2021 06 26 PRINCIPIOS FÍSICOS APLICADOS À RM E SEQUENCIAS DE PULSOS - Prof Andressa

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FÍSICA DA 
RESSONÂNCIA 
MAGNÉTICA
ME Andressa Caron Brey
Conteúdos
• Revisão de matemática
• Revisão de eletromagnetismo
• Revisão de química
• Física da RM
2
REVISÃO MATEMÁTICA
Localização em três dimensões
3
Ponto, linha, plano
• Ponto: uma coordenada
• Linha: ao menos dois pontos
• Plano: ao menos três pontos
4
3 planos: x, y, z
• Dados os pontos, demonstre-os em um 
gráfico:
• A (1; 5; 9)
• B (-7; 0; 0,5)
• C (3; -5,4; -2)
5
REVISÃO DE 
ELETROMAGNETISMO
Campos elétricos, campos magnéticos e equações de 
maxwell
6Experimento 1 e 2
Magnetismo
O magnetismo é uma propriedade fundamental da
matéria. Toda matéria é magnética em algum grau
7
Importante:
Não existe monopolo magnético
Campo Magnético
• Região em torno de um imã onde ocorrem 
interações magnéticas.
• A sua representação é feita através de linhas de 
campo ou linhas de indução (saem do pólo norte e entram no 
pólo sul).
8
Campo Magnético
9
Domínios Magnéticos
Domínios: regiões dentro do material.
Modelo: dividir o material em pequenas regiões, cada uma 
delas tendo uma determinada orientação magnética.
Essas regiões são definidas como domínios magnéticos.
10
Materiais
• Paramagnéticos:
• Diamagnéticos:
• Ferromagnéticos:
• Superparamagnéticos: 
11
Materiais
• Paramagnéticos: platina, madeira, plástico,
oxigênio, tungstênio, manganês, gadolínio
• Diamagnéticos: mercúrio, prata, cobre,
carbono, água, ouro, bismuto, chumbo
• Ferromagnéticos: ferro, níquel, cobalto e
algumas ligas metálicas (alumínio + níquel
+ cobalto)
12Experimento 3
Indução Magnética
• Induzir: agir sobre as propriedades de um 
material sem entrar em contato
• É o fenômeno de imantação de um corpo por 
meio do campo magnético externo aplicado ao 
mesmo.
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Eletromagnetismo
• Maxwell: todos os fenômenos elétricos e magnéticos
podem ser descritos em apenas quatro equações,
conhecidas atualmente como Equações de Maxwell
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Lei de Faraday
“Um campo magnético que varia com o tempo
cria, ou induz, um campo elétrico”
15
Lei de Ampère-Maxwell
“Campos magnéticos podem ser gerados de duas
formas: através de correntes elétricas, que é a lei
de Ampère original, e por campos elétricos que
variam no tempo, que é a correção proposta por
Maxwell”
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Correntes Parasitas
• Também chamada de corrente de Foucault;
• Formada devido às variações do campo 
magnético, de forma circular na superfície 
do material;
• Gira em sentido oposto, gerando um 
campo magnético contrário ao campo 
magnético original;
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REVISÃO DE QUÍMICA
Átomo, ligações químicas, spin
18
Movimentos no átomo
1) Elétrons giram em seu próprio eixo.
2) Elétrons orbitam o núcleo.
3) O núcleo gira sobre o próprio eixo.
RM baseia-se no movimento
giratório (spinning) de núcleos
específicos em tecidos biológicos!
19
20
SPINS
Os princípios em RM baseiam-se no movimento
giratório de núcleos específicos.
• Movimento que deriva de spins individuais de
prótons e nêutrons
• Pares de partículas subatômicas giram em
sentidos opostos, mas na mesma velocidade
Núcleos de massa par
Núcleos de massa ímpar: spin efetivo
Ou momento angular Núcleos ativos em RM
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Grandezas escalares e vetoriais
• Escalar: é simplesmente um número (módulo)
associado a uma grandeza física. Não necessita
de mais nenhuma informação para falarmos dela,
ou seja, grandeza que só depende da escala.
Ex.: temperatura, luminosidade.
• Vetorial: é composta de módulo + direção+
sentido, ou seja, necessita de mais informações.
Ex.: empurrar uma mesa Como? Para onde?
