Ressonância Magnética Nuclear - parte escrita PDF

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TRabalho de RMN....

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RESSONÂNCIA MAGNÉTICA MEDICINA UNIGRANRIO 2013.2 Biofísica: Deise Felício Diogo Meira; Flávia Rezende; Giselle Pires; Vanessa Tavares

FUNCIONAMENTO A ressonância magnética não utiliza nenhum tipo de radiação ionizante, o que quer dizer que o exame de RM não acarretará nenhum dano ao paciente ou ao operador; A RM possui 6 componentes fundamentais para seu funcionamento: magneto, bobinas de gradiente, bobinas de radiofrequência, suporte eletrônico, computador e console. A câmara de um aparelho comum deve ter 2 m de altura x 2 m de largura x 3 m de comprimento. Há um tubo horizontal que atravessa o magneto da parte dianteira até a traseira. Esse tubo é uma espécie de vão do magneto. O paciente, deitado de costas, desliza para dentro do vão por meio de uma mesa especial. O que vai determinar se o paciente vai entrar primeiro com a cabeça ou com os pés, ou até onde o magneto irá, é o tipo de exame que será realizado. Assim que a parte do corpo que deve ser examinada atinge o centro exato ou isocentro do campo magnético, o exame começa; O nível de detalhes que podemos ver é extraordinário quando comparado com qualquer outro tipo de exame de imagens. A ressonância magnética é o método preferido para o diagnóstico de muitos tipos de traumas e doenças devido à sua incrível capacidade de resolução. 

Magneto

O magneto produz o potente campo magnético estático (intensidade constante) ao redor do qual os prótons estão em precessão; Atualmente, há três tipos de magnetos no sistema de ressonância magnética, resistivos, permanentes ou supercondutores. Nenhum dos três pode ser considerado superior aos outros; Cada um possui características próprias, entretanto, compartilha um objetivo comum, a criação do campo magnético que é medido em teslas. As intensidades de campo usadas na ressonância magnética variam de 0,1 a 2 teslas. Apenas para comparação, o campo magnético da Terra é aproximadamente 0,00005 tesla. Magnetos resistivos - consistem em fios enrolados ao redor de um cilindro por onde passa uma corrente elétrica, gerando um campo magnético. Se a eletricidade for desligada, o campo magnético também se desliga. Magneto permanente - tem seu campo magnético sempre presente e com força total, o que significa que não se gasta nada para manter o campo. Magnetos supercondutores - são os mais utilizados. Semelhante a um magneto resistivo, ele é feito de enrolamentos de fios pelos quais passa uma corrente elétrica criando o campo magnético. 

Bobinas de Gradiente

Além dos potentes magnetos, um segundo importante componente do sistema de ressonância magnética é a bobina de gradiente; A presença de um gradiente magnético ao longo do corpo do paciente causa a precessão dos prótons em velocidades ligeiramente diferentes, em diferentes

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localizações do paciente, permitindo que o computador determine a localização no paciente da qual se originou o sinal de ressonância magnética recebido. Esta informação é, obviamente, fundamental para a reconstrução de imagem do paciente. Os gradientes são muito mais fracos que o campo magnético estático e podem ser produzidos por bobinas de fio relativamente simples. Um sistema de ressonância magnética pode conter três grupos de bobinas de gradiente permitindo a aplicação de um gradiente em qualquer das três direções ortogonais –x, y e z. Estas bobinas, denominadas bobinas de gradiente x, y e z, estão localizadas dentro do orifício do magneto do sistema principal. Mediante o ajuste eletrônico da quantidade de corrente nestes três grupos de bobinas é possível obter um gradiente em qualquer direção; Esta flexibilidade permite que o sistema de imagem por ressonância magnética obtenha imagens em qualquer orientação dentro do paciente. 

