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Ressonância Aplicada à
Imagem
Prof. Esp. Gustavo Pires
Introdução
O sistema de geração da
imagem de RM em prega
muitos fatores técnicos que
devem ser considerados,
compreendidos e algumas
vezes modificados no painel
de controle durante um
exame.
Escolha de Parâmetros
Seleção de TR e TE
Sequencia de pulso: spin-echo, gradiente-eco ou inversão-recuperação
Tipo de sequencia de pulso
Tamanho da matriz
Espessura de corte
Campo de visão
Numero de aquisição de dados
Ângulo de inversão de RF
Seleção da bobina
Aquisição de corte único ou múltiplos cortes
Ajustes Específicos
Os fatores apresentados
anteriormente são
importantes para realçar
uma área especifica de
interesse podendo
demonstrar uma patologia.
T2 FLAIR
Contraste da Imagens em RM
A escolha de determinadas
sequências de pulso
evidenciam fatores teciduais
e permitem a visualização do
contraste observado na
imagem.T2 T1 DP
Vamos Exercitar a Memória Um Pouco ;-)
É importante lembrar!
Vetor de magnetização B0 é o
vetor que representa a
orientação do campo
magnético do ressonador.
Pode variar de 0,5 a 3 Teslas.
Promove o alinhamento dos
prótons (dipolos) de Hidrogênio
na mesma direção de B0.
Campo B0 x B1
O vetor M representa a situação magnética de um conjunto de prótons.
As ondas eletromagnéticas emitidas pelas bobinas de RF criam um segundo campo magnético chamado B1.
Este vetor promove o deslocamento da precessão do próton em 90º ou 180º.
Vetor de magnetização do próton
Com a ação de B1 o vetor M sofrerá uma deslocamento.
Dessa forma é possível medir as componentes longitudinal (Mz) e transversal (Mxy) do vetor M.
As medidas de T1 e T2 refletem justamente o tempo necessário para o vetor M maximizar a componente Mz extinguindo sua componente Mxy a partir da interação com B1.
Imagem em Densidade Protônica
Uma sequência de pulso
utilizando uma combinação
de TR longo e TE curto (TR =
2.000 ms; TE = 20 a 30 ms)
produz imagens com
contraste resultante da
densidade protônica.
Imagens Ponderadas
Embora os relaxamentos T1 e T2 ocorram simultaneamente, são
independentes entre si.
63%
Sequência de pulso
A formação da imagem é
influenciada pela sequência
exata de pulsos de RF e pelo
momento em que o sinal emitido
pelos núcleos é recebido.
Quando maior o tempo de
duração do sinal, mais energia é
transmitida ao próton e maior o
ângulo de precessão.
Sequência de pulso Spin-Eco
Esta sequência contêm dois pulsos, um de 90º e outro de 180º.
As ondas de rádio são enviadas ao paciente durante cada
pulso.
A sequência é repetida após decorrido um tempo TR.
Os valores de TR podem variar de 200 a 2000 ms.
Sequência de pulso Spin-Eco
A sequência de pulso altera o ângulo de precessão dos prótons
e causa uma onda de radiofrequência denominada “eco” a
ser emitida pelo paciente.
DIL – Decaimento de Indução Livre
É a captação de um eco
do sinal pela bobina, e
não o sinal inicial.
O eco é interceptado
pelas bobinas receptoras
do sistema de RM e é
usado para construir uma
imagem do paciente.
TR e TE
Ambos são variáveis técnicas, selecionadas pelo
operador do sistema de RM para a aquisição de
imagens ponderadas nas velocidades de relaxamento
T1 ou T2.
Gradientes
A aquisição de uma imagem
requer que os gradiente sejam
ativados e desativados em
momentos apropriados durante
uma sequência de pulso.
Os gradientes são usados para
variar a fase e a frequência da
precessão de prótons de todo
o paciente.
Relembrando!
O gradiente Z altera a potência do campo magnético ao
longo do eixo Z do magneto e seleciona cortes axiais;
O gradiente Y altera a potência do campo magnético ao
longo do eixo Y do magneto e seleciona cortes coronais;
O gradiente X altera a potência do campo magnético ao
longo do eixo X do magneto e seleciona cortes sagitais;
Os gradientes podem ser usados para tirar de fase ou recolocar
em fase os momentos magnéticos dos núcleos.
Seleção de Cortes
Um corte corresponde a um
determinado plano situado ao
longo do eixo do gradiente;
tem todos os seus pontos com
uma frequência de precessão
específica.
X
Y
Z
X
Y
Z
X
Y
Z
Codificação de frequência
Uma vez selecionado o corte,
o sinal deve ser localizado ao
longo dos eixos da imagem.
O gradiente produz uma
diferença de frequência ou
desvio do sinal ao longo do
eixo do gradiente de acordo
com a sua frequência.
ZYX
Cada núcleo representando
nas colunas entra em
precessão a sua frequência
correspondente.
Codificação de Frequência
A direção da codificação de frequência pode ser
selecionada pelo operador.
Nas imagens coronais e sagitais, é o gradiente Z que faz
a codificação de frequência.
Nas imagens axiais, é o gradiente X que executa a
codificação de frequência.
Na aquisição de imagens do crânio, é o gradiente Y que
fará a codificação de frequência.
Quando os gradientes são aplicados a um determinado tempo ocorrem a
seleção de corte, desvio de frequência ao longo do eixo de um corte e um
desvio de fase ao longo de outro eixo.
Ao mudar-se a velocidade de precessão dos núcleos, muda-se, também, a fase
acumulada dos momentos magnéticos ao longo de sua trajetória de precessão.