Quanto?
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SPINS
Orientação das partículas carregadas
-1/2
+1/2
Spins pareados!!
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Núcleos ativos em RM
Tendem a alinhar seu eixo de rotação a um 
campo magnético (B) aplicado 
13
1
15
17
19
23
31
39
24
Próton de 1H é o núcleo de interesse para a 
imagem por RM!
Motivos físicos
- Maior sensibilidade de todos os núcleos;
- Abundância natural de 99,98%;
- 1H possui maior momento magnético.
Motivos biológicos
- As características de RMN do 1H nos tecidos 
doentes e normais são diferentes.
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FÍSICA DA RM
26
Princípio de Funcionamento
• Vídeo MRI – excitation and recovery of 
spins
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Alinhamento
• Os spins dos núcleos de hidrogênio ficam no corpo com 
direções diferentes
• Quando eles são expostos ao B0 eles se alinham ao 
campo, paralelo ou anti - paralelamente.
• Isso ocorre porque os spins possuem energias diferentes. 
Aqueles que possuem maior energia se alinham contra o 
B0.
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Alinhamento
Seed
Física Médica
29
Vetor Magnético Resultante
• O M0 é o vetor que representa a somatória de todas as 
orientações magnéticas rotacionais dos prótons.
• Ou seja, é a diferença entre os prótons que estão 
alinhados paralelamente com os que estão 
antiparalelamente.
• RELAXAMENTO: É a perda de energia que o M0 sofre ao 
tentar se re-alinhar com o B0.
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Vetor Magnético Resultante
Radiologia Médica
31
Magnetização Longitudinal
• Os spins estão alinhados ao B0
• Ml(t)=M0 (1-e-t/T1)
Física Médica
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Precessão
• O B0 produz um torque sobre o dipolo magnético do 
núcleo de hidrogênio.
• O núcleo tenta se alinhar ao B0, como consequência, ele 
passa a girar como um pião.
• A taxa de precessão é determinada pela frequência de 
Larmor.
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Precessão
Seed
34
Frequência de Larmor
• É a equação que define a condição de ressonância.
• Calcula a taxa de precessão governada pela intensidade 
do campo magnético. 
• W= γ X B0
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Frequência de Larmor
• Calcule a frequência de Larmor do H+ para um 
equipamento de 1,5 T e 3 T.
• W= γ X B0
• γH2O = 42,58 MHz/T
• B0 = 3 T
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Radiofrequência
• Ao aplicar um pulso de RF, os spins passam a se alinhar 
perpendicularmente ao campo; entrando em ressonância.
• Quando o pulso é desligado, os spins liberam a energia 
acumulada para retornar ao alinhamento inicial.
• O pulso de RF emitido pelos spins é captado pela bobina 
receptora e transformado em imagem.
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Magnetização Transversa
• Spins re-alinhados devido ao pulso de RF.
• É criada apenas quando há emissão de RF.
• Mt (t)=M0.e(-t/T2)
Fisica médica
38
Magnetização
Harvard
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FID
• Free Induction Decay – Lei de Livre Indução ou Lei de 
Indução de Faraday
• A magnetização transversa é dependente do tempo 
(variante) por isso tem capacidade de induzir corrente 
elétrica em uma bobina; ao contrário da magnetização 
longitudinal que é estática por estar em equilíbrio
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Nutação
• É o movimento do vetor magnético durante o processo de 
relaxamento
• Durante a nutação, o M0 apresenta uma precessão.
• Esquema
• Vídeo: pi/2 pulse
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Física Médica
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Flip Angle
•É o ângulo entre o M0 e o plano transverso
•É utilizado para definir o ângulo de excitação do núcleo
Ucla
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Relaxamento
• Durante o relaxamento o M0 libera a energia absorvida e 
volta a se alinhar ao B0.
• Os momentos magnéticos de compõem o M0 perdem a 
magnetização transversa devido à DEFASAGEM, isso 
ocorre simultaneamente mas de modo independente.
44
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Recuperação T1
• Governa o quociente de retorno da magnetização 
disponível para ser desviada novamente para o plano 
transverso
• T1 curto recupera mais Ml, logo possui mais sinal e por 
isso aparece mais brilhante nas imagens ponderadas em 
T1.
