uso de raios X. Permitindo diagnósticos mais precisos, Mansfield descreveu as primeiras imagens humanas, mãos e tórax, e posteriormente 1978 na cabeça e abdome. Simultaneamente, Damadiam demonstrou do corpo inteiro. Sendo o primeiro scanner de RMN comercial foi produzido em 1980. No Brasil, o primeiro equipamento de RMN foi instalado no Hospital Israelita Albert Einstein, de São Paulo no ano de 1986, era um equipamento de 0.5 tesla da marca Philips. E em 1990 foi inaugurado o primeiro aparelho de RMN no Hospital das Clínicas em São Paulo. Em 2003 os criadores da ressonância magnética recebem o Prêmio Nobel de Medicina. As descobertas do americano Paul Lauterbur e do britânico Peter Mansfield possibilitaram a utilização da RM para visualizar diversas estruturas que permitem obter melhores imagens dos órgãos internos do homem, o que representou um grande avanço para a medicina e a investigação médica. Apesar de ignorado pelo Prêmio Nobel Damadian é citado em bibliografia mundial como o inventor ou um dos inventores da RMN. Perguntas Frequentes de pacientes que realizam RM Por que este exame é importante? Vai doer? Será que eu caibo? Vou sentir alguma coisa? A máquina usa Raios-X ? A máquina faz muito barulho? A máquina possui abertura dos dois lados? A minha cabeça vai ficar para fora? Vou fazer um exame de cabeça. Eu vou conseguir enxergar fora do aparelho durante o exame? Vou sentir claustrofobia? Vou ficar sozinho? Tenho que ficar imóvel o tempo todo? Quanto tempo demora o exame? Há alguma coisa que possa impossibilitar a realização de meu exame? .......... Mesmo com a evolução dos aparelho de RM, o valor dos exames ainda é bastante alto, devido aos alto custo para aquisição do aparelho e manutenção devido ao uso do hélio líquido que é realizado periodicamente. MITO OU VERDADE O campo magnético funciona como um imã gigante, o magneto nunca desliga, portanto mesmo que o equipamento não esteja sendo usado, ele sempre estará ativo, podendo sim ocorrer riscos de acidentes. Cuidados que devem ser tomados antes de entrar em uma sala de exame de RM Alguns objetos como cartão magnético, marca-passo, relógio, celular, podem parar se estiver no campo magnético. Outros como tesoura, bisturis, enceradeiras, canetas, macas e balão de oxigênio, podem ser atraídos pelo magneto e desse modo, comportarem-se como projéteis. MARCA-PASSO O marca-passo é um dispositivo de aplicação médica que tem o objetivo de regular os batimentos cardíacos, esse procedimento é conseguido através de um estímulo elétrico emitido pelo dispositivo com a finalidade de controlar os batimentos cardíacos, a frequência magnética emitida na sala de exame fará com que o marca-passo pare de funcionar. CLIPES DE ANEURISMA Clipes de aneurisma cerebral implantados antes de 1995 todos são ferromagnéticos e não pode realizar RM. PERIGOS NO CAMPO ESTÁTICO É importante afirmar que o magneto nunca desliga, portanto, mesmo que o equipamento não esteja sendo usado, ele sempre estará “ativo”. Por possuir altos campos magnéticos são necessários cuidados adicionais nos equipamentos dotados com magnetos supercondutores para evitar acidentes como objetos metálicos lançando voo em direção ao magneto e pacientes. Atração magnética sempre menor em baixo e maior em campo alto. DIFERENÇA DE CAMPO MAGNÉTICO Quando o aparelho de RM for de campo fechado o exame é mais rápido e a qualidade de imagens é melhor, por outro lado quando o aparelho é de campo aberto o exame é mais demorado e a qualidade inferior. CAMPO ABERTO – 0,35 T CENTRO DE COMANDO Partículas (núcleos dos átomos). Comportam-se como minúsculos imãs. Aleatoriamente ( girando). Um campo magnético externo (alinhando) Entrando em ressonância. Um campo eletromagnético é emitido sobre os tecidos do corpo humano. Seus imãs nucleares entram em ressonância. RM utiliza magnetos que são 25.000 mais forte que o campo magnético da Terra . INTRODUÇÃO Sensores instalados detectam a ressonância nuclear magnética dos átomos. Um computador analisa as informações detectadas pelos sensores e reconstitui a imagem