RESUMO

Aumentar o contraste tecidual nas imagens obtidas com a ressonância magnética para avaliação óssea tem sido o objetivo de vários estudos recentes e diversas técnicas têm sido propostas para este fim, incluindo sequências com tempo de eco ultracurto, tempo de eco zero, além de sequências com eco de gradiente, em variadas formas de aquisição. Neste artigo trazemos o uso da sequência FRACTURE (acrônimo do inglês para fast field echo resembling a CT using restricted echo spacing), que passamos a utilizar rotineiramente no nosso serviço. Esta técnica se baseia na aquisição de sequência gradiente eco com diferentes tempos de eco e pós-processamento específico. As sequências gradiente eco são amplamente disponíveis nos equipamentos de ressonância magnética, o que representa uma vantagem para esta sequência. Contudo, por ser mais suscetível a artefatos metálicos, é limitada em pacientes com implantes e dispositivos metálicos. O objetivo deste artigo é ilustrar o uso da sequência FRACTURE em diferentes contextos, incluindo, entre outros, infecção osteoarticular, artropatia inflamatória, tumores ósseos, fraturas e doenças de deposição de cristais.

Palavras-chave: Ressonância magnética; Tomografia computadorizada multidetectores; Osso e ossos; Articulações.

ABSTRACT

Increasing tissue contrast for bone assessment on magnetic resonance imaging has been the aim of several recent studies, and various techniques have been proposed for that purpose, including ultrashort echo time sequences, zero echo time sequences, and gradient echo sequences in various acquisition forms. In this article, we discuss the fast field echo resembling a computed tomography using restricted echo-spacing (FRACTURE) sequence, which we have started to use routinely in our practice. The FRACTURE sequences are based on the acquisition of gradient echo sequences with different echo times and specific postprocessing. Gradient echo sequences are widely available on magnetic resonance imaging scanners, which is an advantage for the use of a FRACTURE sequence. However, being more susceptible to metal artifacts, a FRACTURE sequence is of limited utility in patients with metallic implants or medical devices. The aim of this article is to illustrate the use of FRACTURE sequences in various contexts, including osteoarticular infection, inflammatory arthropathy, bone tumors, fractures, and crystal deposition diseases.

Keywords: Magnetic resonance imaging; Multidetector computed tomography; Bone and bones; Joints.

INTRODUÇÃO

O papel das sequências de ressonância magnética (RM) que simulam o contraste do tecido ósseo da tomografia computadorizada (TC) tem sido o objetivo de trabalhos recentes^(1–3). A caracterização do tecido ósseo cortical e trabecular é um dos pontos fracos das imagens de RM, portanto, melhorar a capacidade em distinguir os diferentes contrastes ósseos é fundamental. Estas sequências têm o grande potencial de auxiliar no diagnóstico de doenças inflamatórias, neoplasias, trauma e variantes da normalidade. São úteis na demonstração da fragmentação e reabsorção óssea, além da reação periosteal, o que facilita a identificação e o entendimento das deformidades e do complexo remodelamento ósseo. As principais sequências que simulam o contraste tecidual da TC (sCT) incluem a aquisição com tempo de eco (TE) ultracurto (UTE), sequências com TE zero (ZTE), eco de gradiente ponderada em efeito de suscetibilidade (SWI), uso do deep learning no gradiente Dixon multieco para aquisição de gradiente volumétrico (BoneMRI) e os gradientes volumétricos com TEs curtos em fase e flip angles também curtos, nomeados de 3D-Bone^(1,4–6).

Temos atualmente disponível a sequência fast field echo resembling a CT using restricted echo spacing (FRACTURE), uma sequência que é obtida mediante aquisição com sequência eco de gradiente com diferentes TEs e a seguir é utilizado pós-processamento. A primeira etapa do pós-processamento consiste da somação de todas as aquisições com diferentes TEs, o que produz uma imagem com alto sinal-ruído. Após a somação, a imagem do último pulso de eco é subtraída da imagem somada e o produto final sofre inversão da escala de cinza, o que produz uma imagem com contraste tecidual semelhante ao da TC⁽⁷⁾ (Figura 1).