• É o tempo necessário para o M0 recuperar 63% de Ml
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Recuperação T1
• A recuperação da magnetização longitudinal é causada
pelo processo denominado de recuperação T1.
• Relaxação longitudinal
• Ml(t)=M0 (1-e-t/T1)
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Declínio T2
• T2 curto defasa mais rápido, perdendo intensidade de 
sinal mais rápido. Por isso aparecem escuros nas 
imagens ponderadas em T2.
• É o tempo necessário para ocorrer a perda de 63% de Mt
48
Decaimento T2
• Tempo necessário para que a magnetização transversa
(Mt) decresça até 37% da magnetização inicial (M0).
• Relaxação transversal
• Mt (t)=M0.e(-t/T2)
49
Ressonância
• Fenômeno no qual um objeto expostoa
uma perturbação oscilante que tem uma
frequência igual a sua frequência natural
de vibração passa a ganhar energia.
• O núcleo ganhará energia e entrará em
ressonância se a energia for aplicada
exatamente na sua frequência
precessional.
50
Ressonância
Exemplo de ressonância: Ponte de Tacoma!
https://www.youtube.com/watch?v=dvRHK4yA8rc
51
Ressonância
• Consequência da ressonância: momentos
magnéticos se movem em fase
(coerentes).
•Fase: momentos estão na mesma posição 
na trajetória precessional em torno de B0
• Fora de fase ou incoerente: momentos 
não estão na mesma posição na trajetória 
precessional.
52
Radiofrequência
• Para fornecer energia ao próton: Radiofrequencia
(RF)
• Ao aplicar um pulso de RF, os spins passam a se alinhar
perpendicularmente ao campo; entrando em ressonância.
• Quando o pulso é desligado, os spins liberam a energia
acumulada para retornar ao alinhamento inicial.
• O pulso de RF emitido pelos spins é captado pela bobina
receptora e transformado em imagem.
53
Relaxamento
• RELAXAMENTO: É a perda de energia que o M0
sofre ao tentar se realinhar com o B0.
• Durante o relaxamento os núcleos de hidrogênio
liberam a energia de RF absorvida e o VME
retorna a B0.
• O relaxamento leva à recuperação da magnitude
longitudinal e ao decaimento da magnetização no
plano transverso.
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Tempo de Repetição (TR)
• É o intervalo de tempo desde a aplicação
de um pulso de RF até a aplicação do
pulso de RF seguinte
• Medido em milissegundos (ms)
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Tempo de Eco (TE)
• O intervalo de tempo desde a aplicação do
pulso de RF até o pico máximo do sinal induzido
na bobina receptora
• O TE corresponde ao grau de declínio da
magnetização transversa
• Medido em milissegundo (ms)
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TR 500 ms
TE 9 ms
T1 T2
TR 2000 ms
TE 100 ms
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AQUISIÇÃO E 
PROCESSAMENTO 
EM RM
ME Andressa Caron Brey
Sinal da RM
• Átomos alinhados paralelamente ao B0
• Emissão de RF
• Átomos se alinham perpendicularmente ao B0
• Interrompe a emissão de RF
• Átomos defasam
• Átomos voltam ao alinhamento inicial emitindo 
RF
• RF é coletada pela bobina
• É formada a imagem
Formação da Imagem
Codificação do Sinal
• Capacidade do sistema em localizar 
espacialmente o sinal em três dimensões
• Função dos gradientes de campo
Gradientes
• Alteração local do B0
• Feita a partir do centro
• Quanto mais alta é a inclinação de gradiente 
(mudança no B0), maior é a diferença de 
precessão entre os núcleos, e vice-versa.
