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O FENMENO DA RM E QUALIDADE

DE IMAGEM

Prof. Marlei Dourado

FENMENO DA RESSONNCIA APLICADO A IMAGEM

O fenmeno da ressonncia baseia-se em perturbar o equilbriodinmico de tal forma que a resultante magntica (VME) mude a suaorientao no espao e v preferencialmente assumir uma posio noplano transversal.

Para que isto ocorra, faz-se necessrio que corpos em movimentos(ncleos de hidrognio em precesso) troquem energia com uma foraperidica externa (ondas eletromagnticas de radiofrequncia pulsosde RF).

A nova resultante magntica que surge no plano transversal assume adenominao magnetizao transversal. Esta magnetizao capaz deinduzir corrente eltrica em condutores dispostos na forma de bobinas(antena de RM). As correntes observadas nessas bobinas constituem-se, em ltima anlise, no sinal de RM.

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Consequncias da Ressonncia:

A primeira consequncia da Ressonncia que o VME se afasta doalinhamento em relao a BO. O ngulo, segundo o qual o VME saido alinhamento, denominado ngulo de inclinao (flip angle).A magnitude deste ngulo depende da amplitude e durao dopulso de RF.O ngulo de inclinao geralmente de 900, isto , o VME recebeenergia suficiente do pulso RF para mover-se 900 em relao a BO.

BO agora designado como eixo/plano longitudinal;

O plano a 900 em relao a BO denominado plano transverso.

Plano longitudinal

Plano longitudinal

Plano Transverso

Plano Transverso

B0

ngulo de inclinao (flip angle)

VME

VME

ngulo de inclinao 90

Plano longitudinal

Plano Transverso

VME

Pulsos de RF

Pulsos de RF

Pulsos de RF

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No caso de um ngulo de inclinao de900, os ncleos recebem energia suficientepara uma transferncia integral do VMELongitudinal para um VME Transverso.

A segunda consequncia da ressonncia que os momentos magnticos dos ncleosde H no VME transverso se movem emFASE uns em relao aos outros.

FASE a posio de cada momento magntico na trajetriaprecessional em torno de BO. Os momentos magnticos queesto em fase encontram-se no mesmo ponto da trajetriaprecessional em torno de BO num dado momento, enquantoos momentos magnticos que esto fora de fase no esto nomesmo ponto na trajetria precessional.

Quando ocorre a ressonncia (excitao), todos os momentosmagnticos passam para a mesma posio na trajetriaprecessional e ficam em fase.

FASE

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Os momentos magnticos dos ncleos de hidrognio no VMEtransverso se move em fase uns em relao aos outros.Na imagem A cada seta representa um momento magntico.Quando no esto em fase se movem em sentido aleatrio. Naimagem B, aps a influncia do pulso de RF passam a ter omesmo sentido, ficando em fase no plano transverso.

A) Fora de fase B) Em fase

FASE

FASE

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Em resumo, a aplicao do pulso de RF causa doisefeitos:

Transfere energia para o vetor magnetizao,desviando-o do alinhamento, ou jogando-o para oplano transversal, quando for de 900;

Faz com que os ncleos precessem,momentaneamente, em fase no plano transversal.

RESUMO

As imagens por RM obtm imagemprincipalmente pelos mecanismos de

RECUPERAO T1 eDECLNIO T2.

T1 e T2

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Relaxamento

Durante o relaxamento, o VME libera a energia RF absorvidae retorna a B0.

Os momentos magnticos do VME perdem magnetizaotransversa devido ao efeito da defasagem.

Tem-se a recuperao da magnetizao longitudinal(RECUPERAO T1).

Tem-se o declnio da magnetizao transversa (DECLNIOT2).

T1 e T2

B0

Longitudinal

Transversal

T1

T2

T1 e T2

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O tempo de repetio (TR) o tempo (ms) que vai da aplicao deum pulso de RF de 900 aplicao do prximo pulso de RF de 900.

A cada novo pulso de RF de 900 inicia-se um novo ciclo

T1 e T2

900 900 900

O tempo de eco (TE) o tempo (ms) que vai da aplicao dopulso de RF de 900at o pico mximo de sinal.

T1 e T2

900 900 900

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90

180 sinal

90

TR

TE = intervalo ente o pulso de 90 e o sinal de RM

TR = intervalo entre os pulsos de 90, reiniciando o ciclo

TE

T1 e T2

Recuperao T1

causada pelos ncleos liberando sua energia no ambiente.

