07/12/2018
A imagem acima é a reconstrução 3D por técnica de renderização de volume de uma aquisição de RM e não de TC! E você sabia que podemos ajudar a reduzir a dose em tomografia computadorizada com esta técnica? O assunto ainda é novo e até desconhecido de muitos, mas no estudo publicado por Stephen F. Kralik e colegas na revista Neuroradiology de novembro deste ano [1] eles buscaram demonstrar a exatidão da técnica Black Bone (Osso Preto) de RM para detectar fraturas no crânio em crianças que possam ter sofrido traumatismo craniano. Um total de 34 pacientes pediátricos foi avaliado com uso da tradicional tomografia computadorizada (TC) e também pela técnica Black Bone MRI.
(A) Corte axial obtido por TC mostrando a região da fratura, (B) corte axial na mesma região pela técnica Black Bone, (C) reconstrução 3D por renderização de volume a partir das imagens de TC e (D) por RM.
O termo Black Bone foi registrado pela primeira vez na literatura de RM num trabalho de Karen A. Eley em 2012 [2] e se refere a uma técnica que utiliza curtos tempos de repetição (TR) e curtos (TE), associados com angulo de desvio (flip angle) baixo para demonstrar a interface osso-tecido. Essa técnica também é conhecida como UTE ou Ultrashort TE e, na Siemens, ganhou o nome PETRA (Pointwise Encoding Time Reduction with Radial Acquisition).
E você sabia que podemos ajudar a reduzir a dose em tomografia computadorizada com esta técnica?
O assunto ainda é novo e até desconhecido de muitos, mas no estudo publicado por Stephen F. Kralik e colegas na revista Neuroradiology de novembro deste ano eles buscaram demonstrar a exatidão da técnica Black Bone (Osso Preto) de RM para detectar fraturas no crânio em crianças que possam ter sofrido traumatismo craniano. Um total de 34 pacientes pediátricos foi avaliado com uso da tradicional tomografia computadorizada (TC) e também pela técnica Black Bone MRI.
A tomografia computadorizada sem uso de contraste para os casos de traumatismo craniano em crianças é amplamente utilizada devido a sua alta sensibilidade para detectar fraturas e hemorragias agudas, é bastante acessível (muito mais que a RM) nos serviços de emergência e pode ser realizada de forma rápida e segura, até mesmo sem monitoração, sedação ou anestesia nos pacientes pediátricos. Porém, a TC utiliza radiação ionizantes (raios x) e possui baixa sensibilidade para detectar micro hemorragias, dano axonal e isquemia aguda quando comparada a RM.
O termo Black Bone foi registrado pela primeira vez na literatura de RM num trabalho de Karen A. Eley em 2012 e se refere a uma técnica que utiliza curtos tempos de repetição (TR) e curtos (TE), associados com angulo de desvio (flip angle) baixo para demonstrar a interface osso-tecido. Essa técnica também é conhecida como UTE ou Ultrashort TE e, na Siemens, ganhou o nome PETRA (Pointwise Encoding Time Reduction with Radial Acquisition).
Princípio Geral
ZTE ou Zero Echo Time (Tempo de Eco Zero)
O termo se refere a aquisição do sinal num tempo ultra curto (microsegundos) ou mesmo num tempo zero, pois tão logo o pulso de RF é enviado para excitar, o gradiente de coleta do sinal (gradiente de leitura) é acionado.
O esquema de aquisição dos dados é que é mais complicado de ser entendido. É usado uma aquisição 3D radial com esquema de codificação a partir do centro do espaço k. Um gradiente é acionado logo após (imediatamente) o envio de um pulso não seletivo de RF, permitindo que o TE seja tão baixo quanto alguns microsegundos ou mesmo zero. Assim, o gradiente já inicia a codificação tão logo é criada a magnetização transversal. A sequência de pulso fica reduzida a um esquema "pulso-aquisição" sobre uma distribuição fixa de frequências de Larmor [2].
Essa projeções são semelhantes ao trabalho inicial de Paul Lauterbur publicado na Nature em 1973. [3]
Esquema de aquisição para RM com zero TE e uso de pulso de RF do tipo "hard". Vide referências para mais informações. Weiger M, 2012.
Figura mostrando os pontos de dados coletados e reconstruídos em um experimento ZTE. Pontos pretos ou brancos representam pontos de dados necessários para projeções completas de acordo com o critério de Nyquist para a largura de banda de sinal. Vide referências para mais informações. Weiger M, 2012.
Para que um TE tão curto (ou mesmo zero)?
