Pesquisa estuda uso de Imagens por Ressonância Magnética para determinar o excesso de ferro nos tecidos
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2003
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Imagem Ressonância magnética Ferro Antonio Adilton Oliveira Carneiro Jorge Elias Júnior Dimas Tadeu Covas Oswaldo Baffa Filho Pesquisa estuda uso de Imagens por Ressonância Magnética para determinar o excesso de ferro nos tecidos |
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A pesquisa busca mostrar como o uso das imagens(ressonância magnética) pode auxiliar na demonstração do excesso de ferro nos tecidos. |
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Os valores encontrados para a taxa de relaxação medida por IRMs, em comparação aos valores de concentração de ferro encontrados pela susceptometria, correspondem entre si em 81% dos resultados.
Desconsiderando a inadequação da técnica de IRM para as altas concentrações de ferro, a correspondência dos valores da IRM e da medida de suscetibilidade passa a ser de 92%. O que representa uma boa correlação para medidas in vivos por duas diferentes técnicas.
Além disso as IRMs mapeiam a distribuição dos valores sobre o fígado, mostrando que a distribuição do ferro sobre a região hepática não é homogênea, o que pode vir a aprimorar os tratamentos.
Uma questão advinda do uso desta técnica é que a aquisição das imagens pode demorar cerca de 30 minutos, o que em alguns centros, onde o tomógrafo é muito requisitado, torna-se um problema.
Entretanto, permanece o avanço mais importante, qual seja a determinação de uma técnica segura e, principalmente, não invasiva, para avaliar e medir a presença de ferro no corpo humano. O ferro encontrado no corpo humano tem fundamental importância na produção das células vermelhas do sangue. O problema de excesso de ferro no corpo deve-se freqüentemente a uma alta taxa de absorção, via dieta alimentar, pelo sistema gastrintestinal, como acontece com os portadores de hemocromatose, causada justamente pelo excesso da absorção intestinal de ferro, resultando em danos teciduais e prejuízo funcional dos órgãos envolvidos, especialmente fígado, pâncreas, coração e hipófise e evoluindo para cirroses, diabetes mellitus, alterações na pigmentação da pele, artritea, cardiomiopatias e atrofia das gônadas. Outra causa de excesso de ferro são repetidas transfusões de sangue, em geral destinadas a pacientes que sofrem de anemia crônica do tipo Talassemia Beta Maior e intermediária, e Anemia Falciforme, entre outras. O ferro em excesso, armazenado no organismo, apresenta-se numa forma química (ferro trivalente) que não pode ser absorvida pelo organismo. Esse ferro trivalente, em excesso, pode se oxidar e se apresentar na forma bivalente, que é altamente reagente. Uma pequena parte do ferro absorvido é reaproveitada pelo organismo. Mas quando o fígado está sobrecarregado de ferro, os hepatócitos (células do fígado que mais armazenam ferro) são bombardeados por uma espécie de oxigênio reativo, que os leva à morte. Seu espaço é preenchido por células fibroblastos que armazenam colágeno, produzindo fibrose e, eventualmente, cirrose. Da mesma forma, as células cardíacas são destruídas pela sobrecarga de ferro, levando a graves anomalias no funcionamento do coração, como as arritmias. Em pessoas normais, o depósito de ferro pode variar entre 0,1 e 0,5 miligramas por grama de tecido úmido, enquanto que em pessoas com sobrecarga, este valor pode chegar até a 30 miligramas por grama de tecido. Os principais órgãos em que o ferro se acumula são o fígado, o coração e o baço. O fígado é o principal órgão estudado para a avaliação da quantidade de ferro no organismo por apresentar grande volume e maior armazenamento. O diagnóstico do nível de ferro dos portadores das doenças citadas (hemocromatose e anemias) é de fundamental importância para o controle médico, principalmente para pacientes aos quais são administradas drogas (denomindas quelantes) que visam excretar o excesso de ferro do corpo. O método comumente