Aula fisica RNM 2006

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Ressonância Magnética
Princípios Físicos
Prof. Marcelo Queiroz 
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	 Introdução
	 A Ressonância Magnética (RM) refere-se ao uso de campos magnéticos e ondas de rádio para obtenção de uma imagem.
	 A imagem gerada representa as diferenças existentes entre os vários tecidos do organismo, quantidade de Hidrogênio.
1. Definição
Ressonância Magnética
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Slide 2. ... Reconstruída matematicamente.
	 A aquisição é feita de modo não invasivo, com extraordinária resolução espacial, não empregando radiação ionizante. 
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Slide 3. Número de núcleos e na velocidade com que estes núcleos recuperam-se da estimulação por ondas de rádio na presença de um campo magnético.
Janela de RX (10e17,5 – 10e20) Rx e R gama.
10e15 luz visível (violeta,azul,verde,amarela,vermelha)  UV  IV
10e10 microondas
Janela de RM (10e2,5 – 10e7,5) 10e5 ondas de rádio => UHF (frequência ultra-alta),VHF(frequência muito alta), ondas curtas, ondas de rádio-padrão,ondas longas.
A localização do sinal da RMN no espectro eletromagnético. A radiação de maior eenrgia e alta frequência é mostrada numa extremidade. Este grupo inclui os RX e diversas outras formas de radiação ionizante. (TRANSPARÊNCIA E DANO POTENCIAL AO ORGANISMO).
A radiação de menor energia e frequência mais baixa, na faixa da luz visível, IF e UV, é potencialmente mais segura de ser usada, por não ser mais ionizante. Contudo O CORPO NÃO É TRANSPARENTE.
É interessante que à radiação não ionizante de frequência muito baixa e baixo nível de energia, o corpo humano torna-se novamente transparente à radiação nesta parte do espectro. Esta é a janela de frequências explorada pela IRM.
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Outras vantagens:
	 Identificação das estruturas com possibilidade de caracterização tecidos;
	 Obtenção de imagens em quatro planos – axial, coronal, sagital e oblíquos;
	 Obtenção de imagens de vasos sanguíneos, determinando direção e velocidade de fluxo sanguíneo, sem a necessidade de contraste;
	 Uso de contraste paramagnético e não iodado, em caso de pacientes alérgicos a iodo.
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Desvantagens:
	 Tempo de realização dos exames relativamente demorado;
	 Necessidade de cooperação por parte do paciente, evitando artefatos de movimento;
	 Altos custos operacionais;
	 Próteses ou corpos estranhos que podem ser deslocados (dano funcional e anatômico) em portadores de : Clipes cerebrais ou cirúrgicos, Marca passo, DIU, Diafragma, Implantes auditivos e Próteses.
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Claustrofobia e pacientes grávidas nos 3 primeiros meses de gestação, embora não haja nenhum efeito teratogênico ou sobre a evolução da gestação descrito na literatura.
2. Histórico
1946 Fenômeno da RM - Bloch & Purcell 
1952 Prêmio Nobel - Bloch & Purcell 
	 Desenvolvimento da RM como ferramenta analítica 
1972 Tomografia Computadorizada 
	 Primeiras imagens (objeto não-homogêneo) - Lauterbur 
1976 Primeiras imagens (humanas) - Mansfield
1986 Gradiente Eco
2003 Prêmio Nobel - Lauterbur & Mansfield 
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Ressonância Magnética
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Slide 4. 1924 Pauli caracterizou as propriedades magnéticas dos núcleos ao observar o comportamento da luz em um campo magnético. 1930 Stern mediu as propriedades magnéticas dos núcleos de hidrogênio. 1946 Purcell e Block, independentemente, descobriram as propriedades da ressonância do núcleo atômico em um campo magnético, recebendo premio Nobel de física. No per[iodo entre 1950 e 1970, a NMR foi desenvolvida e usada para análises molecular físicas e químicas. 1967 Johns realizou a primeira aplicação biológica, obtendo sinais de animais vivos. 1971 Damadian descobriu diferenças nos tempos de relaxação do H entre tecidos normais e tumores, isso motivou os cientistas a considerarem a RM para detecção de doenças. 1971 Lanterbur, modificou os espectrômetros para fornecer sinais espaciais codificados através da variação linear do campo magnético, obtendo as primeiras imagens de um objeto não homogêneo consubstanciado as primeiras demonstrações de imagens por RM. Em 1973 a TC foi introduzida por Hounsfield. Esta data é importante para a história da MRI porque os hospitais começaram a gastar grandes quantias de dinheiro para medical imaging hardware. A MRI foi primeiramente demonstrada no mesmo ano por Paul Lauterbur em pequenos tubos testes de amostras. Ele usou uma técnica similar de TC (back projection). In 1975 Richard Ernst proposed magnetic resonance imaging using phase and frequency encoding, and the Fourier Transform. This technique is the basis of current MRI techniques. 1976 Mansfield descreveu mas primeiras imagens humanas, focalizando-se mais nas mãos e tórax e em 1977 na cabeça e abdome.
