Comparação entre Ressonância Magnética 1,5 T e 3T

A Ressonância Magnética (RM) 3 Tesla existe à 15 anos, mas inicialmente era apenas usada como uma ferramenta de investigação. Actualmente, é aplicada para o uso clínico.

A RM 3T veio substituir a RM 1,5T e esta substituiu RM 1T. O aparelho 3T tem o dobro da força do campo magnético que opera nos aparelhos 1,5Tesla. Comparativamente com o campo magnético da Terra, apresenta uma força 30.000 vezes superior.

Caracterizado por:

• Velocidade superior o que diminui os artefactos de movimento, reduzindo a degradação da imagem.

Por exemplo, uma sequência de um exame ao joelho pode ser completado em 2 minutos e uma imagem 3D do abdómen com uma resolução de milímetros pode ser adquirida em 15segundos. Um exame completo pode ter uma duração de 15 minutos.

• Resolução cerca de 16 vezes superior ao 1,5 T.

Visualiza por exemplo, os quatro níveis da árvore biliar e a textura da cartilagem. A difusão permite identificar as estruturas do tronco encefálico, distinguindo a substância branca os núcleos cerebelosos. Nos estudos com contraste apresenta melhor diferenciação entre o tumor e o cérebro e para além disso permite reduzir a dose de contraste injectada.

• Elevada taxa de sinal de ruído (SNR), que pode ser trocado por uma velocidade superior, uma resolução espacial superior, ou ambos (por razões físicas, o sinal de ruído não é completamente o dobro que o 1,5 Tesla).

Aplicações

Uma das maiores aplicações da 3T é na neuroimagem. Por exemplo, numa serie de imagens de 20 pacientes com tumores intracranianos, a RM funcional do 3 Tesla o procedimento dos cirurgiões em 13 casos, afectou a operabilidade das lesões em 9 casos e conduziu a alterações na extensão da recessão planeada em 12 casos. A RM espectroscopia no 3T pode determinar o grau de malignidade dos gliomas, com um acesso não invasivo e as imagens 3T são superiores as obtidas no 1,5T na previsão do lugares não afectados em relação às lesões da sela turca e ao planeamento de cirurgias. A sensibilidade em determinar o local da infiltração foi de 88% no 3& e 67% no 1,5T e a especificidade de 84% e 58%, respectivamente. Além destas técnicas, também é vantajoso para estudos com contraste BOLD (blood oxygen-level dependent) e a difusão.

Em RM cardíaca, as imagens do coração podem ser adquiridas com uma resolução de 1,5 e espessura de corte de 5-5mm, sendo a imagem obtida em cada 120mseg para repetição aos 24 “frames” por segundo. Em series de voluntários, o 3T melhorou o contraste sangue-miocárdio para mais de 200% em relação ao 1,5T. Os estudos “black-blood” das artérias carótidas demonstram melhor sinal-ruído da parede e elevado sinal de ruído do lúmen da parede que estudo 1,5T. A perfusão do miocárdio com pequenas doses de contraste é superior ao 1,5T.

Em Angio-RM obtém resultados excelentes o que permite competir com a TC para substituir a Angiografia convencional por cateter no abdómen e noutros sítios.

Para além disso, a RM 3T provou a elevada acuidade para a preparação pré-operativa e extensão da neoplasia da próstata, tornando-se importante para a recessão apenas do tumor e não da glândula prostática, reduzindo a mortalidade e tratamentos guiados por imagem como criocirurgia e também uma maior acuidade de diagnóstico da neoplasia mamária precose comparativamente com outras modalidade de imagem como mamografia e ecografia mamária.

TC Portátil

A TC é uma meio de diagnóstico médico, que se encontra no departamento de Radiologia nos hospitais e é utilizado para a detecção de vários patologias. A TC portátil veio dar solução a alguns problemas como o caso da deslocação de pacientes por exemplo nas unidades de cuidados utensivos para o serviço de Radiologia, que apresentava uma mortalidade de cerca de 13% e os incidentes durante o transporte, como desconexão do equipamento de monotorização, extubações não intensionais eram acima de 71%. tem uma desvantagems é que só pode ser utilizada nas região da cabeça e pescoço.