Gradientes
• Três direções:
–Gradiente z: altera a potência ao longo do eixo 
longitudinal do magneto (cortes axiais)
–Gradiente y: altera a potência do B0 ao longo 
do eixo vertical do magneto (coronal)
–Gradiente x: altera a potência do B0 ao longo 
do eixo horizontal do magneto (sagital)
Gradientes
• Funções dos gradientes:
–Defasagem e refasagem do sinal
–Seleção de cortes
–Localização espacial
• No eixo longo (codificação de frequência)
• No eixo curto (codificação de fase)
Defasagem
• Retorno do sinal
Refasagem
• Novo pulso para coleta de sinais de tecidos 
mais lentos
Seleção de Cortes
• Alterar B0 nas extremidades
• Coleta apenas o sinal do 
meio
Espessura de Corte
• Para dar a espessura de corte uma faixa de 
núcleos deve ser excitada: GRADIENTES
• A bobina emissora de RF deve emitir uma faixa 
de diferentes frequências que, embora muito 
próximas, excitarão os núcleos: LARGURA DE 
BANDA
• Espessura do corte:
–Finos: inclinação alta, faixa estreita
–Grossos: inclinação baixa, faixa larga
–O espaçamento é determinado pela espessura
Codificação Espacial
• Alteração controlada e conhecida no B0
• Conhecimento da frequência de precessão
–Maior B0 = maior precessão
–Menor B0 = menor precessão
–Consequência: a posição ao longo do eixo pode ser 
identificada de acordo com a frequência de precessão 
do átomo
• A amplitude da inclinação dos gradientes de 
frequência e de fase determinam as duas 
dimensões do FOV
Codificação de Frequência
• Localiza o sinal no eixo longo da anatomia
Gradiente de codificação de frequência
• A direção de codificação pode ser selecionada 
pelo operador:
–Coronal e sagital: eixo longo corresponde ao eixo z do 
magneto
–Axial: o eixo longo corresponde ao eixo x, mas nas 
imagens axiais de crânio corresponde ao eixo y.
Codificação de Frequência
• É ligado para receber o sinal, por isso pode ser 
chamado de gradiente de leitura
• O ECO é ligado no meio do gradiente de 
codificação de frequência de modo a captar o 
sinal máximo
• O seu grau de inclinação determina a extensão 
da anatomia ao longo do seu eixo: Campo de 
Visão
Codificação de Fase
• Localização do sinal no eixo remanescente, 
geralmente o eixo curto
• Acentua a defasagem
• Ligado antes do pulso de 180º (refasagem)
• O seu grau de inclinação determina o grau de 
defasagem do sinal
Codificação de Fase
• A codificação de fase é determinada de acordo 
com o eixo curto:
–Coronal: o eixo curto encontra-se no encontra-se no 
eixo x
–Sagital: o eixo curto encontra-se no encontra-se no eixo 
y
–Axial: o eixo curto encontra-se no encontra-se no eixo y, 
mas para imagens axiais do crânio, o eixo de 
codificação de fase é o x.
Amostragem
• Teorema de Nyquist:
–Tempo de amostragem: é a duração do 
gradiente de leitura
–Frequência de amostragem: é a razão em que 
são colhidas as amostras durante à 
amostragem
–Faixa de recepção: quantidade de frequências 
coletadas
Espaço K
• É o domínio da frequência espacial, ou seja, nele 
ficam armazenados as frequências e o local de 
origem de cada uma delas
• NÃO É A IMAGEM!!!!!!!!!!!
• Os dados do espaço K são convertidos em 
imagem por transformada de Fourier
Espaço K
Preenchimento do Espaço K
• É preciso alterar a inclinação do 
gradiente de codificação de fase para não 
se preencher a mesma linha do espaço K
• Quando todas as linhas forem preenchidas, 
a aquisição de dados está completa
Preenchimento do Espaço K
• Imagem espelho: os dados acima são 
exatamente iguais aos dados abaixo do eixo de 
codificação de fase
• Linhas centrais: preenchidas com dados 
coletados após o uso de gradientes de 
codificação de fase com pequena inclinação
• Linhas externas: preenchidas com dados 
coletados após o uso de gradientes de 
codificação de fase com grande inclinação
Técnicas de Preenchimento do Espaço K
Parâmetros das Sequências de Pulso
• É uma combinação de pulsos de RF, sinais 
e períodos de recuperação que se 
alternam entre si.