T1 corresponde ao tempo necessrio para que o sinalrecupere 63% do seu valor mximo.

T1 e T2

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T1

Longitudinal

B0

63%

Transversal

T1 e T2

Declnio T2

causado pela troca de energia entre ncleos vizinhos.

denominada relaxamento spin spin e acarreta o declnioda magnetizao transversa.

T2 corresponde ao tempo necessrio para que o sinal decaia37% do seu valor mximo.

T1 e T2

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T2

Transversal

B0

37%

Longitudinal

T1 e T2

Obs1.: O relaxamento leva a recuperao da magnetizao no plano longitudinal e ao declnio da magnetizao no plano transverso.

Obs2.: A recuperao da magnetizao longitudinal causada por um processo chamado Recuperao T1.

Obs3.: O declnio da magnetizao transversa causada por um processo chamado Declnio T2.

Resumo

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COMO SE COMPORTA OS SINAIS DE LIQUOR E DA GORDURA NA PONDERAO

T1

T1 = TR baixo

TE baixo

*GORDURA COM SINAL ALTO

*H2O COM SINAL BAIXO

T1 GORDURA BRILHANTE

COMO SE COMPORTA OS SINAIS DE LIQUOR E DA GORDURA NA PONDERAO

T2

T2 = TR alto

TE alto

*GORDURA COM SINAL BAIXO

*H2O COM SINAL ALTO

T2 LQUIDO BRILHANTE

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COMO SE COMPORTA OS SINAIS DE LIQUOR E DA GORDURA NA PONDERAO

DP

DP = TR alto

TE baixo

*O TR ALTO INIBE A PONDERAO T1

*O TE BAIXO INIBE A PONDERAO T2

DP IMAGEM CINZA

TIPO DE TECIDO T1 T2

OSSO CORTICALEscura Escura

MEDULA SSEA VERMELHACinza Clara Cinza Escura

AREscura Escura

GORDURABrilhante Cinza Clara

SUBSTANCIA BRANCA DO ENCFALOCinza Clara Cinza Escura

SUBSTANCIA CINZENTA DO ENCFALOCinza Escura Cinza Clara

LCR/GUAEscura Brilhante

MSCULOSCinza Escura Cinza Escura

VASOSEscura Escura

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TR - 300 a 700 ms (Curto)TE - 5 a 30 ms (Curto)

T1 T2

TR - 2.000 ms + (Longo)TE - 70 ms + (Longo)

ESPAO K um conceito abstrato que auxilia no entendimento desequncias de pulso modernas e metodologias de aquisio. til visualizarmos o espao k como uma matriz. Cada linhadesta matriz ser preenchida com um eco coletado nasequencia de pulso. Podemos visualizar o espao k na formade uma matriz de tons de cinza. Cada ponto nesta matrizcorresponde a uma intensidade de sinal (tom de cinza) e auma posio no tempo e representa a amplitude do sinalrecebido pela bobina naquele dado instante.

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ESPAO K

ESPAO K

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SEQUNCIAS DE PULSOS

A forma em que os pulsos de RF so aplicados e a obteno dos sinais de RM influenciam o contraste das imagens. possvel, a partir da aplicao de pulsos de diferentes ngulos, obter diferentes contrastes entre tecidos. Vrias sequncias de pulsos foram desenvolvidas com este propsito.

SEQUNCIA SPIN-ECO (SE)

a sequncia mais usada em RM. Esta sequncia inicia-se com pulsos de RFde 90, seguido de um pulso de 180.

A sequncia de pulso Spin Eco (SE) ou Eco de Spin se caracteriza pelaaplicao de um pulso inicial de RF de 90, seguido de um pulso de RF de180 e a coleta de um eco. Uma linha do espao K preenchida a cadatempo de repetio (TR). A ponderao na imagem controlada pelo TR epelo TE. Os tempos tpicos de TR e TE, assim como, sua respectivaponderao na imagem so apresentados no quadro abaixo.

Tempo de Repetio (TR) Tempo de Eco (TE) Ponderao

TR Curto (< 700 ms) TE Curto (5 a 30 ms) T1

TR Longo (> 2000 ms) TE Longo (> 70 ms) T2

TR Longo (> 2000 ms) TE Curto (5 a 30 ms) DP

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SEQUNCIA SPIN-ECO (SE)

Imagem SE ponderada em T1 onde foi utilizado TR curto (500 ms) e TE curso (9 ms)

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T1 DP

T2

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A sequncia FSE (TSE) utiliza-se de uma cadeia depulsos de 180 aplicados uma nica imagem (tremde ecos). Os vrios sinais codificados preenchem oespao K muito rapidamente. Cada linha do espaoK preenchida pela codificao de cada pulso de180.

