Imagens por Ressonância Magnética · •Introdução às IRM. Como são geradas as imagens em Ressonância Magnética? •Mecanismos de contraste em IRM. Do que depende a intensidade

Imagens por Ressonância

Magnética

Carlos E. Garrido Salmon ([email protected])

DFM-FFCLRP-USP

Percurso

Centro de Biofísica Médica

UO, Cuba

FFCLRP, FMRP

USP, Brasil

Instituto de Física de São Carlos

USP, Brasil

Instituto de Estudios Biofuncionales

UCM, Espanha

CCE. Equipos Médicos

MS, Cuba

Centro de Ciências Exatas

UFS, Brasil

1995-1996 1996-2002 2001-2005

2005

2005-2006

2006-2008 2008-Atualmente

Instituto Superior de Ciencias y

Tecnologias Nucleares, Cuba

1992-1996

UNICAP (2003)

UNIFRA (2002)

UFS (2001)

UNESP (2003)UNICAMP (2003)

PUC-RS (2002)

UNEC (2004)UNIFEB (2008)

2001-2010

Cursos de Física Médica

UFRJ (2000)

PUC-SP (1998)

FFCLRP (2000)

Portaria 453 (01/06/1998)-2000

Tal vez.... 2011: IF-USP, UF ABC.

UFU (2010)

Especialização!

Física Médica

• Raios X convencionais.

• Tomografia Comp.

Radiodiagnóstico Radioterapia

Radiação Ionizante

Proteção

radiológica

•Teleterapia

•Braquiterapia

•Dosimetria.

•Proteção.

•Radiobiologia.

Medicina Nuclear

• SPECT.

• PET.

• Radiofármacos.

Física Médica

Radiação não ionizante

• Ondas eletromagnéticas de baixa freqüência

(Diagnóstico e terapêutico).

• Ultra-som (Diagnóstico e terapêutico).

• Luz (Terapia Fotodinâmica, NIRS).

• Ressonância Magnética Nuclear.

• Técnicas espectroscópicas (Raman,

Fluorescência, Infravermelho).

Técnicas neuro-imagenologicas…

Positron emission tomography

CT MRI

PET

Técnicas neuro-imagenologicas

10 m

10 cm

100 m

1 ms 10 ms 100 ms 1 s 1 min 1 h 1 dia 1 semana 1 ano

Neurônio

Sinapse

1 m

1 cm

1 mm

1 m

0,1 m

Coluna cortical

Giro

Cérebro

Voxel (fMRI)

Axônio (Diam.)

Manipulação

de drogasMTS

Poten. Evoc. Profund.

PET

EEG

Téc. ópticas (human)Lesão

(animal)

Tec. ópticas (animais)

IRM, IRMf

MEG

CT

Lesão

(humano)

Patch-clamp

Eletrodo único

Resolução temporal

Res

olu

ção

esp

acia

l

Adaptada de Huettel, S.A., Song, A.W., McCarthy, G., Functional Magnetic Resonance Imaging. 2004.

•Não ionizante.

•Múltiplos mecanismos de contraste.

•Podem ser usados contrastes exógenos e endógenos.

•Gera informação estrutural e funcional sem necessidade de

posterior fusão de imagens.

•Vários testes podem ser executados em voluntários sadios.

•Alta resolução espacial com excelente contraste em tecido

mole.

Por que IRM?

33

2 3

12

1

33

14

30

16

6

789

10

176264

63175

6

7

1

73

35

5

255

4

2009Brasil e as IRM

934 AparelhosPreços (dólares):

350 000 – 2 000 000

Equipamentos novos

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1999 2002 2006 2007 2008 2009

Anos

Ap

are

lho

s e

m f

un

cio

na

me

nto

http://cnes.datasus.gov.br/

Acessado 17 de outubro de 2009

http://cnes.datasus.gov.br/

Objetivos/Roteiro

• Introdução às IRM.

Como são geradas as imagens em Ressonância

Magnética?

• Mecanismos de contraste em IRM.

Do que depende a intensidade do pixel?

• Introdução à RM quantitativa.

Que informações podem ser extraídas?