Permite uma solução multi-departamental, utilizada na unidade de cuidados intensivos, urgência, sala de operações e consultas. Na unidade de cuidades intensivos é utuilizado para as areas de neurologia, pediatria, neonatal, cardiaca e queimados, a sala de operações engloba as areas de neurologia, maxilofacial, pediatria, intervenção e cirurgia plástica; As consultas englobam neurologia e radiologia e na urgência as areas envolvidas são AVC, hemorragias e traumatismo.

É uma combinação de uma duração de exame rápida, ambiente flexivel e visualização imediata das imagens, faz com que a TC portátil seja uma ferramenta indespensável para qualquer clinica em pacientes em estado crítico. Efectua várias técnicas com elevada qualidade de imagem seja estas sem contraste, angiografia, perfusão por contraste e perfusão por xenon.

Em relação à dose, pois é um aparelho que actua nos vários departamentos onde as paredes não têm protecção contra a radiação e onde os técnicos supostamente não têm protecção. como solução, este aparelho obedece ao principio de ALARA que protege quer os tecnicos como os paciente, que enuncia que em cada exame é necessário utilizar a dose minima possível e que o limite de radiação que pode apanhar é até 500mrem/ano. A dose normal de um exame cranio-encefálico é de 15 rotações *2segundos por rotação*7mA o que dá 210mAs a uma distância de 2 metros do isocentro, o técnico pode executar cerca de 25 exames por dia para 250 dias por ano sem qualquer protecção adicional sem ultrupassar esse valor.

Para além de cumprir o principio ALARA, está coberto com 0,5mm de laminas de chumbo para protecção, permitindo uma máxima redução da radiação dispersa e também apresenta três protecções, dois de lado e um atrás com uma espessura de 0,5mm de chumbo que actuam como escudo.

Apresenta algumas aplicações numa cirurgia intracraniana como resseção de glioblastoma, meningioma, adenoma da pituitária e tumores na base do cranio, procedimentos endoscópicos, Malformações Arterio-Venosas, colocação de clips no aneurisma, casos de neuro -bypass e evacuação de hematoma e entre outros.

Micro Ressonância Magnética e Tomografia quantitativa computorizada periférica

A densitometria óssea determina a Densidade Mineral Óssea (DMO) através de várias técnicas como por exemplo a Radiografia Convencional, Absorciometria Bifótónica com Raios-x, Absorciometria Monofótónica com Gadolínio, Tomografia Quantitativa Compurizada, Ultrassonografia Quantitativa Transaxial, Cintigrafia óssea de Tc Disfosfonato, Biopsia óssea entre outros. Estas técnicas medem a densidade dos minerais (como cálcio) nos ossos. A DMO tem como factores de risco factores genéticos, idade, sexo, estrogénios, factores nutricionais, estilo de vida, exercicio fisico, corticoides.

A medida de DMO é um substituto para a força do osso. A força do osso engloba vários componentes que não podem ser separados como a geometria e arquitectura do osso, porosidade cortical e densidade do tecido mineralizado. Por isso, o interesse na medição destes componentes individuais e a força óssea directamente não é compreendida. Existem novas abordagens que abordam e ultrupassam as medições convencionais da DMO.

Micro Ressonância Magnética

É um método novo para visualizar a micro-arquitectura do osso, usando RM de Alta-Resolução. Engloba um software pós-processamento que converte as imagens de RM da micro-arquitectura do osso em 3D com a possibilidade de medir automaticamente ou manualmente. A micro-RM pode também fornecer uma antena especifica para a RM de Alta-Resolução. Os investigadores têm usado a combinação do software pós-processamento com uma sequência alterada spin-eco designada por FLASE( Fast Large Angle Spin Echo).

Este método não é usado na pratica rotineira apesar de ser uma método não invasivo para visualizar os elementos estruturais do osso trabecular.

Aquisição da Imagem:

A sequência utilizada da micro-RM é o Fast Large Angle Spin Echo(FLASE). A sequência FLASE permite a aquisição das imagens dos voxeis, minimizando os artefactos de movimento e os efeitos de susceptibilidade. As estruturas trabeculares do osso apresentam uma resolução de 150µm e esta sequência o FLASE permite uma resolução de cerca de 80µm, não conseguida numa sequência de Alta-Resolução.

