PRINCÍPIO FÍSICO DE RM
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![Page 1: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/1.jpg)
Centro de Imagens e Espectroscopia
In Vivo por Ressonância Magnética
UNIVERSIDADEDE SÃO PAULO
Instituto de Física de São Carlos
19/07/[email protected]
Imagens por Ressonância Magnética:Princípios e Aplicações
Fernando F. Paiva
![Page 2: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/2.jpg)
1924 - Pauli sugere que partículas nucleares
possuem momento angular (spin).
1937 – Rabi mede o momento angular do núcleo.
1944 – Rabi recebe o prêmio Nobel de Física.
1952 – Purcell e Bloch dividem o
prêmio Nobel de
M R
1974 – Damadian patenteia a
idéia de scanner para detecção de tecido maligno.
1973 – Lauterbur publica o método para gerar imagens utilizando gradientes de NMR.
NMR se torna MRI
Scanners clínicos começam a se tornar prevalentes.
1985 – Reembolso por exames de RM começam a ser aprovados pelos convênios.
I f
RM: LINHA DO TEMPO
1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000
1946 – Purcell demonstra que a matéria absorve energia na freqüência de ressonância.
1946 – Bloch mostra que a precessão nuclear pode ser medida por bobinas
detectoras.
prêmio Nobel de Física.M R
1959 – Singer mede fluxo sanguíneo utilizando NMR (em camundongos).
1973 – Mansfield, independentemente, publica a abordagem de gradientes para NMR.
1975 – Ernst desenvolve a
transformada de Fourier 2D para RM.
NMR se torna MRI
I
1990 – Ogawa e colaboradores propõem o método de fMRI utilizando contraste endógeno baseado na oxigenação sanguínea.
f
![Page 3: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/3.jpg)
A primeira tentativa de obter uma imagem em humanos. Dr. Raymond Damadian foi o primeiro
paciente. Dadas as
MARÇO DE 1977
paciente. Dadas as dúvidas sobre os resultados, ele utilizou um monitor cardíaco e um de pressão.
![Page 4: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/4.jpg)
A primeira tentativa bem sucedida de se obter uma imagem de RM humanos. Dr. Lawrence Minkoff foi o voluntário.
JULHO DE 1977
![Page 5: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/5.jpg)
A primeira imagem de RM obtida em humanos
![Page 6: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/6.jpg)
... 35 anos depois
![Page 7: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/7.jpg)
A carga elétrica na superfície do próton
cria um pequeno loop de corrente, o que dá origem ao momento
magnético (�);
A rotação do próton dá origem ao momento
angular (J);
Ambos � e J são
PROPRIEDADES DO NÚCLEO ATÔMICO
Ambos � e J são representados por
vetores que apontam ao longo do eixo de rotação e cuja direção pode ser determinada pela regra
da mão direita;
Um núcleo pode ser observado por RM se tem momento angular e magnético. Tal núcleo possui um número ímpar de prótons ou de nêutrons.
![Page 8: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/8.jpg)
� Na ausência de um campo magnético intenso, os spins ficam randomicamente
PRÓTONS NA AUSÊNCIA DE CAMPO MAGNÉTICO
randomicamente orientados.
� Neste caso, a magnetização (M) do sistema é nula.
![Page 9: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/9.jpg)
Cam
po M
agnético
PRÓTONS SE ALINHAM AO CAMPO MAGNÉTICO...C
am
po M
agnético
B0
![Page 10: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/10.jpg)
Eixo de Precessão
Cam
po M
agnético
... MAS SE MOVEM AO REDOR DO EIXO DO CAMPO
PRINCIPAL EM UM MOVIMENTO CONHECIDO POR
PRECESSÃOC
am
po M
agnético
B0
![Page 11: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/11.jpg)
A precessão dos núcleos em torno do campo
principal ocorre em uma freqüência
específica dada pela equação de Larmor
ωωωω = γγγγ B0
FREQUÊNCIA DE LARMOR
Cam
po M
agnético
B0
ωωωω = γγγγ B0
onde:
� ω: freqüência de Larmor
� γ: constante giromagnética
� B0: campo magnético principal
NúcleoConstante
Giromagnética (MHz/T)
1H 42.58
13C 10.71
15N 4.31
19F 40.05
31P 17.23
![Page 12: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/12.jpg)
� Hidrogênio (1H) em 1.5T:
� ω = 42.58 MHz/T x 1.5 T= 63.87 MHz
FREQUÊNCIA DE LARMOR
� Hidrogênio (1H) em 3.0T:
Cam
po M
agnético
B0
NúcleoConstante
Giromagnética (MHz/T)
1H 42.58
13C 10.71
15N 4.31
19F 40.05
31P 17.23
� Hidrogênio ( H) em 3.0T:
� ω = 42.58 MHz/T x 3.0 T= 127.74 MHz
� Fósforo (31P) em 1.5T:
� ω = 17.23 MHz/T x 1.5 T= 25.85 MHz
![Page 13: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/13.jpg)
� Hidrogênio (1H) em 1.5T:
� ω = 42.58 MHz/T x 1.5 T= 63.87 MHz
FREQUÊNCIA DE LARMOR
� Hidrogênio (1H) em 3.0T:
Cam
po M
agnético
B0
� Hidrogênio ( H) em 3.0T:
� ω = 42.58 MHz/T x 3.0 T= 127.74 MHz
� Fósforo (31P) em 1.5T:
� ω = 17.23 MHz/T x 1.5 T= 25.85 MHz Radiofrequência (RF)
![Page 14: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/14.jpg)
MagnetizaçãoMagnetização
núcleo
µ: momento magnético
B0
)(dt
dB�
�⋅×= γ
dM1)(
dt
dBM
M⋅×= γ (Prótons não interagentes)
x
y
z
B0M0
∑=i
iV
1�M
![Page 15: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/15.jpg)
MagnetizaçãoMagnetização
Prótons interagentes?Prótons interagentes?
