O sinal da ressonância magnética

Como foi explicado anteriormente, a soma dos momentos dos átomos de hidrogênio em fase é representada por um único vetor, o VME, que fica em precessão a um ângulo de 90º em torno de Bo. Este vetor representa também cargas elétricas em movimento girando de forma cíclica a uma freqüência determinada, o que provoca o aparecimento de ondas eletromagnéticas.

Pelas leis da indução de Faraday, uma onda eletromagnética induz uma certa voltagem em uma bobina receptora, ou simplesmente uma antena, quando esta é colocada nas proximidades daquela.

Assim sendo, o VME em movimento coerente, isto é, em fase no plano transversal, gera, em uma bobina colocada em suas proximidades, uma corrente elétrica criada pela diferença de voltagem, diferença esta que é dependente da posição do VME. Esta voltagem constitui o sinal de ressonância magnética.

A freqüência deste sinal será a mesma da freqüência de Larmor, no caso para o hidrogênio, e a magnitude deste sinal depende do grau de magnetização transversal, pois o sistema não consegue criar variações de voltagens com o VME em sua posição longitudinal em relação ao eixo do campo magnético.

O sinal do declínio de indução livre

Enquanto permanece o pulso de RF aplicado ao VME, este mantém-se a 90º em relação ao eixo Bo e permanece também a magnetização transversal. Ao desligar-se este pulso, os momentos dos átomos de hidrogênio que se encontram em fase passam a perder energia e, em conseqüência, começam a ficar fora de fase e os VME passam a sofrer influência de Bo, tentando, agora, realinhar-se com este.

Este processo pelo qual o VME perde energia e tenta se realinhar com o eixo Bo chama-se relaxamento e o grau de magnetização longitudinal aumenta gradualmente, (recuperação) em detrimento à magnetização transversal (declínio). Portanto, relaxamento significa desaparecimento da magnetização transversal e reaparecimento da magnetização longitudinal.

Quando diminui o grau de magnetização transversa também diminui progressivamente a magnitude da voltagem induzida na bobina receptora que está ao redor do paciente, até zero. Este fenômeno é denominado declínio de indução livre (DIL). A recuperação da magnetização longitudinal é conhecida como recuperação T1 e o declínio da magnetização transversa denomina-se declínio T2.

A razão da recuperação é um processo exponencial, com o tempo de recuperação constante denominado T1. Este é o tempo necessário para a recuperação de 63% da magnetização longitudinal. A razão do declínio (relaxamento) é também um processo exponencial e representa o tempo necessário para perda de 63% da magnetização transversa (tempo T2).

Parâmetros dos pulsos

Sempre que fazemos a aplicação de um pulso de RF e em seguida a interrupção do mesmo, criamos, como já foi mencionado, um sinal na bobina receptora. Em imaginologia, a aplicação de apenas um pulso de RF é pouco producente, no sentido de se obter imagens.

Desta forma, é preciso a aplicação de pulsos com elevado tempo de repetição, isto é, com certa freqüência fina e com prazos determinados para o aproveitamento dos sinais para a formação de imagens. O tempo de repetição (TR) é o tempo que vai da aplicação de um pulso de RF à aplicação do pulso de RF seguinte.

O TR é medido em milisegundos (Ms). O TR determina, ainda, o grau de relaxamento que pode ocorrer entre o término de um pulso de RF e a aplicação do pulso seguinte. O tempo de eco (TE) é o tempo que vai da aplicação do pulso de RF ao pico máximo do sinal induzido na bobina receptora. O TE é também medido em milisegundos. O TE corresponde ao grau de declínio da magnetização transversa que pode ocorrer antes de ler-se o sinal. Portanto, o TR determina o grau de relaxamento T1 e o TE o grau de relaxamento T2.

Ponderação e contraste

Na avaliação visual das imagens por RM, elas podem apresentar sinais muito intensos (em branco) até sinais pouco intensos (em preto), passando por uma gama de sinais intermediários (tons de cinza). Estes sinais de tonalidades que variam do branco ao preto representam diferentes tipos de tecidos, por exemplo, tecido adiposo, músculo, tecido nervoso, etc. que possuem VME individuais.