Comparando a imagem de uma técnica de RM de alta-resolução (Figura 1) com a micro RM (Figura 2) as diferenças são notáveis.

Figura 1 - RM de alta-resolução

Figura 2 - micro RM

Figura 3 - Reconstrução 3D apartir da micro RM

Na micro-RM, o volume de interesse é matematicamente extraído e reconstruído a 3D, tornando-se uma imagem que representa a fracção do volume do osso em relação a cada localização do voxel. Com este tipo de informação de RM, é designado como uma análise topológica, onde se pode quantificar a natureza da arquitectura trabecular, e se apresenta também uma escala de análise onde se quantifica o número de trabeculas ou a espessura da trabecula.

Vantagens:

• Não invasiva;
• Sem radiação ionizante;
• Estrutura cortical e trabecular 3D;
• Os aparelhos clinicos podem ser adaptados;
• Efeitos relacionados com o tratamento.

Limitações:

• Limitado ao esqueleto apendicular;
• Informação limitada como por exemplo, não existe informação de fractura;
• Tecnicamente exigente.

Alta-Resolução T.Q.C

A Alta-Resolução de Tomografia Quantitativa Computorizada periférica (TQCp) baseia-se da análise de atenuação da radiação no esqueleto apendicular do corpo humano, permitindo a visualização separada das estruturas corticais e trabeculares como um valor verdadeiro valor volumétrico da DMO. É vantajoso porque esses tipos de osso são muito heterogeneos e têm carcteristicas temporais distintas de remodelação que reflete as diferenças metabólicas. é executada em baixa dose de radiação. As diferenças são melhor visualizadas nas reconstruções (Figura 5 e 6) que nas aquisições (Figura 4).

Figura 5 - reconstrução da TC

Figura 4 - imagens de alta-resolução TQCp

Figura 6 - Reconstrução 3D

Devido ao TQCp é possivel obter as medições volumétricas, permitindo calcular o total da densidade mineral óssea, separar totalmente o osso trabecular, obter uma densidade trabecular pura, dividir a densidade trabecular nas várias porções e também isolar o osso cortical para obter a densidade cortical do osso puro.

A alta-resolução permite analisar a escala e visualizar a fracção de volume do osso trabecular, o número e a espessura das trabeculas, espessamento trabecular e espessura trabecular.

Vantagens:

• Arquitectura e densidade em 3D;
• Reduzido tempo de exame;
• Baixa radiação;
• Visualiza mudanças relacionadas com a idade e fracturas.

Limitações:

• Limitado ao radio e tibia;
• Equipamento especial;
• Não há informação sobre a previsão de fractura;
• Referências limitadas e informação relacionada com terapia.

Gadolineo marcado com proteínas

A Ressonância Magnética (RM) é uma técnica de diagnóstico poderosa devido ao seu poder de penetração profunda no tecido onde permite uma excelente contraste dos tecidos moles com uma resolução de milímetros e não utiliza radiação ionizante comparativamente com outras técnicas de imagiologia como a Tomografia Computorizada.

Os agentes de contraste são uma camada molecular específica adicional rica em informação anatómica e funcional. No entanto, o maior desafio da ressonância magnética é a sensibilidade: as concentrações micromolares de gadolineo são necessárias para alterar a causa da detecção de mudanças de sinal, que torna as proteínas detectáveis pela RM um desafio.

Os agentes de contraste de RM marcadas com proteínas são moléculas bifuncionais compostas por cerca de metade de proteínas marcadas e por tipicamente uma ou mais quelatos de gadolineo. A capacidade do agente de contraste de melhorar a imagem de RM é o período de relaxação, e depende de vários factores moleculares, incluindo a estrutura da própria proteína. Noutras modalidades, a estrutura da proteína permite o efeito farmacocinético da concentração do agente na região de interesse.

Único à RM, a estrutura da proteína permite o efeito farmacocinético de aumento de relaxação do agente de contraste, assim aumentando o sinal de RM. A criação de novos agentes, optimização de ambas a função marcada e a relaxação é crítica.