A few years later, in 1977, Raymond Damadian demonstrated MRI of the whole body. In this same year, Peter Mansfield developed the echo-planar imaging (EPI) technique. This technique will be developed in later years to produce images at video rates (30 ms / image). Edelstein and coworkers demonstrated imaging of the body using Ernst's technique in 1980. A single image could be acquired in approximately five minutes by this technique. By 1986, the imaging time was reduced to about five seconds, without sacrificing too much image quality. The same year people were developing the NMR microscope, which allowed approximately 10 mm resolution on approximately one cm samples. In 1987 echo-planar imaging was used to perform real-time movie imaging of a single cardiac cycle. In this same year Charles Dumoulin was perfecting magnetic resonance angiography (MRA), which allowed imaging of flowing blood without the use of contrast agents. In 1991, Richard Ernst was rewarded for his achievements in pulsed Fourier Transform NMR and MRI with the Nobel Prize in Chemistry. In 1993 functional MRI (fMRI) was developed. This technique allows the mapping of the function of the various regions of the human brain. Six years earlier many clinicians thought echo-planar imaging's primary applications was to be in real-time cardiac imaging. The development of fMRI opened up a new application for EPI in mapping the regions of the brain responsible for thought and motor control. In 1994, researchers at the State University of New York at Stony Brook and Princeton University demonstrated the imaging of hyperpolarized 129Xe gas for respiration studies. In 2003, Paul C. Lauterbur of the University of Illinois and Sir Peter Mansfield of the University of Nottingham were awarded the Nobel Prize in Medicine for their discoveries concerning magnetic resonance imaging. MRI is clearly a young, but growing science. 
O Átomo
	Consiste de três partículas fundamentais:
	Prótons : carga positiva
	Nêutrons: não têm carga
	Elétrons: carga negativa
1. Estrutura Atômica
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N
 P+
e-
núcleo
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Propriedades dos Átomos
	Depende do número de prótons, nêutrons e elétrons presentes
	Caracterização de elementos
Número Atômico
Nº de prótons
do núcleo
 Peso Atômico
 prótons + nêutrons
 SPIN 
propriedade do núcleo
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2. Núcleos Ativos
	 Os princípios da RM têm por base o movimento giratório de núcleos específicos presentes em tecidos biológicos.
	 Os núcleos ativos se caracterizam por sua tendência a alinhar seu eixo de rotação a um campo magnético aplicado.
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Slide 6. Ao contrário das imagens de RX, que são produzidas pela atenuação de fótons de RX por elétrons orbitais externos, os sinal RM se origina bem no centro do átomo, com hecido como núcleo. Embora as propriedades químicas de um átomo dependam da estrutura de seus elétrons, as propriedades físicas dependem principalmente do núcleo, que é responsãvel por quase toda a massa do átomo.
O núcleo de todos os átomos, exceto o hidrogênio, contém dois tipos básicos de partículas ou núcleos – prótons e nêutrons. Essas duas partículas juntamente com os elétrons constituem o átomo. Embora o número de prótons positivamente ede elétrons em órbita com carga negativa geralmente seja o mesmo para manter a neutralidade elétrica, o número de prótons e neutrons é muitas vezes diferente. 
Estão relacionados a seguir exemplos importantes de núcleos ativos em RM, juntamente com seu número de massa: H-1,C-13,N-15,O-17,F-19,Na-23,P-31).
Embora os nêutrons não tenham carga efetiva, suas partículas subatômicas se dispõem de forma irregular sobre a superfície do nêutron e esta situação possibilita que o núcleo em que o nêutron está situado seja ativo em RM enquanto o número de massa for ímpar. O alinhamento pode ser medido como o total dos momentos magnéticos nucleares e é expresso como um vetor somatório. A potÊncia do momento magnético total é específica de todo núcleo e determina a sensibilidade à RM.