Um determinado tecido tem um sinal muito forte, caso possua um grande componente transverso de magnetização capaz de gerar um grande sinal na bobina receptora. Um tecido envia um sinal fraco à bobina receptora quando este possue um componente transverso de magnetização de pequena amplitude.

O contraste das imagens é conseqüência principalmente dos mecanismos de recuperação T1 e declínio T2. No tecido adiposo, por exemplo, os momentos magnéticos dos núcleos lipídicos relaxam e recuperam rapidamente sua magnetização longitudinal. O tempo T1 do tecido adiposo é, portanto, curto e sua característica é ser hiperintenso em T1. Ao contrário, na água os momentos magnéticos demoram mais para relaxar e recuperar a magnetização longitudinal e o tempo T1 da água é, portanto, longo e sua característica é de imagem hipointensa em T1.

Da mesma forma, o declínio T2 do tecido adiposo é curto, isto é, o tempo T2 é curto e o tempo T2 da água é longo, mostrando imagens hipointensas e hiperintensas, respectivamente.

Em resumo, pode-se dizer: o tecido adiposo tem um tempo T1 e T2 curtos; a água tem tempos T1 e T2 longos; para se obter imagens com sinais intensos, deve haver um grande componente de magnetização transversal, para que este possa induzir um forte sinal na bobina receptora; um componente de magnetização transversal pequeno produz um sinal fraco na bobina receptora; as imagens ponderadas em T1 apresentam tecido adiposo hiperintenso (brilhante) e a água hipointensa (escura); as imagens ponderadas em T2 mostram tecido adiposo hipointenso (escuro) e a água hiperintensa (brilhante); os tecidos de sinais intermediários devem ficar com T1 ou T2 entre os sinais do tecido adiposo e da água; uma imagem ponderada em T1 é aquela em que o contraste depende predominantemente das diferenças entre os tempos T1 do tecido gorduroso e da água; uma imagem ponderada em T2 é aquela em que o contraste depende predominantemente das diferenças entre os tempos T2 do tecido adiposo e da água; o TR controla o grau de ponderação T1 e para a ponderação T1 o TR tem se ser curto; o TE controla o grau de ponderação T2 e para a ponderação T2 o TE tem de ser longo.

Spin eco e gradiente eco

A seqüência de pulsos spin eco utiliza pulsos de excitação de 90º e 180º para inclinar o VME nos planos transverso e longitudinal invertido, respectivamente. A seqüência de pulsos do tipo gradiente eco utiliza um pulso de RF variável e inclina o VME por qualquer ângulo, diferente de 90º e 180º.

Aparece, portanto, um componente transverso de magnetização cuja amplitude é sempre menor do que aquele da seqüência spin eco, pois o vetor transverso é resultante da projeção do VME com ângulos diferentes de 90º. Como os vetores de magnetização transversa nas seqüências gradiente eco podem restituir as fases mais rapidamente que os pulsos RF de 90º e 180º, o TE mínimo nestes casos é muito mais curto do que nas seqüências de pulsos spin eco e o TR pode, portanto, ser reduzido.

Assim, pode-se afirmar que nos casos de baixos ângulos de inclinação a recuperação plena da magnetização longitudinal ocorre mais cedo que nos de grande ângulos de inclinação, reduzindo-se o TR. Como o TR está relacionado ao tempo de exame, pode-se dizer que com TRs curtos o tempo total do exame será reduzido.

Assim sendo, exames realizados com seqüências de pulso gradiente eco são mais rápidos do que aqueles realizados com seqüências de pulso spin eco. Porém, como não há nenhuma compensação para os distúrbios de homogeneidade de campo, os quais são constantes nas seqüências gradiente eco, esta é uma desvantagem da seqüência gradiente eco. Isto é particularmente observado nos artefatos de susceptibilidade magnética.

Como nas seqüências spin eco, nas seqüências gradiente eco o TR é o tempo entre cada pulso de excitação e o TE é o tempo do pulso de excitação até o pico máximo do sinal induzido. Além disso, como o TR controla o grau de recuperação T1, que deve ocorrer antes da aplicação do próximo pulso de RF, um TR curto produz apenas ponderação em T1 e nunca possibilita a obtenção de uma imagem ponderada em T2.

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