Difusao RM - Apresentação I.e .Inf

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Escola Superior de Tecnologia da Sade de Coimbra

Difuso cerebral em RM

Autores:

Carlos Manuel Monteiro Nujo carlosnujo@gmail.com 21200010 Marco Andr Costa Rocha marcostarocha@gmail.com 21200009

Difusao cerebral em RM

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RM, o que ?

A Ressonncia Magntica um fenmeno fsico de troca de energia entre foras peridicas (ondas electromagnticas) e corpos animados de movimento (certos ncleos atmicos).

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Introduo princpios fsicos em RM Tem como base a interaco de um elevado campo magntico com pulsos de radiofrequncia e com os ncleos dos tomos que constituem o corpo humano. Os ncleos em RM, devem possuir um momento angular , ou spin diferente de zero; Na presena de um campo magntico, o ncleo em causa descrever um movimento de acordo com este - precesso;

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Introduo princpios fsicos em RM O ncleo de hidrognio a base da RM, no s pela sua elevada abundncia no corpo humano , mas tambm porque tem elevada sensibilidade magntica. Aps a colocao do paciente num campo magntico externo, potente e uniforme, os protes de hidrognio tendem para se orientar: Paralelamente ao campo ( estado de equilbrio); Anti-paralelamente ao campo (estado de excitao).

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Fenmeno de Ressonncia A resultante magntica Mz muda a sua orientao no espao e vai preferencialmente assumir uma posio no plano transversal ( X,Y ). Troca de energia com uma fora peridica externa (ondas electromagnticas de radiofrequncia).

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Formao da Imagem: O sinal de ressonncia magntica, captado pelas antenas, vai ser localizado e codificado atravs dos gradientes, no espao K (representao dos dados brutos); Posteriormente, o sinal reconstrudo atravs da transformada de Fourier em imagem.T1 Hiposinal Intermdio Hipersinal Hiposinal Hiposinal Hiposinal Hiposinal Hiposinal Depende da concentrao proteica T2 Hipersinal

GUA MSCULO GORDURA AR CLCIO GUA+PROTENA

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Conceitos RM TR ( Tempo de Repetio ) TE ( Tempo de Eco ).

T1 - o tempo necessrio para uma recuperao de aproximadamente 63% da magnetizao longitudinal dos protes de um tecido. T2 - o tempo necessrio para que a resultante magntica no plano transversal decaia at aproximadamente 37% do seu valor original. SEQUNCIAS DE PULSOS :

Inversion Recovery Spin Eco Sequncia Fast Spin Eco ( Turbo Spin Eco ) Sequencia Single Shot Fast Spin Eco Ssfse Etc

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O Que a difuso? As molculas de gua esto em constante movimento, movendo-se desordenadamente em altas velocidades em todas as direces, colidindo umas com as outras; A este movimento d-se o nome de Movimento Browniano; Esta mobilidade resultado da dissipao da energia trmica na forma de energia cintica; Deixa-se cair uma gota de tinta num copo com gua, e observase o tempo que a tinta demora para se difundir; Neste caso, coloca-se no tecido cerebral uma gota de tinta magica, e observvamos o progresso da tinta a difundir-se no tecido.

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Tipos de DifusoISOTRPICA Estrutura e propriedades da difuso so as mesmas em todas as direces; Probabilidade difuso a mesma em todas as orientaes; Exemplos: copo de gua, substncia cinzenta cerebral.

ANISOTRPICA Na presena de barreiras, as propriedades da difuso so dependentes da direco em que so medidas; Exemplos: cristais, fibras nervosas.

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Princpios fsicos da Difuso em RM Para executar estudos de difuso, precisamos primeiro de aplicar gradientes em adio s radiofrequncias e gradientes usados numa sequencia de RM normal; Durante o tempo de eco (TE), os gradientes vo codificar a difuso; A intensidade do sinal vai depender de: S=Soexp ( -bADC ) ADC o Coeficiente de Difuso Aparente; b o Factor de Gradiente;

So a intensidade de sinal obtida quando no so usados gradientes.

Quando o paciente entra no tnel do aparelho, que tem um elevado campo magntico esttico, os spins ficam alinhados na direco do grande magneto;

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Princpios fsicos da Difuso em RM So aplicados 2 pulsos de gradiente de magnitude semelhante, mas de direces opostas, 90 e 180; Quando se aplica o 1 pulso (90): Os spins das molculas de gua ficam fora de fase (no emitem sinal).