O objetivo é coletar sinal de estruturas ou tecidos que possuam curtíssimos tempos de relaxação, como o osso, por exemplo. Por usar um TE igual a zero, essa técnica não é muito versátil em termos de manipulação do contraste. E o sinal na verdade representa basicamente a densidade de prótons. Com modificações na sequência é possível obter contraste T1 também.
Contraste de imagens ZTE demonstradas em uma castanha. (a) Aquisição com uma largura de banda de sinal de 100 kHz e uma duração de leitura de 900μs. Três componentes principais são observados: a casca, a castanha e o preenchimento esponjoso entre as duas com sinal de intensidade mais baixa. (b) Aquisição com uma largura de banda de sinal aumentada de 300 kHz e uma duração de leitura reduzida de 300μs. A intensidade do sinal do preenchimento é aumentado e o deslocamento do sinal e o desfoque nas interfaces de suscetibilidade são consideravelmente reduzidos. (c) A diferença de (b) e (a) se destaca rapidamente com componentes de perda de sinal na interface dos materiais. (d) Em uma imagem gradiente de eco 3-D (FLASH) com bw = 300 kHz, TE = 1,8 ms, TR = 4,7 ms e tempo de varredura = 2,5min, o sinal de muitas estruturas é perdido por causa do relaxamento transversal e da defasagem relacionada à suscetibilidade. e) projeção de máxima intensidade (MIP) de um conjunto de dados 3-D ZTE mostrando estruturas fibrosas do preenchimento e as espinhas que cobrem a casca. Vide referências para mais informações. Weiger M, 2012.
PETRA (Siemens)
A sigla significa "Pointwise-Encoding Time Reduction with Radial Acquisition" e é a combinação da técnica de ZTE (Zero TE) com single-point imaging (PSI).
Na PETRA, aquisição do sinal inicia imediatamente após o envio de um pulso de excitação e seguinte retardo de comutação de transmissão e recepção usando gradiente de amplitude constante com preenchimento radial do espaço k.
Um dos problemas minimizados com a técnica PETRA é que se conseguiu reduzir a largura de banda de excitação, enquanto se mantém uma largura de banda alta de recepção. A largura de banda alta de recepção é fundamental para reduzir os efeitos de variações locais de frequência central (off-resonance) que levam a decaimento do sinal T2*. E a largura menor de excitação permite que os níveis de SAR (Taxa de Absorção Específica da RF) não sejam tão altos. Outra observação interessante é que o ruído acústico é extremamente baixo para sequência PETRA.
Leia mais neste link sobre PETRA.
Resultados do Estudo de Stephen Kralik
O estudo atingiu uma sensibilidade de 83% e uma especificidade de 100% na comparação com a TC (padrão ouro).
Apesar de ser uma técnica que permitiria reduzir a dose de radiação para zero, é necessário que ela produza imagens consistentes do ponto de vista clínico e se prove custo-efetiva.
Em crianças pequenas ou recém nascidas é necessário sedação ou anestesia geral em muitos casos para que, mesmo em um exame de curta duração, exista colaboração da criança. Nesse estudo, 47% das crianças tiveram que receber anestesia geral.
A sequência usada no estudo teve um tempo de aquisição de 4 minutos.
O estudo também mostrou uma redução na sensibilidade, embora não estatisticamente significante, entre fazer num aparelho de 1,5T e num de 3,0T e entre crianças sedadas e não sedadas.
Conclusão
Entre os pacientes pediátricos encaminhados para ressonância magnética para avaliar traumatismo, a técnica Black Blood demonstrou alta sensibilidade e especificidade para detecção de fraturas cranianas em comparação com o padrão ouro (TC). Mais estudos e com maior número de pacientes são necessários para confirmar o potencial da técnica Black Blood substituir a TC na avaliação de neuroimagem de pacientes com potencial de traumatismo craniano.
Sabemos que o assunto não é fácil de ser compreendido, pois exige conhecimento de muitos termos e de técnicas avançadas de RM, porém não podíamos deixar de mostrar uma nova área surgindo para ser explorada pelos apaixonados por RM!
Referências:
Kralik SF, Supakul N, Wu IC, Delso G, Radhakrishnan R, Ho CY, Eley KA. Neuroradiology.Nov 7. 2018;
Eley KA,McIntyre AG,Watt-Smith SR, Golding SJ (2012) Black bone MRI: a partial flip angle technique for radiation reduction in craniofacial imaging. Br J Radiol 85(1011):272–278;
Weiger M., Pruessmann K.P. eMagRes, 2012, Vol 1: 311–322;</li> <li>P. Lauterbur, Nature, 1973, 242, 190;
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