usado na maioria dos centros médicos para a avaliação da sobrecarga no organismo é a estimativa do nível de ferro no plasma sanguíneo. Mas existem certos quadros clínicos em que os resultados não coincidem com o verdadeiro nível de ferro do corpo. Para isso, existem outros dois métodos de quantificação do ferro no corpo: a biópsia da agulha e a suscetibilidade magnética. No primeiro, uma pequena porção do fígado é removida e analisada. Mas trata-se de técnica invasiva e de risco, que não pode ser repetida com freqüência. Já o segundo método tem chamado a atenção dos especialistas por ser uma técnica não invasiva que vem apresentado bons resultados. Sua única desvantagem é o alto custo, que impede muitos centros de adquirirem o equipamento adequado. Essa técnica, de Imagens por Ressonância Magnética (IRM), tem sido bastante estudada como método não-invasivo de determinação da concentração de ferro no fígado, no baço e no coração de humanos. As pesquisas visam alcançar um padrão confiável de medida, que possibilite a sua aplicação rotineira. O seu funcionamento está baseado nas propriedades magnéticas dos tecidos biológicos (músculos, órgãos, ossos, etc) que são aproximadamente iguais à da água e bastante distintas das do ferro biológico presente no corpo. As imagens por Ressonância Magnética são caracterizadas pela taxa de relaxação dos prótons da água (presente nos tecidos), após serem excitados por uma energia eletromagnética, de rádio-freqüência específica. Quando átomos de ferro estão presentes, essa taxa de relaxação dos prótons é modificada. Quanto mais ferro estiver presente, mais rápida é a relaxação. Quando os prótons estão retornando para a sua posição de equilibro, que corresponde à direção de uma campo magnético constante e homogêneo, aplicado no interior do tomógrafo, eles realizam dois diferentes movimentos: um na direção transversal e outro na direção longitudinal ao campo. O tempo gasto para a relaxação no movimento transversal é denominado T2 (ou tempo de relaxação transversal) e o tempo gasto para a relaxação no movimento longitudinal é denominado T1 (ou tempo de relaxação longitudinal). Neste trabalho, o tempo de relaxação usado na avaliação do depósito de ferro é o transversal (T2). Essa mensuração da T2, usada para calcular a concentração de ferro de determinado tecido, é justamente o campo de atuação da relaxometria. Apesar de ser um método sensível para detectar variações de ressonância nos tecidos biológicos devido à presença de ferro, a IRM é um método indireto, já que sua precisão depende de ajustes delicados como intensidade do campo de magnetização e seqüências das imagens, entre outros. Além disso a IRM não é uma boa técnica para níveis elevados de ferro (acima de 10 miligramas por grama de tecido úmido), pois neste caso a relaxação se torna muito rápida, ficando da ordem do ruído. Embora não seja indicada para quantificar elevados níveis de ferro (como no caso dos pacientes anêmicos que já receberam muitas transfusões e apresentam níveis elevados de ferro nos tecidos), a IRM é útil para o diagnóstico de pacientes com hemacromatose, cujos níveis de ferro em geral estão na faixa de sensibilidade desta técnica. Para os anêmicos a melhor técnica seria medir a suscetibilidade magnética. Neste trabalho, pesquisadores do Departamento de Física e Matemática, da Faculdade de Filosofia Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP) e do Departamento de Clínica Médica da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP), ambas pertencentes à Universidade de São Paulo (USP), com o auxílio de colegas do Department of Physics da The University of Western Austrália apresentam um método de quantificação do ferro em tecido biológico através da análise de relaxometria de Imagens por Ressonância Magnética. Os estudos foram iniciados em um simulador de manganês e depois estendidos a pacientes. 