Aula - Ressonância Nuclear Magnética

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Ressonância Nuclear 
Magnética
REVISÃO
• A ESTRUTURA DA MATÉRIA E O ÁTOMO
• Todas as coisas existentes na natureza são constituídas de átomos ou 
suas combinações.
• A estrutura de um átomo é semelhante à do Sistema Solar,consistindo 
em um núcleo,onde fica concentrada a massa, como o Sol, e em 
partículas girando em seu redor, denominadas elétrons, equivalentes aos 
planetas.
• ESTRUTURA DO NÚCLEO
• O núcleo do átomo é formado, basicamente, por partículas de carga 
positiva, chamadas prótons, e de partículas de mesmo tamanho mas 
sem carga, denominadas nêutrons.
• O elemento natural mais simples, o hidrogênio, possui apenas um 
próton
HISTÓRICO
•• 19521952 -- FelixFelix BlochBloch ee
EdwardEdward PurcellPurcell
descobriramdescobriram oo fenômenofenômeno
dada ressonânciaressonância magnéticamagnética
•• 19711971 -- RaymondRaymond
DamadianDamadian mostroumostrou queque osos
tecidostecidos ee osos tumorestumores
respondemrespondem dede formaforma
diferentediferente aoao efeitoefeito dodo
campocampo magnéticomagnético oo quequecampocampo magnéticomagnético oo queque
motivoumotivou aa comunidadecomunidade
científicacientífica aa considerarconsiderar aa
ressonânciaressonância magnéticamagnética
comocomo umauma técnicatécnica parapara
detecçãodetecção dede doençasdoenças..
•• 19751975 -- RichardRichard ErnestErnest propôspropôs oo métodométodo
matemáticomatemático parapara formaçãoformação dada imagemimagem porpor
ressonânciaressonância magnéticamagnética (IRM)(IRM)
•• 19921992 –– FoiFoi desenvolvidadesenvolvida aa IRMIRM funcional,funcional,
possibilitandopossibilitando oo mapeamentomapeamento funcionalfuncional dede váriasvárias
regiõesregiões dodo cérebrocérebro humanohumano..regiõesregiões dodo cérebrocérebro humanohumano..
•• 20032003 -- PaulPaul CC.. LauterburLauterbur dada UniversidadeUniversidade dede
IllinoisIllinois ee PeterPeter MansfieldMansfield dada UniversidadeUniversidade dede
NottinghamNottingham foramforam osos ganhadoresganhadores dodo prêmioprêmio NobelNobel
emem MedicinaMedicina porpor suassuas descobertasdescobertas nono campocampo dada
ImagemImagem porpor RessonânciaRessonância MagnéticaMagnética..
1977
Primeira RMN da
Europa instalada
em 1983
O que é RMN ?
A Ressonância Magnética é um método de imagem que aproveita as 
propriedades naturais dos átomos existentes no corpo humano para 
criar uma imagem. Tomando por base a possibilidade de exposição à 
radiação ionizada, a Ressonância Magnética, por não utilizá-la, é um 
método mais inócuo que os Raios X tradicionais ou que a tomografia 
computadorizada
ESPECTRO 
ELETROMAGNÉTICO
Ressonância Magnética : Ressonância Magnética : 101077 HzHz
Radiografia e Tomografia Computadorizada : Radiografia e Tomografia Computadorizada : 10101818 HzHz
1 Bilhão de vezes menos energia que Rx1 Bilhão de vezes menos energia que Rx
O APARELHO
Magneto
Gantry
Mesa
Gantry
MESA DE COMANDO
1. Desktop control 
panel
2. System status 
display
3. Area title
4. Text box
5. Pull down menu
6. Autoview 
window
7. Image slider7. Image slider
8. System activity 
status
9. Window toggle 
button
10. Pop-up window 
button
11. List/Select menu
12. Scroll arrows
13. Control panels
14. Scan operation 
area
Patient Information/Position Panel
Abbreviated Patient 
Information
• Accession Number: Typically prescribed by hospital
• Patient ID: Any combination of numbers, letters and dashes. Limited to 64 
characters. System will notify if identical ID is found.
• Patient Name: Limited to 64 characters and should not be preceded by 
numbers. 
• Rad: Name of radiologist – can be used to specify PI.
• Refer: Name of referring physician – also available for PI specification. 