A sequência FRACTURE pode ser adquirida em aparelhos de 1,5-T e 3,0-T e, como descrito, utiliza diferentes TEs que correspondem aos tempos da aquisição em fase para cada tipo de equipamento, sendo, respectivamente, 4,6 ms para 1,5-T e 2,3 ms para 3,0-T, com voxels isotrópicos de 0,62 mm para 1,5-T e 0,7 mm para 3,0-T, resultando em um tempo de aquisição de 4:56 para 1,5-T e 6:48 para 3,0-T⁽⁶⁾. Johnson et al. descreveram a aquisição em aparelhos de 3,0-T, com field of view de 160 × 160 mm⁽⁷⁾. Na nossa instituição, a sequência FRACTURE tem sido adquirida em equipamento de 1,5-T, com os parâmetros acima descritos. No entanto, não adquirimos sequências volumétricas e as imagens são adquiridas com espessura de 3,5 mm e gap de 1,75 mm, com tempo de repetição de 30 ms e flip angle de 15°, resultando em um tempo de aquisição de 4:18, utilizando o ombro como exemplo.

Os benefícios da sequência FRACTURE incluem a sua disponibilidade, já que é baseada em sequências com eco de gradiente que estão disponíveis de forma ampla nos equipamentos de RM, a alta resolução espacial próxima à da TC com tempo de exame factível, o uso de pós-processamento mínimo e simples, a não utilização de radiação ionizante e, por fim, o potencial de realizar técnicas adicionais de pós-processamento quantitativas para fins de pesquisa⁽⁷⁾, como, por exemplo, o potencial de avaliar a microestrutura óssea e a quantificação da porosidade do osso como biomarcador de risco de fraturas e resposta ao tratamento em pacientes com osteoporose e osteopenia⁽⁸⁾.

Apesar dos benefícios descritos, a sequência FRACTURE apresenta forte suscetibilidade a artefatos metálicos. Outra limitação potencial é a suscetibilidade a artefatos de movimento. Estas limitações são mais evidentes na sequência FRACTURE do que em outras sequências sCT, como a UTE e a ZTE⁽⁶⁾.

As sequências que simulam o contraste tecidual da TC devem ser tornar realidade nos serviços de radiologia musculoesquelética, e nosso objetivo, neste artigo, é ilustrar e discutir os benefícios deste tipo de contraste tecidual ósseo, em particular a utilidade da sequência FRACTURE, com base em casos clínicos da prática diária.


INFECÇÃO OSTEOARTICULAR

As sequências convencionais ponderadas em T1 e as sequências sensíveis a líquido são fundamentais para caracterização do processo infeccioso osteoarticular e periarticular, sendo o edema da medula óssea um preditor de acometimento ósseo. As sequências sCT podem ser úteis aumentando a conspicuidade do osso mineralizado trabecular e cortical, melhorando a identificação de deformidades, da esclerose óssea reacional, da reabsorção óssea e de fragmentação óssea crônica. Na osteomielite crônica, por exemplo, existem trabalhos que demonstram o papel das sequências ZTE para a melhor caracterização da cloaca e do sequestro na RM^(9,10). A Figura 2 ilustra um caso de artrite séptica e osteomielite no tornozelo, no qual a sequência FRACTURE complementou a avaliação pelas sequências tradicionais, facilitando a caracterização do remodelamento e da reabsorção óssea das superfícies articulares, a presença de osso reacional subcondral e a presença de fragmentação óssea crônica, alterações estas confirmadas por exame de TC.





ARTROPATIAS INFLAMATÓRIAS

A RM das articulações sacroilíacas é a modalidade de imagem de escolha para detectar sacroiliite em pacientes com espondiloartrite^(11–13). As imagens de RM são importantes para detectar inflamação ativa e também para caracterizar a presença de dano estrutural pós-inflamatório, como erosões ósseas, osteoesclerose subcondral e anquilose parcial ou completa⁽¹⁴⁾.

No nosso levantamento bibliográfico não identificamos estudos que tenham avaliado o papel da sequência FRACTURE especificamente nas artropatias inflamatórias. Porém, em um estudo com pacientes clinicamente suspeitos de apresentar sacroiliite inflamatória, Jans et al. ⁽¹⁵⁾ compararam o desempenho da ponderação T1 convencional e da sequência sCT adquirida de maneira similar à sequência FRACTURE, por meio de pulsos de eco de gradiente multieco, para a detecção de erosões, esclerose e anquilose das sacroilíacas. A diferença entre a sequência utilizada naquele estudo⁽¹⁵⁾ e a sequência FRACTURE é o pós-processamento, que, na sequência utilizada pelos autores foi realizado com técnica deep learning que permitia, inclusive, a mensuração da atenuação em Hounsfield nas imagens de sCT. Eles encontraram que a sequência sCT identificou acuradamente 94% das erosões, quando comparada aos 86% identificados nas imagens na ponderação T1 convencional que tem sido utilizada como a sequência de escolha para esta avaliação. A confiança interobservador e intraobservador foi comparável à da TC⁽¹⁵⁾.