)(dt
dBM
M⋅×= γ (Prótons não interagentes)
zB ˆB0=Campo Externo:
yxM ˆMˆM yx +=⊥
zM ˆMz// = 0dt
dMz =
)(dt
dBM
M⋅×= ⊥
⊥ γ
Prótons interagentes?Prótons interagentes?
+ ?+ ?
+ ?+ ?
![Page 16: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/16.jpg)
Relaxação LongitudinalRelaxação Longitudinal
Interação dos prótons com a rede: )MM(dt
dMz0
z −= ??1T
1
Determinado Empiricamente
T1: Tempo de Relaxação Longitudinal (Spin-Rede)
)e1(Me)t(M)t(M 1010 T)tt(T)tt( −−−−−+=
Tecido T1 (ms) T2 (ms)
matéria cinzenta 950 100
matéria branca 600 80
músculo 900 50
fluido cérebro-espinhal 4500 2200
gordura 250 60
sangue 1200 100-200
Valores típicos de tempos de relaxação, T1 e T2, de hidrogênio em diferentes
tecidos humanos medidos em 1.5T e 37ºC
)e1(Me)t(M)t(M 1010 T)tt(0
T)tt(0zz
−−−−−+=
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Relaxação TransversalRelaxação Transversal
Campo Local =Campo Local = campo externo campos gerados pelos “vizinhos”+
µ
z z z
Variação no Campo Local
)Bω( 00 ⋅= γ
Variação na Freq. Precessão
⊥⊥⊥ −⋅×= MBM
M
2T
1)(
dt
dγ
M
M
M
µµ
yyy
y y y
zzz
xxx
x x x
2Tdt
T2: Tempo de Relaxação
Transversal (Spin-Spin)
⊥⊥ −=
MM
2
\
T
1
dt
d(RG)
2Tte)0()t( −⊥⊥ = MM
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Equação de BlochEquação de Bloch
⊥⊥⊥ −−+⋅×= MBM
M
2
z0
1 T
1)MM(
T
1)(
dt
dγ
2
xy0
x
T
MM
dt
dM−= ω
yx0
y MM
dM−−= ω
))t(sen)0(M)tcos()0(M(e)t(M 0y0xTt
x2 ωω +=
−
))t(sen)0(M)tcos()0(M(e)t(M 0x0yTt
y2 ωω −=
−
)MM(T
1
dt
dMz0
1
z −=
2
x0T
Mdt
−−= ω
)e1(Me)0(M)t(M 11 Tt0
Ttzz
−−−+=
))t(sen)0(M)tcos()0(M(e)t(M 0x0yy ωω −=
0)(M)(M yx =∞=∞
0z M)(M =∞
![Page 19: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/19.jpg)
Z’
M
Precessão em torno de B1
CAMPO DE RF (B1)
X’
Y’
B0
B1
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CAMPO DE RF (PULSO DE 90O)
Z’
X’
Y’
B0
![Page 21: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/21.jpg)
CAMPO DE RF (PULSO DE 90O)
Z’
X’
Y’
B0
B1
![Page 22: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/22.jpg)
Z’
CAMPO DE RF (PULSO DE 90O)
X’
Y’
B0
B1
![Page 23: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/23.jpg)
Z’
CAMPO DE RF (PULSO DE 90O)
X’
Y’
B0
B1
![Page 24: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/24.jpg)
Z’
CAMPO DE RF (PULSO DE 90O)
X’
Y’
B0
B1
![Page 25: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/25.jpg)
Z’
CAMPO DE RF (PULSO DE 90O)
X’
Y’
B0
B1
![Page 26: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/26.jpg)
Z’
CAMPO DE RF (PULSO DE 90O)
X’
Y’
B0
B1
![Page 27: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/27.jpg)
Z’
CAMPO DE RF (PULSO DE 90O)
X’
Y’
B0
B1
![Page 28: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/28.jpg)
Z’
CAMPO DE RF (PULSO DE 90O)
X’
Y’
B0
B1
![Page 29: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/29.jpg)
Z’
CAMPO DE RF (PULSO DE 90O)
X’
Y’
B0
B1
![Page 30: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/30.jpg)
Z’
CAMPO DE RF (PULSO DE 90O)
X’
Y’
B0
B1
![Page 31: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/31.jpg)
Z’
Ângulo de Flip:θθθθ = 90o
CAMPO DE RF (PULSO DE 90O)
X’
Y’
B0
B1
� O ângulo do flip é proporcional à amplitude e à duração de B1:
θ ≈≈≈≈ γ B1 Tp
![Page 32: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/32.jpg)
Z’
Ângulo de Flip:θθθθ = 180o
CAMPO DE RF (PULSO DE 180O)
X’
Y’
B0
B1
� O ângulo do flip é proporcional à amplitude e à duração de B1:
θ ≈≈≈≈ γ B1 Tp
![Page 33: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/33.jpg)