2. Núcleos Ativos
	 Hidrogênio 1
	Carbono 13
	Nitrogênio 15
	Oxigênio 17
	Flúor 23
	Fósforo 31
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Slide 6. Ao contrário das imagens de RX, que são produzidas pela atenuação de fótons de RX por elétrons orbitais externos, os sinal RM se origina bem no centro do átomo, com hecido como núcleo. Embora as propriedades químicas de um átomo dependam da estrutura de seus elétrons, as propriedades físicas dependem principalmente do núcleo, que é responsãvel por quase toda a massa do átomo.
O núcleo de todos os átomos, exceto o hidrogênio, contém dois tipos básicos de partículas ou núcleos – prótons e nêutrons. Essas duas partículas juntamente com os elétrons constituem o átomo. Embora o número de prótons positivamente e de elétrons em órbita com carga negativa geralmente seja o mesmo para manter a neutralidade elétrica, o número de prótons e neutrons é muitas vezes diferente. 
Estão relacionados a seguir exemplos importantes de núcleos ativos em RM, juntamente com seu número de massa: H-1,C-13,N-15,O-17,F-19,Na-23,P-31).
Embora os nêutrons não tenham carga efetiva, suas partículas subatômicas se dispõem de forma irregular sobre a superfície do nêutron e esta situação possibilita que o núcleo em que o nêutron está situado seja ativo em RM enquanto o número de massa for ímpar. O alinhamento pode ser medido como o total dos momentos magnéticos nucleares e é expresso como um vetor somatório. A potÊncia do momento magnético total é específica de todo núcleo e determina a sensibilidade à RM.
3. Momento Angular
	 É o movimento de rotação de um corpo, diferente de zero, para que ocorra o fenômeno de ressonância.
Momento Angular
Precessão
Ressonância
SINAL
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Slide 7. Devido às leis da indução eletromagnética, núcleos que tÊm carga efetiva e estão em rotação adquirem um momento magnético e são capazes de alinhar-se a um campo magnético externo. Isto ocorre quando o número de massa é ímpar, isto é, há um número par de nêutrons e um número ímpar de prótons ou virce-versa.
O conceito do equilíbrio entre o número de prótons e/ou nêutrons num átomo determina o momento angular do núcleo. Quando contém prótons ou nêutrons não pareados ou ambos, o núcleo apresenta spin e momento angular efetivos. Quando as partículas estão pareadas, o momento angular do núcleo é zero (embora um nêutron seja eletricamente neutro, suas cargas componentes não se distribuem uniformemente e ele pode, portanto, ter um spin efetivo quando não contrabalanceado por um parceiro).
Somente o subgrupo de átomos com prótons e/ou neutrons não pareados (como H-1, Na-23,P-31 e carbono-13) pode ser usado para produzir um sinal na RMN. Embora aproximadamente um terço dos quase 300 núcleos estáveis tenham núcleos não pareados e portanto apresentem um momento angular, somente um subgrupo selecionado destes é de interesse para os sistemas biológicos.
O termo momento angular descreve o momento de rotação de um corpo e deve ser diferente de zero para que ocorra o fenômeno de ressonância. Sem o momento angular, um núcleo não apresenta precessão, ou oscilação, quando colocado num campo magnético. Sem precessão, não vai haver ressonÂncia nem sinal de RMN.
4. O Hidrogênio
	 É o núcleo ativo na RM.
	 Contém apenas um próton (número atômico e de massa 1).
	 Abundante no corpo humano.
	 Apresenta momento magnético grande.
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Slide 8. De todos os átomos com núcleos não pareados, o H é o mais simples por ter apenas um núcleon – um próton. Oátomo mais importante para a IRM é o H – por constituir 2/3 de todos os átomos nos seres humanos. Além de sua grande abundância relativa (química) e isotópica no corpo humano, o hidrogÊncio é altamente magnético e por isso proporciona uma sensibilidade elevada na RM.
A IRM com outros núcleos que não o do H é possível em seres humanos, mas produz imagens cujos sinais são mais fracos, pelo menos em termos de ordem de grandeza, devido à menor abundância ou sensibilidade. Embora o termo “nuclear” tenha sido retirado da designação das imagens médias por RNM, a maioria dos estudos de IRM em seres humanos se baseiam no núcleo do átomo de H. 