O desenvolvimento de agentes de contraste que podem ser localizados para tecidos particulares o que permitirá potencialmente a visualização não invasiva e caracterizar da variedade de estados de doenças. Avanços recentes foram efectuados no campo da imagiologia molecular com a RM e US e variadas técnicas tem sido planeadas para determinar o sinal do tecido.

Os tipos de agentes e aplicações desenvolvidas incluem gadolineo junto de moleculas marcadas para a imagem da fibrina, particulas de ferro oxidade supermagnético para o rastreio de células – stem, nanoparticulas perfluorocarbono multimodal para a visualização de angiogenese, lipossomas para o rastreio de componente de ateroma e microbolhas para a imagiologia de rejeição de transplante.

Tomossíntese da mama

A Tomossíntese da mama é uma técnica em desenvolvimento aplicada à mama, que adquire imagens 3D do tecido mamário comprimido em diferentes planos durante um curto tempo. As imagens individuais são posteriormente reconstruídas em séries de cortes finos de alta-resolução que podem ser visualizados individualmente ou de um modo dinâmico.

Os cortes finos reconstruídos reduzem ou eliminam os problemas causados pelo tecido sobreposto e o ruído da estrutura anatómica que aparecem na imagem 2D da mamografia digital.

Como funciona a tomossíntese da mama?

Aquisição:

A mama é comprimida numa maneira padrão. A mama permanece estacionaria enquanto a ampola de raios-x roda sobre uma range de ângulos limitada. As séries de cortes com baixa dose são efectuados em cada grau, criando uma série de imagens digitais. Tipicamente, a ampola roda cerca de 10-20 graus e efectua 10-20 exposições em cada 1º durante os 5 segundos ou menos, que é a duração total do exame. As imagens individuais são projecções embora apresente diferentes ângulos e essas imagens são posteriormente reconstruídas em cortes.

A tomossíntese é capaz de adquirir imagens em qualquer direcção, não só nas posições CC(craniocaudal) ou na OML ( obliqua mediolateral).

Em relação ao movimento da ampola, este pode ser: continuo ou step-and-shoot*. O movimento continuo de exposições de raios-x devem ser curtas o suficiente para evitar a distorção da imagem devido ao movimento do spot focal. Se o movimento é step-and-shoot é utilizado, a gantry deve alcançar a paragem completa em cada ângulo, senão a vibração irá distorcer a imagem.

O critério mais importante é duração total do exame que deve ser a mais pequena possível, para reduzir a possibilidade de movimento do paciente, o que reduz a visibilidade de pequenas microcalcificações.

Requerimentos do Sistema de Tomossíntese:

Eficiência do detector e Dose: Esta técnica consiste numa serie de exposições com baixa dose. Para cada aquisição, a dose representa cerca de 5-10% comparando com uma incidência de mamografia. Devido à baixa dose, os detectores da imagem devem ter uma elevada eficiência quantitativa e baixo ruído, como é o caso dos detectores baseados é selénio, com elevada Detecção da Eficiência Quântica, maior que 95% da absorção da energia dos raios-x na mamografia e rápido capacidades de leitura. com um detector de selénio, o exame de tomossíntese é executado com a mesma radiação que a mamografia digital.

Modos de aquisição: Deve ser capaz de utilizar orientações padrão, não apenas a CC e OML e também executar a normal a mamografia 2D e a tomossíntese com a mesma compressão. Para isso, necessário uma retracção automática da grelha, assim o sistema pode mudar rapidamente e automaticamente entre os modos 2D e 3D.

Reconstrução das imagens:

Segundo a Figura 1, o processo de reconstrução da tomossíntese da mama consiste no cálculo das imagens de alta-resolução dos planos paralelos ao suporte da mama. Tipicamente, as imagens são reconstruídas com uma distância de separação entre cortes de 1mm, assim 5 cm de mama comprimida terá 50 cortes reconstruídos. Um tempo de reconstrução pequeno é essencial, especialmente quando a tomossíntese começa a ser considerada importante para estudos de intervenção e por isso é importante manter o processamento após aquisição a 10 segundo ou menos.

