Diagnóstico de osteoartrite: ressonância magnética

A ressonância magnética (MRI) nos últimos anos tornou-se um dos principais métodos de diagnóstico não invasivo de artrose óssea. Desde a década de 70, quando os princípios da ressonância magnética (MP) foram utilizados pela primeira vez para estudar o corpo humano, até hoje, este método de imagem médica mudou radicalmente e continua a se desenvolver rapidamente.

O equipamento técnico, o software estão melhorando, as técnicas de imagem estão se desenvolvendo, as preparações de contraste MP estão sendo desenvolvidas. Isso permite que você consiga constantemente novas áreas de aplicação da ressonância magnética. Se, inicialmente, seu uso fosse limitado apenas aos estudos do sistema nervoso central, agora a ressonância magnética é usada com sucesso em quase todas as áreas da medicina.

Em 1946, um grupo de pesquisadores das universidades de Stanford e Harvard descobriram de maneira independente o fenômeno, chamado de ressonância magnética nuclear (RMN). A essência disso foi que os núcleos de alguns átomos, que estão em um campo magnético, sob a influência de um campo eletromagnético externo, podem absorver energia e, em seguida, emiti-lo sob a forma de um sinal de rádio. Para esta descoberta, F. Bloch e E. Parmel em 1952 foram premiados com o Prêmio Nobel. Um novo fenômeno logo aprendeu a usar para análise espectral de estruturas biológicas (espectroscopia de RMN). Em 1973, Paul Rautenburg demonstrou pela primeira vez a possibilidade de obter uma imagem usando sinais de RMN. Assim, a tomografia de RMN apareceu. Os primeiros tomogramas de RMN dos órgãos internos de uma pessoa viva foram demonstrados em 1982 no Congresso Internacional de Radiologistas em Paris.

Duas explicações devem ser dadas. Apesar de o método se basear no fenômeno da RMN, é chamado de ressonância magnética (MP), omitido a palavra "nuclear". Isso é feito para que os pacientes não tenham uma idéia sobre a radioatividade associada à decomposição dos núcleos atômicos. E a segunda circunstância: MP-tomographs não são acidentalmente "sintonizados" para prótons, ou seja no núcleo de hidrogênio. Este elemento nos tecidos é muito, e seus núcleos têm o maior momento magnético entre todos os núcleos atômicos, o que causa um nível suficientemente alto do sinal MR.

Se em 1983 havia apenas alguns dispositivos em todo o mundo adequados para pesquisa clínica, no início de 1996 havia cerca de 10.000 tomógrafos no mundo. Todos os anos, 1000 novos instrumentos são introduzidos na prática. Mais de 90% da frota de MP-tomographs são modelos com ímãs supercondutores (0,5-1,5 T). É interessante notar que se, em meados da década de 1980, os fabricantes de escaneadores MP fossem guiados pelo princípio "quanto maior o campo, melhor", com foco em modelos com um campo de 1,5 T e superior, então, no final da década de 1980 é claro que, na maioria das aplicações, eles não possuem vantagens significativas em relação aos modelos com força de campo médio. Portanto, os principais fabricantes de MP-tomographs (General Electric, Siemens, Philips, Toshi-ba, Picker, Brucker, etc.) estão atualmente prestando grande atenção à produção de modelos com uma média e até mesmo baixa campo, que diferem dos sistemas de campo alto em compacidade e economia com qualidade de imagem satisfatória e custo significativamente menor. Os sistemas de piso alto são usados principalmente em centros de pesquisa para realização de espectroscopia MR.

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O princípio do método MRI

Os principais componentes do MP-tomograph são: ímã ultra-forte, transmissor de rádio, receptor de bobina de radiofrequência, computador e painel de controle. A maioria dos dispositivos tem um campo magnético com um momento magnético paralelo ao longo eixo do corpo humano. A força do campo magnético é medida em Tesla (T). Para os campos clínicos de MRI com uma força de 0,2-1,5 T.