4.1 Propriedades Magnéticas
	 O núcleo de hidrogênio contém um próton com carga positiva que efetua uma rotação.
	 O núcleo de hidrogênio tem um campo magnético induzido a sua volta e age como um magneto.
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Slide 9. As leis do eletromagnetismo afirmam que um campo magnético é criado quando uma partícula carregada se move.
A letra M em RMN significa magnética. Como já foi discutido, o núcleo de H é um próton, que é uma pequena partícula positivamente carregada com momento angular ou spin associado.
Esta situação representa uma alça corrente e leva à formação de um campo (ou momento) magnético, com dois pólos (norte e sul). Isto é também designado como momento magnético dipolo. Todos os núcleos usados na IRM tÊm de ter esta propriedade.
O magneto de cada núcleo de H tem efetivamente um pólo norte e um pólo sul de potÊncia igual. O eixo norte/sul de cada núcleo tem propriedades de um vetor, ou seja, tem tamanho e direção e é denotado por uma seta. A direção do vetor designa a direção do momento magnético e o comprimento do vetor designa o tamanho deste.
Os prótons num tecido com um momento magnético dipolo tendem a alinhar-se aos campos magnéticos externamente aplicados. Esses prótons podem ser considerados como agindo como pequenos magnetos em barra. Uma seta ou “vetor” é frequentemente usada para descrever a orientação e a magnitude dos pólos norte e sul do momentomagnético dipolo. 
	Spin UP-Baixa energia=Direção B0 positivo.
	Spin Down-Alta energia=Oposto B0 negativo.
4.1.ALINHAMENTO .
NA AUSÊNCIA DE UM CAMPO MAGNÉTICO, OS MOMENTOS MAGNÉTICOS DOS H+ TÊM ORIENTAÇÃO AO ACASO.
Na presença de um forte campo magnético estático externo, os momentos magnéticos dos H+ se alinham a este campo magnético
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B0
VME
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Slide 11. Em equilíbrio térmico, há sempre menos núcleos de energia elevada que de baixa energia , e por isso os momentos magnéticos dos núcleos alinhados paralelamente ao campo magnético cancelam o número menor de momentos magnéticos alinhados em direção antiparalela. Como há um número maior de momentos alinhados paralelamente, há sempre um pequeno excesso na direção que produz um momento magnético efetivo. Outros núcleos ativos em RM também se alinham ao campo magnético e produzem seus próprios pequenos momentos magnéticos efetivos. Esses momentos magnéticos não são usados na IRM clínica , pois não existem no corpo em abundência suficiente para a aquisição de imagnes adequadas, já que seus momentos magnéticos efetivos são muito pequenos. Entretanto, com bobinas de RF (de radiofrequência) sintonizadas à frequÊncia aproriada e com uma homogeneidade adequada de B0 é possível obterem-se imagnes de outros núcleos ativos em RM. O momento efetivo magnético de H, todavia, produz um vetor magnético siginificativo, que é usado na IRM clínica.
	O momento magnético do H é denominado vetor de magnetização efetiva (VME).
	O campo magnético estático externo é designado como B0.
	A interação do VME comB0 éa base da IRM.
	A unidade de B0 é tesla ou gauss. 1 tesla(T) equivale a 10000 gauss(G).
Ao colocar-se inicialmente os prótons num grande campo magnetico externo, pode-se considerar este campo classicamente como se alinhando com o campo aplicado como pequenos magnetos em barra ou bússolas. O vetor que representa este grande campo magnético externamente aplicado é designado como B0. Por serem extremamente pequenos, os prótons tendem a não obedecer às leis da antiga e clássica física newtoniana, que aproxima o comportamento de objetos ao tamanho de magnetos em barra e bússolas em nosso mundo cotidiano. Em vez disso, objetos do tamanho de prótons e elétrons são mais bem modelados pelas regras da mecênica quÂntica.
Ao contrário dos magnetos em barra ou bússolas newtonianas, que podem se alinhar precisamente com o campo magnéticoaplicado, a moderna teoria quântica limita as possibilidades de orientação de núcleos em rotação. Como demonstraram Stern e Gerlach em seu experimento clássico de 1921, os prótons podem ter apenas uma de duas orientações ou estados: eles ficam paralelos ou antiparalelos ao campo magnético aplicado, que age com instrumento de medida.