• Operator: Any combination of 3 characters.
• Patient Position: Typical setting: Supine, Head First, HRBRAIN
Information
Full Info
Keyboard
1. Emergency stop
2. Operator microphone
3. Patient speaker
4. Microphone volume adjust
5. Press to talk
6. Start Scan
7. Pause Scan
8. Stop Scan
7. Pause Scan
8. Stop Scan
9. Move to Scan
10. Stop Move Scan
11. Host Computer Control
12. Functional Keys
13. Keyboard
Selecting a Protocol
Site: Standard Protocols placed by the 
Center. Including:
•BIRN
•fMRI
•fRMI-All
Other: Protocols belonging to each 
group is placed
Protocols selected from any of the 
protocol libraries (Site, GE) can be 
modified and saved in the Site (other) 
Library.
Also available is the Protocol Lockout 
that restricts site protocols by requiring 
password.
1.
2.
3.
4.
Bobina de Recepção para CabeçaBobina de Recepção para Cabeça
CURIOSIDADE!!!
Legenda: P=pênis; Ur=uretra; Pe=períneo; U=útero; S=symphys; B=bexiga; I=intestino; L5=lombar; 
Sc= escroto 
•
Essa imagem mostra o crescimento Essa imagem mostra o crescimento 
do tumor em um cérebro feminino, 
cortado aqui sagital
VANTAGENS e DESVANTAGENS
Vantagens
• O uso de meios de contraste paramagnéticos possui muito
menos riscos que os utilizados na TC;
• Tem grande capacidade de obtenção de imagens em diversos
planos, sem necessidade de reposicionamento do paciente e
sem perda de qualidade da imagem;
Não utiliza radiações ionizantes e atualmente não existem Não utiliza radiações ionizantes e atualmente não existem
riscos comprovados para o doente ou pessoal profissional;
• Produz menos artefatos;
 Potencial para as determinações de fluxo de forma direta e 
para visualizar os vasos sanguíneos, sem recorrer a meios de 
contraste;
• Tem grande potencial para a detecção de zonas de 
hemorragia
Desvantagens
 O tempo de análise é muito superior a outras técnicas, como 
por exemplo, a TC;
• Está contra-indicado em doentes com marca-passos, corpos 
estranhos metálicos na órbita ou canal espinal. Pois, pode estranhos metálicos na órbita ou canal espinal. Pois, pode 
causar dano irreparável;
• Menos sensível que a TC para tecidos moles calcificados, 
fraturas sem afastamento ou proliferação óssea;
• É o método de imagem mais caro.
RMN
• Nuclear - Pertence ao núcleo de um átomo, composto de prótons 
e nêutrons ou, no caso do núcleo de hidrogênio, composto de um 
próton somente. 
• Magnética - Os movimentos do núcleo são controlados com 
campos magnéticos.
• Ressonância -É um fenômeno onde o objeto exposto a uma 
perturbação oscilante, com freqüência igual a sua própria 
• Ressonância -É um fenômeno onde o objeto exposto a uma 
perturbação oscilante, com freqüência igual a sua própria 
freqüência natural de vibração, passa a ganhar energia.
Ímãs
• Os ímãs estão divididos em pólos chamados de NORTE e SUL
• Os pólos de mesmo nome se repelem e os pólos de nomes 
opostos se atraem
MAGNETOS
• Resistivos- consistem em muitas voltas de fios enrolados ao redor de um
cilindro por onde passa uma corrente elétrica. Isso gera um campo
magnético. Se a eletricidade for desligada, o campo magnético também se
desliga. Esses magnetos requerem grandes quantidades de eletricidade
para operar devido à resistência natural no fio. Para fazer esse tipo de
magneto operar acima do nível de 0,3 tesla seria extremamente caro.
• Permanente -. Seu campo magnético sempre está presente e
com força total. A principal desvantagem é que são pesados
demais: pesam muitas toneladas no nível de 0,4 tesla. Um
campo mais forte precisaria de um magneto tão pesado que
seria difícil construí-lo. E embora esse tipo de magneto
esteja ficando cada vez menor, ainda está limitado a campos
com pouca intensidade.com pouca intensidade.