• Desenvolvimento atual.

Que há de mais recente em IRM?

Imagens por Ressonância Magnética

• Existência de núcleos com spin nuclear 0

(1-3H,7Li,13C,31P...)

Fenómeno de RMN

• Interação com campos magnéticos:

Estacionário (B0) De radiofreqüência (B1)

• Condição de ressonância de B1

(w1 w0= ·B0) Relação de Larmor

RMN como técnica física

RMN

Energia

molecular

Rearranjos

nucleares

Camadas

eletrônicas

internas

Camadas

eletrônicas

de valencia

Orientação

nuclear

Vib

raci

onal

Ro

taci

onal

O. el

etrô

nic

a

RMN e sua sensibilidade

E<<k·T

Niveles Zeeman nucleares

ms=-1/2N+

N-

Não ionizante

ms=+1/2

Tk

E

eN

NBoltzman, em equilibrio:

TkN

e

e

NeNNNNTk

E

Tk

E

Tk

E

21

1

1 0

220

00

Tk

BM

Experimento de RMN

Equilíbrio Excitação Recepção

x

y

z

M

f.e.m.

FID

f.e.m.

Tomográfo de RMN

1

2

A B

C

3

4

5

6

7 8

6 m

4 m 2 m

2 m

Tomográfo de RMN

1

2

A B

C

3

4

5

6

7 8

Tomográfo de RMN

1

2

A B

C

3

4

5

6

7 8

Tomográfo de RMN

Tomográfo de RMN

1

2

A B

C

3

4

5

6

7 8

Tomográfo de RMN

1

2

A B

C

3

4

5

6

7 8

Tomográfo de RMN

1

2

A B

C

3

4

5

6

7 8

Tomográfo de RMN

1

2

A B

C

3

4

5

6

7 8

Como são geradas as

imagens em Ressonância

Magnética?

=

FID

f.e.m.

?

Como codificar?

ttrierrdts ),(3 )()(

Informação intrínseca

da amostra

Frequência de precessão

z

BGtGzBtzB z

zzz onde , )(),( 0

Caso unidimensional:

Codificação: Gerar uma dependência espacial conhecida da fase.

,),( trBtr z

Imposição de campo magnético conhecido

FID

f.e.m.

rderkszki

zz 32

t

zz tdtGtk0

2onde

Após a transformada de Fourier:z

rki

z dkeksr z2ˆ

Codificação espaço-frequência

1 2 3

Gz

t

1

t

2

t

3

t

TF

B0

Campo não

uniforme

controlado

Seleção da fatia

zGyGxGBzyxfzyx0

2,,

z

y

x x

BG z

x

x

BG

y

y

z

BG z

z

Se f constante

Equação do plano

+

Gradiente de seleção Pulso de RF

f: Frequência

a escolher

Eixo z

Gradiente de campo ao longo da direção z Gz≠0

Codificação da fase

tempo

t

1

t

2

t

3

Cortesia de Bernd Foerster, Philips


tempo

t

1

t

2

t

3



tempo

t

1

t

3

t

2



tempo

t

1

t

3

t

2



tempo

t

1

t

3

t

2

Fase acumulada ( ): Área embaixo

do pulso de gradiente:t

tdtGt0



Após um tempo.H.H. Schild, MRI made easy, 1992.

Imagem multi-dimensional

rderks rki 32 t

tdtGtk02

Variável recíprocaEquação da imagem em 3-D

kdeksr rki 32ˆ

Imagem Sinal

Lograr a maior cobertura possível do espaço k

Combinação dos gradientes

rderkszki

zz 32

Caso 1-D:

Sinal

medidoFase

acumulada

Densidade

amostra

Transforma de Fourier

O procedimento geral e os três espaços

Sinal no tempo

(Espaço inverso)

Sinal nas freqüências espaciais

(Espaço direto)

Transformada de Fourier

Espaço projetado

(Imagem)

Sinal no tempo

(Espaço inverso)

Espaço real

(Objeto)

TF

Espaço projetado

(Imagem)

Codifi-

cação

A similitude entre ambos os espaços, detalhe esperado de qualquer

técnica de imagem, é determinada aqui pela cobertura o mais

completa possível do espaço inverso.