Os prótons orientados paralelamente ao campo aplicado estão na condição de baixa energia, que é denominada estado básico. A orientação antiparalela ao campo aplicado é a condição de alta energia, que é designada como estado excitado. Ao serem os prótons colocados no campo magnético, aproximadamente metade deles se alinha em cada direção. Há efetivamente um número ligeiramente maior deles no estado básico, paralelos a B0, devido ao efeito do campo aplicado.
A diferença depende da potÊncia do campo magnético aplicado, mas é pequena em todos os casos. Numa população de 10e6 prótons , aproximadamente um em cada milhão adicional vai estar em posição paralela e não na antiparalela. Embora incrivelmente pequena, a diferença é suficiente para produzir o sinal de RM.
O número total efetivo de prótons num dado paciente ou amostra é muito maior. Cada centímetro cúbico de água tem aproximadamente 10e23 prótons. Para simplificar esses números extremamente grandes, pode-se considerar a soma de todas as orientaçõesmagnéticas rotacionais como uma seta ou vetor único, conhecido como o vetor efetivo do campo magnético (M0). A população de prótons colocados no campo magnético estático teria pois um M0 cuja direção seria paralela a B0 devido ao número ligeiramente maior de prótons na orientação paralela.
Quando um paciente é colocado no foco do magneto, os núcleos de H em seu corpo se alinham paralela e antiparalelamente a B0. Um pequeno excesso de núcleos de H se alinha paralelamente a B0 e constitui o VME do paciente. A diferença de enrgia entre as duas populações aumenta à medida que B0 aumenta. Em consequência disso, em campos magnéticos de potÊncia elevada hámenos núcleos com energia suficiente para passar à população de alta energia. Isto quer dizer que a magnitude do VME é maior em campos magnéticos de alta potência que naqueles de baixa potÊncia, ocasionando um sinal melhor.
Para produzir uma imagem de RM (IRM), coloque o paciente num campo magnético, potente e uniforme. A potÊncia dos campos magnéticos é medida em unidades Tesla (T) (no sistemaSI ou MKS). A potÊncia do campo é também ocasionalmente dada em unidades gauss (do sistema CHS), mais antigas. Tesla é a unidade preferida para as aplicações médicas da geração de imagens por RM.
A potência do campo magnético de muitos sistemas de RM médica varia de 2T a 0,02T de potência. È de interesse o fato de que já foram produzidas imagens em RM utilizando apenas o campo magnético da Terra(0,00005T – 0,5G) - 0,3 equador a 0,7 nos pólos. 
O grau em que um tecido responde ao campo magnético aplicado é denominado sua suscetibilidade magnética. Enquanto muitos tecidos moles do corpo tÊm suscetibilidades semelhantes, algumas substâncias com elétrons não pareados, que são designadas como paramagnéticas ou ferromagnéticas, têm suscetibilidades significamtivamente diferentes. Como exemplo, em tecidos que contÊm algumas formas de FE, pode-se induzir um campo local potente que nos tecidos circunvizinhos.
4.2 Ressonância 
	 Cada núcleo de H+ que constitui o VME está girando sobre seu eixo.
	 A influência de B0 produz uma rotação adicional ou oscilação do VME em torno de B0.
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Princípios Físicos
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Slide 12. Esta rotação secundária é denominada precessão e faz com que os momentos magnéticos descrevam uma trajetória circular em torno de B0. Esta trajetória é denominada trajetória de precessão e a velocidade com que o VME oscila em torno de B0 é designada como frequência de precessão. A unidade de frequência de precessão é o megahertz (MHz), em que 1 Hz equivale a 1 ciclo por segundo e 1 MHz a 1 milhão de ciclos por segundo.
Há duas populaçoes de núcleos de H – alguns núcleos spin down de alta energia e um número maior de núcleos de H spin up de baixa energia. Os momentos magnéticos de todos esses núcleos fazem precessão em torno de B0 numa trajetória precessional circular.
A letra R em RMN designa ressonância. Além de sua ação rotatória, os prótons também oscilam, ou precessam, em torno do eixo do campo magnético aplicado B0. Os prótons podem assim ser considerados como não se alinhando precisamente com o eixo do campo magnético aplicado, mas asc ilando efetivamente a alguns graus de distância do eixo central.