� Uma vez cessado o campo B1, a magnetização retorna à condição de equilíbrio; Z
B0
NADA DURA PARA SEMPRE...
tempo
Sin
al
X
Y
Receptor de RF
![Page 34: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/34.jpg)
� Uma vez cessado o campo B1, a magnetização retorna à condição de equilíbrio; Z
B0
tempo
Sin
al
NADA DURA PARA SEMPRE...
X
Y
Receptor de RF
![Page 35: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/35.jpg)
� Uma vez cessado o campo B1, a magnetização retorna à condição de equilíbrio; Z
B0
tempo
Sin
al
NADA DURA PARA SEMPRE...
X
Y
Receptor de RF
![Page 36: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/36.jpg)
� Uma vez cessado o campo B1, a magnetização retorna à condição de equilíbrio; Z
B0
tempo
Sin
al
NADA DURA PARA SEMPRE...
X
Y
Receptor de RF
![Page 37: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/37.jpg)
� Uma vez cessado o campo B1, a magnetização retorna à condição de equilíbrio; Z
B0
tempo
Sin
al
NADA DURA PARA SEMPRE...
X
Y
Receptor de RF
![Page 38: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/38.jpg)
� Uma vez cessado o campo B1, a magnetização retorna à condição de equilíbrio; Z
B0
tempo
Sin
al
NADA DURA PARA SEMPRE...
X
Y
Receptor de RF
![Page 39: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/39.jpg)
� Uma vez cessado o campo B1, a magnetização retorna à condição de equilíbrio; Z
B0
tempo
Sin
al
NADA DURA PARA SEMPRE...
X
Y
Receptor de RF
![Page 40: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/40.jpg)
� Uma vez cessado o campo B1, a magnetização retorna à condição de equilíbrio; Z
B0
tempo
Sin
al
NADA DURA PARA SEMPRE...
X
Y
Receptor de RF
![Page 41: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/41.jpg)
� Uma vez cessado o campo B1, a magnetização retorna à condição de equilíbrio; Z
B0
tempo
Sin
al
FID: free induction decay
NADA DURA PARA SEMPRE...
X
Y
Receptor de RF
![Page 42: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/42.jpg)
TEMPO DE RELAXAÇÃO TRANSVERSAL (T2)
Mxy
37%
T2
t
Relaxação Transversal: Decaimento da magnetização pela interação entre núcleos (relaxação spin-spin)
A completa perda de coerência de fase no plano transversalocorre com uma constante de tempo T2
Relaxação Transversal: Decaimento da magnetização pela interação entre núcleos (relaxação spin-spin)
A completa perda de coerência de fase no plano transversalocorre com uma constante de tempo T2
![Page 43: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/43.jpg)
TEMPO DE RELAXAÇÃO LONGITUDINAL (T1)
M0Mz
Relaxação Longitudinal: Transferência de energia entre os spinsexcitados e o tecido (relaxação spin-rede)
O reestabelecimento da magnetização longitudinal ocorrecom uma constante de tempo T1
Relaxação Longitudinal: Transferência de energia entre os spinsexcitados e o tecido (relaxação spin-rede)
O reestabelecimento da magnetização longitudinal ocorrecom uma constante de tempo T1
t
63%
T1
![Page 44: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/44.jpg)
2) Os prótons, absorvem esta energia, pois estão em
“ressonância” (mesma freqüência)
1) Energia sob a forma de RF é transmitida aos prótons RF
1H
RM EM 5 PASSOS
5) Esses sinais são processados
e dão origem a imagens
4) Antenas especiais captam esses
sinais e os convertem eletronicamente
3) Após um tempo característico,
t, esta energia é reemitida
1H
RF
1H
![Page 45: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/45.jpg)
FORMAÇÃO DE IMAGENS: CONCEITO
Definição da localização espacial Definição da localização espacial das fontes que contribuem para o
sinal detectado.
