Hiperpolarização em ressonância magnética22

HIPERPOLARIZAÇÃO EM RESSONÂNCIA

MAGNÉTICA

Projeto final em Radiologia

Autor: Tiago M.C. Sequeiros

Nº 10080419

Vila Nova de Gaia – Setembro 2012

OBJETIVOS

• Demonstrar o impacto das doenças pulmonares na qualidade

de vida;

• Conhecer os principais meios de diagnostico de patologia

pulmonar;

• Entender algumas técnicas e limitações da RM Pulmonar

convencional;

• Ficar com a perceção das propriedades dos gases utilizados

em hiperpolarização em RM pulmonar, assim como as técnicas

atualmente disponíveis;

• Perceber as principais patologias em que o uso de gases

hiperpolarizados é vantajoso.

INTRODUÇÃO

• A patologia pulmonar possui grande efeito na qualidade de vida

de um indivíduo.

• Causas - Fatores exógenos - Tabagismo-23%*

• Aperfeiçoamento das técnicas de diagnóstico

• Necessidade de combinar a parte morfológica e funcional

• --»Técnica de gases hiperpolarizados em RM

• Desenvolvida devido à escassez de sinal nos exames de RM

pulmonar.

* Fonte: Estudo colocado no jornal Expresso, dia 31 de Maio de 2012

MÉTODOS DE DIAGNÓSTICO

• Espirometria

• Pletismografia

• Prova de capacidade de difusão do monóxido de carbono

• Cintilografia Pulmonar

Funcional

• Raio –x

• Tomografia computorizada

• Ressonância magnética convencional

• Histologia

MorfológicoRessonância

magnética

Com utilização de gases

hiperpolarizados

TESTES DE FUNÇÃO PULMONAR

Vantagens:

• Informação funcional: ventilação e trocas gasosas

• Disponíveis em meio clínico

• Baixo custo do equipamento

Desvantagens:

• Sem informação regional

• Insensível a doenças em estados iniciais e

progressão gradual

• Problemas no decorrer do exame – incapacidade/

não colaboração do utente

Espirometria

RESSONÂNCIA MAGNÉTICA PULMONAR

• 1978 -» Um dos primeiros exame de RM, ao tórax

Fonte: Exposição no Museu da Ciência em Londres (19/08/2012)

RESSONÂNCIA MAGNÉTICA PULMONAR

• Qualidade da imagem: depende muito da

colaboração do doente.

• Mais-valia: não usar radiação ionizante

• Propriedades físicas: devido à baixa

densidade protónica

Fonte: Biederer J. et all, (2/3), 2012

HIPERPOLARIZAÇÃO

Potencialidade desta técnica:

- Avaliar a densidade de spins

- Avaliar as trocas gasosas efetuadas

em cada região do pulmão

Fonte: http://bjr.birjournals.org/content/76/suppl_2/S118/F1.expansion.html

GASES UTILIZADOS

• 3He

Isótopo raro

Gás inerte, abundante na lua

Insolúvel no sangue

Rácio giromagnético de 32,3MHz/T

Difusibilidade no ar 0,9cm2/s

• 129Xe

Surge como uma mistura de isótopos com abundância natural de 26%

Difunde-se facilmente para o sangue

Rácio giromagnético de 11,78MHz/T

Difusibilidade no ar 0,1cm2/s

MÉTODOS DE POLARIZAÇÃO

• Spin Exchange Optical pumping – SEOP 3He

Fonte: N

acherP. (2008)

MÉTODOS DE POLARIZAÇÃO

• Meta-Stable Spin Exchange Optical Punping MEOP

Fonte: Nacher P. (2008)

MÉTODOS DE POLARIZAÇÃO

• Spin Exchange Optical pumping – SEOP 129Xe

Fonte: Baert A. (2009); Nacher P. (2008)

UTILIZAÇÃO HISTÓRICA DE GASES HP EM RM

• 1994 -» Primeiros estudos de imagens de ventilação com 129Xe em pulmões retirados de um rato . Albert et al.(1994)

• 1995- 1996 -»Estudos in vivo em humanos com 3He

Fonte: Albert et all.(1994)

Fonte: Schmiedeskamp J., (2004)

REQUISITOS PARA A REALIZAÇÃO DE UM EXAME

COM GASES HP EM RM:

• Equipamento de RM, sintonizado para a frequência de

precessão do gás HP

• Antena com um tamanho adequado para envolvimento a 360º

do utente na zona em estudo, angulo de excitação uniforme,

baixo tempo de inoperação entre exames.

• Equipa multidisciplinar com alguma experiência

• Gás hiperpolarizado, devidamente acondicionado

• Sequências de pulso adaptadas

PARÂMETROS USADOS EM ESTUDOS

Autor Sequência TR TE FA Espessura de

corte/espaçamento

matriz Outros

Mc Adams

et all (1999)

GRE 9.5ms 3ms 8º 6/2mm 128x256 FOV 32cm

Gierada et

all (2000)

EPI 40.5ms 12.1

ms

22º 10/--mm 32x64 ETL=32

Salerno et

all (2002)

FLASH 9ms 3.7m

s

10/15º 10/--mm 100x256 FOV

45x50 cm

Cleveland

et all (2010)

SPGRE 7.9ms 1.9m

s

5-7º 15/--mm FOV

40x40cm

CICLO DO 3HE

Fonte: http://www.ag-heil.physik.uni-mainz.de/Dateien/He-cycle.jpg

TÉCNICA MAIS PROMISSORA– XENON

TRANSFER CONTRAST - XTC

• Permite a análise das trocas gasosas

• Fase gasosa -» Fase intermédia -» Fase dissolvida

• Análise do sinal obtido em cada fase

Fonte: Mugler, (2012)

PATOLOGIAS AVALIADAS COM GASES HP

• Avaliação pós transplante pulmonar

Fonte: Morrel G., 2002

PATOLOGIAS AVALIADAS COM GASES HP

• Enfisema

Fonte: Mugler, (2012)

PATOLOGIAS AVALIADAS COM GASES HP

• Enfisema

Fonte: Swift et all, (2005)

PATOLOGIAS AVALIADAS COM

GASES HP

• Fibrose cística

Fonte: Salerno M. et all, (2001)

PATOLOGIAS AVALIADAS COM

GASES HP

• Asma

Fonte: http://www.drpereira.com.br/asma.htm, 14/09/2012

Fonte: Salerno M. et all, (2001)

PATOLOGIAS AVALIADAS COM GASES HP

• Doença pulmonar obstrutiva crónica

Fonte: Gierada et all, (2000)

INDIVIDUO SAUDÁVEL VS DPOC

Fonte: Wild JM. Et all, (2003)

INOVAÇÕES

• 2011 – Polarean investe na comercialização de máquinas

polarizadoras

Fonte: www.polarean.com

SÍNTESE

• Patologia pulmonar- grave problema a nível mundial

• Uso dá técnica de gases hiperpolarizados em RM oferece

informação funcional e estrutural em casos de indivíduos

saudáveis, em estados iniciais de patologia, ou com patologia já

instaurada

• Através da disseminação livre desta técnica de gases

hiperpolarizados, estudos inovadores irão surgir, assim como

novos métodos associados a esta técnica com novos resultados

OBRIGADO PELA ATENÇÃO

Fonte: Imagens fornecidas por Drª Helen Marshall and Prof Jim

Wild, University of Sheffield

Agradecimentos:

Drº Eduardo Ribeiro

Drº Davide Freitas

Drº Ernesto Pinto

BIBLIOGRAFIA

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