O procedimento geral e os três espaços

Do que depende a

intensidade do pixel?

Intensidade=F(?)

Mecanismos de contraste

•Tempos de relaxação (T1,T2)

•Densidade protônica ( )

•Deslocamento químico ( )

•Velocidade (V)

•Suscetibilidade ( ,T2*)

Imagens

convencionais

Espectroscopia

Angiografia, Difusão, Perfusão

RMIf, Nano-partículas

Relaxação

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 50.5

0.55

0.6

0.65

0.7

0.75

0.8

0.85

0.9

0.95

1

Longitudinal (Spin-Rede)

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 50

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

M

t(s)

zM

t(s)

Transversal (Spin-Spin)

2)0()(Tt

et MM)1()0()( 11

0

TtTt

zz eMeMtM

Tempo característico T1 Tempo característico T2

Propriedades de alguns tecidos em 1,5 T

Tecido T1 (s) T2 (ms) *

L. Cére-Esp. 0.8 - 20 110 - 2000 70-230

M. Branca 0.76 - 1.08 61-100 70-90

M. Cinzenta 1.09 - 2.15 61 - 109 85 - 125

Meninges 0.5 - 2.2 50 - 165 5 - 44

Músculo 0.95 - 1.82 20 - 67 45 - 90

Gordura 0.2 - 0.75 53 - 94 50 - 100

*Referido a =111 para solução aquosa de NiCl2 (12 mM)

Reproduzido de http://www.cis.rit.edu/htbooks/mri/inside.htm

Sequências de pulsos: Spin eco

Variáveis TR, TE

2112,1,,,,T

TET

TR

eeATTTETRAS

Aparelho Amostra

T2T1 DP

Bushberg, et al. The Essential Physics of Medical Imaging, 2nd ed., p. 395.

T1

Contraste por T1: Spin eco

211T

TET

TR

eeAS

0TR1T

TRAS0TE

T2T1 DP


DP

Contraste por DP: Spin eco

211T

TET

TR

eeAS

TR AS0TE

Contraste por T2: Spin eco

T2T1 DP


T2

211T

TET

TR

eeAS

TR 2TTE

eASmsTE 50

Sequências de pulsos: Gradiente eco

Variáveis , TR, TE

*2

1

1

cos1

1

*2,1,,,,,T

TE

TTR

TTR

e

e

sene

ATTTETRAS

Aparelho Amostra

Amostra e aparelho

Que informações podem

ser extraídas?

MR images(Signal intensity)

MR spectra

MRI quantitative property(T1, T2, D, Ktrans, MTR, etc.)

Metabolite concentrationTracer concentration

R1

R2

MT

Ktrans

D

Quantitativephysiological maps

(clonogen density, pO2

cellular size distribution)

Biochemical propertiesMolecular receptors

pO2

ρcell

pH

Pvasc

[Cho]

Y De Deene, University Hospital of Gent, Belgium

Técnicas quantitativas em IRM

• Relaxometria.

• Transferência de

Magnetização.

• Espectroscopia.

• Difusão.

• BOLD.

• Perfusão.

• Atividade magnética.

• Espectroscopia.

• Imagens moleculares.

Estruturais: Funcionais:

Exemplos de mapas de T2

Fonte: Carneiro, A. Brazilian Journal of Physics, vol. 36, no. 1A, March, 2006.

210 1 T

TE

T

TR

eeSTES

0ln2

1ln STE

TS

Metabólitos no cérebro (1H-MRS)

Medical Physics, 29, 2177-2197 (2002)

Controle

Paciente (TLE)Metabólitos no músculo (31P-MRS)

Espectroscopia localizada ( )

Chemical Shift Imaging (CSI)

Single Voxel Acquisitions

(SVA)

ppm020406080100120140160180200

Informação

espacial

Informação

espectral

1H, 31P, 13C, 19F, 23Na, 19F

Técnicas de espectroscopia localizada in vivo/Bernd Uwe Foerster.--São Carlos (1998)