• Os principais são:
–TR
–TE
TR
• O tempo de repetição é o tempo entre dois 
pulsos de RF
• É medido em ms
• Determina o grau de relaxamento T1
• Determina também o número máximo de 
cortes selecionados e codificados
–TR curto, menos cortes
–TR longo, mais cortes
TE
• É o tempo entre a aplicação do pulso de 
RF e o pico máximo de sinal induzido (FID)
• Medido em ms
• Controla o T2, pois determina o grau de 
declínio do Mt
Matriz
• Pode ser quadrada ou retangular
• Depende do número de amostras de 
frequência colhidas e o número de 
codificações de fase realizadas
• Cada pixel possui uma intensidade de sinal
NEX
• Número de excitações
• É o número de vezes que cada sinal é 
amostrado, ou seja, o número de vezes 
que cada linha do espaço K é preenchido
• Relação direta com a RSR:
–Ruído inerente ao sinal
–RSR = √NEX
RSR
• É a relação sinal-ruído
• Afetado:
–DP da área do exame
–Volume do voxel
–TR, TE e flip angle
–NEX
–Largura da faixa de recepção
–Tipo de bobina
RCR
• É a relação contraste-ruído
• É a diferença na RSR de duas áreas 
adjacentes
• Determina a capacidade dos olhos de 
diferenciar áreas de sinal hiper e 
hipointenso
Resolução Espacial
• Controlada pelo tamanho do voxel
• Matriz quadrada melhor resolução que a 
matriz retangular, pois a imagem é 
resolvida igualmente em ambos os eixos
Tempo de Exame
• Tempo necessário para completar a aquisição de dados• Afetado:
–TR
–NEX
–Nº de codificações de fase
• Tempo de exame = TR X nº de codificações de fase X 
NEX
• Movimento do paciente:
–Afeta as imagens em que ocorreram o movimento
–Aumenta o tempo de exame
–Técnicas atuais: corrigem alguns tipos de movimento
Contraste na Imagem
• Hipersinal:
–Sinal intenso, grande Mt, maior amplitude de sinal
• Hiposinal:
–Sinal não-intenso, pequeno Mt, menor amplitude de 
sinal
• Extremos na RM:
–Água:
• Maior frequência de Larmor, recupera Ml mais 
lentamente e perde Mt mais lentamente
–Gordura:
• Menor frequência de Larmor, recupera Ml mais 
rapidamente e perde Mt mais rapidamente
Contraste na Imagem
• Recuperação T1
–Na gordura: curto, hipersinal
–Na água: longo, hiposinal
• Declínio T2
–Na gordura: curto, hiposinal
–Na água: longo, hipersinal
• Densidade de Prótons (PD)
–Diferenças pela quantidade de prótons no volume
–Alta PD: hipersinal
–Baixa PD: hiposinal
Ponderações
• Ponderação T1:
–Diferença dos tempos T1 da água e da gordura
–TR curto
• Ponderação T2:
–Diferença dos tempos T2 da água e da gordura
–TE longo
• Ponderação PD:
–TR longo
–TE curto
Declínio T2*
• É o declínio do FID após o pulso de 
excitação de RF
• Mais rápida que o T2 porque é uma junção 
do T2 com a defasagem do sinal
Referências
1. http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0100-
40422000000500019
2. http://smolkaetcaterva.blogspot.com.br/2011_07_01_archive.
html
3. http://scien.stanford.edu/pages/labsite/2006/psych221/project
s/06/cukur/mri.html
4. Westbrook, C.; Kaut, C.: Ressonancia Magnética Prática
5. Zanlorensi,R.: Notas de aula de Ressonancia Magnética
6. http://practicalfmri.blogspot.com.br/2011/08/physics-for-
understanding-fmri_15.html
7. http://www.springerimages.com/Images/MedicineAndPublicH
ealth/2-MRI0101-01-020
8. http://www.magnet.fsu.edu/education/tutorials/magnetacadem
y/mri/fullarticle.html
http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0100-40422000000500019
http://smolkaetcaterva.blogspot.com.br/2011_07_01_archive.html
http://scien.stanford.edu/pages/labsite/2006/psych221/projects/06/cukur/mri.html
http://practicalfmri.blogspot.com.br/2011/08/physics-for-understanding-fmri_15.html
http://www.springerimages.com/Images/MedicineAndPublicHealth/2-MRI0101-01-020
http://www.magnet.fsu.edu/education/tutorials/magnetacademy/mri/fullarticle.html
ME Andressa Caron Brey
SEQUÊNCIAS DE 
PULSO
• “As sequências de pulso possibilitam-nos controlar a 
maneira pela qual o sistema aplica pulsos e 
gradientes. Dessa maneira são determinadas a 
ponderação e a qualidade das imagens.” –
Westbrook –
• Ou seja, as sequências de pulso acumulam todos os 
parâmetros necessários para a aquisição da imagem 
e como ela será visualizada.