Até mesmo o planeta Terra apresenta precessão. Enquanto todo mundo está familiarizado com o fato de que a Terra efetua uma rotação em torno de seu eixo à frequência de uma revolução a cada 24 horas, aproximadamente, ela também apresenta uma oscilação ou precessão em torno de seu eixo (1 ciclo a cada 20.000 anos).
	 A frequência de precessão é conhecida como frequência ressonante ou de Larmor.
	 A frequência é proporcional à potência do campo magnético.
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Princípios Físicos
 =  x B0
 = Frequência precessional
 = Razão giromagnética H+42,57mhz:t
B0 = Potência do campo magnético estático 
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Slide 13. ... Em homenagem ao físico inglês Sir Joseph Larmor.
A razão giromagnética expressa a relação entre o momento angular e o momento magnético de cada núcleo ativo em RM. Ela é constante e é expressa como a frequência de precessão de um núcleo ativo em RM específico a 1,0T. A unidade da razão giromagnética é pois MHz/T.
A razão giromagnética (ou magnetogírica) relaciona o campo magnético estático à frequência de precessão e varia para núcleos diferentes (ex. , o Na tem uma razão giromagnética diferente daquela do H)
A razão giromagnética do H é de 42,57 MHz/T. A frequê de precessão diferente a diferentes potÊncias de campo.
1,5T – 42,57 MHz/T x 1,5T = 63,86 MHz
1,0T - 42,57 MHz/T x 1,0T = 42,57 MHz
0,5T - 42,57 MHz/T x 0,5T = 21,28 MHz
	 A freqüência de precessão e a velocidade com que VME oscila em torno de B0 e designada como freqüência de precessão.
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Princípios Físicos
	Unidade de medida (MHZ).
	1 HZ=equivale a 1 ciclo por Segundo.
	 1 MHZ=1 milhão de ciclos por segundos.
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Slide 13. ... Em homenagem ao físico inglês Sir Joseph Larmor.
A razão giromagnética expressa a relação entre o momento angular e o momento magnético de cada núcleo ativo em RM. Ela é constante e é expressa como a frequência de precessão de um núcleo ativo em RM específico a 1,0T. A unidade da razão giromagnética é pois MHz/T.
A razão giromagnética (ou magnetogírica) relaciona o campo magnético estático à frequência de precessão e varia para núcleos diferentes (ex. , o Na tem uma razão giromagnética diferente daquela do H)
A razão giromagnética do H é de 42,57 MHz/T. A frequê de precessão diferente a diferentes potÊncias de campo.
1,5T – 42,57 MHz/T x 1,5T = 63,86 MHz
1,0T - 42,57 MHz/T x 1,0T = 42,57 MHz
0,5T - 42,57 MHz/T x 0,5T = 21,28 MHz
	 A ressonância é um fenômeno que ocorre quando um núcleo é exposto a uma perturbação oscilatória que tem uma frequência próxima de sua própria frequência natural de oscilação.
	 Esse núcleo ganhaenergia da força externa e entra em ressonância.
	 A ressonância não ocorre se a energia é aplicada a uma frequência diferente da frequência de Larmor do núcleo.
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Princípios Físicos
	 A energia da freqüência de precessão do H+ a todas as potências de campo, corresponde à faixa de RF do espectro eletromagnético.
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Slide 15. Outros núcleos ativos em RM alinhados com B0 não entram em R porque sua frequência de precessão difere daquela do H. A aplicação de um pulso RF que faz com que ocorra a R denominada excitação. Esta absorção de energia causa um aumento no número de populações de núcleos de H em rotação negativa (spin down), pois alguns dos núcleos em rotação positiva (spin up) ganham energia pela R e tornam-se núcleos de alta energia. A diferença de energia entre as duas populações corresponde à energia necessária para produzir R por excitação. Ao aumentar a potência do campo, a diferença de energia entre as duas populações também aumenta, de tal modo que é necessária mais energia (frequência mais altas) para produzir R.
	 O VME se afasta do alinhamento em relação a B0.
	 O ângulo, segundo o qual o VME sai do alinhamento, é denominado ângulo de inclinação (flip angle).
	 A magnitude deste ângulo depende da amplitude e duração do pulso RF.
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Slide 16. O ângulo de inclinação é geralmente de 90o, isto é, o VME recebe energia sufiente do pulso RF para mover-se 90o em relação a B0.