00137_1.jpg 00137_2.jpg 00137_3.jpg Para este estudo, foram realizadas sequências de imagens do fígado, cada uma delas repetida 7 vezes em cada paciente, com pequenas alterações técnicas. Em cada sequência foram obtidas 19 imagens, cobrindo quase todo o volume do fígado, e gerando um total de 133 imagens por paciente. As imagens foram adquiridas em um tomógrafo do Centro de Radiologia do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (HC-FMRP). As medidas foram realizadas em 11 pacientes, sendo 5 deles portadores de anemia crônica (regularmente submetidos a transfusões de sangue). Os outros seis eram portadores do vírus da hepatite C com um pequeno aumento no nível de ferro no soro sanguíneo. O simulador (chamado "fantoma") usado para a comparação das medidas era composto por 15 compartimentos cilíndricos de aproximadamente 5 mililitros, distribuídos homogeneamente numa caixa retangular em 3 filas com 5 compartimentos por fila e preenchidos com diferentes concentrações de manganês. As concentrações foram preparadas de modo que a perturbação provocada na relaxação transversal fosse equivalente à provocada pelo ferro hepático, em níveis de normal a sobrecarga. Durante a aquisição das imagens, uma bolsa com um litro de soro fisiológico foi colocada junto aos pacientes, sendo usada como referência para corrigir a variação de intensidade do sinal causada por pequenas alterações nos parâmetros do tomógrafo. De fato, a taxa de relaxação sobre a bolsa deve ser constante, já que não há ferro no soro. Se o sinal proveniente da bolsa varia, isso se deve ao próprio tomógrafo, e não à área de onde a imagem provêm, e isso exige uma correção da intensidade do sinal do equipamento. Os efeitos de distorção entre imagens, causados pela respiração dos pacientes, foram amenizados através de um filtro. O ruído de fundo das imagens também foi minimizado. No processamento, foram selecionadas três imagens: uma sobre o fígado, a segunda sobre a região livre de respiração e a terceira sobre a bolsa com soro. Em seguida, através de uma equação, determinou-se a taxa de relaxação. A análise dos resultados foi primeiramente feita nas imagens do simulador de manganês. O simulador foi cedido por um grupo de colaboradores da Austrália. Em seguida foram realizadas as medidas nos pacientes com hepatite C, cujo nível de ferro no soro sangüíneo estava um pouco acima do normal, e depois em pacientes que recebem transfusões regularmente na Fundação Hemocentro de Ribeirão Preto. Os resultados do simulador mostram que a técnica de relaxometria por IRM é sensível e adequada para quantificar substancias com atividade magnética de baixa concentração. As medidas realizadas por IRMs em pacientes, enfim, foram comparadas com resultados nos mesmos pacientes, obtidos através da técnica susceptométrica. |
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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico Programa de Apoio aos Núcleos de Excelência |
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250132024-10-01T19:00:41Z1[CeS] Textos de divulgação Pesquisa estuda uso de Imagens por Ressonância Magnética para determinar o excesso de ferro nos tecidos Antonio Adilton Oliveira Carneiro Jorge Elias Júnior Dimas Tadeu Covas Oswaldo Baffa Filho Imagem Ressonância magnética Ferro Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico Programa de Apoio aos Núcleos de Excelência 2003-07-25 capa.jpg vignette : https://repositorio.canalciencia.ibict.br/files/large/80783239f53d29e3d73a7dc98ea9474b34228af6.jpg Os valores encontrados para a taxa de relaxação medida por IRMs, em comparação aos valores de concentração de ferro encontrados pela susceptometria, correspondem entre si em 81% dos resultados. Desconsiderando a inadequação da técnica de IRM para as altas concentrações de ferro, a correspondência dos valores da IRM e da medida de suscetibilidade passa a ser de 92%. O que representa uma boa correlação para medidas in vivos por duas diferentes técnicas. Além disso as IRMs mapeiam a distribuição dos valores sobre o fígado, mostrando que a distribuição do ferro sobre a região hepática não é homogênea, o que pode vir a aprimorar os tratamentos. Uma questão advinda do uso desta técnica é que a