• Supercondutores Um magneto supercondutor é um pouco
semelhante a um magneto resistivo:. A diferença importante
é que o fio é continuamente banhado em hélio líquido a uma
temperatura de -233,5° C. Esse frio quase inimaginável faz
com que a resistência no fio caia a zero, reduzindo
dramaticamente a necessidade elétrica do sistema e
tornando muito mais econômica sua operação. Os sistemas
supercondutores ainda são muito caros, mas podem facilmentesupercondutores ainda são muito caros, mas podem facilmente
gerar campos quevão de 0,5 tesla a 3,0 tesla.
SUSCEPTIBILIDADE MAGNÉTICA
• Ferromagnéticos: alta suscetibilidade magnética 
(ferro, aço, cobalto níquel...)
• Diamagnéticos: baixa suscetibilidade-repulsão 
(zinco, bismuto, cloreto de sódio, ouro, 
mercúrio...) mercúrio...) 
• Paramagnéticos: baixa suscetibilidade-atração 
(alumínio, platina, oxigênio, gadolínio...) 
1,5 Teslas = 30.000 x campo magnético da Terra1,5 Teslas = 30.000 x campo magnético da Terra
Cuidados para qualquer pessoa !!Cuidados para qualquer pessoa !!
ContraContra--indicações para RMNindicações para RMN
MARCADORES CARDIACOSMARCADORES CARDIACOS
CLIPS DE ANEURISMAS CEREBRAIS
IMPLANTES COCLEARES
FERIMENTOS POR ARAMAS DE FOGO 
( balas,projéteis...)
ALGUMAS PROTESES METALICAS ESPECÍFICAS
IMPLANTES OCULARES
Há varias outras situações...
PRÉ EXAME EM RMN
• Antes de marcar o exame, verifique com ele ou com o médico 
responsável pelo encaminhamento se ele não tem um marcapasso 
ou outros implantes contra-indicados
• Tente verificar se ele pode sofrer de claustrofobia, contudo 
tenha cuidado ao interrogar o paciente.
• Ao marcar o exame informe o paciente todo procedimento, desde • Ao marcar o exame informe o paciente todo procedimento, desde 
a segurança até detalhes do exame. Isso diminuirá a ansiedade
• Pedir que o paciente e seus familiares/amigos removam todos 
cartões de crédito, artigos metálicos não fixos, chaves, jóias e 
etc.
• Verifique a presença de piercings no corpo( qualquer parte do 
corpo pode ser perfurada).
Sugestões para lidar com o 
paciente
• Fazer com que o paciente feche os olhos ou colocar uma toalha 
de papel sobre sua face;
• Remover-se o travesseiro para que o rosto do paciente fique 
mais longe do teto do magneto pode ajudar;
• Dizer que o magneto é aberto em ambas as extremidades e que e 
que eles não estão tapados/fechados, pode ser muito 
reconfortante reconfortante 
• Encoraje um familiar/amigo a acompanhá-los e a manter contato 
físico com eles durante todo exame. O operador deve comunicar-
se sempre com o paciente durante o exame para verificar se ele 
está bem. 
CONCEITOS IMPORTANTES
Toda carga elétrica em movimento gera campo magnético
• Todo campo magnético exerce uma força sobre uma carga 
elétrica em movimento
BASES FÍSICAS DA RMN
Tecido Humano
Moléculas
Átomos
Carbono
Fósforo
Cálcio
Hidrogênio
FlúorFlúor
Sódio
Potássio
Nitrogênio
Átomos
Eletrosfera Elétrons
Núcleo Prótons e Nêutrons
Por que o Hidrogênio é o átomo 
escolhido no exame de RMN?
• É o mais abundante em nosso organismo (1019 em 1mm3 de 
tecido)
• O conteúdo de água ( e, portanto de H ) é diferente entre 
tecidos doentes e normais.
• Apresenta a maior sensibilidade à ação de campos magnéticos • Apresenta a maior sensibilidade à ação de campos magnéticos 
(maior constante giromagnética).
VAMOS ENETENDER
• Propriedades do Hidrogênio
O núcleo do átomo de Hidrogênio está 
constituído de um único próton (p)
Este próton, algo igual ao nosso planeta, 
está girando constantemente ao redor do 
S
está girando constantemente ao redor do 
seu próprio eixo
Se diz que ele possui Spin S com
sentido definido
p
O Spin
É uma propriedade natural das partículas que possuem carga
elétrica ou massa e pode ser definido como o movimento de rotação
do corpo em torno do seu próprio eixo
SSSS
+ 1/2 - 1/2
• Propriedades magnéticas do Hidrogênio
A carga atribuída ao próton (+) também se 
movimenta ao redor do próprio eixo
O movimento de cargas elétricas gera 
uma corrente elétrica, e...
Uma corrente elétrica cria um 
campo magnético ao seu redor
Com um polo norte, um polo sul e um 
momento magnético (  )
Ou seja, os núcleos dos átomos de 
hidrogênio podem ser vistos como 
pequenos ímãs !
Ressonância Magnética
1 - Alinhamento1 - Alinhamento
2 - Transmissão de Energia
3 - Recepção de Energia
OBS: Quando o campo magnético da ressonância está 
desligado ( Bo = 0 )
Equilíbrio Equilíbrio 
TermodinâmicoTermodinâmico
Estado Natural : alinhamento aleatórioEstado Natural : alinhamento aleatório
Núcleo de HidrogênioNúcleo de Hidrogênio
(Próton)(Próton)
Carga PositivaCarga Positiva
Alinhamento
Núcleo de HidrogênioNúcleo de Hidrogênio
(Próton)(Próton)
Carga PositivaCarga Positiva
Movimento GiratórioMovimento Giratório
(Momento Angular)(Momento Angular)
Alinhamento
Núcleo de HidrogênioNúcleo de Hidrogênio
(Próton)(Próton)
Campo MagnéticoCampo Magnético
(Momento Magnético)(Momento Magnético)
OBS: Quando o campo magnético da 
ressonância está ligado ( Bo ≠ 0 )
Movimento GiratórioMovimento Giratório
(Spin nuclear)(Spin nuclear)
Carga PositivaCarga Positiva
Alinhamento
NN
MoMo
Momentos magnéticos 
orientados sob ação de B0
SS BoBo
Alguns Prótons se AlinhamAlguns Prótons se Alinham
alinhamento paralelo estado de menor energia
alinhamento anti-paralelo estado de maior energia
B0
alinhamento anti-paralelo estado de maior energia
E
sem campo
aplicado
com campo aplicado
Ressonância Magnética
• 1 - Alinhamento• 1 - Alinhamento
• 2 - Transmissão de Energia
• 3 - Recepção de Energia
Transmissão de Energia
O campo magnético Bo obriga os núcleos do Hidrogênio a 
realizar um movimento chamado de precessão (como o roda-
pião)
 Freqüência deprecessão
A velocidade deste movimento
B0
A velocidade deste movimento
é caracterizada através da
freqüência de precessão 
A freqüência de precessão
 é importante devido a
sua relação com o
fenômeno de ressonância
Transmissão de Energia
NN
PrecessãoPrecessão ::
Frequência ExataFrequência Exata
para cadapara cada átomoátomo
e para cadae para cada campocampo
SS
BBoo
Os prótons estão ‘girando’ numa frequência conhecidaOs prótons estão ‘girando’ numa frequência conhecida
== ..BBoo
constanteconstante campocampo
((H+H+)) = 42,587 MHz/T= 42,587 MHz/T
Movimento de precessão
Assim como o peão tenta se orientar ao campo gravitacional
o próton do Hidrogênio tenta se alinhar ao campo magnético B0
A taxa de precessão, ou freqüência angular (  ) é governada
pela força do campo magnético externo ( B0 ) e é expressa
através da Equação de Larmor (equação fundamental da
IRMN e que define a condição de ressonância)
 =  x B0
 - é a razão giromagnética (constante específica de cada
elemento
O núcleo de Hidrogênio possui uma constante giromagnética
de 42,5 MHz/ T, ou seja, se o campo magnético for de 1,5
Tesla o núcleo de Hidrogênio irá precessar a 63,75 MHz
• As ondas de radiofreqüência são ajustadas para a 
freqüência de Larmor dos átomos de hidrogênio. 
Fazendo com que os átomos entrem em 
ressonância, ganhando assim energia. 