No caso da artrite reumatoide, a RM também é utilizada para a avaliação da atividade da doença e dano estrutural, achados que podem ser objetivamente classificados pelo rheumatoid arthritis magnetic resonance imaging scoring system (RAMRIS) proposto pelo grupo OMERACT⁽¹⁶⁾. A detecção de erosões na artrite reumatoide sabidamente é importante por contribuir para o diagnóstico e prognóstico⁽¹⁷⁾. Fica claro, portanto, que a detecção de erosões ósseas participa do cerne do diagnóstico das artropatias inflamatórias, e as sequências que simulam o contraste da TC têm forte potencial para contribuir na detecção dessas anormalidades (Figura 3)⁽¹⁴⁾.





TUMORES ÓSSEOS

O padrão de destruição óssea, a reação periosteal e os contornos da lesão são utilizados para predizer o grau de agressividade de um tumor na radiologia convencional⁽¹⁸⁾. Adicionalmente, a caracterização do padrão de mineralização da matriz óssea pode auxiliar a predizer a histologia⁽¹⁹⁾. Atualmente, a radiografia simples continua como modalidade de escolha para investigação inicial de tumores ósseos, recomendada pelo Colégio Americano de Radiologia⁽²⁰⁾. Gersing et al. , em um estudo retrospectivo com 32 pacientes, avaliaram a concordância entre radiografias simples e sequências de RM que simulam o contraste tecidual da TC em combinação com radiografias simuladas. Essas radiografias também eram derivadas das sequências volumétricas de RM adquiridas em aparelhos de 3,0-T, com pulsos de eco de gradiente T1 pós-processados. Os autores avaliaram o grau de agressividade dos tumores, incluindo padrão de destruição óssea e reação periosteal, e encontraram boa concordância entre a sequência sCT e as radiografias simples⁽²¹⁾. De modo semelhante, Xu et al. demonstraram comparabilidade entre os achados das sequências ZTE e a TC na avaliação de tumores ósseos⁽²²⁾. Do nosso conhecimento, ainda não há trabalhos publicados avaliando especificamente o papel da sequência FRACTURE nesse contexto. Adicionar sequências sCT aos protocolos de rotina para investigação de neoplasias ósseas pode se tornar fundamental para auxiliar na avaliação da agressividade, do padrão de acometimento e do estadiamento local (Figura 4).





FRATURAS

A avaliação de traços e margens das fraturas ósseas é uma das principais vantagens das sequências sCT (Figura 5). No joelho, por exemplo, a sequência é capaz de identificar a fratura, e nos casos de avulsão do ligamento cruzado anterior, proporcionar acurada mensuração do fragmento avulsionado e do grau de retração, auxiliando no planejamento cirúrgico⁽²¹⁾.





As fraturas da coluna vertebral e do quadril aumentam o risco de mortalidade de cinco a dez anos após o evento, respectivamente, o que torna sua identificação de fundamental importância. Em estudo com 30 pacientes, pesquisadores avaliaram o desempenho de sequências sCT, em particular a sequência tridimensional T1 gradiente eco (T1SGRE), e a sequência UTE e identificaram boa concordância dessas sequências em comparação à TC convencional na detecção de fraturas e alterações degenerativas da coluna vertebral, em particular a sequência T1SGRE, que se mostrou mais robusta que a UTE, apresentando sensibilidade, especificidade e acurácia superiores para a detecção de fraturas⁽²³⁾. Segundo os autores, na sequência T1SGRE as fraturas da coluna vertebral poderiam ser medidas e agrupadas em concordância com os principais sistemas de classificação disponíveis, sendo as medidas dessa sequência praticamente idênticas às da TC convencional.