aquisição das imagens pode demorar cerca de 30 minutos, o que em alguns centros, onde o tomógrafo é muito requisitado, torna-se um problema. Entretanto, permanece o avanço mais importante, qual seja a determinação de uma técnica segura e, principalmente, não invasiva, para avaliar e medir a presença de ferro no corpo humano. O ferro encontrado no corpo humano tem fundamental importância na produção das células vermelhas do sangue. O problema de excesso de ferro no corpo deve-se freqüentemente a uma alta taxa de absorção, via dieta alimentar, pelo sistema gastrintestinal, como acontece com os portadores de hemocromatose, causada justamente pelo excesso da absorção intestinal de ferro, resultando em danos teciduais e prejuízo funcional dos órgãos envolvidos, especialmente fígado, pâncreas, coração e hipófise e evoluindo para cirroses, diabetes mellitus, alterações na pigmentação da pele, artritea, cardiomiopatias e atrofia das gônadas. Outra causa de excesso de ferro são repetidas transfusões de sangue, em geral destinadas a pacientes que sofrem de anemia crônica do tipo Talassemia Beta Maior e intermediária, e Anemia Falciforme, entre outras. O ferro em excesso, armazenado no organismo, apresenta-se numa forma química (ferro trivalente) que não pode ser absorvida pelo organismo. Esse ferro trivalente, em excesso, pode se oxidar e se apresentar na forma bivalente, que é altamente reagente. Uma pequena parte do ferro absorvido é reaproveitada pelo organismo. Mas quando o fígado está sobrecarregado de ferro, os hepatócitos (células do fígado que mais armazenam ferro) são bombardeados por uma espécie de oxigênio reativo, que os leva à morte. Seu espaço é preenchido por células fibroblastos que armazenam colágeno, produzindo fibrose e, eventualmente, cirrose. Da mesma forma, as células cardíacas são destruídas pela sobrecarga de ferro, levando a graves anomalias no funcionamento do coração, como as arritmias. Em pessoas normais, o depósito de ferro pode variar entre 0,1 e 0,5 miligramas por grama de tecido úmido, enquanto que em pessoas com sobrecarga, este valor pode chegar até a 30 miligramas por grama de tecido. Os principais órgãos em que o ferro se acumula são o fígado, o coração e o baço. O fígado é o principal órgão estudado para a avaliação da quantidade de ferro no organismo por apresentar grande volume e maior armazenamento. O diagnóstico do nível de ferro dos portadores das doenças citadas (hemocromatose e anemias) é de fundamental importância para o controle médico, principalmente para pacientes aos quais são administradas drogas (denomindas quelantes) que visam excretar o excesso de ferro do corpo. O método comumente usado na maioria dos centros médicos para a avaliação da sobrecarga no organismo é a estimativa do nível de ferro no plasma sanguíneo. Mas existem certos quadros clínicos em que os resultados não coincidem com o verdadeiro nível de ferro do corpo. Para isso, existem outros dois métodos de quantificação do ferro no corpo: a biópsia da agulha e a suscetibilidade magnética. No primeiro, uma pequena porção do fígado é removida e analisada. Mas trata-se de técnica invasiva e de risco, que não pode ser repetida com freqüência. Já o segundo método tem chamado a atenção dos especialistas por ser uma técnica não invasiva que vem apresentado bons resultados. Sua única desvantagem é o alto custo, que impede muitos centros de adquirirem o equipamento adequado. Essa técnica, de Imagens por Ressonância Magnética (IRM), tem sido bastante estudada como método não-invasivo de determinação da concentração de ferro no fígado, no baço e no coração de humanos. As pesquisas visam alcançar um padrão confiável de medida, que possibilite a sua aplicação rotineira. O seu funcionamento está baseado nas propriedades magnéticas dos tecidos biológicos (músculos, órgãos, ossos, etc) que são aproximadamente iguais à da água e bastante distintas das do ferro biológico presente no corpo. As imagens por Ressonância Magnética são caracterizadas pela taxa de relaxação dos prótons da água (presente nos tecidos), após serem excitados por uma energia eletromagnética, de rádio-freqüência específica. Quando átomos de ferro estão presentes, essa taxa de relaxação dos prótons é modificada. Quanto mais ferro estiver presente, mais rápida é a relaxação. 