Artefato de Deslocamento Químico em Ressonância Magnética (Chemical Shift Artifact)

O que é o artefato de deslocamento químico?

O artefato de deslocamento químico ocorre na ressonância magnética (RM) devido a pequenas variações na frequência de ressonância causadas pelos diferentes ambientes moleculares dos núcleos. Os prótons de hidrogênio (¹H) da gordura, por exemplo, estão envolvidos em cadeias de triglicerídeos e protegidos por nuvens de elétrons. Essas nuvens reduzem parcialmente os efeitos do campo magnético externo sobre os prótons da gordura. Já os prótons de ¹H da água são menos protegidos porque seus elétrons são atraídos pelo oxigênio, que é altamente eletronegativo.

Essa diferença no "escudo" eletrônico faz com que os prótons da gordura ressoem a uma frequência ligeiramente menor que os prótons da água. A diferença é muito pequena, cerca de 3,4 partes por milhão (ppm), o que equivale a 215 Hz em um campo magnético de 1,5 T e 430 Hz em 3,0 T.

Como o artefato ocorre?

Na RM, a posição espacial dos sinais é atribuída com base na frequência. Se prótons de água e gordura estiverem no mesmo voxel, os sinais da gordura terão uma frequência mais baixa que os da água. Quando o sistema ajusta a frequência para a água, os sinais da gordura podem ser registrados em uma posição incorreta, mais abaixo no gradiente de leitura.

Isso resulta em faixas artificiais brancas ou pretas próximas a estruturas anatômicas. Esse efeito é mais visível em áreas onde estruturas contendo água (como fígado, rins, nervos ópticos e músculos) estão rodeadas por gordura. Por exemplo, em imagens dos rins, pode-se observar uma faixa preta de um lado e uma branca do outro, dependendo da direção do gradiente de frequência.

Exemplos de artefatos

• Transição entre gordura epidural e líquido cerebrospinal: O deslocamento químico pode causar faixas artificiais ao longo dessas interfaces.
• Espessura cortical alterada: Em bordas ósseas, onde a medula óssea gordurosa encontra cápsulas articulares ou discos, pode parecer que a espessura cortical foi modificada de forma artificial.

Fatores que afetam o tamanho do artefato

O tamanho do artefato depende de dois parâmetros definidos antes da imagem:

1. Largura de banda do receptor: A largura de banda por pixel é obtida dividindo a largura de banda total pela matriz de codificação de frequência. Se a largura de banda for reduzida, o artefato se torna mais evidente.
2. Matriz de codificação de frequência: Matrizes maiores reduzem a largura de banda por pixel, aumentando a chance de artefatos.

Por exemplo, em uma largura de banda total de 32 kHz com uma matriz de 256 pixels, a largura de banda por pixel será 125 Hz. Com uma diferença de frequência de 215 Hz entre gordura e água em 1,5 T, o artefato terá cerca de 1,7 pixels de largura.

Como reduzir os artefatos?

• Evite técnicas de baixa largura de banda: Especialmente em áreas onde os artefatos podem obscurecer interfaces importantes, como entre o nervo óptico e a gordura orbital.
• Direção de codificação: O artefato geralmente aparece na direção de codificação de frequência, mas pode ocorrer na direção de codificação de fase em técnicas como echo-planar imaging.
• Planejamento adequado: Artefatos interslice podem aparecer como halos ao redor de estruturas e podem ser minimizados ajustando os parâmetros de aquisição.

Outras interfaces com deslocamento químico

Embora o deslocamento químico seja mais comum entre gordura e água, ele também ocorre em interfaces com outras substâncias que possuem diferentes deslocamentos químicos. Por exemplo, há deslocamentos entre:

• Óleo de silicone e água (~4,4 ppm).
• Gel de silicone e água (~4,7 ppm).

Esses artefatos podem aparecer em áreas como mamas, cabeça, pescoço e extremidades, especialmente em pacientes com implantes ou injeções de silicone.

Estratégias para Evitar o Artefato de Deslocamento Químico na Ressonância Magnética

O artefato de deslocamento químico pode ser minimizado adotando as seguintes estratégias técnicas:

1. Aumentar a largura de banda do receptor:

   • Uma largura de banda maior reduz a diferença de frequência por pixel, diminuindo o tamanho do artefato.

2. Usar técnicas de supressão de gordura:

   • Métodos como fat-sat (saturação de gordura) ou Dixon ajudam a eliminar ou reduzir o sinal da gordura, minimizando a interferência.

3. Ajustar a direção de codificação de frequência:

   • Alterar a direção do gradiente de codificação de frequência pode posicionar o artefato em áreas menos relevantes da imagem, evitando que ele obscureça estruturas importantes.

4. Escolher matrizes maiores na codificação de frequência:

   • Matrizes maiores aumentam a resolução espacial e reduzem o impacto do artefato, embora possam aumentar o tempo de aquisição.

5. Usar sequências de eco mais rápidas (SE ou FSE):

• Essas sequências são menos suscetíveis ao deslocamento químico do que as sequências gradiente-eco (GRE).