Bobinas de Radiofrequência

Outro componente fundamental são as bobinas de radiofrequência (RF) ou bobinas de “emissão e recepção”. Estas bobinas de RF atuam como antenas para produzir e detectar as ondas de rádios que são denominadas de “sinal de ressonância magnética”. Algumas bobinas de volume integral circunferenciais e bobinas de superfície: a)Bobina para membros; b)Bobina para pescoço; c)Bobina de superfície plana; d)Bobina para cabeça;

e)Bobina para ATM(lateral); f)Bobina para ombro; g)Bobina para punho; h)Bobina para coluna.

Os desenhos das bobinas de RF variam desde bobinas de volume integral até bobinas menores e separadas, que também circundam a parte examinada. Algumas bobinas de superfície, como a bobina para ombro, são colocadas sobre a área a ser examinada. Outro tipo de bobina de RF usado frequentemente é a bobina de arranjo de fase. Estas consistem em múltiplas bobinas e receptores agrupados juntos. Cada bobina é independentemente da outra e tem seu próprio receptor que permite grande campo de cobertura de visão para uso no estudo da coluna vertebral. 

Suporte elétrico

Os sistemas de suporte eletrônico, podem ser divididos em duas partes; A primeira parte, o suprimento de energia, fornece tensão e corrente para todas as partes do sistema de ressonância magnética, como as bobinas de gradiente, o sistema de resfriamento, o magneto e o computador. O uso e a quantidade de energia elétrica variam para cada sistema de ressonância magnética. Por exemplo, as necessidades do sistema de resfriamento e magnetos são mínimas em equipamentos com magneto permanente, mas representam os maiores consumidores de energia nos equipamentos com magnetos resistivos;

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A segunda parte principal do sistema de suporte eletrônico é a etapa de recepção e transmissão de radiofrequência. Esta parte do sistema realiza as mesmas funções que os transmissores e receptores de comunicação de uma estação de rádio AM ou FM. Envia os pulsos de onda de rádio para o paciente e recebe os sinais de ressonância magnética do paciente, através das bobinas de RF descritas anteriormente. O receptor também contém amplificadores que aumentam a intensidade de sinais de radiofrequência relativamente fracos recebidos do paciente dentro do magneto. 

Computador

Quinto componente de um sistema de ressonância magnética. É ele que comanda e processa as informações de todas as partes do sistema de ressonância magnética. Durante o exame, controla o tempo dos pulsos para coincidir com alterações das intensidades do campo de gradiente. Após o procedimento, ele reconstrói a imagem do paciente através de técnicas como a Transformada de Fourier, semelhante àquelas usadas em exames de tomografia computadorizada. O APARELHO O aparelho de ressonância percorre cada ponto do corpo do paciente, construindo um mapa em 2-D ou 3-D dos tipos de tecido. Então, ele junta todas essas informações para criar imagens em 2-D ou modelos em 3-D. Mas a verdade é que esse exame fornece uma visão sem igual do interior do corpo humano. O nível de detalhes que podemos ver é extraordinário quando comparado com qualquer outro tipo de exame de imagens. A ressonância magnética é o método preferido para o diagnóstico de muitos tipos de traumas e doenças devido à sua incrível capacidade de personalizar o exame de acordo com o problema médico específico. Ao modificar os parâmetros dos exames, o aparelho de ressonância pode fazer com que tecidos do corpo apareçam de maneiras diferentes. Os sistemas de ressonância magnética também podem fazer imagens do sangue circulando em praticamente qualquer parte do corpo. Isto nos permite realizar estudos que mostram o sistema arterial do corpo sem mostrar o tecido ao seu redor. 

Como funciona a geração de imagens por ressonância magnética

- Entendendo a tecnologia: Átomos O corpo humano é composto por bilhões de átomos com bilhões de núcleos, girando em todas as direções. Dentre os milhares de átomos do seu corpo, o mais importante e mais adequado para a RM, é o átomo de hidrogênio, pois este tem somente um próton e um elevado momento magnético. O alto momento magnético significa que ao ser colocado em um campo magnético, o átomo de hidrogênio tem uma forte tendência em se alinhar com a direção do campo, visto que os átomos giram levemente fora de seu eixo.