Quando um paciente é colocado em um campo magnético forte, todos os prótons que são dipolos magnéticos se desdobram na direção do campo externo (como uma agulha da bússola, que é guiada pelo campo magnético da Terra). Além disso, os eixos magnéticos de cada protão começam a girar em torno da direção do campo magnético externo. Este movimento rotacional específico é chamado de processo, e sua freqüência é uma freqüência de ressonância. Quando um pequeno pulso de radiofrequência eletromagnética é transmitido através do corpo do paciente, o campo magnético das ondas de rádio faz com que os momentos magnéticos de todos os prótons rotem em torno do momento magnético do campo externo. Para que isso aconteça, é necessário que a freqüência das ondas de rádio seja igual à freqüência de ressonância dos prótons. Esse fenômeno é chamado de ressonância magnética. Para alterar a orientação dos prótons magnéticos, os campos magnéticos de prótons e ondas de rádio devem ressoar, isto é, têm a mesma frequência.

Um momento magnético total é criado nos tecidos do paciente: os tecidos são magnetizados e seu magnetismo é orientado de forma estritamente paralela ao campo magnético externo. O magnetismo é proporcional ao número de prótons por unidade de volume de tecido. O grande número de prótons (núcleos de hidrogênio) contidos na maioria dos tecidos causa o fato de que o momento magnético puro é suficientemente grande para induzir uma corrente elétrica na bobina receptora localizada fora do paciente. Estes sinais MP induzidos são usados para reconstruir a imagem MR.

O processo de transição dos elétrons do núcleo do estado excitado para o estado de equilíbrio é chamado de processo de relaxação de spin-retentor ou relaxamento longitudinal. É caracterizada por um tempo de relaxação T1-spin-treliça - o tempo necessário para transferir 63% dos núcleos para um estado de equilíbrio depois de serem excitados por um pulso de 90 °. T2 também é um tempo de relaxamento de spin-spin.

Existem várias maneiras de obter tomogramas MP. Sua diferença reside na ordem e na natureza da geração de pulsos de radiofrequência, métodos para analisar sinais MP. Os mais comuns são dois métodos: spin-tretice e spin-echo. Para o spin-tretice, o tempo de relaxamento T1 é analisado principalmente. Vários tecidos (matéria cinza e branca do cérebro, líquido cefalorraquidiano, tecido tumoral, cartilagem, músculos, etc.) possuem prótons com diferentes tempos de relaxamento T1. Com a duração de T1, a intensidade do sinal MP está relacionada: quanto mais curto for o T1, mais intenso é o sinal MR e mais leve o espaço da imagem no monitor da TV. O tecido gordo no tomograma MP é branco, seguido pela intensidade do sinal MP em ordem decrescente, são cérebro e medula espinhal, órgãos internos densos, paredes vasculares e músculos. O ar, os ossos e as calcificações praticamente não dão um sinal MP e, portanto, são exibidos em preto. Essas relações de tempo de relaxamento T1 criam os pré-requisitos para a visualização de tecidos normais e alterados nos tomogramas de RM.

Em outro método de tomografia MP, chamado spin-echo, uma série de pulsos de radiofrequência são enviados ao paciente transformando os protões de precessão 90 °. Depois de parar os pulsos, os sinais MP de resposta são gravados. No entanto, a intensidade do sinal de resposta está relacionada de forma diferente à duração de T2: o T2 mais curto, mais fraco é o sinal e, conseqüentemente, o brilho da tela do monitor de TV é menor. Assim, a imagem final de MRI no método T2 é oposta à de T1 (como negativa a positiva).

Nos tomogramas MP, os tecidos moles são exibidos melhor que nos tomogramas de computador: músculos, camadas de gordura, cartilagem e vasos. Em alguns dispositivos, pode-se obter uma imagem dos vasos sem a introdução de um agente de contraste (MP-angiografia). Devido ao baixo teor de água no tecido ósseo, o último não cria um efeito de proteção, como na tomografia computadorizada de raios X, isto é, Não interfere com a imagem, por exemplo, a medula espinhal, discos intervertebrais, etc. Claro, os núcleos de hidrogênio estão contidos não só na água, mas no tecido ósseo são fixados em moléculas muito grandes e estruturas densas e não interferem com a ressonância magnética.

