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Os tempos de eco, os valores intermediários e o conceito de fora de fase e em fase na RM

por Alessandro Mazzola


"Se o TE fora de fase em um aparelho de RM de 1,5T é de 2,2ms e, dentro de fase, é de 4,4ms, pode-se dizer que o intervalo entre esses dois (valores de 2,2ms até 4,4ms) será o quê? Fora de fase ou TE mínimo?"


Recebemos esta dúvida no Pergunte ao MRIONLINE. Vamos esclarecer este tema pouco comentado: os valores intermediários de TEs.


Neste conteúdo contamos com a contribuição de Ricardo Trujillo, adquirindo algumas imagens 2D GRE (2D FLASH - Siemens) com alguns TEs para entendermos não só da teoria, mas também dos aspectos práticos de alteração de sinal na imagem de RM.


Primeiro, uma pequena revisão


Lembre-se que quando nos referimos aos termos em fase e fora de fase estamos nos referindo à precessão dos spins da água e da gordura, em seus respectivos momentos, conforme sua interação entre si num dado voxel.


O movimento periódico dos spins gera uma componente transversal da magnetização que se movimenta (ou rotaciona) de acordo com a sua frequência de precessão.


E aqui cabe ressaltar: os spins da água e da gordura não possuem a mesma frequência de precessão (ou frequência de Larmor). Existe um pequeno desvio de frequência devido à sua composição. Essa diferença chama-se desvio químico.


A 1,5T essa diferença de frequência é de aproximadamente 225 Hz (ou 220 Hz, se preferir).


O que uma diferença ou desvio de frequência tem a ver com TE?


Bom, é preciso lembrar que o inverso da frequência é o período (período de tempo), sendo assim, se dividirmos 1/225 Hz teremos um período igual a 0,00444 ms ou 4,4 ms.


Isso significa que se a diferença entre a água e a gordura for de exatos 225 Hz, a cada 4,4 ms teremos os spins da água e da gordura em fase, ou seja, precessando juntos no mesmo estágio do movimento periódico. Já na metade deste tempo (2,2 ms) eles estarão completamente defasados (opostos em 180º).


Na imagem a seguir visualizamos a posição relativa dos spins da água e da gordura no plano transversal, após a plantação de um pulso de excitação em um equipamento de 1,5T. Confira:




Vamos analisar ponto a ponto da imagem:

  • No instante 0 ms (imediatamente após o pulso de excitação) os spins da água (azul) e da gordura (laranja) estão em fase;

  • Passado 1,1 ms os spins da água precessionaram mais rápido e se afastaram dos spins da gordura;

  • Passados 2,2 ms eles estão completamente fora de fase;

  • Em 3,3 ms estarão em uma nova posição relativa entre eles;

  • Após 4,4 ms estão novamente em fase.

Desta forma, é importante também destacar que, se dentro de um voxel tivermos uma mistura de 50% de spins da água e 50% da gordura, teremos condições plenas de avaliar os efeitos do tempo de eco (TE) em fase ou fora de fase. Não que o efeito não ocorra em qualquer voxel, pois na maior parte do tecido humano sempre temos algum percentual de gordura.


Se realizarmos a soma vetorial (como mostra a imagem 1) - não podemos esquecer que a magnetização dos spins deve ser representada por um vetor -, veremos que em 0,0 ms e 4,4 ms teremos o maior vetor resultante no plano transversal.


Ou seja, a magnetização da água e da gordura irá se somar e formará um grande vetor, que produzirá bastante sinal no plano transversal e resultará em um voxel com tom de cinza bem claro ou branco, numa imagem ponderada em T1. Porém, a 2,2 ms ocorrerá um cancelamento mútuo (soma vetorial = zero) e teremos um tom de cinza bem escuro ou preto sendo formado na imagem.


Já nos tempos intermediários de 1,1 ms e 3,3 ms ocorre uma soma parcial dos vetores, que resultará num sinal intermediário entre o mais escuro e o mais claro na imagem.


Sendo assim, imagens formadas com esse TE intermediário não são chamadas nem de em fase nem de fora de fase.



Diferentes aplicações, diferentes fases


Existem aplicações específicas que exigem que tenhamos imagens em fase e fora de fase, como para avaliação da esteatose hepática. Entretanto, muitas vezes não estamos tão preocupados se a aquisição está em fase ou fora de fase, mas sim que esteja com o TE mínimo para que seja extremamente rápida, como é o caso das aquisições para angiografias 3D com uso de gadolínio ou imagens T1 pré e pós contrastes em apneia para abdômen, por exemplo.


Veja que imagens fora de fase reduzem o sinal de tecidos onde existe gordura ou onde existe uma boa mistura de água e gordura. Em angiografia TOF muitos protocolos são ajustados a 1,5T para ter um TE em aproximadamente 6,8 ou 6,9 ms. Desta forma, todo sinal de fundo da imagem reduz, tornando mais sensível o sinal de interesse do fluxo sanguíneo (não afetado por esse processo).


Na imagem 2, realizamos uma aquisição 2D Gradiente eco (GRE) com os referidos TEs da imagem 1. Colocamos uma seta apontando para a interface entre a gordura e o músculo justamente para mostrar melhor o efeito nos voxels que ficam neste limite e que terão uma mistura quase igual em alguns deles de água e gordura. Assim podemos perceber bem o efeito da imagem em fase, fora de fase e TE intermediário.


Note que a imagem de 3,3 ms deveria, teoricamente, ser igual à de 1,1 ms, porém precisamos também lembrar que o decaimento T2* vai aumentando a medida que aumentamos o TE, reduzindo assim o sinal geral da imagem.



Aqui há 2 ROIs em cada imagem: verde na interface e o roxo na gordura.



Vamos aos valores médios de intensidade de sinal na imagem:


A) TE = 1,1 ms (intermediário) - Verde: 166,00 / Roxo: 321,61


B) TE = 2,2 ms (fora de fase) - Verde: 57,25 / Roxo: 247,00


C) TE = 3,3 ms (intermediário) - Verde: 90,75 / Roxo: 257,85


D) TE = 4,4 ms (em fase) - Verde: 146,25 / Roxo: 279,00


Assim, é fácil perceber que o menor nível de sinal é com TE fora de fase e que em fase ele é alto, mas não é maior que 1,1 ms, pois aí já temos o efeito do decaimento T2*.


O TE mínimo de uma aquisição pode ser ajustado, por exemplo, através da largura de banda, mas isso já é material para um outro momento!


 

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2 comentarios


fernandajoaquims
26 ago 2021

Maravilhosa explicação

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Alessandro A. Mazzola
Alessandro A. Mazzola
26 ago 2021
Contestando a

Que bom que gostou! A pergunta original foi muito interessante e buscamos ir além do que está nos livros. E tem mais lá na plataforma! Abraço, Mazzola

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