	B0 é agora designado como eixo/plano longitudinal.
	O plano a 90o em relação a B0 é denominado plano transverso. 
No caso de um ângulo de inclinação de 90o, os núcleos recebem energia sufiente para uma transferência integral do VME longitudinal para um VME transverso. Este VME transverso efetua uma rotação no plano transverso à frequência de Larmor.
Para produzir um sinal de RM que possa ser detectado e processado de modo a criar uma imagem, o vetor de magnetização efetivo deve ser reorientado ao plano transverso, onde vai produzir um sinal nas bobinas receptoras de RF . O plano transverso é aquele plano que é perpendicular (transverso) em relação ao eixo longitudinal principal do sistema. Para mover-se o vetor de magnetização para o plano transversal é necessário aplicar-se um segundo campo magnético. Isto vai empurrar o vetor de magnetização efetivo da posição longitudinal de equilíbrio (paralelo ao campo magnético principal).
	 Os momentos magnéticos dos núcleos de H+ no VME transverso se movem em fase uns em relação aos outros.
	 Fase é a posição de cada momento magnético na trajetória precessional em torno de B0.
	 Em conseqüência da ressonância, o VME fica em precessão em fase no plano transverso.
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Slide 17. Também é necessário trazer-se os prótons a um alinhamento de fase (ou todos eles em rotação juntos). Em termos de mecância quântica, está-se adicionando energia ao sistema e movendo-se alguns dos núcleos para o estado de maior energia. O efeito é o mesmo e o VME está agora no plano transverso para detecção pelas bobinas receptoras de RF.
Os momentos magnéticos que estão em fase encontram-se no mesmo ponto da trajetória precessional em torno de B0 num dado momento, enquanto os momentos magnéticos que estão fora de fase não estão no mesmo ponto na trajetória precessional. Quando ocorre a R, todos os momentos magnéticos passam para a mesma posição na trajetória precessional e ficam em fase.
	Para que ocorra a R do H, é necessário aplicar-se a RF exatamente à frequência de Larmor do H.
	A consequência da R é umVME no plano transverso que está em fase.
	Este VME faz precessão no plano transverso no plano transverso à frequência de Larmor.
Para conseguir isso, o segundo campo magnético aplicado deve ser sincronizado à frequência ressonante dos prótons em precessão. Isto é análogo a tentar-se empurrar uma criança num balanço. O balanço tem uma frequência R natural de oscilação, baseada em seu peso, comprimento e outros fatores. Para adicionar energia e aumentar a amplitude do movimento de balanço efetivo, a frequência do balançar deve ser a mesma que a frequência R natural do sistema (ou estar em R com esta).
O segundo campo magnético oscilante, que é aplicado, não é nada mais que um pulso de RF. Para que haja a R, a frequência da oscilação tem de ser equivalente à frequência R do sistema. Isto é necessário na RMN porque somente o componente do vetor de magnetização no plano transverso pode ser detectado pelas bobinas receptoras de RF.
A amplitude e a duração da RF podem ser controladas para produzir diversos graus de angulação do vetor, do plano longitudinal ao plano transverso. O grau de inclinação do VME, acompanhando o pulso de RF desde o eixo longitudinal até o plano transverso, é designado como ângulo de inclinação (flip angle).
Além de fazer alguns dos movimentos rotação (spins) passarem para o nível de maior energia, o pulso de RF também muda a fase dos prótons, de modo que eles estejam coerentes (em fase). Isto tem o efeito de passar o vetor de magnetização efetivo para o plano transverso. Só é possível detectar-se um sinal com as bobinas receptoras de RF quando os prótons estão precessando em fase.
	 O VME em precessão no plano transverso induz uma voltagem numa bobina receptora.
	 O sinal é produzido quando uma magnetização em fase passa pela bobina.
	 Quando o VME entra em precessão à freqüência de Larmor no plano transverso, induz uma voltagem (sinal) na bobina.
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Slide 18. As leis de indução de Faraday afirmam que se se colocar uma bobina receptora ou qualquer fio condutor na área de um campo magnético em movimento. O VME em movimento produz portanto flutuações do campo magnético no interior da bobina. A frequência do sinal é amesma que a frequÊncia de Larmor – a magnitude do sinal depende do grau de magnetização presente no plano transverso.