Transferência de magnetização

100)M

M1([%]MTR

0

s

Transferência de magnetizaçãoImagem T2 Imagem MT-offImagem T1

Radiology 215, 824-830 (2000)

Imagem MT-on Mapa Mapa + 2 ½ anos

Transferência de magnetização

Diniz, P.R. et al. (2010)

Diffusion Imaging:From Basic Physics to Practical Imaging: http://ej.rsna.org/ej3/0095-98.fin/index.htm

Homem, 53 anos, Gliobastoma

b=0 s/mm2 b=300 s/mm2 b=1200 s/mm2

Mapa de ADC

0

ln 1

S

S

bADC

Mapa de difusão ou de

coeficiente de difusão

aparente (depende das

condições experimentais).

Difusão ( )D

http://ej.rsna.org/ej3/0095-98.fin/page1/rsna98_1.htm

Tensor de difusão

ADCbS

S ln

0

Para uma direção (escalar):

DggbS

Si

T

ii

ln

0Para muitas direções:

XAB

zzzyzx

yzyyyx

xzxyxx

iziziyizixiz

iziyiyiyixiy

izixiyixixix

i

T

i

DDD

DDD

DDD

gggggg

gggggg

gggggg

Dgg

NzNyNzNxNyNxNzNyNx

zyzxyxzyx

ggggggggg

ggggggggg

bA

222

222

222

111111

2

1

2

1

2

1

NS

S

B 1

Para ter solução mínimo 6 direções de gradiente de difusão!yz

xz

xy

zz

yy

xx

D

D

D

D

D

D

X

Tractografia

Voluntário sadio

Imagens de tensor de difusão com 32 direções,

3.0 T, 6:30 min

Paciente

Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism (1999) 19, 701

Contraste

Paramagnético

T1

Perfusão

Perfusão: Arterial Spin Labeling

Imagem marcada Imagem controle

Fluxo sanguíneo cerebral

Sangue arterial como marcador endógeno

Sangue = Plasma + Glóbulos vermelhos + Gl. Brancos

Grupo

hemo

Estrutura da hemoglobina

(4 cadeias polipeptídicas +

grupo hemo)

RM funcional (T2*)

Oxihemoglobina (HbO2): Deoxihemoglobina

Não tem elétrons Um para de elétronsdesemparelhados. desemparelhados.

Diamagnética. Paramagnética.

Nível de oxigenação = Concentração de oxihemoglobina

RM funcional (T2*)

RM funcional (T2*)

RM funcional (T2*)

Movimento de um dedo

Distribuição de campo magnético

Estimulação

magnética

transcraniana

Combinações da informação da fase, sinal complexo

TErBr z

),(

0

3 ),(),( trierrsrdtrs

Desenvolvimento atual•Procura de maior rapidez e mais alta resolução (sistemas

multi-canais).

•Analise de conectividade (Tractografia).

•Desenvolvimento de técnicas funcionais (Mapeamento da

corrente neuronal).

•Dosimetria gel.

•Novos mecanismos de contraste (Elastografia).

•Visualização de maior quantidade de estruturas (Gases

hiperpolarizados).

•Técnicas alternativas de imagens (Outros núcleos, RPE).

•Imagens moleculares (Nano-partículas).

Arranjo de bobinas e multi-canais

Redução de 1.5 a

2 do tempo!

Em desenvolvimento: 128 canais

http://www.mr.ethz.ch/sense/

Como produto:

102 bobinas e 32 canais

Tractografia do cérebro

Mittmann, A., Dissertação de mestrado, 2009, UFSC

100 000 000 000 000 de fios

160 000 km de axônios mielinizados

Y. Iturria-Medina et al. /

NeuroImage 40 (2008)

1064–1076

Conectividade (Tractografia)

Mapeamento de baixos campos:

Phantom: 1.5l com 5 mM

CuSO4 e 0.75 % de NaCl.

Pelo interior do phantom

passou-se dois fios de

cobre de 64 m de

diâmetro e separados uma

distancia de 5 cm com uma

corrente de 20 A.

