RESSONÂNCIA MAGNÉTICA (RNM) - Parte 1

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RESSONÂNCIA MAGNÉTICA (RM)
FÍSICA DA FORMAÇÃO DA IMAGEM EM 
RESSONÂNCIA MAGNÉTICA 
 Exame de diagnóstico clinico por imagem que tem
por finalidade avaliar diferentes partes do corpo
humano;
 A ressonância magnética não usa radiação
ionizante, em vez disso usa um campo magnético
forte e ondas de rádio (radiofrequência) para
produzir imagens digitais detalhadas do interior do
corpo.
DIFERENÇAS ENTRE TC E RM
TC
radiação ionizante
contraste iodado
cortes somente axial
RM
Uso de magnetos
Contraste gadolíneo
Cortes nos três planos 
 O fato dos aparelhos de ressonância não usarem
radiação ionizante é um conforto para muitos
pacientes, assim como o fato dos materiais de
contraste terem uma incidência de efeitos colaterais
muito pequena.
 Outra grande vantagem da ressonância
magnética é sua capacidade de gerar imagens de
qualquer plano.
FÍSICA DA FORMAÇÃO DA IMAGEM EM 
RESSONÂNCIA MAGNÉTICA 
 Funciona pela interação do campo
magnético produzido pelo magneto com os
prótons de hidrogênio do tecido corporal;
 Com a produção dos pulsos de
radiofrequência é produzido um sinal de
eco, coletado por uma bobina receptora
para ser convertido em sinal digital.
VANTAGENS DA RM 
A RESONANCIA MAGNETICA É 
IDEAL PARA:
* Diagnosticar esclerose múltipla 
• Diagnosticar tumores na glândula pituitária e no cérebro 
• Diagnosticar infecções no cérebro, medula espinal ou articulações 
• Visualizar ligamentos rompidos no pulso, joelho e tornozelo 
• Visualizar lesões no ombro
* Diagnosticar tendinite 
• Avaliar massas nos tecidos macios do corpo 
• Avaliar tumores ósseos, cistos e hérnias de disco na coluna 
• Diagnosticar derrames em seus estágios iniciais 
HISTÓRICO DA RM
Felix Bloch
Universidade de Stanford.
Edward Purcell
Universidade de 
Harvard.
Paul Lanterbur
Prêmio Nobel de 
Medicina e 
Fisiologia – década 
de 1970
A Ressonância Magnética Nuclear (RMN) foi
descoberta em 1946 por Felix Block e
Edward Purcell. A técnica vinha sendo
utilizada para a análise in vitro de amostras
de substâncias químicas. Sua aplicação
predominante era na determinação de
estruturas moleculares através do processo
de espectroscopia por ressonância
magnética nuclear.
Na década de 1970 vários pesquisadores,
incluindo Lauterbur, desenvolveram sistemas
que possibilitaram a aplicação da
ressonância magnética nuclear in vivo. Na
década de 1980 as imagens obtidas por RM
começaram a ter seu potencial diagnóstico
reconhecido. As tecnologias empregadas
até os dias atuais visam a redução do
tempo de exame e no melhoramento na
qualidade das imagens obtidas.
Física da formação da imagem em RM
 Os materiais que entram em ressonância
magnética devem possuir propriedades
magnéticas em seu núcleo, como a presença
de pequenos dipolos magnéticos;
 Essas características magnéticas são
individualmente determinadas pela composição
de prótons e nêutrons. Prótons e nêutrons se
comportam como se rotacionassem (spinning)
em torno do seu próprio eixo.
INTERAÇÕES MAGNÉTICAS
Spin nuclear
INTERAÇÕES MAGNÉTICAS
Por que a RM utiliza o átomo de hidrogênio ?
• Abundância no corpo humano;
• Em comparação com todos os outros elementos que compõem o tecido, 
como sódio, fósforo e potássio, o hidrogênio produz um sinal extremamente 
forte
Estrutura do Hidrogênio.
• 1 próton em seu núcleo (+)
• Não possui neutrons
• 1 elétron em sua elétrosfera(-)
Spin nuclear
Física da formação da imagem em RM
 A quantidade de hidrogênio é frequentemente
relacionada a densidade de spins e é a
principal característica do tecido que determina
a intensidade do sinal;
A RM ocorre apenas quando os núcleos
magnéticos estão inseridos em um campo
magnético, tipicamente criados por bobinas
elétricas supercondutoras dispostas
radialmente ao redor do paciente.
Física da formação da imagem em RM
MAGNETOS
 O magneto fornece o campo magnético
estático (de força constante) poderoso em torno
do qual os núcleos oscilam. Existem três tipos
possíveis de magnetos no sistema de RM. Cada
um deles tem características únicas.
TIPOS DE MAGNETOS
SUPERCONDUTORES
RESISTIVOS
PERMANENTES
SUPERCONDUTORES
Possuem correntes elétricas de alta
intensidade, gerando alto campo magnético;
 São refrigerados por Hélio liquído;
 Proporcionam as melhores imagens, porém
são os magnétos mais caros;
RESISTIVOS
Possuem correntes elétricas
ambientes;
 Não necessitam do gás Hélio;
 Limitação na potência do campo
magnético;
PERMANENTES 
Apresentam baixa potência de campo
magnético;
 Melhor utilizado para a realização de
exames de extremidade;
 Baixo custo.
ONDA ELETRO-MAGNÉTICA
Bobina
M
Bateria
+ -
i
Pulso de RF
MOVIMENTO DE PRECESSÃO
 O movimento de precessão pode ser entendido
como uma distorção do spin nuclear em resultado
da ação do campo magnético externo (Bo);
 O núcleo do hidrogênio altera o seu movimento
giratório de uma “linha” para um ”cone” sobre o
próprio eixo;
 Esse movimento é denominado precessão, e
pode ser comparado ao movimento giratório de um
pião no momento em que este começa a perder a
sua força (cambaleio).
MOVIMENTO DE PRECESSÃO
O núcleo do átomo de
hidrogênio responde a força
magnética externa alinhando-
se com o campo magnético.
Nessas condições o seu spin
nuclear sofre distorção e
passa a descrever um
movimento rotacional cônico
em torno do próprio eixo.
NUCLEOS DE HIDROGENIO 
SEM AÇÃO DO CAMPO B0.
NUCLEOS DE HIDROGENIO 
ALINHADOS AO CAMPO B0.
Se aplicarmos um campo externo Bo ao material
paramagnético, seus spins se alinham a Bo:
–Paralelos:
•Menor energia
•Maior quantidade (em geral)
–Antiparalelos:
•Maior energia
Quando o campo magnético 
está desligado ( B0 = 0 ) Quando o campo magnético 
está ligado 
B0
Momentos magnéticos 
orientados aleatoriamente
Momentos magnéticos 
orientados sob ação de B0
 Na ausência de um campo magnético
aplicado, os momentos magnéticos dos
núcleos de hidrogênio tem uma orientação ao
acaso. Quando são colocados num forte campo
magnético externo (chamado B0), seus momentos
magnéticos alinham-se a este campo magnético
externo;
Alguns dos núcleos de hidrogênio alinham-se em
paralelo ao campo magnético, ou seja, (na mesma
direção) enquanto uma proporção menor dos
núcleos alinham-se em direção oposta ao campo
magnético, ou seja, (anti-paralelo).
EQUAÇÃO DE LARMOR
A frequência com que o próton de hidrogênio precessiona 
depende:
1. Da razão giromagnética “ʎ”
2. Do campo magnético a que ele é submetido.
VL = B0 . ʎ
VL = Frequência de precessão: define a quantidade de giros 
por segundos(precessão).
B0= Campo magnético principal: define a intensidade do 
campo magnético do equipamento.