Após a aplicação do pulso de RF, o componente do vetor de magnetização no plano transverso (magnetização transversa) induz uma corrente na bobina receptora de RF (de acordo com a lei de Faraday). O sinal detectado (ou corrente induzida) oscila efetivamente à mesma frequência do vetor de magnetização que passa pelo fio. 
No modelo da teoria quântica, a geração de energia de RF é concebida como a emissão de energia quando os núcleos passam a estados de menor energia. Isto é análogo à emissão dos RX pelos elétrons ao passarem a órbitas inferiores nas imagens radiográficas. Os RX contêm muito mais energia (10e12) que um fóton de RF.
Os estímulos de RF detectados constituem todo o sinal da RM. Todos os efeitos de contraste da RM, quer devidos a T1,T2, fluxo, DP, cheimcal shift, suscetibilidade magnética ou outros fatores, manifestam-se como alterações na magnetização transversa detectada pela bobina receptora de RF.
A amplitude inicial do sinal de RF detectado é proporcional ao número de prótons na amostra ou DP: quanto mais prótons estiverem presentes, maior será a intensidade da magnetização. Isto leva a um valor do sinal detectado pelas bobinas receptoras de RF.
Tipos de Imãs
	Supercondutores: Ligas metálicas comportam-se como supercondutores quando submetidas a corrente elétrica a temperatura de 10 kelvin. Podem gerar campos de até 4 T.
	As bobinas devem ser mantidas ~zero absoluto. 
	Para tal utiliza-se nitrogênio líquido isolando o ambiente e a câmara interna e hélio líquido a 4,2 Kelvin na câmara interna no qual ficam suspensas as bobinas.
Tipos de Imãs
O átomo de Hidrogênio
	O corpo humano é feito predominantemente de água e gordura;
	Como a gordura e água possuem vários átomos de hidrogênio (H), 63% do corpo humano é constituído de H;
	Núcleos de H geram sinal de Ressonância Magnética Nuclear;
	Devido à estas razões, a técnica de Imagem Ressonância Magnética gera imagens a partir do sinal de ressonância dos átomos de H;
Spins
	Prótons em constante rotação comportam-se como pequenos ímãs e são chamados simplesmentede “spins”;
“Spins”
	Propriedade fundamental de partículas atômicas, como massa ou carga elétrica;
	Spin é contado em múltiplos de ½ e podem ser + ou -;
	Prótons, elétrons e nêutrons individuais um spin de ½;
	Exemplo: 2H possui um próton, um nêutron e um elétron; Spin total eletrônico é ½ e atômico é 1;
	Duas ou mais partículas com spins de sinais eliminam a manifestação desta propriedade;
	Em Ressonância Magnética Nuclear, são utilizados spins de partículas não pareadas;
Conjunto de spins
	O campo magnético de cada conjunto de spins é representado por um vetor de magnetização proporcional à N+-N-;
Polarização Magnética
	Quando colocados sob um campo magnético externo, o vetor do spin alinha-se com o campo magnético como um ímã;
Precessão
	Além da carga e spin, o núcleo se comporta como um pião sob a ação do campo gravitacional., isto é, adquire movimento de precessão devido a interação deste campo com o campo magnético nuclear.
	A freqüência de precessão depende do campo e do tipo de núcleo
		W = γ B0 γ : constante giromagnética
		W: freqüência de Larmor
Precessão
	Os prótons precessam ao longo do campo magnético de duas formas: paralela e anti-paralela.
	Esta magnetização (M0) é chamada longitudinal.
	A maioria dos núcleos estão na posição de equilíbrio que corresponde ao nível energético mais baixo.
Transição entre estados
	Quando um grupo de spins são colocados sob um campo magnético, eles alinham-se em duas possíveis orientações;
Sinal de Ressonância Magnética Nuclear
	O sinal de Ressonância Magnética Nuclear resulta da diferença entre a energia:
	Absorvida pelos spins que efetuam a transição do estado de baixa para alta energia;
	Emitida pelos spins que simultaneamente fazem a transição do estado de alta para baixa energia;
	O sinal é proporcional à diferença populacional entre os dois estados;
	É a ressonância, ou troca de energia em freqüências específicas entre os spins e o espectrômetro, que faz com que a técnica de Ressonância Magnética Nuclear seja capaz de detectar pequenas diferenças populacionais;
Sinal