dos tecidos do corpo humano. Em alguns casos podem ser injetadas no corpo substâncias genericamente chamada de contraste. Esses contrastes tem a função de aumentar a nitidez da imagem durante o exame. Vantagens que um órgão pode ser fotografado em camadas e com alta resolução. As imagens são captadas como se o órgão estudado estivesse sido literalmente fatiado. O que na prática é impossível uma analise detalhada e precisa . EXISTEM BILHÕES DE ÁTOMO DE HIDROGÊNIO NO CORPO QUE GIRAM NATURALMENTE. A ressonância magnética consiste num exame de diagnóstico clinico por imagem que tem por finalidade avaliar diferentes partes do corpo humano. O equipamento que realiza o exame não utiliza radiação ionizante, gerando um processo não invasivo ao corpo humano. A imagem em ressonância é obtida pelo processo de alinhamento dos prótons de hidrogênio, presente nos átomos do corpo humano. Nas condições normais estes átomos têm ação desordenada, porem a partir do momento em que o pacienteestá submetido ao magneto, ambiente que cria o campo magnético, estes prótons são realinhados pela emissão da radio frequência dentro desse campo. Dizemos que a onda de radio é aplicada ao paciente em pulsos que podem durar uma fração de segundo durante a fase de envio do processo de ressonância magnética. São essas ondas, ou mais especificamente seus campos magnéticos que estarão em ressonância com os prótons. Por ser esta ressonância causada por interações magnéticas, este tipo de exame é chamado de RM. Quando submetidos ao campo magnético os átomos entram em compasso e giram no próprio eixo. Sem ação do campo magnético Alinhamento aleatório Com ação do campo magnético Alinhamento ordenado ALINHAMENTO DOS ÁTOMOS PRINCÍPIOS FÍSICOS • A RM é um dos grandes avanços da medicina pois é uma poderosa ferramenta de diagnóstico. • Fornece informações significativas sobre cérebro, vasos, coluna vertebral e órgãos internos. • A RM é muito diferente dos Raios X, pois não produz radiação ionizante, e os riscos biológicos são desconhecidos. • Imagens obtidas colocando o paciente sob a ação de um campo magnético intenso, constante e altamente uniforme. A função do campo magnético é alinhar os SPINS ou prótons de hidrogênio (H+). H+ é o elemento principal do corpo humano, devido à grande quantidade , ¾ de todos os átomos nos seres humanos. Produção de imagens devido os sinais emitidos quando entram em contato com a radio frequência. A RM visualiza o osso na cor escura, pois quase não apresenta prótons de H+. Por isso a RM é indicada para exames de estruturas moles do corpo humano. As fontes de radio frequência também chamadas de bobinas de radio frequência fornece energia para os prótons através da emissão de pulsos de ondas de radio. TRANSMISSOR DE RF Dispositivo usado para emissão de Radio Frequência. A quantidade de RF é calculada de acordo com o peso do paciente. A grande vantagem da RNM reside na sua segurança, já que não usa radiação ionizante, nas diversas capacidades em promover cortes tomográficos em muitos e diferentes planos, dando uma visão panorâmica da área do corpo de interesse e, finalmente, na capacidade de mostrar características dos diferentes tecidos do corpo Sobre a estrutura básica do átomo, nós sabemos o átomo possui uma nuvem de elétrons, com partículas negativamente carregadas, girando em orbita em torno de uma massa nuclear, formada de prótons positivamente carregados e nêutrons eletricamente neutros. De todos os átomos, o hidrogênio é o mais simples, pois ele possui apenas um próton. Ele é o mais importante átomo para a RNM, sobretudo porque em humanos, ele corresponde a mais de dois terços do número de átomos encontrados em nosso corpo. Além de sua abundância nos sistemas biológicos, o hidrogênio é altamente magnético, o que o torna extremamente sensível a RNM. O núcleo do átomo de Hidrogênio é formado por um próton, que é uma pequena partícula positivamente carregada associada a um momento angular denominado spin. A situação representada leva a formação de uma estrutura imaginária semelhante a uma barra magnética com dois polos orientados como norte e sul. Todos os núcleos tem essa propriedade, pensemos nos átomos como setas apontando em uma direção. Na ausência de um campo magnético, as setas estarão apontando aleatoriamente no espaço. Em RM, Gauss (g) é usado para medir forças baixas de campo magnético, enquanto Tesla (t) é usado para medir forças elevadas de campo magnético. 