Núcleos se aceleram, movendo-se mais adiante de sua trajetória de precessão.
Núcleos se tornam mais lentos, movendo-se mais para trás de sua trajetória de
precessão.
Desta forma, o sistema é capaz de localizar um sinal de imagem individual.
Codificação de fase
Espaço K
É uma área do processador de imagens
onde são armazenadas as informações
obtidas na codificação do sinal.
O espaço K pode ser representado como
uma matriz formada de linhas e colunas.
Os dados brutos são armazenados e
processados pela transformação de
Fourier e são convertidos em uma escala
de tons de cinza, a qual corresponde à
imagem.
Diagrama de tempo de aquisição da
imagem
As três direções do gradiente –corte, fase e frequência –correspondem aos três eixos do paciente x, y e z (cortes).
O gradiente selecionado do corte
G, é ativado enquanto pulsos são
enviados ao paciente.
O gradiente de codificação de
frequência G, é ativado apenas
enquanto o sinal de eco é
recebido.
O gradiente de codificação de
fase G, é ativado entre os pulsos.
Imagens Ponderadas em T1
Uma sequência de TR e TE curtos
produz uma imagem ponderada em
T1.
TR de 350 – 800 ms e TE de 30 ms ou
menor.
Imagens Ponderadas em T2
A imagem ponderada em T2 emprega
uma sequência de pulsos de TR longo e
TE curto.
TR = 2.000 ms; TE = 60 a 80 ms.
Comparando
Diferentes técnicas aplicadas
ao mesmo corte (durante a
fase de exame)
Técnicas de Redução de Movimento
As técnicas de software podem
reduzir ou eliminar problemas
relacionados ao movimento
involuntário e ao fluxo, ou
realçar a anatomia quando há
fluxo.
As alterações causadas por
movimentos são chamadas de
artefatos de movimento.
Técnicas de Redução de Movimento
Existem recursos de software que
compensam os artefatos de
movimento e fluxo, porém exigem
maior tempo de exame.
Estas técnicas incluem cálculo da
média de sinais, codificação de
rase reordenada, anulação do
momento de gradiente e pré-
saturação.
Técnicas de Redução de Movimento
A monitoração fisiológica pode
reduzir artefatos de movimento.
Como a monitoração
respiratória que utiliza foles
colocados ao redor do tórax
do paciente, que são usados
para deflagrar a aquisição de
dados pelas respirações. Cinta de compensação de respiração
– Resp. Comp.
Técnicas de Imagens Rápidas
A técnica gradiente-eco utiliza um único pulso de excitação de RF (10º a 90º), e o eco é produzido por inversão do gradiente do campo magnético e não por um pulso de RF a 180º usado na imagem em spin-eco convencional e sim por um gradiente codificador de frequência.
Nessa técnica pode-se atingir ponderação T1, T2 e DP.
Técnicas de Imagens Rápidas
A técnica Spin-eco Rápida é uma sequência de pulso rápida que se caracteriza por preencher parcialmente o espaço k com ecos produzidos por múltiplos pulsos de 180º aplicados dentro de um único TR.
O restante do espaço k é preenchido com zeros, o que mantém a resolução espacial, mas reduz o sinal total adquirido.
Devido ao elevado número de pulsos de RF de 180º, o TE efetivo fica bastante alto e com isso a imagem resultante é altamente ponderada em T2.
Inversion Recovery
Trata-se de uma sequência
utilizada para suprimir o sinal
de um tecido. Possui duas
aplicações principais:
Flair e Stir
STIR
A técnica STIR permite que possamos
anular o sinal da gordura e produzir
imagens onde a saturação por uso
de pulsos de RF (pulsos de saturação
espectral) não é possível, como em
equipamentos de baixo campo
(<0,5T), ou onde a homogeneidade
de campo não está adequada,
como próximo a implantes de metal.
FLAIR
O uso do pulso de inversão
para anular o sinal do líquor
permite que a detecção de
lesões na substância branca
cerebral seja melhor
visualizada, pois retira o sinal
hiperintenso em imagens
ponderadas em T2, permitindo
uma análise mais detalhada do
tecido.
Spin-Eco com Múltiplos Ecos
Constroem-se múltiplas
imagens por meio da
aplicação de mais de um
pulso de refasamento para um
mesmo espaço de tempo de
repetição. Pode-se adquirir
uma sequência ponderada em
T2 e uma outra imagem
ponderada em DP, utilizando-
se um eco curto e um eco
longo.
Single Shot Fast Spin-Eco
O tempo total de aquisição
da imagem é o mesmo do
TR, pois a quantidade de
pulsos de refasamento
aplicado é equivalente ao
número da matriz, ou seja,
para uma matriz de 256, são
utilizados 256 pulsos de
refasamento.
Técnica Ecoplanar
É a sequência de pulso gradiente eco e spin-eco acopladas, constituindo uma técnica de aquisição ultrarrápida.
O preenchimento do espaço K é obtido num único TR, e as imagens são obtidas em fração de segundo.
Para Casa ;-)
1. O que é gradiente? Quais as características do gradiente?
2. Quantos gradientes existem? O que cada um representa?
3. Para que os gradientes são usados?
4. Qual a utilidade da seleção de corte, da codificação de fase e da codificação de frequência?
5. Descreva o processo de seleção de corte.
6. Descreva o processo de codificação de frequência.
7. Descreva o processo de codificação de fase.
8. O que é o espaço K? Quais suas características principais?
9. Quais são as sequências de pulsos utilizadas em RM? Descreva-as.
10. Diferencie relaxação longitudinal, relaxação transversal e densidade protônica.
Obrigado