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Dentro do vão do equipamento, o campo magnético passa diretamente pelo centro do tubo em que colocamos o paciente. Isto significa que se um paciente estiver deitado lá, os prótons de hidrogênio do seu corpo irão se alinhar na direção dos pés ou da cabeça. A grande maioria desses prótons vai se anular, ou seja, para cada alinhado na direção dos pés, haverá um na direção da cabeça para anulá-lo. Apenas uns poucos prótons em cada milhão não são anulados. Isto pode não parecer muito, mas o valor total de átomos de hidrogênio no corpo vai nos dar exatamente o que precisamos para criar imagens maravilhosas. Comparadas com a maioria das imagens Foto cedida pela NASA geradas por tomografia computadorizada, as feitas por ressonância magnética costumam ser mais detalhadas e ter mais contraste O aparelho de ressonância magnética usa pulsos de RF (radiofrequência) direcionados somente ao hidrogênio. O aparelho direciona esse pulso para a área do corpo que queremos examinar. E ele faz com que os prótons naquela área absorvam a energia necessária para fazê-los girar em uma direção diferente. E é a essa parte que se refere à palavra "ressonância" do termo ressonância magnética. O pulso de RF força os prótons (somente 1 ou 2 que não se anularam em cada milhão) a girar em uma frequência e direção específicas. A frequência específica de ressonância é chamada de frequência de Larmour e é calculada com base no tecido cuja imagem vai ser gerada e na intensidade do campo magnético principal. Geralmente, estes pulsos de RF são aplicados através de uma bobina. Quase que ao mesmo tempo, os três magnetos gradientes entram em ação. Eles são organizados de tal maneira dentro do magneto principal que ao serem ligados e desligados rapidamente e de maneiras determinadas, alteram o campo magnético principal em um nível bem localizado. E isto significa que podemos selecionar a área exata da qual queremos uma imagem. Em termos técnicos, chamamos essas áreas de "fatias". Imagine um pedaço de pão com fatias de largura menor que alguns milímetros. As porções da ressonância magnética têm esse nível de precisão. É possível "fatiar" qualquer parte do corpo em qualquer direção, dando uma grande vantagem sobre qualquer outro tipo de exame de imagens. E, além disso, não é preciso mover o aparelho para obter uma imagem de uma direção diferente, pois ele pode manipular tudo com os magnetos gradientes. Quando o pulso de RF é desligado, os prótons de hidrogênio começam a retornar lentamente (em termos relativos) aos seus alinhamentos naturais dentro do campo magnético e liberam o excesso de energia armazenada. Ao fazer isso, eles emitem um sinal que a bobina recebe e envia para o computador. Esses dados matemáticos são convertidos por meio de uma transformada de Fourier, em uma imagem que podemos colocar em um filme. E é por isso que falamos tanto que este é um exame de "imagens".  Mas como a imagem é convertida em uma foto que nos revela os detalhes que procuramos?

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- Visualização A maioria dos exames de imagem usa contrastes injetáveis, ou corantes, em certos procedimentos. O contraste ou corante utilizado em uma radiografia e em uma tomografia computadorizada funcionam da mesma maneira porque ambos usam raios X (radiação ionizante). Estes agentes funcionam impedindo que os fótons do raio X passem pela área em que estão localizados e atinjam o filme. Isto causa diferentes níveis de densidade no filme, tanto no raio X quanto na tomografia computadorizada. Mas não se preocupe, essas tintas não têm impacto fisiológico direto sobre os tecidos do corpo. Quanto à maneira de agir, o contraste utilizado na ressonância magnética tem uma diferença fundamental. Ele funciona alterando o campo magnético local do tecido que está sendo examinado. Tecidos normais e anormais não irão reagir da mesma maneira a essa pequena alteração e criarão sinais diferentes. Estes sinais variantes são transferidos para as imagens, permitindo que visualizemos vários tipos de anomalias nos tecidos e processos de doenças melhor do que veríamos sem o contraste.

Foto cedida pela NASA

Essa ressonância magnética mostra a vista lateral da parte superior do tronco. Note como os ossos da espinha são evidentes.