1 Tesla é igual a 10000 Gauss, e 1 Gauss equivale a 10 Kg. O campo magnético da terra é de 0,6 Gauss. Como podem perceber, na natureza, apenas sob o efeito do campo magnético terrestre, os momentos magnéticos dos núcleos de hidrogênio não têm uma orientação definida. Porém, em ambientes de fortes campos magnéticos estáticos os momentos magnéticos dos núcleos de hidrogênio se alinham a este campo magnético, como uma agulha magnética se alinha ao campo magnético terrestre, a maior parte dos núcleos alinhando-se na mesma direção para cima e uma pequena parte na direção oposta, para baixo. PRINCIPIOS FÍSICOS COMPLEXOS Como podem perceber a sala de ressonância magnética utiliza um campo magnético e ondas de rádio frequência. Conhecido como campo magnético principal esse campo também pode ser denominado B0. A RM mede a intensidade dos prótons de H+, lembrando que a frequência natural do hidrogênio é 42,57 Hz, a frequência utilizada para a excitação dos prótons tem que ser igual ou semelhante a frequência natural do hidrogênio. Na tentativa de comparar o alinhamento e o movimento de giro dos spins, podemos fazer uma analogia com um pião de brinquedo sob a ação do campo gravitacional. Sob a ação de um campo magnético, os prótons de hidrogênio irão realizar um movimento determinado pela equação de Larmor. A equação de Larmor determina a velocidade com que os prótons de H+ girem durante o exame. Quanto maior a velocidade de rotação melhor sinal e quanto menor a velocidade de rotação mais baixo o sinal. Em imaginologia, o paciente é sempre colocado em um campo magnético externo de potência fixa representado por um único vetor denominado vetor de magnetização efetiva ou VME. Portanto, o VME seria um vetor que representaria a diferença de energia entre a população de prótons de hidrogênio de baixa e alta energias e, quando este estado é alcançado, dizemos que os tecidos do paciente estão em equilíbrio e totalmente magnetizados. Pode-se provocar uma mudança na direção do VME de um determinado tecido do paciente, a medida que uma maior quantidade de energia é acrescentada ao sistema, pois quanto maior for a quantidade de campos magnéticos protônicos, maior é a intensidade do VME. Quanto maior o campo magnético em que está inserido o paciente, maior o sinal, é por isso que, em campos de alta potência, os sinais obtidos são melhores. Flip Angle é o nome dado ao ângulo de inclinação dos vetores, onde o VME sai do alinhamento. Esse ocorre o processo de transferência do plano longitudinal para o plano transverso FLIP ANGLE TE / TR TE é o tempo medido entre aplicação de um pulso de RF 90° e a amplitude máxima do sinal de RM, a escolha destes tempos é que vai determinar o significado do preto ou do branco. TR é o tempo medido entre um pulso de 90° até ser dado outro pulso de 90°. DP ou densidade de prótons é a denominação para o número de prótons por volume de tecido excitado. T1, o TR é menor que 700 ms e TE menor que 15 ms. T2, o TR é igual ou maior que 2000 ms e o TE é igual ou maior que 50 ms. Em DP, o TR é maior que 1000 e menor que 2000 ms e o TE é maior que 20 e menor que 50 ms. Vejamos como se comporta os sinais de líquor e gordura na ponderação T1. Na ponderação T1, encontramos um TE baixo e TR baixo também. Nessa ponderação a gordura tem com um sinal alto, enquanto o líquido aparece com sinal baixo, sendo assim na ponderação T1 a é gordura brilhante e o líquido escuro. Agora comparamos, como se comporta os sinais de líquor e da gordura na ponderação T2. Na ponderação T2, encontramos um TE alto e TR alto também. Nessa ponderação a gordura tem com um sinal baixo, enquanto o líquido aparece com sinal alto, sendo assim na ponderação T2 