Sequências de Pulso
Sequências de Pulso
• Spin ECO
• Gradiente ECO
• EPI
Classificação das Sequências
• Utiliza um pulso inicial de 90º para colocar o M0 no 
plano transverso, após o pulso é produzido o sinal 
do FID (declínio T2*).
• Para compensar a saída de fase (defasagem) é 
usado um pulso de 180º (refasagem)
• Quando o sinal está novamente em fase o sinal é 
coletado, este sinal é o spin ECO
• Cada pulso de 180º gera um spin ECO separado
Spin ECO
• Spin ECO com um eco: imagens ponderadas em T1
–TE curto e TR curto
• Spin ECO com dois ecos: imagens ponderadas em 
PD e em T2
–PD: TE curto e TR longo
–T2: TE longo e TR longo
Spin ECO
Spin ECO
• Parâmetros:
–T1:
• TE curto: 10-20 ms
• TR curto: 300-600 ms
–T2/PD:
• TE curto: 20 ms/ TE longo: 80 ms
• TR longo: 2000 ms
Spin ECO
• Mais rápida que a spin ECO convencional
• Fator turbo: número de ecos (trem de eco)
–Mistura de ponderações
• V: redução de artefatos metálicos
• D: aumento dos artefatos de movimento
Fast Spin ECO
• Iniciada com um pulso de inversão de 180º
• Quando o sinal começa a se recuperar é emitido o 
pulso de 90º
• O TI (tempo de inversão é o tempo decorrente do 
pulso de inversão ao pulso de 90º)
• O contraste depende da extensão do TI
Inversion Recovery
• STIR
–TI é igual ao tempo de recuperação da gordura ao 
plano transverso
–A gordura é anulada nas imagens T1
–Parâmetros:
• TI curto
• TE curto
• TR longo
Inversion Recovery
• FLAIR
–TI corresponde ao tempo de recuperação do LCR
–O LCR é anulado nas imagens T2 e PD
–Parâmetros:
• TI longo
• TE curto ou longo
• TR longo
Inversion Recovery
• Pulso inclina o M0 em qualquer angulação (flip 
angle), por isso o Mt possui menor magnitude do que 
no spin ECO
• FID seguido do T2*
• Os gradientes é que refasam o sinal
Gradiente ECO
• Imagens ponderadas em T1:
–Alto flip angle, TR curto e TE curto
• Imagens ponderadas em T2*:
–Baixo flip angle, TR longo e TE longo
• Imagens ponderadas em PD:
– Baixo flip angle, TR longo e TE curto
Gradiente ECO
Gradiente ECO
• Parâmetros:
–T1:
• TE curto: 5-10 ms
• TR curto: < 50 ms
• Flip angle: 70º - 110º
–T2*
• TE longo: 15-25 ms
• TR curto com recuperação plena do Ml
• Flip angle: 5º - 20º
–PD
• TE curto: 5-10 ms
• TR curto com recuperação plena do Ml
• Flip angle: 5º - 20º
Gradiente ECO
• Steady State
–Estado de equilíbrio estável
–TR mais curto que os tempos T1 e T2, assim não há 
redução do Mt antes da repetição do pulso
– Imagens em fase ou fora de fase
–Parâmetros:
• Flip angle: 30º - 45º
• TR curto
• TE longo (em fase)
• TE curto (fora de fase)
Gradiente ECO
1. Westbrook, C.; Kaut, C.: Ressonancia Magnética Prática
2. Zanlorensi,R.: Notas de aula de Ressonancia Magnética
3. http://radiographics.rsna.org/content/26/6/e24/suppl/DC1
4. Mazzola, A.A. XI Curso Princípios Básicos de Imagem por Ressonância Magnética. IEP – Hospital 
Moinhos de Vento. Porto Alegre – RS, 2012.