0

0,5

1

1,5

2

2,5

1

28

55

82

109

136

163

190

217

244

271

298

325

352

379

Volt

agem

na f

on

te (

V)

Número do Volume

Voltagem na saída do Gerador: Teste-T ( =10-4) :

3.56 mm distante

do fio.

Lei de Ampère:

Bz=1.12x10-9 T.

Acrylic recipient - R2 (s-¹) Map

0

0.5

1

1.5

2

2.5

% Dose Map

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Acrylic recipient

Acrylic recipient

Dose Gradient

% Dose Map - Glass Flaks

0

2

4

6

8

10

12

Glass tubes - R2 (s-¹) Map

% Dose Map - Glass Flaks

0

2

4

6

8

10

12

Glass tubes

% Dose Map

Dosimetria gel em braquiterapia

de alta taxa de dose

Marques, T., Fernades, J., Barbi, G., Nicolucci, P., Baffa, O.

Journal of Physics. Vol. 164 (1), pp. 1632-1641. 2009

0 5 10 15 20

0

5

10

15

20

25

30

35

Resolução em dose: 0,66 Gy/s-¹

R2 (

s-¹

)

Dose ( Gy )

Feixe de 10 MV

MAGIC-f

fit linear

-20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

30

40

50

60

70

80

90

100

110

% D

ose

Profundidade ( mm )

PDP para o feixe clínico de 10 MV

PENELOPE MAGIC-f

Linearidade e Curva de PDP

Elastografia de RM

Braço

Cérebro Mama

Estudo de propriedades mecânicas

Análise da propagação das ondas

Phys. Med. Biol. 45, 1591-1600 (2000)

Mapa de intensidade Mapa de fase – 200 Hz

0

-

Resultados: Phantom com radiação

homogênea de 5 Gy

Sílvio Leão Vieira, Antonio Adilton Oliveira Carneiro

Mapa de Intensidade Elastograma

12.5

25.0

0.0

Rigidez

( kPa )

Resultados: Phantom com radiação

homogênea de 5Gy

Corte axial


Phantom submetido a um gradiente de

radiação

Mapa de intensidade Mapa de fase Elastograma

Corte Sagital


Transferência de polarização

Gases nobres: 3He, 129Xe M 104-105

Gases hiperpolarizados

Imagens de He do pulmão de um voluntário

http://www.nottingham.ac.uk/radiology

RESEARCH GROUP QUANTITATIVE MRI IN MEDICINE AND BIOLOGY


Medição não invasiva de hipóxia

19F MRI relaxometry

time

B0 M

R1 [s-1]

Hexafluorobenzene

Linear relationship between 19F spin-lattice relaxation rate

and the oxygen concentration (pO2).

Hexafluorobenzene (HFB) has a single resonance peak.

Fluorocarbon relaxometry using echo planar imaging for

dynamic oxygen mapping (FREDOM).

Correlation with Eppendorf measurements.

Other 19F derivatives (perfluoro carbons, crown ethers)

can be used but compensation for multiple resonances is

required.

Parhami et al, J Phys Chem 87: 1928-31, 1983.

Partículas nano-magnéticas

Marcagem celular em cérebro de ratos

NeuroRx. 2, 250-264 (2005)

Imagem T1 Imagem T2* Imagem composta

Imagens moleculares (Rastreamento de células transplantadas)

O que faz o físico médico?

Problema

(médico)

Método Propostas de

soluções

possíveis

+ =

.....

O que faz o físico nas IRM?

1. IRM quantitativa:

2. Desenvolvimento de hardware.

3. Controle da qualidade.

•Otimização de contraste

(Sequências de pulsos).

•Processamento de imagens

(difusão, funcional, fusão).

• Segmentação e quantificação de

imagens.

•Processamento e interpretação de

espectros.

RESEARCH GROUP QUANTITATIVE MRI IN MEDICINE AND BIOLOGY

MR images(Signal intensity)

MR spectra

Optimize MR

imaging sequences

MRI sequence analysis

Increase sensitivity

through

hyperpolarization

Computer-aided modeling of MRI properties

(Monte-Carlo simulations)(Bloch-Torrey eqn.)

Estrategias em IRM quantitativa

MRI quantitative property(T1, T2, D, Ktrans, MTR, etc.)

Metabolite concentrationTracer concentration

R1

R2

MT

Ktrans

D

Quantitativephysiological maps

(clonogen density, pO2

cellular size distribution)

Biochemical propertiesMolecular receptors

pO2

ρcell

pH

Pvasc

[Cho]

Treatmentoptimization

Prescribed radiation

dose distribution

Molecular radiobiology

Biophysical modeling

Chemotherapy prescription

S

pO2D (Gy)


Otimização de contraste

Desenvolvimento e aplicações clínicas.../Carlos G. Salmon.--São Carlos (2005)

=40°

=20°=15°

=50°

=30°=25°

=60° =70°

Verificação de um Planejamento Radioterápico:

MAGIC-f versus Monte Carlo

• 5 campos de 1x1 cm²

• Ângulos de incidência: 0 /45 /90 /135 /180• Dose por fração: 2,2 Gy

PENELOPE Simulação Monte Carlo

Tensor de difusão

Cortesia do Dr. Bernd Foerster, Philips

zz

yzyy

xzxyxx

D

DD

DDD

D

H2O

H2O

Fibras de matéria branca

1

2

3

Difussão predominate ao longo

da fibra

Processamento de imagens: Tensor de difusão

16 direções de

difusão

independentes

2

2

2

3

i

i

Cortesia do Dr. Bernd Foerster, Philips

Anisotropia

fracionada (FA)

Imagem isotrópica

(Traço)

Processamento de imagens: funcional

Cortesia do Prof. Draulio Barros de Araújo FFCLRP-USP

Fusão e estatística de imagens (SPM)

Cortesia do Dep. Psiquiatria do HC-FMRP

Fusão e estatística de imagens (SPM)

RealignmentSmoothing

kernel

Spatial

normalisation

Standard

template

Image time-series Statistical Parametric Map

General Linear Model

Design matrix

Parameter Estimates

Segmentação e quantificação de imagens

Ano 0

Ano 1

Imagem Máscara branca Máscara cinzenta

Vbranca=310.2 ml Vcinzenta=514.6 ml


Segmentação e quantificação de imagens:

Relaxometria

T2<100 ms


100 ms<T2<150 ms T2>150 ms

ABFM (2008)


ENSEF (2008)


Volumetria

Paciente Controle Paciente. Controle.

25

30

35

40

45

50 Matéria Branca

SPM 5 p=0,000

Classify p=0,754

Fra

çã

o d

o V

olu

me

(%

)

Paciente Controle Paciente. Controle.

30

35

40

45

50

Matéria Cinzenta

SPM 5 p=0,238

Classify p=0,571

Fra

çã

o d

o V

olu

me

(%

)

Pacientes com TLE


Mapa de transferência de magnetizaçãoMT-off

MT-on

Mapa

Espectroscopia in vivode 1H

1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8

1,4

1,5

1,6

1,7

1,8

1,9

2,0

2,1

2,2

2,3

2,4

2,5

2,6

2,7

2,8

Mé

dia

esp

ectr

al, 6

x8

Média espectral, 4x4

Pacientes Controles

B=0.78±0.06 B=0.53±0.15

R=0.86±0.11 R=0.67±0.10

0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8

0,8

0,9

1,0

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

1,7

1,8

Pacientes Controles

B=0.77±0.05 B=0.76±0.11

R=0.91±0.05 R=0.87±0.06

Mé

dia

esp

ectr

al, 6

x8

Média espectral, 4x4

Cho/Cre

NAA/Cre

6 cortes axiais de

3mm incluídos no VOI

Localização do volume de interesse.

Workshop ISMRM (2007)

Espectroscopia in vivo de 1H

Workshop ISMRM (2007)

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

2,2

2,4

2,6

2,8

3,0

3,2

Pacientes

Ipsi-lateral

NA

A/C

re

Controles Pacientes

Contra-lateralPacientes

BC

Pacientes

MC

Controle

Paciente (TLE)

Espectroscopia in vivo de 31P

ABFM (2008)

Controle

Paciente (TLE)

Processamento de espectros

http://www.mrui.uab.es/

Parâmetros técnicos de um TRM

• Intensidade e velocidade.•Homogeneidade.

•Relação sinal ruído e uniformidade.

Magneto Bobinas de gradientes

Transdutores de RF

MagnetosProblema inverso

de eletromagnetismo

IEEE on Magnetics 40, 3378-3381 (2004)

r

Z

Targets Points (t)b

zmin zmax

2L

2D

c

Coil element

IR

Coil Height (H)

Bobinas de gradientes de cabeçaProblema inverso de eletromagnetismo

Otimização numérica

com algoritmo estocásticoz

),z(S),z,(J

i

)mcos()z,(h),z,(Sii

Desenvolvimento e aplicações clínicas.../Carlos G. Salmon.--São Carlos (2005)

Transdutores de RFCampo magnético de RF

Teórico Experimental

-100 -50 0 50 100

-100

-50

0

50

100

Eixo X (mm)

Eix

o Y

(m

m)

NU=18% Unif=27% Inh=118% NU=18% Unif=29% Inh=116%

-100 -50 0 50 100

-100

-50

0

50

100

Eixo X [mm]

Eix

o Y

[m

m]

Braz. J. Phys. 36, 4-8 (2006)

Desenvolvimento de hardware: Gases hiperpolarizados

Magn. Reson.

Med., 51, 869-

873 (2004)

1H: 200 MHz

19F: 188 MHz

3He: 152 MHz

Controle da qualidade

J. Phys. D: Appl. Phys. 37, 1877-1880 (2004)

Caracterização e correção do campo magnético estatico

Controle da qualidade

Martins G. (2010)

Caracterização e correção do campo magnético estatico

Exemplo concreto

Linhas de pesquisa:

•Conectividade cerebral

(estrutural e funcional).

•Acoplamento neuro- metabólico

(fMRS).

•Controle de qualidade.

•Detecção de baixas correntes.

•Quantificação de espectros.

Colaborações:

•Modelos animais.

•Dosimetria gel.

•Luva sensorial (fMRI).

•Quantificação de lipídeos intra-

muscular e no fígado.

•Quantificação de ferro nos

núcleos da base e no fígado.

•Avaliação de córnea.

Uma ou duas vezes por semana:

•Acompanhamento da operação

de 2 equipamentos (1.5 T e 3 T).

Considerações gerais

•Equipamento caro que precisa ser explorado.

•Múltiplas aplicações.

•Interpretação dos resultados mais que

implementar técnicas.

•Paciência!

Sugestõeshttp://www.cis.rit.edu/htbooks/mri/

Tomografia por Ressonância Magnética Nuclear: Novas Imagens do Corpo.

H. Panepucci, J. P. Donoso, A. Tannús, N. Beckmann, T. J. Bonagamba

Ciência Hoje, 4(20): 46-56, set./out. 1985.

As Mais Novas Imagens do Corpo.

A. Tannús, E. L. G. Vidotto, M. J. Martins, H. Panepucci

Ciência Hoje - Suplemento TecHnologia, Vol. 16/no 93, p. 11-14, agosto de

1993.

Imagens do cérebro em ação.

D. B. de Araújo, A. C. Santos, A. Sakamoto, O. Baffa

Ciência Hoje, Vol. 33/no 197, p. 28-35, setembro de 2003.

A RMN e suas aplicações atuais.

T. J. Bonagamba, K. W. Capelle, E. R. Azevedo

Ciência Hoje, Vol. 37/no 221, p. 40-48, novembro de 2005

http://www.ismrm.org/

Oportunidades: ISMRM

(15)

(31)

(0)

(7)

(2)

(2)

Brasil: 3http://www.ismrm.org/jobs/.

Acessado 2 de março de 2010(2)

http://www.ismrm.org/jobs/

Obrigado pela paciência!

Documents

Imagens por Ressonância Magnética · •Introdução às IRM. Como são geradas as imagens em Ressonância Magnética? •Mecanismos de contraste em IRM. Do que depende a intensidade