Vantagens e desvantagens da ressonância magnética

As principais vantagens da RM são não-invasivo, inofensivo (sem exposição à radiação), obtendo-se a imagem de caráter tridimensional, um contraste natural a partir de sangue em movimento, a ausência de artefactos de tecido ósseo, de alta diferenciação de tecido mole, a capacidade de realizar MP-espectroscopia para o estudo in vivo do metabolismo dos tecidos in vivo. MPT permite imagens de camadas finas do corpo humano em qualquer secção transversal - nos planos frontal, sagital e axial planos oblíquos. É possível reconstruir imagens tridimensionais de órgãos, sincronizar a obtenção de tomografias com dentes eletrocardiograma.

As principais deficiências geralmente incluem um tempo suficientemente longo para obter imagens (geralmente minutos), o que leva à aparência de artefatos de movimentos respiratórios (isso reduz especialmente a eficácia da pesquisa pulmonar), arritmias (no estudo do coração), a incapacidade de detectar fisicamente piedras, calcificações, alguns tipos de patologia das estruturas ósseas, o alto custo do equipamento e sua operação, requisitos especiais para as instalações em que os dispositivos estão localizados (triagem de interferências), a impossibilidade de examinar Estou doente com claustrofobia, pacemakers artificiais, grandes implantes metálicos de metais não médicos.

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Substâncias de contraste para MRI

No início do uso de MRI, acreditava-se que o contraste natural entre diferentes tecidos elimina a necessidade de agentes de contraste. Logo descobriu-se que a diferença de sinais entre diferentes tecidos, isto é, o contraste da imagem MR pode ser significativamente melhorado pela mídia de contraste. Quando o primeiro meio de contraste MP (contendo iões de gadolinio paramagnéticos) tornou-se comercialmente disponível, a informação de diagnóstico da ressonância magnética aumentou significativamente. A essência do agente de contraste de MR é mudar os parâmetros magnéticos dos protões de tecidos e órgãos, isto é, altere o tempo de relaxamento (TR) dos protões T1 e T2. Até à data, existem várias classificações de agentes de contraste MP (ou melhor, agentes de contraste - CA).

Pelo efeito predominante sobre o tempo de relaxamento do MR-Cadel em:

• T1-KA, que encurtam T1 e, assim, aumentam a intensidade do sinal MP dos tecidos. Eles também são chamados de SC positivo.
• T2-KA, que encurta T2, reduzindo a intensidade do sinal MR. Este é um SC negativo.

Dependendo das propriedades magnéticas do MR-SC são divididos em paramagnéticos e superparamagnéticos:

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Meios de contraste paramagnéticos

As propriedades paramagnéticas são possuídas por átomos com um ou mais elétrons não emparedados. Estes são íons magnéticos de gadolínio (Gd), cromo, níquel, ferro e também manganês. Os compostos de gadolinio foram mais amplamente utilizados clinicamente. O efeito contrastante do gadolínio é devido ao encurtamento do tempo de relaxamento T1 e T2. Em doses baixas, a influência sobre T1, que aumenta a intensidade do sinal, predomina. Em altas doses, o efeito sobre T2 predomina com uma diminuição da intensidade do sinal. Os paramagnéticos são agora mais amplamente utilizados na prática de diagnóstico clínico.

Meios de contraste superparamagnéticos

O efeito dominante do óxido de ferro superparamagnético é o encurtamento do relaxamento T2. À medida que a dose é aumentada, a intensidade do sinal diminui. A este grupo de nave espacial pode ser atribuído e satélites ferromagnéticos, que incluem óxidos de ferro ferromagnético estruturalmente semelhantes à ferrite de magnetite (Fe ²⁺ OFe ₂ ³⁺ 0 ₃ ).

A seguinte classificação é baseada na farmacocinética da CA (Sergeev, V.V., Isoavt., 1995):

• extracelular (específico do tecido);
• gastrointestinal;
• organotrópico (específico do tecido);
• macromoleculares, que são utilizados para determinar o espaço vascular.

Na Ucrânia, são conhecidos quatro MR-CAs, que são SC paramagnéticamente solúveis em água extracelulares, dos quais gadodiamida e ácido gadopentetic são amplamente utilizados. Os restantes grupos SC (2-4) passam por uma fase de ensaios clínicos no exterior.

MP-CA extra-celular solúvel em água

Nome internacional	Fórmula química	Estrutura
Ácido gadopentetic	Gadolinium dimeglumina dietilenotriaminopentaacetato ((NMG) 2Gd-DTPA)	Linear, iónico
Gadoterovaya ácida	(NMG) Gd-DOTA	Cíclico, iónico
Gadodamidid	Gadolinium dietilenotriaminopentaacetato-bis-metilamida (Gd-DTPA-BMA)	Linear, não iónico
Outotéridol	Gd-HP-D03A	Cíclico, não iónico

A nave espacial extracelular é administrada por via intravenosa, 98% delas são excretadas pelos rins, não penetram na barreira hematoencefálica, têm baixa toxicidade, pertencem ao grupo paramagnético.

Contra-indicações para MRI

As contra-indicações absolutas incluem as condições em que o estudo é um paciente com risco de vida. Por exemplo, a presença de implantes, que são ativados por meios eletrônicos, magnéticos ou mecânicos, são principalmente marcapassos artificiais. O impacto da radiação RF do scanner MR pode interferir com o funcionamento do estimulador que opera no sistema de consulta, uma vez que mudanças nos campos magnéticos podem imitar a atividade cardíaca. A atração magnética também pode fazer com que o estimulador se mova no ninho e mova os eletrodos. Além disso, o campo magnético cria obstáculos para a operação dos implantes ferromagnéticos ou eletrônicos da orelha média. A presença de válvulas cardíacas artificiais representa um perigo e é uma contra-indicação absoluta somente quando examinada em escaners de MR de campo alto, e também se a válvula é clinicamente suposto ser danificado. A presença de pequenos implantes cirúrgicos de metal (clipes hemostáticos) no sistema nervoso central também se refere a contra-indicações absolutas para o estudo, pois seu deslocamento devido à atração magnética ameaça sangrar. Sua presença em outras partes do corpo é menos uma ameaça, uma vez que após o tratamento, a fibrose e o encapsulamento das braçadeiras ajudam a mantê-los em um estado estável. No entanto, além do perigo potencial, a presença de implantes metálicos com propriedades magnéticas, em qualquer caso, causa artefatos que criam dificuldades para interpretar os resultados do estudo.

Contra-indicações para MRI

Absoluto:	Relativo:
Pacemakers	Outros estimulantes (bombas de insulina, estimuladores nervosos)
Implantes ferromagnéticos ou eletrônicos da orelha média	Implantes não ferromagnéticos da orelha interna, válvulas cardíacas próteses (em campos altos, com suspeita de disfunção)
Grampos hemostáticos de vasos cerebrais	Grampos hemostáticos de outra localização, insuficiência cardíaca descompensada, gravidez, claustrofobia, necessidade de monitoramento fisiológico

Para contra-indicações relativas, além do acima, também incluem insuficiência cardíaca descompensada, a necessidade de monitoramento fisiológico (ventilação mecânica, bombas de infusão elétrica). A claustrofobia é um obstáculo à pesquisa em 1-4% dos casos. Pode ser superado, por um lado, utilizando dispositivos com ímãs abertos, por outro - uma explicação detalhada do aparelho e do curso da pesquisa. A evidência do efeito prejudicial da ressonância magnética no embrião ou no feto não é obtida, mas é recomendável evitar a ressonância magnética no primeiro trimestre da gravidez. O uso de ressonância magnética durante a gravidez é indicado nos casos em que outros métodos não ionizantes de diagnóstico por imagem não fornecem informações satisfatórias. MRI requer maior participação no paciente, que a tomografia computadorizada, como o movimento do paciente durante o teste é influência muito mais forte na qualidade da imagem, de modo que o estudo de pacientes com doenças agudas, alterações da consciência, estados espástica, demência, assim como as crianças é muitas vezes difícil.

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