5. http://osbatidoresdeumagrandemergencia.blogspot.com.br/2011/05/sequencias-de-pulso-em-rm.html
6. http://www.mritutor.org/mritutor/gre.htm
Referências
http://radiographics.rsna.org/content/26/6/e24/suppl/DC1
http://osbatidoresdeumagrandemergencia.blogspot.com.br/2011/05/sequencias-de-pulso-em-rm.html
http://www.mritutor.org/mritutor/gre.htm
Difusão, Perfusão, 
Espectroscopia, Funcional
OUTROS MÉTODOS EM 
RM
ESPECTROSCOPIA
Espectroscopia
• Avaliação quantitativa 
dos metabólitos
• Informação química 
expressa em números
• Repetição de sinal
• Pouco sinal adquirido + 
memória do sinal 
(computador)
• Utilização:
• Estudos do cérebro, 
coração, rim, intestino, 
próstata e testículo
Fonte:
Aquisição dos dados
Fonte: Zufíria, 2006
parâmetros
• Metabólitos:
• Identificação dos metabólitos é possível porque 
cada um tem um espectro diferente
• Posição do H na molécula
• Concentração mínima para análise: 0,5 mMol
• A escala pode ser utilizada para todos os 
equipamentos independente do campo 
magnético
parâmetros
• Metabólitos:
• N-acetil aspartato (NAA)
• Marcador de densidade e viabilidade neuronal
• Peq. NAA = alto dano cerebral
• Exclusivo dos neurônios
• 2 ppm
parâmetros
• Metabólitos:
• Colina (Cho)
• Glicerofosfocolina + fosfocolina + fosfatidilcolina
• Metabolito das membranas celulares
• Aumento da população celular ou de membranas 
(formação / processos tumorais) = aumento de colina
• 3,2 ppm
parâmetros
• Metabólitos:
• Creatinina (Cr)
• Creatinina + fosfocreatinina
• Substâncias intercambiáveis
• Fosfatos de reserva e energia celular
• Estável e constante: parâmetro de relação para 
outros picos
• 3,03 ppm
parâmetros
• Metabólitos:
• Lactato (Lac)
• 2 picos (doublet – 1,32 ppm)
• Em condições normais: valores mínimos ou ausente
• Presença: respiração oxidativa ineficiente e há 
glicose anaeróbica
parâmetros
• Metabólitos:
• Mioinositol (ml)
• Neuro-recepção hormônio sensível e possível 
percursor do ácido glucurônico
• Demências corticais (DA)
• 3,56 ppm
parâmetros
• Metabólitos:
• Glutamato (Glu) e Glutamina (Gln)
• Glu é neurotrasmissor excitatório, presente no 
metabolismo mitocondrial
• Gln é regulador da atividadedos neurotransmissores
• Pico é a somatória (Glx): 2,1 a 2,5 ppm
parâmetros
• Metabólitos:
• Lipídios
• TE curto para visualizar
• Processo necrótico
• Pico: 0,8; 1,2; 1,5 e 6 ppm
leitura
• Eixo das abscissas:
• Ppm, representa uma 
pequena frequência de 
medida proporcional à 
utilizada
• Campos mais altos à 
direita
• Desvio químico à 
esquerda Fonte: Stark
Leitura
• Da direita para a 
esquerda:
• 1º pico em 2ppm: NAA
• Picos pequenos 
seguintes: β e γ-Glx, 
pico alto entre eles é o 
2ª RM do NAA (2,6ppm)
• Próximo pico: Cr (3ppm) 
e adjacente há a Cho
• Pico em 3,6 ppm: ml
Fonte:
Visualização normalizada
Fonte: Stark
Fonte: Stark
Visualização normalizada
Fonte: Stark
Fonte: Stark
PERFUSÃO
Perfusão e perfusão labeling
Função
• Microcirculação
• Passagem de artéria para veia: agentes mais 
ativos nos capilares
características
• Perfusão tecidual é mais rápida que a 
difusão tecidual
• Dois métodos de estudo:
• Alteração de sinal por contraste exógeno (Gd
por exemplo)
• Alteração de sinal por contraste endógeno 
(BOLD por exemplo)
Perfusão Labeling
• Arterial Spin Labeling (ASL)
• Monitoramento quantitativo do fluxo 
sanguíneo sem agente de contraste
Fonte:
Aquisição
• Sangue recebe excitação antes da coleta 