a gordura aparece cinza clara e o líquido brilhante. DP ou densidade de prótons demonstra uma imagem mais cinza. Em DP os sinais de líquor e gordurase comportam com o TR alto o que inibe a ponderação T1, e TE baixo o que inibe a ponderação T2. Esses fatores deixam o sinal alto onde houver maior concentração de líquor. PARÂMETROS DA ESCALA TEMPORAL DOS PULSOS T1 T2 DP TIPO DE TECIDO T1 T2 OSSO CORTICAL Escura Escura MEDULA ÓSSEA VERMELHA Cinza Clara Cinza Escura AR Escura Escura GORDURA Brilhante Cinza Clara SUBSTÂNCIA BRANCA DO ENCÉFALO Cinza Clara Cinza Escura SUBSTÂNCIA CINZENTA DO ENCÉFALO Cinza Escura Cinza Clara LÍQUOR/ÁGUA Escura Brilhante MÚSCULOS Cinza Escura Cinza Escura VASOS Escura Escura Relaxamento é o tempo necessário para a recuperação da magnetização longitudinal dos prótons. Durante o relaxamento, o VME libera a energia de Radio Frequência em forma de sinal e retorna a B0. VME perdem magnetização uns em maior velocidade que os outros. CAMPOS GRADIENTES Campos magnéticos que variam gradativamente de intensidade numa certa direção são denominados campos gradientes. No sistema de RM os campos gradientes ocupam os três eixos físicos X, Y, Z, e servem para selecionar o plano e a espessura do corte e codificar espacialmente os sinais provenientes do paciente. Bobina de gradiente localiza os planos de corte, coloca os prótons em fase ou fora de fase alterando a sua potência Existem três tipos de planos de cortes a serem definidos no momento de definição da sequência que será adotada entre, axial, sagital ou coronal. Cada um desses cortes está ligado a um gradiente localizado no magneto e possibilitará um tipo de imagem na sequência dos pulsos. ENTENDA MELHOR!!! Essas bobinas fixas no aparelho, são utilizadas em estudos de tórax, abdômen e pelve. No caso de o serviço de ressonância não possuir uma bobina acessória. Além dessas é recomendável um bobina acessória indicada para cada tipo de exame, pois essas bobinas fixas, por estar longe do corpo não é recomendado o seu uso pois esse espaço provoca ruído, prejudicando na qualidade da imagem. Gradiente Z ou plano axial, são planos de secção paralelos aos planos cranial e podal, que divide o corpo em superior e inferior. Gradiente X ou plano sagital são planos de secção paralelos aos planos laterais que divide o corpo em metades direita e esquerda. Gradiente Y ou plano coronal são planos de secção paralelos aos planos ventral e dorsal, que divide o corpo de forma a separar os planos ventral ou anterior e plano dorsal ou posterior. FORMAÇÃO DA IMAGEM Z - AXIAL Y - CORONAL X - SAGITAL BOBINAS RECEPTORAS OU RF Torso (Tórax ou Abdome) Bobina Cardíaca Bobina de Corpo - Ovation Bobina de Ombro Bobina de Crânio - Head Bobina de Crânio - Head NVPA Bobina de Mama Bobina de Joelho Bobina de Coluna Bobina de Tornozelo Bobina de Cotovelo A visão de um urso em um aparelho de ressonância magnética é algo que você não se vê todos os dias. Mas isso é o que aconteceu com um urso pardo fêmea recentemente na Universidade do Estado de Washington. FOV (FIELD OF VIEW) - CAMPO DE VISÃO MATRIZ Ao contrário da tomografia computadorizada, usamos mudar constantemente as dimensões das matrizes das imagens em RM. Quanto maior a resolução da matriz, particularmente na direção de codificação da fase, maior será o tempo de aquisição da imagem. Com objetivo de reduzir os tempos de aquisição das imagens, também usamos trabalhar com matrizes assimétricas, com a menor dimensão da matriz ajustada na direção de codificação da fase. MATRIZ ALTA MATRIZ BAIXA Matr iz é o número de l inhas e co lunas exi s tentes dentro do seu FOV. A matr iz também pode ser i rregular. PIXEL VOXEL CONTRASTE O tipo de contraste utilizado na RM é o gadolínio que não utiliza iodo. Portanto, seu poder de causar alergias é muito baixo, desprezível quando comparado ao do iodo. (utilizado na TC). É utilizado para diminuir o tempo de relaxamento dos prótons. GADOLÍNIO Mostra a capacidade de visualizar o sistema arterial e venoso. ANGIO RM obrigado
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