PROCESSAMENTO DE SINAIS BIOLÓGICOS: IMAGEM POR RESSONÂNCIA MAGNÉTICA

PROCESSAMENTO DE SINAIS BIOLÓGICOS: IMAGEM POR RESSONÂNCIA MAGNÉTICA

Lauro Cesar de Oliveira1, Alderico de Paula Rodirgues2

1 Discente do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica da Universidade do Vale do Paraíba-IP&D ;[e-mail]

2 Professor do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica da Universidade do Vale do Paraíba-IP&D; [e-mail]

Resumo- A Ressonância Magnética é um dos mais significativos avanços tecnológicos do século no que se refere a diagnósticos médicos por imagem. Por definição, a RM é a propriedade física exibida por núcleos de determinados elementos que, quando submetidos a um campo magnético forte e excitados por ondas de rádio (RF) em determinada freqüência, emitem rádio sinal, o qual pode ser captado por uma antena e o sinal coletado é processado e convertido numa imagem ou informação. Este estudo foi construído através da revisão da literatura já existente, com o objetivo de mostrar as bases físicas da ressonância magnética e propiciar conceitos relacionado aplicação clinica. Apesar de o estudo da física da ressonância magnética ser um assunto árido e difícil, ele é de fundamental importância na interpretação das imagens e por isso é preciso que os seus princípios básicos sejam entendidos.

Palavras-chave: ressonância magnética, física, imagem.

Área do Conhecimento: ciências da saúde

Introdução

A Ressonância Magnética é um dos mais significativos avanços tecnológicos do século no que se refere a diagnósticos médicos por imagem. Essa tecnologia, consideravelmente menos invasiva, onde não há radiação ionizante, mostra os tecidos biológicos de modo direto e com excelente resolução espacial da anatomia.

O equipamento de ressonância magnética apresenta formato de túnel com cerca de 1,5 a 2,5 metros de comprimento e produz um ruído durante a emissão das ondas de radiofreqüência e procedimento de localização do sinal. (JUNIOR; YAMASHITA, 2001).

A imagem por ressonância magnética (RM) é hoje um método de diagnóstico estabelecido na prática clínica e em crescente desenvolvimento. A RM funcional se destaca como uma das técnicas que vem permitindo explorar funções cerebrais como a memória, linguagem e controle da motricidade. Este trabalho tem por objetivo explorar os mecanismos físicos e aplicações da RM.

Metodologia

Este estudo é do tipo descritivo, exploratório,foi construído através da revisão da literatura já existente, transversal. O periodo da pesquisa foi de 24-03-2014 até 16-04-2014.Foram realizadas pesquisas bibliográficas através da bases de dados da Scielo e Bireme, onde foram consultados artigos originais e de revisão sobre o tema Ressonância Magnética

Característica Física da RMN

 

Por definição, a RM é a propriedade física exibida por núcleos de determinados elementos que, quando submetidos a um campo magnético forte e excitados por ondas de rádio (RF) em determinada freqüência (Freqüência de Larmor), emitem rádio sinal, o qual pode ser captado por uma antena e o sinal coletado é processado e convertido numa imagem ou informação.

 As propriedades de ressonância magnética têm origem na interação entre um átomo sob a ação de um campo magnético externo.

São diversos os átomos que compõe o corpo humano, sendo o hidrogênio o mais abundante, seu núcleo consiste em um único próton, portanto possui spin, isto é, esse próton tem carga elétrica e ele gira sobre o seu próprio eixo, movimento esse chamado spin. O próton tem também um momento magnético, o que significa que ele se comporta como um magneto. Portanto, um próton é um dipolo magnético, uma vez que toda partícula eletricamente carregada ao se mover circunda a si mesmo com um campo magnético.

[pic 2]

Figura 1. O próton de hidrogênio pode ser visto como uma pequena esfera (1), que possui um movimento de giro, ou spin, em torno do seu próprio eixo (2); por ser uma partícula carregada positivamente(3), irá gerar um campo magnético próprio ao seu redor(4), comportando-se como um pequeno dipolo magnético (4) ou como um imã (5), com um momento magnético (μ) associado

Um dipolo magnético não somente produz um campo magnético, mas também responde à presença de qualquer campo magnético de outras fontes. Como tal é o mais apropriado para obtenção de imagens por RM além de sua abundância no corpo também possui a capacidade de produzir o maior rádio sinal de todos os núcleos estáveis.

[pic 3]

Figura 2. Prótons de hidrogênio sob ação do campo magnético externo aplicado. Os prótons se distribuem em dois níveis de energia, sendo que um pequeno número maior de prótons se alinha paralelamente.

A física da ressonância magnética, aplicada à formação de imagens, é complexa e abrangente, deste modo, a técnica fundamenta-se em três etapas: alinhamento, excitação e detecção de radiofrequência.

Quando o paciente é posicionado no interior do magneto e fica sob ação de um campo magnético, os prótons de hidrogênio irão se orientar de acordo com a direção do campo aplicado, como se fossem pequenas bússolas; os prótons de hidrogênio apontam tanto paralelamente quanto antiparalelamente ao campo, para isso é necessário um campo magnético intenso. Em seguida, na etapa da excitação, cada núcleo de hidrogênio “vibra” numa frequência proporcional à potência do campo magnético ao qual está submetido. O aparelho emite então uma onda eletromagnética nessa mesma frequência. Existe uma transferência de energia da onda emitida pelo equipamento para os átomos de hidrogênio, fenômeno conhecido como ressonância. Na última etapa, ocorre a detecção de radiofrequência, isto é, os núcleos de hidrogênio absorvem energia da onda eletromagnética, tornam-se instáveis. Ao retornar ao estado de pré-excitação, eles emitem ondas eletromagnéticas na mesma frequência

(faixa de ondas de rádio). Então, o equipamento detecta essas ondas e determina a posição dos núcleos no espaço e a intensidade da energia. Essa intensidade é mostrada como “brilho” na imagem, sendo utilizada a nomenclatura “intensidade de sinal”. Dependendo da forma e do tempo de excitação dos átomos, as imagens poderão ser mais sensíveis a diferentes propriedades dos tecidos.

[pic 4]

Figura 3. Eixos de coordenadas usados em IRM e o vetor momento magnético (m) associado ao próton de hidrogênio.

De um modo geral, a IRM é o resultado da interação do forte campo magnético produzido pelo equipamento com os prótons de hidrogênio do tecido humano, criando uma condição para que possamos enviar um pulso de radiofrequência e, após, coletar a radiofrequência modificada, através de uma bobina ou antena receptora. Este sinal codificado espacialmente por gradientes de campo magnético é coletado, processado e convertido numa imagem ou informação.