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Apesar de ser um método sensível para detectar variações de ressonância nos tecidos biológicos devido à presença de ferro, a IRM é um método indireto, já que sua precisão depende de ajustes delicados como intensidade do campo de magnetização e seqüências das imagens, entre outros. Além disso a IRM não é uma boa técnica para níveis elevados de ferro (acima de 10 miligramas por grama de tecido úmido), pois neste caso a relaxação se torna muito rápida, ficando da ordem do ruído. Embora não seja indicada para quantificar elevados níveis de ferro (como no caso dos pacientes anêmicos que já receberam muitas transfusões e apresentam níveis elevados de ferro nos tecidos), a IRM é útil para o diagnóstico de pacientes com hemacromatose, cujos níveis de ferro em geral estão na faixa de sensibilidade desta técnica. Para os anêmicos a melhor técnica seria medir a suscetibilidade magnética. Neste trabalho, pesquisadores do Departamento de Física e Matemática, da Faculdade de Filosofia Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP) e do Departamento de Clínica Médica da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP), ambas pertencentes à Universidade de São Paulo (USP), com o auxílio de colegas do Department of Physics da The University of Western Austrália apresentam um método de quantificação do ferro em tecido biológico através da análise de relaxometria de Imagens por Ressonância Magnética. Os estudos foram iniciados em um simulador de manganês e depois estendidos a pacientes. 00137_1.jpg 00137_2.jpg 00137_3.jpg Para este estudo, foram realizadas sequências de imagens do fígado, cada uma delas repetida 7 vezes em cada paciente, com pequenas alterações técnicas. Em cada sequência foram obtidas 19 imagens, cobrindo quase todo o volume do fígado, e gerando um total de 133 imagens por paciente. As imagens foram adquiridas em um tomógrafo do Centro de Radiologia do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (HC-FMRP). As medidas foram realizadas em 11 pacientes, sendo 5 deles portadores de anemia crônica (regularmente submetidos a transfusões de sangue). Os outros seis eram portadores do vírus da hepatite C com um pequeno aumento no nível de ferro no soro sanguíneo. O simulador (chamado "fantoma") usado para a comparação das medidas era composto por 15 compartimentos cilíndricos de aproximadamente 5 mililitros, distribuídos homogeneamente numa caixa retangular em 3 filas com 5 compartimentos por fila e preenchidos com diferentes concentrações de manganês. As concentrações foram preparadas de modo que a perturbação provocada na relaxação transversal fosse equivalente à provocada pelo ferro hepático, em níveis de normal a sobrecarga. Durante a aquisição das imagens, uma bolsa com um litro de soro fisiológico foi colocada junto aos pacientes, sendo usada como referência para corrigir a variação de intensidade do sinal causada por pequenas alterações nos parâmetros do tomógrafo. De fato, a taxa de relaxação sobre a bolsa deve ser constante, já que não há ferro no soro. Se o sinal proveniente da bolsa varia, isso se deve ao próprio tomógrafo, e não à área de onde a imagem provêm, e isso exige uma correção da intensidade do sinal do equipamento. Os efeitos de distorção entre imagens, causados pela respiração dos pacientes, foram amenizados através de um filtro. O ruído de fundo das imagens também foi minimizado. No processamento, foram selecionadas três imagens: uma sobre o fígado, a segunda sobre a região livre de respiração e a terceira sobre a bolsa com soro. Em seguida, através de uma equação, determinou-se a taxa de relaxação. A análise dos resultados foi primeiramente feita nas imagens do simulador de manganês. O simulador foi cedido por um grupo de colaboradores da Austrália. Em