Fornecendo energia aos átomos de hidrogênio eles irão 
se deslocar em 180° ou 90°. Desligando a RF os 
átomos tendem a voltar a sua posição de equilíbrio. O 
tempo necessário para esse retorno pode ser expresso 
de duas maneiras
Campo Magnético Variável BCampo Magnético Variável B11::
frequência = frequência do átomofrequência = frequência do átomo
perpendicular ao campo principal Bperpendicular ao campo principal B
BB11
perpendicular ao campo principal Bperpendicular ao campo principal B
BB
O vetor resultante dos prótons se inclina em 90 grausO vetor resultante dos prótons se inclina em 90 graus
9090oo
BoBo
MoMo
• Ressonância Magnética
• 1 - Alinhamento• 1 - Alinhamento
• 2 - Transmissão de Energia
• 3 - Recepção de Energia
Recepção de Energia
Campo variável BCampo variável B11 desligado:desligado:
O vetor resultante dos prótons volta à posição originalO vetor resultante dos prótons volta à posição original
• Quando o pulso de RF é desligado, os prótons de 
hidrogênio começam a retornar lentamente (em 
termos relativos) aos seus alinhamentos naturais
dentro do campo magnético e liberam o excesso de 
energia armazenada. Ao fazer isso, eles emitem um 
sinal que a bobina recebe e envia para o computador. 
Esses dados matemáticos são convertidos por meio de Esses dados matemáticos são convertidos por meio de 
uma transformada de Fourier, emuma imagem que 
podemos colocar em um filme. E é por isso que falamos 
tanto que este é um exame de "imagens". 
Detectores (Antenas)Detectores (Antenas)
Tempo de relaxamento típico de 
alguns tecidos
Tempo de Relaxamento T2
Tempo de Relaxamento T1
recuperação
63%
T1 é o tempo para que o sinal RM recuperar 63% de seu valor máximo
T1
decaimento
37%
T2
T2 é o tempo para que o sinal de MR caia para 37% de seu valor máximo.
ML
M
recuperação
63%
T1
MT
decaimento
37%
T2
• IMAGENS MAIS UTILIZADAS
T1 T2AXIAL AXIAL
T2 T1
Qual é T1 e T2 ?
T2 T1
Ausência 
BaixBaixoo sinalsinalBaixBaixoo sinalsinal
IsoIso--sinalsinal
Alto Alto sinalsinal
Sinal de RMN
• Tempo de Repetição (TR): é o tempo medido entre dois pulsos de 
RF (90º).
90º 180º 90º
Tempo de RepetiçãoTempo de Repetição
• Tempo de Eco (TE):é o tempo medido entre a aplicação do pulso de RF 
(90º) e amplitude máxima do sinal de RM.
90º 180º
Tempo de Eco
Resumindo...
Parâmetro T1 T2
TR (ms) 400-600 1,500-3,500
TE (ms) 5-30 60-150
CONTRASTE
• O contraste mais utilizado é o gadolínio, que é uma 
substância paramagnética.
Pode apresentar alguns efeitos colaterais como:
Cefaléias leves e transitórias em 9,8% dos casos
Náuseas em 4,1% 
Vômitos em 2%
NÃO HÁ CONTRA INDICAÇOES CONHECIDAS AO USO 
DO GADOLÍNIO, NO MOMENTO !!!!
• Porém, há situações em que deve-se ter cuidado para 
administrar gadolínio:
• Distúrbios hematológicos( anemia falciforme)
• Gravidez • Gravidez 
• Mães amamentando
• Histórico de alergia anterior
Sistema de RMN
O sistema de RMN é composto por:
• Mesa de Comando
Magneto: criação do alto campo magnético
•• Amplificador de RFAmplificador de RF: geração do pulso de RF: geração do pulso de RF
•• Bobinas de GradienteBobinas de Gradiente: aquisição das imagens: aquisição das imagens
••Bobinas (“antenas”) de RMN: Bobinas (“antenas”) de RMN: captação do sinal de RMNcaptação do sinal de RMN
A- Bobina para membro / B- Bobina de volume para pescoço / C- Bobina de 
superfície plana / D- Bobina para cabeça / E- Bobina pata ATM (bilateral) / 
F- Bobina para ombro / G- Bobina para punho / H- Bobina para coluna
Mama
FUTURO
• Nossa capacidade de visualizar o sistema arterial e venoso 
melhora a cada dia.
• O mapeamento das funções do cérebro (examinar o cérebro de 
uma pessoa enquanto ela realiza uma tarefa física específica, 
como apertar uma bola ou olhar um tipo específico de foto) está 
ajudando os pesquisadores a compreender melhor como funciona 
o cérebro