dos dados, assim o seu sinal pode ser 
coletado
aquisição
Movimento 
sangue
Tecido
Excitação
Aquisição
resultado
• Sinal dependente do débito cardíaco, 
tempo de percurso, volume estudado e 
velocidade do fluxo
tipos
• PASL: Pulsos únicos e curtos
• CASL: pulsos longos sem interrupção
• PCASL: boa RSR com baixa deposição de 
energia
• VSASL: avaliação de menor fluxo 
DIFUSÃO
Difusão e tensor de difusão
Difusão
Fonte: Adaptado de Mori,
Difusão Pesada (DWI)
• Utilizada em todo o corpo
• Movimento dos prótons do hidrogênio da 
água
• Alterações: mudança no equilíbrio celular 
do tecido
• Anatômica e funcional
Difusão: Movimento Browniano
Fonte: Cabrilo
Aquisição da Difusão
• Dois gradientes
• 1º: acúmulo de energia
• 2º: desvio de fase
• Pulso de 180º entre eles
• Resultado:
• Spins estático: cancelados
• Spins “dinâmicos”: atenuam o sinal
Tensor de Difusão (DTI)
Fonte: Barmpoutis, 2013 
• Orientação e 
mobilidade dos 
spins de 
hidrogênio da 
água
• Microestrutura
Parâmetros do Tensor
• Para a realização da técnica deve-se 
conhecer alguns parâmetros importantes:
• Valor b ou matriz b
• Coeficiente de difusão aparente (CDA)
• Tensor de difusão
Valor b
• Par de gradiente
• Intensidade
• Duração
• Intervalo
• Matriz b
• Tecido anisotrópico = DTI
• DWI: valor b
Coeficiente de Difusão Aparente
• Característica do tecido
• Precisão e reprodutibilidade do sinal
• Depende da orientação das fibras
• Independe do magneto
• Sinal baixo
• Ruído
Coeficiente de Difusão Aparente
• Anisotropia Relativa
• Razão entre a parte isotrópica e a parte 
anisotrópica do tecido
• Anisotropia Fracionada
• Parte anisotrópica do tecido
Tensor de Difusão
• Direção geral da molécula no voxel
• Direções:
• Tecido anisotrópico
• Mínimo 3
• Elipsóide
• Centro: anisotropia
• Extremidades: direção
Fonte: Adaptado de Mori, 1999
Tensor de Difusão
• Direções
• Aplicação do gradiente
• Direção dos tratos
• Depende:
• Região
• Patologia
• Tecidos com múltiplos compartimentos
Aquisição de Dados
• Duas aquisições:
• 1º: DWI com várias direções de gradiente e EPI
• 2º: Mapa de CDA
• Reconstrução na workstation
• Mapa de cores
• Seleção da ROI
Visualização do Tensor
• Fios de Cabelo
• Tractografia
• Renderização do 
mapa de cores
• Direção e forma do 
trato
Fonte: Spinnygz, 2009
Visualização do Tensor
• Luz e Sombra
• Tractografia em 
tons de cinza
• Visualização dos 
tratos posteriores
Fonte: Adaptado de Peeters et. 
al., 2006
Fonte: Peeters et. al., 2006
Aplicações do DTI
Fonte: Fin, 2011Fonte: Peeters et. al., 2006
Fonte: Adaptado de Peeters et. al., 
2006
Fonte: Fujiyoshi et.al., 
2013
Aplicações do DTI
Fonte: Notohamiprodjo et.al.2010
Fonte: Schreiber et.al., 2005
Fonte: Lu et.al., 2008
Fonte: Yamabe et.al., 
2013
Fonte: Froeling et.al., 2011
RESSONÂNCIA 
MAGNÉTICA FUNCIONAL
princípio
• BOLD (blood oxygenation level dependent)
• Razão entre deoxi-hemoglobina 
(paramagnética) e oxi-hemoglobina 
(diamagnética)
Função de resposta dinâmica
Fonte: Mazzola, 2009
Função de resposta dinâmica
1. Linha de base (equilíbrio)
2. Queda inicial (atraso no aumento do aporte sanguíneo)
3. Aumento BOLD (aumento da oxigenação)
4. Pico BOLD (máximo de oxigenação, perdura pelo 
estímulo)
5. Redução BOLD (perca do aporte)
6. Queda (atraso no equilíbrio)
7. Retorno à base (equilíbrio)
paradigmas
• Conjunto de tarefas cognitivas
• BLOCO: estímulo e repouso
Fonte: Mazzola, 2009