SEQUNCIA FAST SPIN ECO ou TURBO SPIN ECO (FSE ou TSE)

180 graus

SEQUNCIA FAST SPIN-ECO (FSE) OU TURBO SPIN-ECO (TSE)

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Imagem SE ponderada em T1

Imagem SE ponderada em T2

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QUALIDADE DA IMAGEM

RELAO SINAL RUIDOR.S.R.

Em ressonncia magntica a qualidade da imagem pode sermedida pela Relao Sinal - Rudo.

RSR mede em termos qualitativos o sinal puro de RM. Quantomaior o seu valor menor ser a influncia dos fatores quecontribuem para a degradao da imagem.O rudo se caracteriza pela formao da imagem "granulada"que se sobrepe imagem real do objeto, dificultando a suavisualizao. Imagens com baixos valores de RSR so pobresem detalhes, por isso, estamos constantemente preocupadoscom os parmetros que possam elevar esta relao.

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PRINCIPAIS FATORES QUE AFETAM A RELAO SINAL-RUDO.

Quanto maior o campo magntico, principalde um sistema de ressonncia, maior ser aquantidade de ncleos de hidrognios quese alinharo com o campo. Com maishidrognios disponveis, haver um ganhoproporcional no sinal gerado pelo paciente.Pode-se dizer, portanto, que altos camposmagnticos resultam em melhora direta dosinal de RM.

FOV ( FIELD OF VIEW ) CAMPO DE VISO.

Quando se aumenta o campo de explorao, obtm-se

uma quantidade maior de prtons no processo de formao imagem, consequentemente h um aumento de sinal, desde que os demais parmetros no sofram

alteraes.

FOV: a sua rea de viso(moldura). O FOV pode ser regular ou irregular.

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FOV ( FIELD OF VIEW ) CAMPO DE VISO.

FOV QuadradoFOV Irregular

ESPESSURA DE CORTE (THICKNESS)

A espessura de corte tambm tem relao com a qualidade de prtons quecontribuem com o sinal. Quanto maior a espessura do corte, maior ser o

sinal de ressonncia.

ESPESSURA DO CORTE: em estruturas pequenas usamos cortes finos e emestruturas maiores usamos cortes mais grosseiros. Quanto maior a

espessura, maior a RSR.

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NEX Nmero de Excitaes

Na formao da imagem por RM possvel excitar mais de uma vez ummesmo tecido e obter mltiplasrespostas desta regio. Quanto maiorfor o nmero de excitaes, melhorser a relao sina-rudo, no entanto, otempo de aquisio das imagensaumentar na proporo do nmero deexcitaes utilizado.

MATRIZ

Quanto maior a resoluo da matriz (matriz quadrada) maior ser o tempo de aquisio da imagem. Com objetivo de reduzir os tempos de aquisio das imagens, tambm usa-se trabalhar com matrizes assimtricas (192 x 256 por exemplo).

Matriz Quadrada: 192x192

256x256

320x320

380x380

448x448

512x512

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MATRIZ ALTA MATRIZ BAIXA

MATRIZ QUADRADA

NMERO DE LINHAS = NMERO DE COLUNAS

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PIXEL

A palavra pixel oriunda da juno dostermos picture e element, formando, ao p da letra, aexpresso elemento de imagem. Ao visualizarmos umaimagem com alto ndice de aproximao , possvelidentificar pequenos quadrados coloridos nela, que,somados, formam o desenho completo.

Esses pontos, que so a menor parte de uma imagem, levamo nome de pixels. A partir da noo do pixel como umamedida da qualidade das imagens, foi propagado o termoresoluo para atribuir quantos pixels em altura e largurauma foto tem.

PIXEL

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VOXELVoxel significa volumetric picture element, e essencialmente um pixel em terceira dimenso. Oque isso significa que, ao contrrio do pixelconvencional, que organizado num bitmap emduas dimenses, os voxels so arrumados paraconstruir uma imagem tal qual pecinhas de Lego ofazem.

Voxel levava vantagem sobre polgonos porqueenquanto estes eram apenas figuras geomtricastridimensionais geralmente cobertas por umatextura a fim de criar os modelos de personagem,voxels permitiam representar figuras irregulares deforma mais fiel.

VOXEL

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FIM