Método de Visualização:

Os cortes reconstruídos podem ser visualizados de maneira semelhante aos cortes de TC. O técnico pode visualizar as imagens uma de cada vez ou em movimento. as projecções originais são idênticas à mamografia convencional, embora cada uma apresenta baixa dose, e podem ser visualizadas também, caso seja necessário. se o sistema adquirir mamografias 2D e 3D com a mesma compressao, imagens destas duas modalidades são completamente registadas. As workstations usam interfaces que permitem ama rápida mudança entre estes dois modos que facilita a revisão das imagens,e permite a identificação rápida de lesões numa modalidade com correspondência da lesão noutra modalidade.

Vantagens:

• Diminuição de erros;


• Menos biopsias;


• Aumento da detecção de neoplasia - resolve os problemas de sobreposição de tecido que são a maior fonte de erros e exames adicionais de mamografia. a taxa de biopsia poderá diminuir também embora aumente visualização de objectos suspeitos. em algumas patologias que são ocultas na mamografia podem ser identificadas com a eliminação do ruído da estrutura;


• Redução de dose;


• Localização da lesão - o corte determina a localização exacta com uma coordenada 3D no interior da mama, permitindo que os métodos de amostras de biopsia podem ser executados usando as coordenada geradas pelo aparelho;


• Rápido tempo de revisão;


• Redução da pressão da compressão - a compressão tem a finalidade de diminuir os tecidos sobreposto e por isso com esta técnica não é necessária elevada compressão. a compressão necessária é para manter a imobilização do paciente e separar ao máximo o tecido mamário da parede torácica;


• Um plano versus dois planos - podia apenas necessitar aquisições num unico como OML, devido à natureza 3D das imagens mas isso não é verdade. A tomossíntese necessita de ambos os planos OML e CC. Isto não é surpreendente, porque a tomossíntese é diferente das outras modalidades 3D como a TC pois não consegue gerar reconstruções multi-planares como coronal e sagital. Existem algumas patologias que apresentam formas alongadas, planas ou não esféricas que podem ser melhor visualizadas numa orientação do que outra. Uma recente investigação sobre tomossíntese conclui que 9% das neoplasias eram visualizados no plano CC mas não no plano OML.

Comparação entre Mamografia Convencional e Tomossíntese da Mama

Na Figura 2 e 3 são visualizados neoplasias que não eram visualizadas com mamografia convencional (imagens à tomossíntese são identificados (setas brancas).

Mamografia 3D (mamografia com estéreo)

A mamografia faz parte da rotina da prática clínica, mas tem algumas limitações, porque a mama é uma estrutura 3D e a mamografia digital apresenta uma imagem 2D. Para eliminar essa limitação, surgiu a mamografia com estéreo (mamografia estereoscópica).

A mamografia com estéreo usa a visão binocular humana que permite visualizar uma imagem 2D em 3D, utilizando duas imagens de ângulos ligeiramente diferentes (estes ângulos criam a percepção de profundidade nos olhos). Estas imagens são dispostas em dois sistemas planos (planar systems) de alta resolução ou dois monitores de cristais liquidos (LCD) de dimensões 2.500 por 2.000 pixéis, fixos com um ângulo de 110º. Entre os monitores está posicionada uma placa de vidro (com aparência meio plateado).

A placa de vidro permite ao médico radiologista com a utilização de óculos interpolarizados, visualizar a imagem do monitor inferior (posicionado ao nível dos olhos) transmitida através da parte inferior da placa de vidro enquanto a imagem transmitida no monitor superior (posicionado um pouco acima do nível dos olhos com o ângulo voltado para baixo) é reflectida para a parte superior da placa de vidro, formando uma imagem 3D.

Esta técnica foi comparada com a mamografia digital em doentes com risco de desenvolverem neoplasia da mama, e conclui-se que a mamografia com estéreo reduz os falsos- positivos da mamografia digital mas existem lesões não identificadas por esta e identificadas pela mamografia digital. Talvez o problema de possiveis falsos positivos ou falsos negativos não esteja relacionado com a qualidade das imagens mas também na interpretação médica, onde é necessário experiência e habilidade.

Os sistemas de mamografia com estéreo podem ser construídos acrescentando apenas um monitor estéreo ao equipamento de mamografia digital existente.