seguida foram realizadas as medidas nos pacientes com hepatite C, cujo nível de ferro no soro sangüíneo estava um pouco acima do normal, e depois em pacientes que recebem transfusões regularmente na Fundação Hemocentro de Ribeirão Preto. Os resultados do simulador mostram que a técnica de relaxometria por IRM é sensível e adequada para quantificar substancias com atividade magnética de baixa concentração. As medidas realizadas por IRMs em pacientes, enfim, foram comparadas com resultados nos mesmos pacientes, obtidos através da técnica susceptométrica. Avaliação do nível de ferro hepático através da relaxometria em imagens por ressonância magnética A pesquisa busca mostrar como o uso das imagens(ressonância magnética) pode auxiliar na demonstração do excesso de ferro nos tecidos. 2003-07-25 Ciências da Saúde Para este estudo, foram realizadas sequências de imagens do fígado, cada uma delas repetida 7 vezes em cada paciente, com pequenas alterações técnicas. Em cada sequência foram obtidas 19 imagens, cobrindo quase todo o volume do fígado, e gerando um total de 133 imagens por paciente. As imagens foram adquiridas em um tomógrafo do Centro de Radiologia do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (HC-FMRP). As medidas foram realizadas em 11 pacientes, sendo 5 deles portadores de anemia crônica (regularmente submetidos a transfusões de sangue). Os outros seis eram portadores do vírus da hepatite C com um pequeno aumento no nível de ferro no soro sanguíneo. O simulador (chamado "fantoma") usado para a comparação das medidas era composto por 15 compartimentos cilíndricos de aproximadamente 5 mililitros, distribuídos homogeneamente numa caixa retangular em 3 filas com 5 compartimentos por fila e preenchidos com diferentes concentrações de manganês. As concentrações foram preparadas de modo que a perturbação provocada na relaxação transversal fosse equivalente à provocada pelo ferro hepático, em níveis de normal a sobrecarga. Durante a aquisição das imagens, uma bolsa com um litro de soro fisiológico foi colocada junto aos pacientes, sendo usada como referência para corrigir a variação de intensidade do sinal causada por pequenas alterações nos parâmetros do tomógrafo. De fato, a taxa de relaxação sobre a bolsa deve ser constante, já que não há ferro no soro. Se o sinal proveniente da bolsa varia, isso se deve ao próprio tomógrafo, e não à área de onde a imagem provêm, e isso exige uma correção da intensidade do sinal do equipamento. Os efeitos de distorção entre imagens, causados pela respiração dos pacientes, foram amenizados através de um filtro. O ruído de fundo das imagens também foi minimizado. No processamento, foram selecionadas três imagens: uma sobre o fígado, a segunda sobre a região livre de respiração e a terceira sobre a bolsa com soro. Em seguida, através de uma equação, determinou-se a taxa de relaxação. A análise dos resultados foi primeiramente feita nas imagens do simulador de manganês. O simulador foi cedido por um grupo de colaboradores da Austrália. Em seguida foram realizadas as medidas nos pacientes com hepatite C, cujo nível de ferro no soro sangüíneo estava um pouco acima do normal, e depois em pacientes que recebem transfusões regularmente na Fundação Hemocentro de Ribeirão Preto. Os resultados do simulador mostram que a técnica de relaxometria por IRM é sensível e adequada para quantificar substancias com atividade magnética de baixa concentração. As medidas realizadas por IRMs em pacientes, enfim, foram comparadas com resultados nos mesmos pacientes, obtidos através da técnica susceptométrica. https://repositorio.canalciencia.ibict.br/api/items/25013 https://repositorio.canalciencia.ibict.br/files/original/80783239f53d29e3d73a7dc98ea9474b34228af6.jpg https://repositorio.canalciencia.ibict.br/files/original/0fecca7f47ca9277151ebb904b469251cf5478e4.jpg https://repositorio.canalciencia.ibict.br/files/original/2d2358feb47d86177f1e4939a70aa648217b736d.jpg https://repositorio.canalciencia.ibict.br/files/original/80c3f188b42124bab2803f9af6da6fea4c2c64a7.jpg |