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HIPERPOLARIZAÇÃO EM RESSONÂNCIA MAGNÉTICA

Projeto final em Radiologia Autor: Tiago M.C. Sequeiros Nº 10080419

Vila Nova de Gaia – Setembro 2012

OBJETIVOS • Demonstrar o impacto das doenças pulmonares na qualidade de vida; • Conhecer os principais meios de diagnostico de patologia pulmonar;

• Entender algumas técnicas e limitações da RM Pulmonar convencional; • Ficar com a perceção das propriedades dos gases utilizados em hiperpolarização em RM pulmonar, assim como as técnicas atualmente disponíveis; • Perceber as principais patologias em que o uso de gases hiperpolarizados é vantajoso.

INTRODUÇÃO • A patologia pulmonar possui grande efeito na qualidade de vida de um indivíduo. • Causas - Fatores exógenos - Tabagismo-23%* • Aperfeiçoamento das técnicas de diagnóstico

• Necessidade de combinar a parte morfológica e funcional • --»Técnica de gases hiperpolarizados em RM • Desenvolvida devido à escassez de sinal nos exames de RM pulmonar.

* Fonte: Estudo colocado no jornal Expresso, dia 31 de Maio de 2012

MÉTODOS DE DIAGNÓSTICO

Morfológico

Funcional

• Raio –x • Tomografia computorizada • Ressonância magnética convencional • Histologia

• Espirometria • Pletismografia • Prova de capacidade de difusão do monóxido de carbono • Cintilografia Pulmonar

Ressonância magnética

Com utilização de gases hiperpolarizados

TESTES DE FUNÇÃO PULMONAR Vantagens:

• Informação funcional: ventilação e trocas gasosas • Disponíveis em meio clínico • Baixo custo do equipamento Desvantagens: • Sem informação regional • Insensível a doenças em estados iniciais e progressão gradual • Problemas no decorrer do exame – incapacidade/ não colaboração do utente

Espirometria

RESSONÂNCIA MAGNÉTICA PULMONAR • 1978 -» Um dos primeiros exame de RM, ao tórax

Fonte: Exposição no Museu da Ciência em Londres (19/08/2012)

RESSONÂNCIA MAGNÉTICA PULMONAR •

Qualidade da imagem: depende muito da colaboração do doente.

•

Mais-valia: não usar radiação ionizante

•

Propriedades físicas: devido à baixa densidade protónica

Fonte: Biederer J. et all, (2/3), 2012

HIPERPOLARIZAÇÃO

Potencialidade desta técnica: - Avaliar a densidade de spins - Avaliar as trocas gasosas efetuadas em cada região do pulmão Fonte: http://bjr.birjournals.org/content/76/suppl_2/S118/F1.expansion.html

GASES UTILIZADOS •

3He

 Isótopo raro  Gás inerte, abundante na lua  Insolúvel no sangue  Rácio giromagnético de 32,3MHz/T  Difusibilidade no ar 0,9cm 2/s

•

129Xe

 Surge como uma mistura de isótopos com abundância natural de 26%  Difunde-se facilmente para o sangue  Rácio giromagnético de 11,78MHz/T  Difusibilidade no ar 0,1cm2/s

MÉTODOS DE POLARIZAÇÃO • Spin Exchange Optical pumping – SEOP 3He

Fonte: Nacher P. (2008)

MÉTODOS DE POLARIZAÇÃO • Meta-Stable Spin Exchange Optical Punping MEOP

Fonte: Nacher P. (2008)

MÉTODOS DE POLARIZAÇÃO • Spin Exchange Optical pumping – SEOP 129Xe

Fonte: Baert A. (2009); Nacher P. (2008)

UTILIZAÇÃO HISTÓRICA DE GASES HP EM RM • 1994 -» Primeiros estudos de imagens de ventilação com 129Xe em pulmões retirados de um rato . Albert et al.(1994) Fonte: Albert et all.(1994)

• 1995- 1996 -»Estudos in vivo em humanos com 3He Fonte: Schmiedeskamp J., (2004)

REQUISITOS PARA A REALIZAÇÃO DE UM EXAME COM GASES HP EM RM: • Equipamento de RM, sintonizado para a frequência de precessão do gás HP • Antena com um tamanho adequado para envolvimento a 360º do utente na zona em estudo, angulo de excitação uniforme, baixo tempo de inoperação entre exames. • Equipa multidisciplinar com alguma experiência • Gás hiperpolarizado, devidamente acondicionado • Sequências de pulso adaptadas

PARÂMETROS USADOS EM ESTUDOS Autor

Sequência

TR

TE

FA

Espessura de corte/espaçamento

matriz

Outros

Mc Adams GRE et all (1999)

9.5ms

3ms

8º

6/2mm

128x256

FOV 32cm

Gierada et all (2000)

EPI

40.5ms 12.1 ms

22º

10/--mm

32x64

ETL=32

Salerno et all (2002)

FLASH

9ms

3.7m s

10/15º

10/--mm

100x256

FOV 45x50 cm

Cleveland SPGRE et all (2010)

7.9ms

1.9m s

5-7º

15/--mm

FOV 40x40cm

CICLO DO 3HE

Fonte: http://www.ag-heil.physik.uni-mainz.de/Dateien/He-cycle.jpg

TÉCNICA MAIS PROMISSORA– XENON TRANSFER CONTRAST - XTC • Permite a análise das trocas gasosas

• Fase gasosa -» Fase intermédia -» Fase dissolvida • Análise do sinal obtido em cada fase

Fonte: Mugler, (2012)

PATOLOGIAS AVALIADAS COM GASES HP • Avaliação pós transplante pulmonar

Fonte: Morrel G., 2002

PATOLOGIAS AVALIADAS COM GASES HP • Enfisema

Fonte: Mugler, (2012)

PATOLOGIAS AVALIADAS COM GASES HP • Enfisema

Fonte: Swift et all, (2005)

PATOLOGIAS AVALIADAS COM GASES HP • Fibrose cística

Fonte: Salerno M. et all, (2001)

PATOLOGIAS AVALIADAS COM GASES HP • Asma Fonte: http://www.drpereira.com.br/asma.htm, 14/09/2012

Fonte: Salerno M. et all, (2001)

PATOLOGIAS AVALIADAS COM GASES HP • Doença pulmonar obstrutiva crónica

Fonte: Gierada et all, (2000)

INDIVIDUO SAUDÁVEL VS DPOC

Fonte: Wild JM. Et all, (2003)

INOVAÇÕES • 2011 – Polarean investe na comercialização de máquinas polarizadoras

Fonte: www.polarean.com

SÍNTESE • Patologia pulmonar- grave problema a nível mundial • Uso dá técnica de gases hiperpolarizados em RM oferece informação funcional e estrutural em casos de indivíduos saudáveis, em estados iniciais de patologia, ou com patologia já instaurada • Através da disseminação livre desta técnica de gases hiperpolarizados, estudos inovadores irão surgir, assim como novos métodos associados a esta técnica com novos resultados

OBRIGADO PELA ATENÇÃO

Agradecimentos: Drº Eduardo Ribeiro Drº Davide Freitas Drº Ernesto Pinto

Fonte: Imagens fornecidas por Drª Helen Marshall and Prof Jim Wild, University of Sheffield

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