![Page 46: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/46.jpg)
UM EXEMPLO SIMPLES
Entretanto, RM não utiliza mecanismos como projeção, reflexão ou refração, comumente utilizados em técnicas
óticas de formação de imagens.
![Page 47: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/47.jpg)
FORMAÇÃO DE IMAGENS EM RM: FREQUÊNCIA E FASE
θθθθ
ωωωω
θ θ θ θ = ωωωωt
A informação espacial dos prótons contribuindo para o sinal de RM é determinada pela frequência espacial e
pela fase de sua magnetização.
![Page 48: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/48.jpg)
� Campos magnéticos adicionais ao B0 cujas amplitudes variam em determinada direção de forma linear;
� A direção da variação pode mudar (X, Y, Z) ...
... entretanto, a direção do campo é sempre paralela a B0!!!
GRADIENTES
B0
x
y
z
Gx
x
y
z
Gy
x
y
z
Gz
![Page 49: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/49.jpg)
GRADIENTES
B0
![Page 50: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/50.jpg)
GRADIENTES
Gy
B0
![Page 51: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/51.jpg)
GRADIENTES
B
Gy
B0
![Page 52: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/52.jpg)
GRADIENTES
B
Gy
B0
![Page 53: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/53.jpg)
GRADIENTES
B
Gy
B0
![Page 54: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/54.jpg)
GRADIENTES
B
Gy
B0
![Page 55: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/55.jpg)
GRADIENTES
B
Gy
B0
![Page 56: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/56.jpg)
GRADIENTES
B
Gy
B0
![Page 57: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/57.jpg)
GRADIENTES
B
Gy
B0
![Page 58: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/58.jpg)
GRADIENTES
B
Gy
B0
![Page 59: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/59.jpg)
GRADIENTES
B
Gy
B0
![Page 60: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/60.jpg)
GRADIENTES
B
Gy
B0
![Page 61: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/61.jpg)
GRADIENTES
B
Gy
B0
![Page 62: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/62.jpg)
GRADIENTES
B
Gy
B0
![Page 63: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/63.jpg)
GRADIENTES
B
Gy
B0
![Page 64: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/64.jpg)
GRADIENTES
B
Gy
B0
![Page 65: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/65.jpg)
GRADIENTES
B
Gy
B0
![Page 66: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/66.jpg)
GRADIENTES: SOBREPOSIÇÃO
� A aplicação simultânea de dois gradientes resulta em...
Gy
B0
Gx
![Page 67: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/67.jpg)
GRADIENTES: SOBREPOSIÇÃO
� A aplicação simultânea de dois gradientes resulta em...
Gy
B0
Gx
![Page 68: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/68.jpg)
GRADIENTES: SOBREPOSIÇÃO
� A aplicação simultânea de dois gradientes resulta em...
... um outro gradiente!!!