ʎ = Razão giromagnética: constante característica de cada 
átomo. Para o hidrogênio vale: 42,57 MHz/s.
CONSIDERANDO UM EQUIPAMENTO DE 1,5 T (TESLA):
VL = B0 (1,5 T) . (42,57 MHz/s)
W0 = 63,85 MHz/s
1,5 T-------FP do hidrogênio= 63,85 MHz
1,0 T-------FP do hidrogênio= 42,57 MHz
0,5 T-------FP do hidrogênio= 21,2857 MHz
 Para geração do sinal é necessário que todos os spins
precessem na mesma fase e gerem magnetização no plano
transversal;
 Nesse sentido é necessário a aplicação de um pulso de
radiofrequência , na mesma frequência de Larmor para
igualar a precessão dos spins e transferir a magnetização
do plano longitudinal para o transversal.
 Ao desligar-se o pulso RF, o núcleo passa
novamente a sofrer influência de B0 e tenta
realinhar-se com este. Para que isto ocorra, o núcleo
tem de perder a energia que lhe foi dada pelo pulso
RF. O processo pelo qual o núcleo perde esta
energia é denominado relaxamento. Ao ocorrer o
relaxamento, o núcleo volta a realinhar-se com B0;
 O grau de magnetização no plano longitudinal
aumenta gradualmente – isto é denominado
recuperação;
 E de modo simultâneo, porém independente o
grau de magnetização no plano transverso diminui
gradualmente – isto é denominado declínio.
RECUPERAÇÃO T1 E DECLINIO T2
 A recuperação da magnetização longitudinalé
causada por um processo designado como
recuperação T1;
O declínio da magnetização transversa é
causado por um processo designado como
declínio T2.
FUNDAMENTOS DE UM APARELHO DE RM
Campo magnético agindo nas moléculas de
água de baixa energia estas se alinharão
com o campo PRF de 90 graus
deslocamento do plano longitudinal para o
tranverso retirada do PRF
recuperação do plano longitudinal, declíneo do
plano tranverso e sinal na bobina TRF
imagem no computador.
 A aplicação de um pulso de radiofrequência de 90º não é a única forma de
se produzir sinal de RM (eco);
 As diversas composições entre os tipos de orientação e quantidade de
pulsos de RF formam as sequências de pulso.
SEQUÊNCIA SPIN-ECO
• É a sequência mais usada em RM. Esta sequência inicia-se
com pulsos de RF de 90° graus (pulso seletivo), seguido de
um pulso de 180° graus (pulso de refasamento), seguida da
geração de um eco;
• Após o pulso de refasamento, observa-se uma
recuperação do sinal da RM.
SEQUÊNCIAS DE PULSOS 
COMO SE COMPORTA OS SINAIS DE 
LIQUOR E DA GORDURA NA 
PONDERAÇÃO T1
*GORDURA COM SINAL ALTO
*H2O COM SINAL BAIXO
T1 GORDURA BRILHANTE
*GORDURA COM SINAL BAIXO
*H2O COM SINAL ALTO
T2 LÍQUIDO BRILHANTE
COMO SE COMPORTA OS SINAIS DE 
LIQUOR E DA GORDURA NA 
PONDERAÇÃO T2
Recuperação Inversa (IR):
Inicia-se com um pulso de 180º para inverter o
vetor de magnetização e, depois de um período de
tempo TI (tempo de inversão), é aplicado um pulso
de excitação de 90º, que transfere a magnetização
recuperada ao plano transverso;
Em seguida, um pulso de refasamento de 180º é
aplicado para a produção do eco.
Recuperação Inversa (IR):
As estruturas anatômicas e patológicas
apresentam diferentes sinais para cada
ponderação.
Por exemplo, o líquor normal apresenta
hipossinal na imagem T1 e hipersinal na
imagem T2;
Desta forma, é necessário entender o
comportamento das estruturas (líquido,
gordura, músculo, ar, entre outros) nas
diversas ponderações.