Este desfasamento dos spins pode ser devido: Heterogeneidades do campo magntico; Movimento dos spins (difuso).

Quando se aplica o 2 pulso (180): Os spins estacionrios que estavam fora de fase devido s heterogeneidades do campo, voltam a ficar em fase, e emitem sinal; Os spins que no estejam estacionrios, que estejam em movimento (difuso), continuam fora de fase e no emitem sinal.

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Coeficiente de Difuso Aparente e b-factor Para calcular o ADC, so feitas aquisies de imagens ponderadas em Difuso com b-factors diferentes, e atravs da formula, so calculados os valores de ADC para cada pixel, obtendo assim um mapa do ADC; A intensidade do sinal nos pixeis reflecte a fora da difuso nesses mesmos pixeis;

O valor de ADC muito mais alto para o liquido cefaloraqudeo, do que para outros tecidos cerebrais; Numa imagem ponderada em Difuso, o LCR tem hiposinal e os tecidos onde no exista difuso tm hipersinal; O b-factor diz-nos que podemos aumentar a ponderao em Difuso, aumentando o tempo de gradiente ou a fora de gradiente; Deve-se usar sempre os mesmos valores de b-factor como protocolo a seguir, para ser mais fcil ao mdico radiologista aprender a interpretar as imagens.

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Difuso No crebro O crebro complexo e constitudo por muitas estruturas diferentes, como por exemplo, membranas e fibras nervosas; Estas estruturas podem permitir ou no que a gua se mova livremente; Observa-se que o movimento das molculas mais rpido acompanhando o sentido das fibras e mais lento nas restantes direces; No caso das fibras neurais, este efeito intensificado pelos potenciais elctricos gerados pelas bombas de Na/K ; Devido aos spins da gua movimentarem-se como constituintes das clulas, em diferentes concentraes e em compartimentos celulares diferentes, eles vo movimentar-se com diferentes velocidades; Quando a difuso est mais concentrada numa determinada direco, d-se o nome de Difuso Anisotrpica.

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A difuso como um evento molecular Na maioria das imagens clnicas de RM usam-se tamanhos de pixeis da ordem dos milmetros; A informao fornecida pela imagem de difuso vai muito para alm disto, visto estarmos a falar de eventos celulares ou mesmo moleculares em escalas muito menores; Basta os spins sentirem uma ligeira obstruo para que seja logo notada; Pacientes com patologias neurolgicas, que alterem a distribuio da gua nos compartimentos das clulas ou que alterem a capacidade desta passar pelas membranas, vo ter valores de ADC alterados; A difuso a nica tcnica de RM que permite obter este tipo de informao, que de outra maneira seria desconhecida.

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A imagem de difuso na clnica Num ambiente clnico, temos de cumprir vrios requisitos: Limite de tempo (max. 15 min) para cada sequencia (T1W, T2W, DW, etc); 15 a 20 cortes de maneira a cobrir grande parte do crebro; Cortes de 5 a 8mm de espessura; Um TE de 120ms, para obter uma adequada sensibilidade para a difuso.

O melhor compromisso para a pratica clnica de imagem de difuso : 3 eixos (x, y, z); b-factor de 1000; Por vezes, usar-se a tcnica de FLAIR (Fluid Attenuation with Inversion Recovery), para eliminar o sinal do espao LCR.

A separao dos efeitos de relaxamento conseguido atravs do clculo do ADC em vez de se usar apenas imagem ponderada em Difuso; A eliminao da Difuso Anisotrpica conseguida atravs do calculo da mdia dos 3 eixos ortogonais.

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Estudo de difuso de Crebro normal

Difuso

Mapa ADC

Ncleos da base:

Imagens ponderadas em Difuso no adulto demonstram hipossinal nos ncleos da base, este hipossinal deve-se ao depsito normal de ferro nesta rea; Mapas ADC normalmente demonstram reas isointensas, contudo podem aparecer hiper ou hipointensas de acordo com a susceptibilidade paramagntica de artefactos de ferro depositados.

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Estudo de difuso de Crebro normal

Difuso

Mapa ADC

Substncia cinzenta e substncia branca:

A substncia cinzenta em imagens ponderadas em difuso geralmente hiperintensa quando comparada com a substncia branca; Mapa ADC da substncia cinzenta e da substncia branca so no entanto idnticos; Existem vrios registos sobre valores de ADC a aumentar com a idade, contudo este aumento mnimo e observado em todas as partes do crebro.

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Estudo de difuso de Crebro normal

Difuso

Mapa ADC

Plexos corides: