Artefatos em RM

Artefatos em RM Alessandro A. Mazzola1,2
A palavra artefato deriva do latim e significa arte factus, ou “feito com arte”, o que
não deixa de ser verdadeiro se imaginarmos que muitos dos efeitos observados nas
imagens podem ser tratados como obra quase poética, porém não é neste sentido
que utilizamos esta palavra em Imagem por Ressonância Magnética (IRM) e nos
demais métodos de diagnóstico por imagem. Segundo Houaiss[13], artefato é toda
conclusão enganosa derivada de ensaio científico ou de medição, e causada por
problemas na aparelhagem empregada ou por ineficácia do método eleito. Em IRM,
vamos adotar que artefato é qualquer intensidade, sinal ou característica anormal
que não possui correspondência com o objeto de que se está adquirindo a imagem.
Não é incorreto afirmar que todas as imagens de RM apresentam algum tipo de
artefato. Uma imagem axial ponderada em T2 do encéfalo pode, aparentemente,
não apresentar qualquer artefato mais grosseiro, porém se olharmos com cuidado os
vasos sanguíneos presentes na imagem, perceberemos que muitos deles
apresentarão ausência de sinal no seu lúmen, causado pelo fenômeno de fluxo
sanguíneo, o que pode ser considerado anormal, uma vez que é atribuído hipersinal
a líquido nas imagens ponderadas em T2. A RM é a técnica de imagem mais
susceptível a artefatos e é a que mais os utiliza para o diagnóstico. Os artefatos
podem prejudicar uma aquisição a ponto de ser necessária sua repetição ou mesmo
o cancelamento do exame, por outro lado, um artefato pode ajudar a identificar uma
condição patológica específica.
Desta forma, podemos definir as duas grandes questões que este capítulo pretende
abordar:
1. Como identificar um ou mais artefatos em uma imagem de RM?
1
2
PhyMED – Consultores em Física Médica e Radioproteção – Av. Osvaldo Aranha, 1180/303 – Porto Alegre, RS/Brasil
Unidade de Diagnóstico por Imagem - Hospital Moinhos de Vento – Rua Ramiro Barcelos, 910 - Porto Alegre, RS/Brasil
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1
2. Como minimizar o artefato em uma imagem de RM?
Vejam que falamos em minimizar e não eliminar. Talvez fosse mais conveniente
usar o termo eliminar, porém isto não é totalmente verdadeiro. O que ocorre na
quase totalidade dos exames é a busca pela adequação da técnica no intuito de
minimizar a ocorrência de artefatos. Como veremos mais adiante, o efeito físico que
gera o artefato pode estar ocorrendo, porém devido a uma alteração nos parâmetros
de aquisição ou escolha de uma técnica específica, conseguimos fazer com que ele
não se torne tão evidente na imagem.
Dada a grande quantidade de tipos de equipamentos de RM, bobinas, sequências
de pulso e novas técnicas, abordaremos neste capítulo os artefatos mais comuns.
Artefatos mais antigos relacionados a problemas já resolvidos em equipamentos de
RM e artefatos de técnicas muito recentes ainda não disponíveis clinicamente serão
deixados de lado para tornar o texto mais objetivo e conciso. Buscaremos também
não limitar os artefatos aos equipamentos de 1,5T, comentando também o efeito de
um mesmo artefato em equipamentos com campo magnético maior ou menor.
Identificação versus Conhecimento Muitas pessoas ficam admiradas quando a imagem de alguma constelação ou
nebulosa do céu profundo é apresentada em um jornal ou revista. As imagens
produzidas pelo telescópio Hubble enchem os olhos mesmo de quem é um simples
admirador de uma noite estrelada. Mas será que para um astrofísico experiente as
imagens revelam a verdade? Ou será que determinado fenômeno contradiz a
realidade? Será que imagens falsas podem estar presentes numa imagem captada
da nebulosa do Caranguejo devido a problemas nos espelhos do telescópio Hubble?
A diferença entre achar uma imagem bonita e perceber um artefato nesta parece
residir no conhecimento do observador. Esta afirmativa não é diferente para as
imagens de RM. Conhecer a física, a técnica e as patologias estudadas em IRM é o
pressuposto para a identificação e a minimização de artefatos. Alguns artefatos,
2
como os causados por implantes metálicos, são evidentes nas imagens de RM,
porém outros são tão sutis que podem conduzir o radiologista a um erro de
diagnóstico por criar uma falsa imagem ou ocultar uma lesão existente.
Conhecimento faz com que um exame se torne mais conclusivo, e, por que não
dizer, mais belo.
Classificação dos Artefatos: Origem versus Aparência Alguns autores classificam os artefatos quanto ao efeito físico que o originou, outros
preferem classificá-los quanto a sua aparência nas imagens ou a parte do sistema
de RM a que o mesmo está vinculado [0,0,0].
Muitos são os efeitos físicos que podem gerar artefatos. Cada parte do sistema de
RM, incluindo o magneto, os gradientes de campo magnético, o sistema de
radiofrequência (RF) e os computadores de processamento, tem sido continuamente
aperfeiçoada para evitar a ocorrência de erros e minimizar falhas no seu
funcionamento. Se tentássemos agrupar os tipos de artefatos por cada parte que
compõe o sistema, poderíamos seguir a classificação mostrada na Tabela 2.
De forma mais prática, os diversos artefatos serão agrupados primeiramente de
acordo com sua aparência nas imagens e, logo a seguir, serão classificados quanto
a causa ou ao fenômeno físico que o originou e/ou a parte do sistema a que este
está relacionado. Observações - quanto ao impacto na qualidade da imagem e no
tempo de aquisição para uma dada ação corretiva proposta - também serão
abordadas.
Para o usuário das imagens de RM esta é uma forma mais direta de relacionar a
anomalia presente na imagem com a possível causa e a ação corretiva necessária.
Entretanto, é preciso não esquecer que a maioria dos artefatos é resultado de uma
interação entre variáveis fisiológicas, parâmetros de aquisição, limitações do
equipamento e escolha de sequências de pulso, tornando difícil segmentar um
artefato em uma única causa e eliminá-lo com uma única ação. As ações corretivas
propostas no texto se limitam ao nível do operador do equipamento de RM.
Tabela 1. Relação entre a parte do sistema, incluindo o paciente, e alguns tipos de artefatos
em IRM.
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Parte do Sistema de IRM
Tipo de Artefato
Magneto
Distorção Geométrica
Erros de Saturação de Gordura
Desvio Químico
Inomogeneidade do Campo Magnético
Instabilidade do Campo Magnético
Gradiente de Campo Magnético
Distorção Geométrica
Instabilidade dos Gradientes
Não-Compensação de Correntes Parasitas
Sistema de RF
Inomogeneidade do Campo de RF
Posicionamento do Paciente
RF Anômala
Técnica de Aquisição
Desvio Químico
Envelopamento ou Aliasing
Sombreamento
Amostragem do Sinal
Truncamento
Processamento do Sinal
Método de Reconstrução
Filtração
Paciente
Movimento Voluntário e Involuntário
Fluxo Vascular ou Liquórico
Presença de Objeto Metálico
Susceptibilidade Magnética
Classificação quanto à aparência A classificação que adotaremos estará dividida da seguinte forma:
v Fantasmas;
v Envelopamento ou “Aliasing”;
v Linhas e Ondulações;
v Falsos Contornos e Sombras
v Distorção Geométrica.
Antes de iniciarmos a revisão sobre artefatos, que tal testar seus conhecimentos
prévios quanto à identificação, causa e a ação corretiva mais adequada para os
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artefatos mostrados na Figura 46? Observe as imagens com atenção, guarde as
suas observações e busque identificar no texto a descrição que melhor se relaciona
com os artefatos apresentados. Ao final do capítulo apresentaremos solução para
este pequeno enigma.
Figura 1. Quais artefatos podem ser identificados nas três imagens acima (a, b e c)? Qual a
causa e a ação corretiva mais adequada? (Respostas no final do capítulo).
Fantasmas
O aparecimento de repetições de determinada parte da anatomia na imagem de RM
é conhecido como artefato fantasma, como mostra a Figura 47.
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Figura 2. (a) Imagem axial spin eco (SE) ponderada em T1 do encéfalo com presença de
artefato fantasma (seta menor) devido ao movimento dos olhos. Nas imagens axiais do
encéfalo a direção de fase tem que ser colocada na direção direita-esquerda para evitar o
artefato. (b) Artefato fantasma devido ao movimento das estruturas do abdome causado pela
respiração. O uso de sincronia respiratória é uma das formas de evitar o aparecimento deste
artefato.
Estes fantasmas ocorrem na direção de fase da imagem e são resultado de
movimentação de tecido ou parte do corpo do paciente durante a aquisição do sinal
de RM. A movimentação pode ser voluntária (respiração, deglutição, movimentos de
partes de corpo etc) ou involuntária (batimento cardíaco, pulsação do líquor ou
sangue, peristaltismo etc). Eliminar o movimento ou fazer com que a aquisição das
imagens seja concatenada com fases deste movimento, através do uso de sincronia
respiratória e/ou cardíaca, resulta, na maioria das vezes, em supressão completa do
artefato. A distância entre os fantasmas é diretamente proporcional ao tempo de
repetição, número de codificações de fase, número de excitações (NEX) e a
frequência do movimento [0]. Em sequências rápidas, com tempos de eco (TE)
extremamente curtos, os fantasmas se manifestam como borramento.
É conveniente ressaltar que, quanto mais hiperintensa for a estrutura em movimento,
maior será a presença do artefato na imagem. Este fato é especialmente importante,
pois explica a ausência de artefatos fantasma em imagens spin eco (SE) ou turbo
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spin eco (TSE ou FSE) ponderadas em T1 da fossa posterior antes da administração
de meio de contraste a base de gadolínio em comparação com imagens pósgadolínio, como mostra a Figura 48. O mesmo raciocínio vale para regiões onde a
gordura (em T1) e o líquido (em T2) estejam presentes e hiperintensos. A saturação
do sinal da gordura torna a imagem com menor quantidade de artefatos fantasma,
não pela redução do movimento, mas pelo cancelamento do sinal da estrutura.
Figura 3. (a) Imagem axial T1 SE na região da fossa posterior com a presença de gadolínio e
com o artefato fantasma presente devido ao sangue hiperintenso e pulsando. A direção de
fase é laterolateral. (b) Após a aplicação de técnica de compensação.
Apesar do aspecto na imagem (efeito) ser parecido para as diversas origens, a
causa e a ação corretiva são bastante distintas. Desta forma subdividiremos e
discutiremos o artefato fantasma nas seguintes subcategorias de acordo com a
causa principal:
a) Fluxo Sanguíneo
b) Fluxo Liquórico
c) Peristaltismo
d) Respiração
e) Batimento Cardíaco
f) Movimento Voluntário ou Involuntário
g) Fantasma N/2 EPI
Uma informação importante, já comentada anteriormente sobre este artefato, é que
o mesmo sempre se propaga na direção de aplicação do gradiente codificador de
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fase, mesmo que a direção do movimento não seja esta, como mostra a Figura 47.
Mas, por que isto ocorre?
É preciso lembrar que o tempo necessário para preencher uma linha do espaço K,
ou seja, para amostrar o sinal durante o acionamento do gradiente de leitura (ou
gradiente de codificação de frequência) é muito menor que o tempo necessário para
passar de uma linha a outra do espaço K (codificação de fase). Em uma típica
aquisição turbo spin eco (TSE), o tempo para preenchimento da linha (coleta do eco)
é da ordem de milissegundos (1ms = 10-3s), já o intervalo de tempo entre o
preenchimento de uma linha e a próxima linha do espaço k é da ordem de
segundos. Neste tempo mais longo, a anatomia mudou de posição, incorrendo em
erro de localização na direção de fase da imagem.
O fluxo sanguíneo pode causar artefatos fantasma e produzir variações na
intensidade de sinal dentro dos vasos que simulam dissecções ou trombos, ou
ainda, mascaram patologias [0]. Os fantasmas se propagam na direção de fase e
com alto sinal. Sequências GRE são muito mais susceptíveis a artefatos de fluxo
que SE. Nas sequencias SE, geralmente, o vaso aparece escuro, pois o sangue
presente no corte no momento da aplicação do pulso de excitação de 90º irá sair do
plano de corte antes da aplicação do pulso de 180º, sendo substituído por sangue
que não sofreu a aplicação do pulso de 90º. Nas sequências GRE, o fluxo produz o
fenômeno conhecido como “in-flow” que torna o vaso brilhante na imagem.
Este artefato é bastante dependente do tipo de sequência de pulso e parâmetros
utilizados, porém de forma geral, o principal artefato ocorre quando um alto sinal do
sangue está presente no vaso e, devido à pulsação, acaba propagando fantasmas
na direção de fase.
Ação Corretiva:
v Utilizar técnica de compensação de fluxo 8
Através do uso de gradientes de campo magnético adicionais na sequência de pulso
é possível reduzir o artefato fantasma, porém o TE mínimo irá aumentar.
Comentaremos mais adiante no texto os detalhes esta técnica.
v Utilizar pulsos de RF de pré-saturação (bandas de saturação)
Pulsos de RF espacialmente localizados, também conhecidos como bandas de
saturação, podem ser posicionados próximos ao corte de forma que sature o sinal
de RF do sangue que irá entrar no corte. A imagem do vaso se torna escura e não
propaga o artefato fantasma, como mostra a Figura 50. Bandas de saturação
também podem ser usadas dentro do campo de visão para suprimir o sinal de uma
região que contém vasos que irão apresentar hipersinal devido ao fluxo e propagar o
artefato fantasma na direção de fase.
Figura 4. Imagem axial T1 GRE adquirida em parada respiratória sem uso de banda de
saturação superior ao corte (a) e com uso de banda de saturação (b).
v Alterar a direção de codificação de fase/frequência
Trocar a direção de codificação de fase pode ser útil para jogar o artefato numa
direção que não comprometerá a avaliação da região de interesse. Nos exames de
RM de Joelho, por exemplo, a aquisição axial STIR é adquirida com direção de fase
direita-esquerda, ao invés de anteroposterior, jogando o artefato de pulsação dos
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vasos poplíteos para os lados e não comprometendo a avaliação da patela (Figura
51).
Figura 5. Pulsação da veia poplítea e artefato fantasma sobre a patela.
v Uso de sincronia cardíaca ou periférica
Posicionar eletrodos para coletar o eletrocardiograma (ECG) e concatená-lo com a
aquisição dos dados possibilita selecionar a parte do ciclo cardíaco relacionada a
diástole onde ocorre o menor efeito de pulsação do vaso. A sincronia cardíaca
periférica, com o posicionamento do transdutor no dedo do paciente, também pode
ser utilizada. O aumento no tempo de aquisição é a contrapartida para o uso da
sincronia.
Técnica de Compensação de Fluxo (“Flow Comp”) ou Anulação do Momento
dos Gradientes (GMN) ou Supressão do Artefato de Movimento (MAST)
O acionamento de gradientes de campo magnético induzem desvios de fase nos
spins estacionários. Se os spins estiverem em movimento, como no caso do sangue
nos vasos, um desvio de fase adicional irá surgir e será proporcional a velocidade ou
a aceleração destes. Em uma sequência de pulso SE convencional, o acionamento
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dos gradientes necessários para coleta do sinal são calculados de forma que
compensem eventuais defasagens induzidas nos spins estacionários. Entretanto, os
spins em movimento irão possuir desvios de fase, como mostra a Figura 52, que
podem gerar, basicamente, três problemas, fantasmas, dispersão de fase intravoxel
e erros de registro espacial [0]. Estes desvios induzidos pelo movimento podem ser
minimizados e até eliminados se incorporarmos lobos de gradiente adicionais antes
da leitura do sinal. Sendo que cada um dos três eixos (leitura ou frequência,
codificação de fase e seleção de corte) é tratado de forma independente. Desta
forma, a compensação de fluxo pode ser realizada em apenas um eixo ou nos três.
Figura 6. Ilustração do GMR igual à Figura 22-16 do Edelman.
O tipo de compensação de fluxo normalmente utilizado é o de primeira ordem, ou
seja, para compensar velocidade constante e pode ser selecionado na direção de
codificação de frequência e de corte. A compensação na direção de fase vem sendo
estudada para reduzir o artefato de perda de registro (“misregistration”) causado
pelo atraso entre o gradiente codificador de fase e o centro do eco durante a leitura
do sinal, o qual gera um deslocamento aparente do vaso quando o fluxo se propaga
de forma oblíqua ao gradiente codificador de frequência e de fase. Esta
compensação é importante quando o objetivo, por exemplo, é o de diagnosticar
pequenos aneurismas com uso de angiografia por RM [0]. Portanto, com a
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compensação de fluxo a fase dos spins em movimento é restituída no momento da
leitura do sinal (TE), aumentando a intensidade de sinal dos vasos ou do líquor e
reduzindo a defasagem intravoxel. Lobos mais complicados de gradiente podem
estar disponíveis nos equipamentos de RM para compensar aceleração (termos de
segunda ordem) porém são raramente usados devido ao aumento causado no
tempo de eco (TE), que já é significativo quando acionada a compensação de
primeira ordem. Especialmente em sequências GRE não só o TE aumenta, mas
também o tempo de repetição (TR).
Fluxo Liquórico
O artefato ocorre devido a pulsação do líquido cefalorraquidiano (LCR ou líquor) no
interior dos ventrículos cerebrais e da medula espinhal, cujo movimento causa um
erro na codificação espacial da imagem. Na coluna cervical e torácica, a imagem
ponderada em T2 é apresentada com um artefato do tipo fantasma, no qual
aparecem linhas sobre a medula se propagando na direção de fase, além de perda
de sinal, resultado de defasagem intravoxel.
Nos ventrículos cerebrais podem aparecer imagens de baixa intensidade de sinal em
imagens ponderadas na densidade de prótons (DP) e T2 ou de alta intensidade de
sinal em FLAIR. A perda de sinal (vazio de sinal) em imagens ponderadas em
densidade de prótons (DP) do sistema ventricular cerebral já foi utilizada para
auxiliar no diagnóstico de hidrocefalia de pressão normal (HPN), sendo substituída
pela medida quantitativa do fluxo liquórico com uso de sequências de pulso por
contraste de fase (PC) e sincronia cardíaca [0, 0].
Ação Corretiva:
v Utilizar técnica de compensação de fluxo
Conforme descrito anteriormente, a compensação de fluxo permite uma redução
significativa nos artefatos de fluxo liquórico, sendo usada, especialmente, nas
imagens TSE com ponderação T2 da coluna cervical.
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v Utilizar sincronia cardíaca
É uma opção disponível, mas raramente utilizada devido ao aumento no tempo de
aquisição.
v Alterar a direção de codificação de fase/frequência
Para reduzir os artefatos na coluna cervical devido à pulsação do líquor é possível
selecionar a direção de codificação de fase como superior/inferior e acionar a opção
de “no phase wrap” ou “phase oversampling” para que não ocorram artefatos de
envelopamento. Com esta alteração, pequenos movimentos de deglutição que
venham a ser realizados pelo paciente serão minimizados ou se propagarão na
direção superior/inferior, não recaindo sobre a coluna. Em exames da coluna
cervical o uso de sequências de pulso GRE ponderadas em T2* com múltiplos ecos
(MEDIC), associadas a técnicas de compensação de fluxo e transferência de
magnetização, tem sido usadas para melhor identificar edema e outras patologias
[0].
Movimento Peristáltico
O movimento peristáltico durante a aquisição das imagens faz com que ocorra um
erro na codificação espacial do sinal. Este artefato é apresentado como uma área
borrada na imagem, na região do intestino do paciente, onde o movimento é mais
intenso, porém prejudica toda a região pélvica.
Ação Corretiva:
v Realizar jejum
Solicitar que pacientes realizem jejum alimentar de 6 horas ou mais, reduzem as
chances de movimentação de bolo alimentar no intestino, evitando artefatos de
movimento que não serão compensados por parada ou sincronia respiratória [0].
v Utilizar antiespasmódicos
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Medicamentos antiespasmódicos são recomendados para pacientes que irão
realizar exames de abdome e pelve e estes devem ser administrados momentos
antes de o paciente entrar na sala de exames. Os antiespasmódicos também
ajudam a reduzir artefatos de movimento causados pela peristalse uterina [0].
v Utilizar sequências de pulso rápidas
De forma geral, quanto mais rápida for a aquisição das imagens, menor será a
presença de artefato de movimento. Sequências rápidas, tipo half-fourier (HASTE,
SSFSE etc) e True-FISP, permitem a obtenção de imagens em tempos inferiores a
dois segundos, minimizando artefatos. Em contrapartida, estas sequências de
pulso não oferecem a resolução espacial ou a ponderação necessária para o
diagnóstico de certas patologias.
v Utilizar técnica PROPELLER/BLADE
O uso desta técnica permite a aquisição de imagens com redução significativa de
artefatos por movimentação da estrutura no plano de aquisição. Mais adiante no
texto trataremos em maiores detalhes esta técnica.
Movimento Cardíaco
O batimento cardíaco durante a aquisição das imagens faz com que ocorra um erro
na codificação espacial, formando um artefato que se propaga na direção de fase,
como mostra a Figura 53. O coração é apresentado como um grande borrão na
imagem e estruturas na direção de fase deixam de ser corretamente visualizadas
devido a propagação do artefato fantasma. Exames cardíacos vêm ganhando cada
vez mais importância e já fazem parte da rotina de muitos centros, porém nos
concentraremos nas soluções mais simples para os artefatos relacionados ao
movimento do coração. Uma leitura mais detalhada e específica está disponível na
literatura [0,0].
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Figura 7. Imagem do coração sem o uso de sincronia cardíaca e com o uso de sincronia
cardíaca.
Ação Corretiva:
v Utilizar sincronia cardíaca por eletrodos ou por sensor de pulso
A coleta do eletrocardiograma (ECG), através de eletrodos posicionados no tórax do
paciente ou dos batimentos através do sensor de pulso posicionado no dedo,
permitem que o ciclo cardíaco seja monitorado para que a aquisição possa ser
concatenada ou sincronizada. O complexo PQRS mostrado na Figura 9 evidencia
os dois picos (ondas R) que determinarão o intervalo R-R, ou o ciclo cardíaco. Cada
pico R representa o início da fase sistólica.
Desta forma, a fase do ECG que
representa a diástole ocorre cerca de 400 ms após a detecção da onda R e pode ser
usada para adquirir o sinal de RM, preenchendo algumas linhas do espaço k[0].
Uma vez que a diástole é a parte do ciclo em que o coração está em maior repouso,
as imagens irão estar livres de artefatos, como pode ser visto na Figura 54. Alguns
equipamentos possuem um sistema de detecção e rejeição de arritmias que elimina
a coleta dos dados (preenchimento do espaço k) quando o batimento cardíaco não
corresponde ao esperado.
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Em exames cardíacos é fundamental o uso de sequências de pulso rápidas (turbo
FLASH, True-FISP etc) juntamente com sincronia cardíaca para eliminar o artefato e
permitir que a anatomia possa ser estuda nas fases diferentes do ciclo cardíaco.
Figura 8. Complexo PQRS e dados coletados para mostrar fases do batimento e gerar imagens
em cine ou dados coletados da fase em que o coração está mais parado.
v Utilizar sequências de pulso rápidas
Sequências tipo half-fourier (SSFSE ou HASTE) podem ser usadas para aquisição
de imagens da região do tórax, assim como sequências de pulso True-FISP,
combinadas a períodos de parada respiratória.
v Alterar a direção de codificação de fase e frequência
Em exames da região do tórax, como os exames de mama, é fundamental a correta
seleção da direção de fase, uma vez que não se costuma adotar a sincronia
cardíaca. Um erro comum é posicionar a direção de fase anteroposterior nos cortes
axiais ou coronais, uma vez que é a direção de menor tamanho da anatomia, porém
faz com que todo o artefato fantasma relacionado ao batimento cardíaco e o fluxo
sanguíneo recai sobre a imagem do tecido mamário, como mostra a Figura 55.
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Figura 9. Artefato coração exames de mama.
Movimento Respiratório
O artefato ocorre durante o movimento respiratório, onde as linhas de dados são
adquiridas alternadamente na inspiração ou na expiração. O hipersinal da gordura
subcutânea é um dos causadores da visualização deste artefato, assim como outras
estruturas hiperintensas. A imagem é apresentada com um artefato do tipo
“fantasma” em várias posições na direção de fase. A posição dos “fantasmas”
depende do período respiratório e do tempo de repetição (TR). Este artefato também
pode provocar um borramento na imagem causando uma diminuição na resolução
espacial aparente.
Ação Corretiva:
v Utilizar cinta para sincronia respiratória
O posicionamento de uma cinta sobre o abdome ou tórax do paciente que
detectará a movimentação devido a respiração permite sincronizar a aquisição e
eliminar artefatos de movimento respiratório. A janela de aquisição dos dados
poderá ocorrer na expiração ou na inspiração. O aumento no tempo total de
aquisição é o principal inconveniente de uso desta técnica, além da dependência
de um correto posicionamento da cinta e regularidade do ciclo respiratório do
paciente.
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v Utilizar navegador respiratório na imagem
O navegador respiratório posicionado na imagem é uma técnica moderna e
elegante de detectar o ciclo respiratório. Basicamente consiste de uma região de
interesse (ROI) quadrada que deve ser posicionada na interface entre o fígado e o
pulmão a partir de imagens coronais ou sagitais, como mostra a Figura 56. Desta
ROI é gerada uma imagem gradiente eco com ângulo de desvio baixo que é
adquirida em aproximadamente 100 ms. Através de processamento em tempo real
da imagem, a interface ou borda entre o diafragma e o ar é detectada. Cada
posição da interface, detectada ao longo do tempo, permite construir uma curva
semelhante à detectada por uma cinta respiratória externa. A vantagem de utilizar
este método é que estamos observando o movimento do fígado de forma
quantitativa em relação às maior ou menor inspiração/expiração. Como o tamanho
da ROI é conhecido, a posição da interface pode ser correlacionada com a
localização, permitindo que esta informação seja usada para corrigir a posição do
corte. Isto evita que ocorram erros na localização do corte devido a mudanças na
inspiração/expiração. A utilização desta técnica também aumenta o tempo de
aquisição e depende da regularidade do ciclo respiratório do paciente.
Figura 10. Figura do navegador respiratório posicionado na imagem.
v Realizar parada respiratória associada a sequências de pulso rápidas
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Está é a técnica mais adotada quando o paciente é colaborativo, apesar de uma
quantidade cada vez maior de trabalhos mostrarem vantagens em relação a
qualidade da imagem e detecção de lesões quando é utilizada sincronia respiratória
por cinta ou navegador [25,0]. O amplo uso da parada respiratória se deve a
rapidez com que se consegue realizar o exame. O uso de sequências de pulso
HASTE e TSE em tempo inferiores a 20 segundos permitem que sejam adquiridos
de 10 a 30 cortes. Aquisições com múltiplas paradas respiratórias também podem
ser adotadas, porém resultam em maior desgaste do paciente e possibilidade de
perda de registro de localização do corte, uma vez que o paciente pode executar a
parada respiratória com maior ou menor quantidade de ar, resultando em alteração
na posição de estruturas como o fígado e o pâncreas.
v Aumentar o número de excitações
Uma solução, porém não muito utilizada, é aumentar o número de aquisições do
espaço K para gerar uma mesma imagem, ou seja, aumentar o número de
excitações (NEX). A repetição dos dados no espaço K suaviza os artefatos (Figura
57) e permite imagens de boa qualidade, porém o aumento de tempo de aquisição é
proporcional ao aumento no NEX.
Figura 11. Figura axial do abdome T1.
v Utilizar técnica Propeller/BLADE
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Em estudos do abdome tem sido cada vez mais adotada a técnica de correção de
movimento baseada em aquisições em projeção do espaço k para uso em
pacientes não colaborativos, e onde a sincronia respiratória não é possível. Em
exames de ombro e plexo braquial esta técnica tem sido útil para eliminar artefatos
devido a movimento respiratório.
v Utilizar técnicas de correção de movimento “offline”
É possível fazer uso de técnicas de correção de movimento (corregistro) após a
aquisição das imagens através da aplicação de algoritmos instalados no próprio
computador de aquisição ou em computadores independentes. Quando são
adquiridas múltiplas fases em parada respiratória (e.g., pré e pós-infusão de
gadolínio) nos exames de mama e fígado, o efeito da respiração pode não ocasionar
artefatos diretamente visíveis nas séries individuais. Porém, quando é necessário
obter a curva de realce pelo meio de contraste ou realizar a subtração das séries
pós-gadolínio da aquisição pré, pequenas alterações de posição devido ao
movimento respiratório ou voluntário podem acarretar falsas imagens de
impregnação ou alterações no traçado da curva de realce do meio de contraste,
sendo necessária a aplicação de correção de movimento “offline”.
Movimento Voluntário
O movimento do paciente durante a aquisição das imagens faz com que ocorra um
erro na codificação espacial, formando um artefato que se propaga na direção de
fase. A imagem é apresentada com um artefato do tipo fantasma em várias posições
na direção de fase, degradando a qualidade da mesma. Dependendo do nível de
movimento, um borramento total da imagem pode ocorrer, inviabilizando a
continuação do exame.
Ação Corretiva:
v Melhorar a comunicação com o paciente
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Quando o paciente é informado previamente sobre todas as etapas do exame e se
sente tranquilo e seguro, a ansiedade tende a diminuir, reduzindo assim a chance de
movimentação. Durante o exame, o operador deve se comunicar com o paciente
pedindo-lhe cooperação e explicando cada etapa. Em exames com a infusão de
meio de contraste endovenoso, o preparo prévio dos materiais necessários e a
punção otimizam o tempo e evitam que o mesmo mude de posição. Este ponto é
especialmente importante quando se deseja que as imagens pré e pós-contraste
possuam boa correlação de posição, como nos exames de mama e abdome.
v Realizar contenção do paciente
O uso de faixas e sacos de areia auxilia a conter o paciente. Muitas bobinas de
crânio possuem fixadores laterais e espumas especialmente desenvolvidas para
evitar pequenos movimentos. Fazer a contenção de forma confortável é
fundamental. Alguns sistemas de RM possuem, como opcionais, espumas
imobilizadoras moldadas por ar ou por vácuo.
v Técnica Propeller/BLADE
Em exames onde a colaboração do paciente não é possível e nos casos em que o
procedimento anestésico não resulta em supressão completa de movimentos, a
técnica Proppeler/BLADE, quando disponível, deve ser usada. Pacientes portadores
da doença de Parkinson com movimentos de tremor no corpo são beneficiados por
esta técnica, assim como pacientes com suspeita de acidente vascular cerebral nos
quais a sedação ou anestesia não é recomendada.
v Utilizar técnicas de correção de movimento “offline”
Da mesma forma que para a correção de artefatos de movimento respiratório,
técnicas de correção de movimento podem ser usadas após a aquisição dos dados,
permitindo que imagens desalinhadas no espaço possam ser corrigidas em seis
graus de liberdade (três de rotação e três de translação). O uso desta técnica é
especialmente útil em estudos de RM funcional (RMf) pois permite que os cortes
volumétricos sejam realinhados para a correta análise estatística posterior.
21
Técnicas de Correção de Movimento Baseadas em Aquisições em Projeção do
Espaço k (PROPELLER/BLADE/MultiVane)
A técnica conhecida como PROPELLER (Periodically Rotated Overlapping Parallel
Lines with Enhanced Reconstruction) descrita originalmente por Pipe [0] está
baseada na aquisição de lâminas, ou conjuntos retangulares de linhas do espaço k,
de forma radial até que seja obtido um disco de dados. Cada lâmina consiste de
linhas de codificação de fase adquiridas através de trajetória retilinear com ecos
coletados de aquisições TSE ou EPI após o envio de um pulso inicial de RF. O
método é uma variante de aquisições espirais do espaço k e permite a correção de
movimentos de rotação e translação que ocorrem no plano de corte através do uso
dos dados do centro do espaço k. O centro do espaço k é obtido diversas vezes,
uma vez que cada lâmina passa obrigatoriamente pelo centro, portanto, por efeito de
média (“averaging) reduz artefatos de movimento e ainda permite a correção de
inconsistências causadas por movimento entre as lâminas [0].
Figura 12. Processo de obtenção do BLADE.
22
Fantasma N/2 EPI
Devido ao fato de que cada segunda linha do espaço k é lida através da aplicação
de um gradiente negativo, as imagens EPI são extremamente susceptíveis à
modulações do sinal de uma linha para outra. Antes da transformada de fourier dos
dados do espaço K, estas linhas devem ser revertidas. Este processo de reversão
pode resultar na introdução de erros de fase em cada linha alternada do espaço k
[0].
A modulação do sinal em imagens EPI causa uma imagem fantasma que
aparece desviada em metade do campo de visão, daí o nome N/2, onde N se refere
ao número de pixels na direção de codificação de fase. A maior parte das ações
corretivas possíveis necessita de intervenção do fabricante, pois se referem a
calibrações e ajustes que não estão acessíveis ao operador.
Figura 13. Artefato N/2.
Ação Corretiva:
v Aumentar o do campo de visão
Uma solução usada no passado ou em equipamentos mais antigos era adquiriremse as imagens eco planares (EPI) com um campo de visão maior de forma que o
artefato não recaísse sobre a anatomia de interesse. A penalização para esta ação é
a perda de resolução espacial.
23
Envelopamento
O envelopamento ou dobra ocorre quando parte da anatomia, que está fora do
campo de visão (CDV) na direção de fase da imagem, recai no lado aposto da
imagem nesta direção. A ocorrência de envelopamento na direção de frequência é
muito rara, pois atualmente os sistemas de RF utilizam filtros para eliminar os
valores de frequência do sinal de RM que ocorrem fora do CDV. A Figura 60 mostra
o artefato de envelopamento em um corte 2D sagital do encéfalo causado pelo
posicionamento incorreto do centro do CDV antes da aquisição.
Figura 14. Imagem sagital SE T1 do encéfalo onde o centro do corte foi posicionado de forma
errada, causando efeito de dobra (envelopamento de fase) da parte anterior da face no lado
oposto do campo de visão.
Nas aquisições 3D existe a possibilidade de ocorrência deste artefato na direção de
corte do volume, como mostra a Figura 61, uma vez que o perfil de RF para excitar a
região 3D excede o volume de imagem e é utilizada codificação de fase na direção
de corte. O aparecimento de imagem de estruturas que estão acima ou abaixo do
volume pode inutilizar alguns cortes importantes da aquisição.
24
Ação Corretiva:
v Aumentar o campo de visão na direção de fase
Esta ação é a mais simples, porém altera diretamente a resolução espacial se não
for acompanhada de aumento na matriz na direção de fase, o que resulta por sua
vez em aumento no tempo de aquisição. Na maioria das vezes é aplicada para
adequar o tamanho do paciente ao campo de visão.
v Inverter a direção de codificação de fase
Trocar a direção de fase pela de frequência garante que a anatomia excedente não
irá dobrar. Esta ação pode ser adotada num corte axial do abdome quando o
paciente repousa com os braços ao longo do corpo. Se a direção de fase for
anteroposterior, a imagem dos braços não recairá para dentro do campo de visão.
Deve se ter atenção quanto a ocorrência de artefatos tipo fantasma que se
propagam na direção de fase, pois podem passar a ocorrer ou atrapalhar a imagem
da região de interesse.
v Utilizar recursos de “no phase wrap” ou “phase oversampling”
Esta técnica consiste em codificar, na direção de fase, além do campo de visão
definido. Esta região extra que foi codificada não será mostrada na imagem
reconstruída. Em alguns equipamentos o uso desta técnica faz com que
automaticamente a área codificada em fase aumente 50% simetricamente para cada
lado. Em outros equipamentos uma seleção de valores porcentuais do campo de
visão pode ser selecionada. Cada aumento de codificação de fase irá resultar
proporcionalmente em aumento de tempo de exame, porém com melhoria na razão
sinal-ruído.
v Utilizar recursos de “slice” ou “volume oversampling”
Da mesma forma que com o phase oversampling, esta técnica permite que a
codificação de fase em imagens 3D aumente simetricamente nos dois lados da fatia
25
na direção de corte. Este aumento acarretará aumento no tempo de aquisição e na
razão sinal-ruído.
v Utilizar pulsos de RF de pré-Saturação (bandas de saturação)
O posicionamento de bandas de saturação espacial de radiofrequência permite que
todo o sinal da região marcada pela banda não contribua com sinal no processo de
formação da imagem. Assim, é possível posicionar bandas de saturação na
anatomia que excede ao campo de visão na direção de fase. Algumas bobinas
locais, como a de joelho, por exemplo, podem captar o sinal do outro joelho fora da
bobina, fazendo com que seja necessário o uso de bandas de saturação.
v Melhorar o posicionamento da bobina ou da região anatômica
O posicionamento correto da região anatômica no interior de bobinas de volume e,
principalmente, de bobinas locais (e.g., bobina de ombro), permite que o sinal
desejado fique restrito a região de interesse, reduzindo a sensibilidade para regiões
que estão além do campo de visão.
Linhas e Ondulações
O aparecimento de linhas, ondulações e outros sinais com padrões diversos que não
possuem correlação com a presença de vasos ou movimentação do paciente,
caracterizam este tipo de artefato, como mostra a Figura 59. Basicamente estão
relacionados a erros durante o preenchimento do espaço k, seja por problemas de
instabilidade dos gradientes, seja por erros na transmissão de RF. Problemas
externos ao sistema de RM, como entrada de RF espúria pela gaiola de faraday,
acessórios não próprios para o ambiente da sala de exames (bomba injetora de
contraste, monitor multiparamétrico, oxímetro, bomba de infusão etc) também
podem ser a causa deste tipo de artefato na imagem. Podemos subdividir o artefato
em dois tipos: “spikes” e “zipper”, apesar de em alguns casos os dois tipos estarem
presentes na imagem.
26
Figura 59. (a) Imagem axial tof para angiorressonância do encéfalo mostrando artefato em
linha. (b) reconstrução 3D com visão anterior do volume adquirido mostrando a ocorrência do
artefato em outros cortes e prejudicando a visualizacão das estruturas. O artefato foi causado
por entrada de RF causado devido a problema na blindagem da porta da sala de exames.
Artefato tipo “Spike”
O termo “spike” se refere a erros nos dados do espaço k, em pontos bem
determinados, que causarão, após a transformada de Fourier, oscilações e padrões
de intensidade de sinal em toda a imagem. Estes pontos podem ter uma alta ou
baixa intensidade de sinal comparada com o restante do espaço k[0]. A distância e
a intensidade destes pontos em relação ao centro do espaço k irá determinar o
aspecto na imagem.
A origem é bastante variada e pode estar relacionada ao
funcionamento dos gradientes, presença de material metálico (anéis, brincos, clipes
de papel, moedas etc) dentro do túnel do equipamento, descargas elétricas geradas
nos contatos de tomadas e lâmpadas, assim como no próprio lençol do paciente [0].
27
Figura 60. (a) Exemplo de imagem com artefato tipo “Spike”, (b) correspondente imagem do
espaço k mostrando o local de ocorrência do artefato, (c) remoção manual da região do
espaço k e (d) aplicação da transformada de Fourier 2D no espaço k modificado para
demonstrar a eliminação completa do artefato da imagem.
Artefato Tipo “Zipper”
É um artefato causado pela entrada de RF na sala de exames, normalmente por
fechamento incompleto da porta da sala, quebra ou falha na blindagem da mesma,
ou problemas na gaiola de faraday causados por erros na instalação ou má
conservação ao longo do tempo. As imagens com este artefato mostram linhas de
alta intensidade na imagem que se propagam na direção de fase, indicando que a
falsa RF possui um valor específico de frequência, sendo esta uma diferença para o
“spike”.
28
Ação Corretiva:
v Verificar integridade da gaiola de faraday
Os contatos da porta da sala de exames sofrem avarias com o tempo e devem ser
revisados e limpos periodicamente, sendo substituídos quando quebrados ou
ausentes. Testes realizados por empresas especializadas podem ser necessários
quando existe desconfiança quanto a integridade da gaiola, principalmente quando é
percebido sinais de umidade ou mesmo goteiras dentro da sala de exames.
v Verificar a integridade das lâmpadas e cabos ligados a tomadas elétricas
Lâmpadas queimadas ou com mau contato podem ocasionar faiscamento, assim
como conexões defeituosas em tomadas elétricas.
v Não permitir a entrada na sala de exames de equipamentos que não possuam
compatibilidade com o ambiente de RM
Todos os equipamentos e materiais usados dentro da sala de exames devem ser
compatíveis com o ambiente de RM, tanto sob o ponto de vista de segurança,
quanto em relação a possibilidade de ocorrência de artefatos. Bombas injetoras de
contraste, de infusão medicamentosa e monitores multiparamétricos testados e
aprovados pelos fabricantes para o ambiente da RM, trazem indicação da distância
limite que devem ser mantidos do magneto para evitar atração e geração de
artefatos.
29
Figura 61. Artefato tipo “Zipper”.
Falsos Contornos ou Sombras
Manchas escuras, sombras e falsos contornos nas imagens podem ter diversas
causas que foram aqui agrupadas pela característica de envolver a redução de sinal
local na imagem. As diferenças de frequência de precessão entre diferentes
materiais, efeitos locais de susceptibilidade magnética e o simples fato da excitação
de um corte interferir em outro corte próximo, podem causar este tipo de artefato.
Uma subdivisão quanto a causa, ajuda a escolher a melhor opção para eliminar ou
reduzir estes artefatos. Desta forma, esta categoria de artefato foi subdividida em:
desvio químico, susceptibilidade, sobreposição de cortes, truncamento e volume
parcial.
30
Desvio Químico
A presença de contornos ou sombras nos limites entre diferentes estruturas
anatômicas na direção de codificação de frequência denúncia este tipo de artefato,
como pode ser visto na Figura 65. A causa é a diferença na frequência de precessão
dos prótons de hidrogênio presentes na água e na gordura. Esta diferença, ou
desvio, é de 3,35 partes por milhão (3,35 ppm)[0], o que representa cerca de 214 Hz
a 1,5 T e 428 Hz a 3,0T. Com este exemplo é possível perceber que o artefato de
desvio químico se torna bastante pronunciado à medida que o valor do campo
magnético dos equipamentos aumenta, o que, por outro lado, faz com que não seja
tão importante em equipamentos de baixo campo (0,2 a 0,5T).
Figura 62. Artefato de desvio químico criando uma falsa borda na direção de frequência entre a
gordura e o tecido hepático.
Uma vez que a codificação espacial do sinal de RM - ou seja, a posição de onde
vem o sinal do corpo do paciente - está baseada na frequência de precessão, um
tecido ao lado do outro (pixel vizinho) irá ter uma distância em milímetros
proporcional a uma distância em frequência, considerando que os tecidos dentro
destes dois pixels vizinhos sejam iguais quanto a composição. Já, se a composição
de um pixel for predominantemente de água (e.g., tecido hepático) e do outro pixel
de gordura, além da distância em frequência gerada pelo processo de codificação
31
espacial, teremos um afastamento do pixel de água em relação ao pixel de gordura
causado pela diferença de precessão entre os dois. No espaço vazio deixado por
este afastamento surge a sombra escura vista nas imagens. A presença de uma
borda brilhante pode ocorrer se houver sobreposicão de tecidos devido ao desvio
químico.
É fundamental salientar que a distância em hertz (Hz) entre os pixels de uma
imagem, se deve a largura de banda de recepção selecionada no protocolo de
aquisição. Quanto menor for a largura de banda de recepção para uma mesma
matriz selecionada, maior será o efeito do desvio químico na imagem. Para
exemplificar o que foi dito acima, a Figura 21 mostra este efeito em um objeto de
teste composto por um frasco de óleo mineral que está imerso em um recipiente
contendo água.
Foram adquiridas imagens variando direção do gradiente de
frequência e largura de banda de recepção.
Figura 62. Demonstração do artefato de desvio químico com frasco contendo água e óleo
mineral e a influência da seleção de direção de codificação de frequência e da escolha da
largura de banda de recepção.
32
Imagens em fase e fora de fase
O desvio químico entre a água e a gordura origina uma técnica utilizada em IRM que
faz uso de um artefato para o diagnóstico de patologias. As chamadas imagens em
fase e fora de fase têm origem em sequências de pulso gradiente eco (GRE),
adquiridas com tempos de eco (TEs) calculados a partir do desvio químico entre a
água e a gordura. Nas sequências de pulso Spin Eco (SE), os spin da água e os da
gordura estarão em fase no momento da leitura (coleta do eco).
Se convertermos o desvio químico, dado em frequência (Δf), em período (T),
conforme a equação dada abaixo - podemos calcular o intervalo de tempo em que
os spins da água e da gordura estarão em fase. Na metade deste tempo, os spins
estarão fora de fase.
Se calcularmos para 1,5 T, considerando um desvio de 214 Hz entre a água e a
gordura, o valor do período será de aproximadamente 4,7 ms, como mostra o
cálculo abaixo.
Isto quer dizer que a cada 4,7 ms os spins da água e da gordura, submetidos a um
campo de 1,5T, estarão em fase e a cada 2,4 ms estarão fora de fase. A Tabela 3
mostra valores calculados de TE para diferentes valores de campo a serem
utilizados em sequencias GRE.
Tabela 2. Valores aproximados de tempo de eco (TE) em milissegundos (ms) para que os spins
estejam em fase e fora de fase para diferentes valores de campo magnético.
Tempo
de
Eco
0,23T
0,35T
0,5T
1,0T
1,5T
3,0T
Em fase
30,5
20,0
14,0
7,0
4,7
2,3
Fora de Fase
15,2
10,0
7,0
3,5
2,3
1,2
(ms)
33
A partir deste conceito podemos obter imagens gradiente eco com tempos de eco
em fase e fora de fase, como mostra a Figura 67, onde, nas imagens fora de fase,
as interfaces entre tecidos com uma quantidade maior de água e tecidos com maior
conteúdo de gordura aparecerão com perda de sinal, como é o caso dos limites
entre o fígado e a gordura intraperitonial. No caso de patologias como a adenoma da
glândula adrenal e infiltração gordurosa hepática, onde o tecido doente passa a ter
uma concentração maior de gordura, o diagnóstico pode ser auxiliado pelo artefato,
uma vez que nas imagens fora de fase, o sinal no tecido será reduzido em relação
as imagens em fase, como mostra a Figura 67 [0,0].
Figura 64. Imagem com adenoma da glândula adrenal in fase e fora de fase.
Método Dixon: Uso do Desvio Químico para Supressão do Sinal da Gordura
Em 1984, um método proposto por Dixon[0], baseado em sequências de pulso Spin
Eco modificadas, permitiu que fossem obtidas imagens em separado da água e da
gordura, fazendo uso do desvio químico.
A habilidade de produzir imagens
separadas da água e da gordura, mesmo na presença de inomogeneidades do
campo magnético estático (B0), faz o método Dixon útil para supressão de gordura,
supressão de água e análise de tecido que possuam conteúdo lipídico,
principalmente em equipamentos de menor valor de campo (0,23 ou 0,35T) onde
técnicas baseadas no envio de pulsos seletivos de RF não são possíveis. Em
equipamentos de 3,0T ou mais, é bastante útil, pois não utiliza pulsos de RF
34
adicionais para saturar o sinal da gordura, reduzindo assim a taxa de absorção
específica (SAR). Artefatos decorrentes desta técnica residem, em grande parte, no
problema de corrigir de forma eficiente a fase no pós-processamento e compensar
as inomogeneidades de campo magnético [0,0].
Em regiões do corpo onde o formato da estrutura não é uniforme ou é acompanhado
de mudanças abruptas (e.g., pé, ombro e mão) as técnicas de saturação da gordura
por RF falham e podem produzir artefatos, como mostra a Figura 68, pois são muito
dependentes da homogeneidade do campo magnético. Como a técnica Dixon não
requer tão alta homogeneidade do campo magnético, a chance de se obter sucesso
com a supressão do sinal da gordura pode chegar a 100% [36].
Figura 65. (a) Erros de Saturação e (b) Uso do Dixon.
Susceptibilidade
A susceptibilidade magnética é uma característica dos materiais de responderem à
aplicação de um campo magnético externo. O efeito de susceptibilidade magnética
pode ser de reduzir levemente (diamagnetismo), de aumentar levemente
(paramagnetismo)
ou
de
aumentar
bastante
o
campo
magnético
local
(ferromagnetismo).
35
Desta forma, podemos dizer que a simples presença de tecido humano no interior do
equipamento altera a homogeneidade do campo. De forma geral, o tecido humano é
diamagnético, conforme observações realizadas por Faraday ainda no século XIX
[0], porém tecidos em condições funcionais ou patológicas específicas podem
produzir alterações no seu estado magnético e, consequentemente, no sinal,
podendo assim ser usadas diretamente para o diagnóstico ou gerar artefatos.
Algumas proteínas que contêm íons metálicos, como a deoxihemoglobina,
metahemoglobina, hemosiderina e ferritina são paramagnéticas. O gadolínio
presente nos meios de contraste usados em RM é paramagnético.
A
presença
de
material
metálico
e
principalmente
com
componentes
ferromagnéticos irá perturbar o campo gerando, não somente perda de sinal na
região, mas também distorção geométrica, como mostra a Figura 69. Atualmente a
quase totalidade dos implantes e dispositivos presentes no corpo de pacientes não
é, ou não contém, elementos ferromagnéticos, porém ainda produzem quantidades
variadas de artefato por susceptibilidade. Materiais como o titânio, platina e ouro são
não ferromagnéticos e frequentemente utilizados em implantes e clipes de
aneurisma.
Assim como o desvio químico, o efeito de susceptibilidade é dependente do campo
magnético externo aplicado. Quanto maior for o campo (e.g., 3,0 T) maior será o
efeito de susceptibilidade.
36
Figura 66. Artefato produzido por aparelho dentário em diferentes sequências de pulso usadas
em exames de rotina do encéfalo. (a) Sagital SE T1, (b) Axial Time-of-Fligth (TOF) para
angiografia do encéfalo, (c) Axial EPI SE e (d) Axial EPI GRE. É possível perceber que a o
artefato é mais proeminente nas imagens gradiente eco (b), especialmente na sequência de
pulso EPI GRE (d).
As diferenças na susceptibilidade dos tecidos faz com que aumente a
inomogeneidade do campo magnético local, resultando em aceleração da
defasagem nestas regiões, o que termina por reduzir o sinal local ou criar anomalias
de sinal. As interfaces ar-tecido e osso-tecido são as principais causas de diferenças
de susceptibilidade, podendo afetar imagens EPI e criar dificuldades para a
saturação de gordura e realização da espectroscopia. Um mapa da homogeneidade
do campo ou das regiões de maior susceptibilidade pode ser produzido com o uso
de sequencias gradiente eco, como mostra a Figura 70.
Este mapa permite
identificar que nas interfaces osso-ar-tecido ocorrem grandes variações do campo e
serão estes os lugares responsáveis pelo surgimento de artefatos de distorção,
saturação de gordura e alteração de sinal.
37
As sequências de pulso SE são as menos sensíveis aos artefatos de
susceptibilidade. Já as sequências GRE e, principalmente, EPI, são muito sensíveis.
As
interfaces
ar-tecido-osso,
mesmo
causando
pequenas
alterações
de
susceptibilidade, podem afetar de forma bastante heterogênea o sinal de imagens
EPI e causar distorções geométricas importantes.
Figura 67. Cortes axiais gradiente eco “Field Map”.
Ações Corretivas:
v Retirar objetos metálicos e revisar o interior do magneto e a mesa de exames
Os pacientes devem retirar todos os metais possíveis do corpo, assim como
receber roupa apropriada para a realização do exame. Uma moeda no bolso da
calça de um paciente pode resultar em forte artefato na região ou afetar a
saturação de gordura em regiões próximas. O interior do magneto e a mesa de
exames devem ser periodicamente revisados e limpos.
v Utilizar sequências de pulso SE e TSE
Sequências de pulso Spin Eco (SE) e Turbo Spin Eco (TSE) são menos sensíveis a
artefatos de susceptibilidade que sequencias gradiente eco, uma vez que o pulso
de RF de 180º refocaliza os spins corrigindo a defasagem.
v Aumentar a largura de banda de recepção
38
O aumento da largura de banda faz com que o desvio químico entre a água e a
gordura diminua de pixel para pixel e reduz a amplitude do artefato de
susceptibilidade causado pela presença de metal na região. Também possibilita que
um menor TE possa ser selecionado pelo operador. O inconveniente fica por conta
do aumento de ruído na imagem que deve ser compensado de outra forma, como
por exemplo, aumentando o NEX.
v Reduzir tempo eco
Tempo de eco mais curtos reduzem o tempo de defasagem e as perdas de sinal.
v Direção de fase AP nas aquisições axiais EPI do Encéfalo
Ao contrário do que ocorre para outras aquisições axiais do encéfalo que utilizam SE
ou TSE, nas imagens EPI a direção de fase tem que ser anteroposterior. Assim o
gradiente de susceptibilidade causado pelas interfaces ar-tecido-osso vai estar na
mesma direção que o gradiente codificador de fase, reduzindo, mas não eliminando
o artefato.
v Saturar/Anular o sinal da gordura em EPI
Imagens EPI são muito sensíveis ao efeito do desvio químico. Qualquer mudança na
frequência do sinal, como no caso da gordura, irá resultar em um pronunciado
desvio de posição na imagem devido ao longo tempo de amostragem do sinal (50 a
100 ms), podendo afetar até mais que 10 pixels na imagem. O uso de saturação de
gordura por RF ou de técnicas baseadas na anulação do sinal da gordura por
inversão da recuperação (STIR) são formas recomendadas de evitar este artefato.
v Adquirir e utilizar os mapas de campo ou de susceptibilidade para programar cortes
Mapas de susceptibilidade são imagens gradientes eco rápidas que podem ser
usadas para mapear as alterações de campo magnético causadas pelo próprio
tecido (e.g., base do crânio e seios paranasais) ou pela presença de metal (e.g.,
grampos de sutura craniana). Estas imagens podem ser usadas como localizadoras
para a programação de cortes em sequências como a EPI, onde a proximidade com
interfaces ar-osso-tecido ou com o metal degradam a qualidade. Podem também ser
39
utilizadas na programação de aquisições single e multivoxel para espectroscopia
cerebral.
v Utilizar técnicas de aquisição paralela
Dada a redução na necessidade de acionamento de gradientes codificadores de
fase, as técnicas de aquisição paralela [0,0] permitem a redução do TE mínimo e do
comprimento do trem de ecos, reduzindo assim artefatos de susceptibilidade, como
mostra a Figura 26(b).
v Utilizar técnicas de recuperação da inversão por saturação espectral não seletiva
Técnicas baseadas no uso de recuperação da inversão combinadas a pulsos de RF
adiabáticos asseguram alta uniformidade na saturação de gordura mesmo na
presença de inomogeneidades do campo de RF [0].
v Utilizar Método Dixon
Como já descrito anteriormente o método Dixon é uma opção para obter imagens
com supressão do sinal da gordura mesmo na presença de inomogeneidades do
campo magnético. O tempo de aquisição mais prolongado que técnicas de
saturação da gordura por RF é um limitador para o seu uso.
Sobreposição por Angulação dos Cortes
Este artefato ocorre, geralmente, em exames da coluna lombar, onde alguns cortes
acabam sendo sobrepostos ao serem posicionados sobre os discos e seguindo sua
angulação. Assim, a região de um corte sofre a influência da radiofrequência do
corte adjacente, ficando saturada. A região da imagem onde ocorreu a sobreposição
do corte é apresentada como uma faixa de baixo sinal, como pode ser visto na
Figura 68.
40
Figura 68. Imagem axial da coluna lombar mostrando sombra resultante da sobreposição entre
cortes adjacentes.
v Ajustar o posicionamento
Pode-se posicionar os cortes de maneira que a intersecção destes ocorra fora da
região de interesse.
v Adquirir cortes de forma alternada/intercalada
Alguns equipamentos permitem adquirir cortes alternadamente, o que diminui a
interferência entre os cortes.
Sobreposição por Proximidade (“Cross Talk”)
Um efeito semelhante, também conhecido como cross talk ou conversa cruzada
pode ocorrer entre dois cortes paralelos muito próximos, ou seja, sem o correto
espaçamento entre o início de um e o fim de outro. Este efeito é resultado da
imperfeição inerente ao perfil de RF enviado ao corpo do paciente. Este perfil possui
uma largura em frequências que não se encerra abruptamente, ocasionando uma
saturação de cortes adjacentes ao de interesse. Se adquirirmos cortes de forma
contigua, ou seja, um após o outro (corte 1, 2, 3...) e sem o devido espaçamento, a
RF de um irá saturar parte do tecido do outro corte. No momento da excitação do
próximo corte não teremos a máxima magnetização disponível, ocasionando uma
41
redução geral do sinal na imagem. Quanto mais rápido e mais fino for o corte
desejado, a tendência é que seja menos perfeito o pulso de RF que irá excitar a
região, ocasionando maior efeito de sobreposição de RF de um corte para outro.
v Usar o espaçamento recomendado entre os cortes
O espaçamento entre o fim de um corte e o início de outro garante que as
imperfeições de cada pulso não irão afetar o corte adjacente. Espaçamentos de no
mínimo 10% da espessura de corte são recomendados para garantir a qualidade de
imagens 2D. Quando em sequencias com uso de pulso de inversão (e.g., STIR,
FLAIR) é recomendado, no mínimo, 20%.
v Selecionar cortes intercalados
Esta opção faz com que a excitação dos cortes não ocorra de forma contigua e sim
intercalada entre cortes pares e ímpares. Primeiro são excitados os cortes pares (2,
4, 6...) e depois os cortes ímpares (1, 3, 5...).
Truncamento ou Efeito “Gibbs”
Este artefato ocorre devido a baixa amostragem de dados na direção de codificação
de fase ou frequência (baixa resolução da matriz de aquisição), de modo que as
interfaces de alto e baixo sinal são apresentadas incorretamente na imagem. Uma
série de linhas paralelas a borda das estruturas se propaga na imagem, como pode
ser visto na Figura 69.
42
Figura 15. Artefato tipo truncamento.
Um objeto com borda bem definida, como a medula em relação ao líquor nas
imagens ponderadas em T1, será bem representada se houver uma alta taxa de
amostragem do sinal de RM, para representar bem esta mudança abrupta.
Dependendo da direção de aplicação do gradiente e da orientação da estrutura na
imagem esta direção pode ser a codificação de fase ou a codificação de frequência.
O truncamento do sinal de RM, principalmente na direção de fase, que possui
relação direta com o tempo de aquisição, ocorre quando selecionamos uma matriz
muito baixa, como por exemplo, 128.
O efeito no sinal de RM é de retirada das altas frequências no sinal armazenado no
espaço k, ocasionando, após a aplicação da transformada de fourier (TF), uma
representação incorreta, principalmente das bordas. Se um objeto que contém
componentes de alta frequência espacial (bordas bem definidas) não for amostrado
corretamente, o resultado será não somente uma perda de resolução na imagem,
mas também a introdução dos chamados anéis de Gibbs. Nome este dado em
homenagem ao matemático e físico americano, Josiah Willard Gibbs (1839-1903),
que explicou o fenômeno da presença de grandes oscilações nas bordas quando se
tenta aproximar por séries de Fourier uma onda quadrada. Este artefato é
caracterizado por oscilações de intensidade de sinal que se propagam a partir das
bordas na anatomia e se tornam evidentes somente quando o tamanho da transição
na borda do objeto e da ordem do tamanho do pixel ou menor que este.
43
v Filtro de Suavização
Utilizar um filtro matemático (e.g., filtro Hanning) no espaço k para suavizar os
dados antes da transformada de fourier auxilia na eliminação deste artefato na
imagem. O processo chamado de apodização consiste em suavizar as altas
frequências espaciais.
v Aumentar o número de codificações de fase e frequência
O aumento do número de codificações de fase e frequência, ou seja, na matriz de
aquisição, reduz significativamente este tipo de artefato. O aumento na matriz na
direção de fase aumenta o tempo de aquisição.
v Saturar/Anular o sinal da gordura
O uso de saturação de gordura por RF ou anulação por inversão da recuperação
permite reduzir o artefato que tem origem nas imagens com hipersinal da gordura.
Distorção Geométrica
Quando a imagem apresenta distorções que alteram o formato e/ou a posição da
anatomia do paciente, o tipo de artefato pode ser classificado como de distorção
geométrica ou linearidade espacial. A imagem deformada pode ter como origem a
homogeneidade do campo magnético estático (B0), a linearidade dos gradientes de
campo magnético, a presença de objetos metálicos e efeitos de susceptibilidade
causados por regiões e estruturas do próprio paciente.
O campo magnético estático é mais homogêneo no isocentro e tende a piorar a
medida que nos afastamos do centro em direção aos limites do CDV. Imperfeições
na homogeneidade do campo B0 podem ser resultado de material metálico deixado
dentro do magneto, falta de procedimento de homogeneização do campo pelo
fabricante, colocação de equipamentos ou grandes quantidades de massa metálica
nas vizinhanças da sala de exames ou mesmo características do tipo de magneto
adquirido.
44
A variação linear do gradiente de campo magnético deve ocorrer ao longo do campo
de visão até sua máxima dimensão selecionável pelo operador. Porém, na maioria
dos equipamentos, nos limites do campo de visão ocorrem alterações da
homogeneidade de campo magnético principal além de distorções no perfil do
gradiente, como mostra a Figura 73. Estes erros levam a distorção da imagem
nestas regiões. Um artefato bastante comum nas imagens de RM, e que está
diretamente relacionado à homogeneidade do campo, são as falhas na saturação de
gordura, principalmente em regiões próximas aos limites do campo de visão.
A distorção causada por efeitos de susceptibilidade das interfaces ar-osso-tecido
causa, além de alterações no sinal das imagens já comentadas anteriormente,
distorções da imagem que impossibilitam a identificação de estruturas ou a medição
de lesões.
Figura 71. (a) Imagem adquirida no plano coronal com campo de visão (CDV) de 40 cm em um
equipamento de 0,35T e sem uso do filtro de correção. Foi utilizado dispositivo de teste
composto de grade de acrílico utilizado para verificar a distorção geométrica. (a) Imagem do
mesmo dispositivo, porém com uso do filtro de correção. (c) e (d) Imagens de exames
realizados com uso do máximo CDV sem uso do filtro de correção.
Ação Corretiva:
45
v Uso de algoritmos (filtros) de correção da distorção geométrica
Os fabricantes possuem filtros para a correção de distorção geométrica e
recomendam seu uso, normalmente, a partir de um determinado tamanho do CDV. A
correção de distorção pode ser selecionada em alguns equipamentos somente antes
do início da aquisição, porém, em outros equipamentos, o algoritmo pode ser
aplicado na imagem já adquirida.
v Melhor posicionamento da anatomia
Este procedimento inclui não somente um reposicionamento do paciente ao longo do
eixo da mesa de exames (superior-inferior) mas também, quando possível, um
reposicionamento lateral do paciente. Se num exame de ombro, por exemplo,
houver distorção da imagem ou dificuldade de realizar saturação do sinal da
gordura, a movimentação lateral do paciente, trazendo o ombro de interesse mais
para o centro do magneto jea garante uma melhor homogeneidade de campo.
Equipamentos abertos de RM e novos equipamentos de 1,5T e 3,0T com abertura
do gantry de 70 cm possibilitam que esta manobra seja realizada com maior
facilidade, mesmo em pacientes grandes.
v Realização de shimming específico na região de interesse
A maioria dos sistemas de RM permite ao usuário selecionar as dimensões e o
posicionamento da região de interesse que o shimming será feito. Na ausência de
interação do usuário, o sistema adota a mesma região onde estão programados os
cortes.
v Certificação do shimming passivo do equipamento
A homogeneidade do campo magnético é ajustada na instalação do equipamento
através da colocação de peças de material ferromagnético no interior do magneto,
procedimento este conhecido como shimming passivo. Apesar de raro, pode ser
necessário refazer o shimming passivo, especialmente se houveram modificações
importantes na estrutura física no entorno da sala do magneto ou problemas nas
bobinas de gradiente, por exemplo.
46
Outros Artefatos
Artefatos Devido a Técnica de Aquisição Paralela
Técnicas de aquisição paralela (e.g., SMASH, SENSE, mSENSE, GRAPPA etc)
estão disponíveis nos modernos equipamentos de RM e permitem uma série de
vantagens na medida em que reduzem a necessidade do acionamento de
gradientes codificadores de fase para coletar todo um espaço k, fazendo uso do
sinal obtido por diferentes elementos de bobinas de RF e do seu perfil de
sensibilidade.
Ruído inomogêneo e envelopamento residual são dois tipos característicos de
artefatos que vêm se tornando cada vez mais raros à medidas que modificações nas
técnicas e nas bobinas são implementadas. O ruído inomogêneo pode ser evitado
através do posicionamento correto da bobina, campo de visão adequado e baixo
fator de aceleração. O envelopamento residual se caracteriza pela dobra da
anatomia no centro do campo de visão na direção de codificação de fase e resulta,
na maioria das vezes, de discrepância entre o sinal coletado para a calibração do
perfil de sensibilidade da bobina e aquisição do sinal propriamente dito.
Uma
abordagem mais aprofundada e completa pode ser obtida na literatura [0,0,0].
“Cross Talk” entre Sistemas de RM
Das referências utilizadas somente uma relatava este tipo de artefato bastante
incomum, mas presente no nosso meio. É importante relatar este tipo de artefato,
pois vem se tornando cada vez mais frequente a instalação de um segundo ou
terceiro equipamento de RM de mesmo valor de campo magnético e bastante
próximo um do outro, quando não um ao lado do outro. Se os dois equipamentos
estão operando na mesma frequência e ao mesmo tempo é muito importante que as
salas sejam circundadas por blindagem especialmente desenhada para que não
47
ocorra o “cross talk” entre os sistemas. É recomendável que o aterramento da
blindagem de RF seja feito separadamente e que os armários dos sistemas de RF e
gradientes sejam mantidos distantes ou em ambientes distintos para cada sistema.
Desvio Químico em Imagens EPI
Em aquisições convencionais do espaço k, o efeito do desvio químico entre a água e
a gordura irá resultar num deslocamento dos pixels na direção de frequência, como
citado anteriormente na seção 4.4.1. Este efeito se torna um pouco mais complicado
quando analisamos a sequência de pulso EPI. Nas aquisições eco planares do
espaço k (EPI), a taxa de amostragem do eco é muito mais alta, o que resulta em
menores acúmulos de fase durante a leitura do sinal (codificação de frequência).
Entretanto, o tempo entre pontos de dados adjacentes na direção de codificação de
fase é muito maior, resultando em um grande desvio de posição da gordura na
direção de fase da imagem, como mostra a Figura 72-a.
Figura 72. EPI do encéfalo sem (a) e com uso de fat Sat (b).
A opção para eliminar este artefato é fazer uso de pulso de saturação espectral do
sinal da gordura (Figura 72-b) ou utilizar pulsos de inversão da magnetização e
tempo de inversão (TI) ajustado para anular o sinal da gordura.
Difusão da Mama com Próteses de Silicone
48
O uso da imagem ecoplanar ponderada na difusão da água para regiões do corpo
além do tecido cerebral vem se tornando cada vez mais frequente. No caso
específico do uso de difusão da mama, atenção deve ser dada quando a paciente
possui
prótese
de
silicone.
O
silicone
possui
um
desvio
químico
de
aproximadamente 296 Hz em relação a água e causará um artefato de
deslocamento pior que o da gordura em imagens EPI, como mostra a Figura 73.
Figura 73. (a) Imagem axial T2 TSE STIR mostrando prótese de silicone unilateral (mama
2
direita). (b) Imagem axial EPI STIR ponderada na difusão (b=50 mm/s ) mostrando o
pronunciado deslocamento na direção de fase (anteroposterior). (c) Imagem axial EPI
2
ponderada na difusão (b=50 mm/s ) com uso de pulso adiabático de saturação e inversão da
magnetização, onde é possível verificar que o sinal do silicone foi saturado.
A solução é utilizar técnicas de saturação espectral por RF que eliminem tanto o
sinal da gordura como do silicone, eliminando assim o artefato na imagem. O uso de
recuperação da inversão combinadas a pulsos de RF adiabáticos é uma opção
disponível nos sistema de RM mais modernos.
Efeito do Ângulo Mágico
49
Este artefato é visto com certa frequência em tendões, ligamentos e nervos
periféricos, onde certas partes do tecido aparecem com aumento de sinal nas
imagens ponderadas em T2 com TE curto. A orientação da fibra em relação a
direção do campo magnético principal (B0) determina o efeito do ângulo mágico.
Tendões e ligamentos possuem tempos T2 extremamente curtos, dadas as
interações dipolares que o hidrogênio, ligado a cadeias de colágeno, possui. Num
ângulo aproximado de 55º com a direção do B0, as interações dipolares se tornam
nulas, resultando num aumento do tempo T2 (cerca de 100 vezes) e aumento do
sinal em imagens ponderadas em T2[0]. O tendão de Aquiles altera seu T2 de 0,6
ms para 22 ms [46]. O aumento de sinal no tendão patelar.
O posicionamento da anatomia de interesse num ângulo diferente de 55º e o uso de
TE mais longos (acima de 37 ms) são as alternativas para eliminar este artefato. O
aumento do TE pode ajudar na especificidade de uma doença, porém pode resultar
em perda de sensibilidade na detecção, visto que a condição patológica terá de
aumentar o tempo T2 mais do que o efeito do ângulo mágico.
Deve-se ter cuidado especial quando do uso de exames dinâmicos, especialmente
em equipamentos abertos de RM, onde a anatomia de interesse realiza movimento e
altera sua orientação em relação a direção do B0.
Atualmente estão sendo
desenvolvidas sequências de pulso que utilizam tempos de eco ultra-curtos (UTE –
Ultra short TE), onde o TE varia de 8 a 80 µs, o que faz com que se obtenha sinal
das fibras mesmo quando orientadas a 0º em relação ao B0 [0].
Artefato da Anestesia nas Imagens FLAIR
Hiperintensidades nas cisternas da base e nos espaços subaracnóideos em
imagens FLAIR (Fluid-Attenuated Inversion Recovery), de pacientes submetidos a
procedimentos anestésicos para realização do exame de RM, foram inicialmente
atribuídas ao uso de um anestésico conhecido como propofol [0]. Trabalhos
subsequentes mostraram que o suplemento de oxigênio resulta em encurtamento do
tempo T1 do líquido cefalorraquidiano (LCR) e é o responsável pelo aparecimento
de hiperintensidades no LCR que podem ser erroneamente atribuídas conteúdo
proteico anormal ou hemorragia subaracnóidea. [0,0,0]
50
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