Um átomo de hidrogênio em precessão sob influência de um campo magnético

Todos os prótons de hidrogênio vão se alinhar com o campo magnético em um dos dois sentidos. A grande maioria acaba se anulando, mas, como mostramos aqui, em qualquer amostra sempre há um ou dois prótons "extras".

Comparadas com a maioria das imagens geradas por tomografia computadorizada, as feitas por ressonância magnética costumam ser mais detalhadas e ter mais contraste.

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Foto cedida pela NASA

Essa imagem mostra o crescimento do tumor em um cérebro feminino, corte sagital. 

Contraste

Em alguns casos, o exame deve ser complementado com o uso do "contraste". Agentes de contraste para ressonância magnética funcionam alterando o tempo de relaxamento de átomos dentro dos tecidos do corpo onde estão presentes após a administração e, em pequena quantidade, realçam as imagens obtidas durante o exame, permitindo o diagnóstico diferencial das lesões. Os agentes de contraste para RM podem ser administrados por injeção na corrente sanguínea ou oralmente, dependendo do objeto de interesse. —Reações adversas agudas são encontradas com uma frequência menor do que a observada após a administração de meios de contraste iodados. —Classificação:  Agentes de fluido extracelular (também conhecidos como agentes de contraste intravenosos);  Agentes de Sangue (também conhecidos como agentes de contraste intravasculares);  Agentes específicos de órgãos (agentes de contraste Gastrointestinal e agentes de contraste hepatobiliares);  Agentes de rotulagem ativos segmentação / célula (ou seja, agentes específicos de tumor);  Agentes Responsivos (também conhecido como inteligente ou bioativado);  Agentes sensíveis ao PH, dentre outros. E, ainda, tem se utilizado a administração de contraste duplo [combinado com aumento de contraste (CCE) MRI]. Uma variedade de diferentes categorias de agentes de contraste estão atualmente disponíveis para uso clínico. Reações Adversas A grande maioria dessas reações são leves, incluindo frieza no local da injeção, náuseas com ou sem vômitos, dor de cabeça, calor ou dor no local da injeção, tonturas e coceira. VANTAGENS A principal vantagem do exame é a combinação exclusiva de avaliação estrutural e funcional em uma única sessão de imagens. O fato de os aparelhos de ressonância não usarem radiação ionizante é um conforto para muitos pacientes, assim como o fato de os materiais de contraste ter

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uma incidência de efeitos colaterais pequena. Outra grande vantagem da ressonância magnética é sua capacidade de gerar imagens de qualquer plano. • Segurança; • As imagens produzidas são de alta resolução; • Pode ser utilizada tanto em sólidos quanto líquidos; • Rapidez na análise, quase sempre sem a necessidade de produtos químicos. DESVANTAGENS  Há muitas pessoas que não podem fazer esse exame por questões de segurança (por exemplo, pessoas com marca-passos).  Possui pouca definição na imagem de tecidos ósseos normais. Porém, alterações na densidade de prótons desses ossos, promovido por patologias como câncer seriam prontamente acusados pela RMN.  Durante o exame, a máquina faz muito barulho. São sons de batidas contínuas e rápidas. Por isso, os pacientes recebem protetores ou fones de ouvido para abafar o barulho. O barulho é criado pelo aumento da corrente elétrica nos fios dos magnetos gradientes que estão enfrentando a resistência do campo magnético principal. Quanto mais forte o campo principal, mais alto o barulho dos magnetos gradientes.  Os pacientes devem ficar completamente imóveis durante longos períodos de tempo.  O número de pessoas com claustrofobia no mundo é muito grande. E estar em um aparelho de ressonância magnética é uma experiência muito incômoda para elas.

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REFERÊNCIAS Ressonância Magnética. Acessado em: 31 ago. 2013. Disponível em:

Ressonância. Acessado em: 31 ago. 2013. Disponível

em:

RM. Acessado em: 31 ago. 2013. Disponível

em:

Ressonância Magnética - RM. Acessado em: 31 ago. 2013. Disponível em:...