Gy
B0
Gx
![Page 69: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/69.jpg)
ω = γ (B0 + Gx x)
CODIFICAÇÃO DE FREQUÊNCIA
Gx
B0
1 2 3
1 2 3
ttt
1 + 2 + 3
t ω
Projeção
do Objeto
![Page 70: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/70.jpg)
CODIFICAÇÃO DE FASE
� Conceito de fase:
t
3
t
2
t
1
t
![Page 71: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/71.jpg)
CODIFICAÇÃO DE FASE
� Conceito de fase:
t
3
t
2
t
1
t
![Page 72: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/72.jpg)
CODIFICAÇÃO DE FASE
� Conceito de fase:
t
3
t
2
t
1
t
![Page 73: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/73.jpg)
CODIFICAÇÃO DE FASE
� Conceito de fase:
t
3
t
2
t
1
t
![Page 74: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/74.jpg)
CODIFICAÇÃO DE FASE
� Conceito de fase:
t
3
t
2
t
1
t
![Page 75: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/75.jpg)
CODIFICAÇÃO DE FASE
t
� A fase acumulada (φ) é proporcional ao tempo do gradiente e sua amplitude
(área sob a curva):
φ = γ (B0 + Gy y) t
3
t
2
t
1
t
φφφφ
![Page 76: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/76.jpg)
CODIFICAÇÃO ESPACIAL: EXEMPLO UM POUCO MAIS COMPLEXO
Gx
![Page 77: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/77.jpg)
CODIFICAÇÃO ESPACIAL: EXEMPLO UM POUCO MAIS COMPLEXO
Gy
![Page 78: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/78.jpg)
CODIFICAÇÃO ESPACIAL: EXEMPLO UM POUCO MAIS COMPLEXO
Espaço dos dados de RM 1 dado de RM
Após codificação de
frequência(gradiente x)
Após codificação de
fase(gradiente y)
Antes da codificação
outro dado de RMmais um
dado de RM
![Page 79: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/79.jpg)
ESPAÇO K
Codificação Codificação de fasede fase
Passo #1Passo #1
Ponto Ponto temporal #1temporal #1
……..……..
……..……..
Ponto Ponto temporal #2temporal #2
Ponto Ponto temporal #3temporal #3
Ponto Ponto temporal #1temporal #1
Ponto Ponto temporal #2temporal #2
Ponto Ponto temporal #3temporal #3
Codificação Codificação de fasede fase
Passo #2Passo #2
……..……..
……
..…
….. Codificação de Frequência
temporal #1temporal #1 temporal #2temporal #2 temporal #3temporal #3
Ponto Ponto temporal #1temporal #1
Ponto Ponto temporal #2temporal #2
Ponto Ponto temporal #3temporal #3
Passo #2Passo #2
Codificação Codificação de fasede fase
Passo #3Passo #3
![Page 80: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/80.jpg)
+Gy ......
.
.
.
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.0
Espaço FísicoEspaço K
ESPAÇO K
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.+Gx-Gx 0
-Gy
Cada um dos pontos no espaço k (mostrados em amarelo) consiste na soma do sinal de RM de todos os voxels no espaço da imagem
quando submetidos ao campo de gradiente correspondente.
![Page 81: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/81.jpg)
ESPAÇO K
Espaço k Imagem
FT (FT-1)
![Page 82: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/82.jpg)
Imagem CompletaImagem Completa Imagem de IntensidadeImagem de Intensidade Imagem de DetalhesImagem de Detalhes
Espaço k CompletoEspaço k Completo Centro do Espaço kCentro do Espaço k Bordas do Espaço kBordas do Espaço k
![Page 83: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/83.jpg)
O SISTEMA DE RM
Bobina de RF
Paciente
Equipamento de RM
Bobinas de Gradiente
Magneto
Scanner
Cama do Paciente
![Page 84: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/84.jpg)
RM: CAMPO MAGNÉTICO PRINCIPAL
� Estado da arte:
� Sistemas clínicos: 0.1T – 3.0T
� Sistemas de animais: 2.0T – 11.7T � Sistemas de animais: 2.0T – 11.7T
Curiosidades:1 Tesla = 10000 GaussCampo magnético da terra ~ 0.5 Gauss
![Page 85: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/85.jpg)
IMAGENS POR RM: ANATÔMICAS
Clinicamente utilizada em uma grande variedade de especialidades
MamaCrânio
Abdômen
Coluna
Coração
A qualidade da imagem é geralmente descrita em termos da relação sinal ruído, da resolução espacial e do contraste.
![Page 86: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/86.jpg)
DP T2 DWI
IMAGENS POR RM: ANATÔMICAS
T1 MRA PWI
![Page 87: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/87.jpg)
Mão Esquerda; Pé Esquerdo;
IMAGENS POR RM: FUNCIONAIS (TAREFAS MOTORAS)
Mão Direita; Pé Direito;
![Page 88: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/88.jpg)
IMAGENS POR RM: FUNCIONAIS (CAFÉ E O CÉREBRO)
![Page 89: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/89.jpg)
IMAGENS POR RM: APLICAÇÃO EM MODELOS ANIMAIS
![Page 90: PRINCÍPIO FÍSICO DE RM](https://reader037.fdocumentos.tips/reader037/viewer/2022102713/55d2626fbb61eb0f638b4726/html5/thumbnails/90.jpg)
Centro de Imagens e Espectroscopia
In Vivo por Ressonância Magnética
UNIVERSIDADEDE SÃO PAULO
Instituto de Física de São Carlos
Fernando F. Paiva [email protected]
OBRIGADO!!!