No contexto do trauma cranioencefálico por projéteis de arma de fogo, Gascho et al. encontraram equivalência dos achados de dano ósseo e fraturas entre a TC e a sequência FRACTURE, com um desempenho superior às sequências convencionais da RM⁽²⁴⁾. Já nos casos de luxação do ombro com lesão de Hill-Sachs (Figura 5), um desafio que se impõe é a mensuração do defeito ósseo, que usualmente apresenta um curso oblíquo que não segue o trajeto dos planos de aquisição da RM. Neste aspecto, Cui et al. encontraram um desempenho equivalente entre a sequência FRACTURE volumétrica e a TC na quantificação da perda óssea, bem como na mensuração dos parâmetros morfológicos do ombro⁽²⁵⁾. Estudo recente avaliou o papel das sequências sCT no contexto do trauma no ombro avaliando o desempenho de diferentes técnicas que simulam o contraste tecidual da TC utilizando TC convencional como padrão de referência. O desempenho da sequência volumétrica ponderada em T1 gradiente eco, a sequência UTE e a sequência FRACTURE apresentaram acurácia semelhante para identificação da perda óssea da glenoide na lesão óssea de Bankart⁽²⁶⁾.


DOENÇAS DE DEPÓSITO DE CRISTAIS

As doenças de depósito de cristais são comuns, sobretudo na população idosa^(27,28). Apesar de assintomáticas em alguns casos, podem eventualmente se tornar sintomáticas e motivo de preocupação. Os depósitos mais comuns incluem os cristais de pirofosfato de cálcio di-hidratados, de hidroxiapatita de cálcio e de monourato de sódio, esta última conhecida como gota. Com relação à hidroxiapatita de cálcio, a deposição é predominantemente periarticular em tendões e bursas, sendo fonte de periartrite inflamatória, sobretudo quando na fase reabsortiva⁽²⁹⁾.

No contexto da hidroxiapatita de cálcio, o ombro é a articulação mais acometida (Figura 6), seguida pelo quadril. Tendinopatia calcificada do manguito rotador tem uma prevalência estimada em 6,8% a 54,0% dos pacientes com dor no ombro^(30,31). Em 2015, Nörenberg et al. publicaram um estudo mostrando que a adição de sequências ponderadas em SWI para o protocolo de rotina do ombro aumentou a detecção das calcificações por RM, utilizando a radiografia simples como padrão de referência⁽³²⁾. Na doença por depósito de pirofosfato de cálcio os cristais de pirofosfato de cálcio di-hidratados podem ocorrer nas cartilagens (condrocalcinose) e nas fibrocartilagens, como os meniscos. Em 2019, Finkenstaedt et al. apresentaram resultados em que sequências UTE eram capazes de demonstrar depósitos de cristais de pirofosfato de cálcio nos meniscos que, de maneira preliminar, se concentravam majoritariamente nas zonas avasculares⁽³³⁾. A sequência ZTE é útil para demonstrar as erosões em saca-bocado e os focos calcificados nos tofos gotosos, mas o benefício dessas sequências ainda não está totalmente claro nesse contexto⁽⁹⁾.





BENEFÍCIOS DA SEQUÊNCIA FRACTURE EM OUTROS CONTEXTOS

A sequência FRACTURE se mostra útil para caracterização de erosões nas superfícies articulares, na identificação da esclerose óssea da osteíte e da hiperostose óssea na síndrome SAPHO (Figura 7). Esses achados são importantes para caracterizar a doença e complementam a capacidade das sequências de rotina, que demonstram o edema ósseo e a sinovite.





Nas partes moles, calcificações presentes em tumores como os condromas (Figura 8) podem ser bem visualizadas nas imagens da sequência FRACTURE, assim como as ossificações heterotópicas, incluindo as de origem neurogênica (Figura 9), que representam uma das complicações ortopédicas mais frequentes no contexto de lesões da medula espinal⁽³⁴⁾.





As lesões osteocondrais representam defeitos da cartilagem articular e do osso subcondral. Diferentes classificações foram propostas, mas todas concordam que o grau mais avançado é quando o fragmento ósseo se encontra destacado, apresentando implicações práticas no tratamento^(35,36), achado que pode ser bem apreciado na sequência FRACTURE (Figura 10). Também, os achados da necrose avascular da cabeça femoral e da doença de Legg-Calvé-Perthes, como a esclerose óssea, a remodelação e a fragmentação óssea, tendem a ser mais conspícuos na sequência FRACTURE (Figura 11). Nos casos de coalizão óssea (Figura 12), a sequência FRACTURE permite identificar adequadamente a fusão óssea e auxilia na diferenciação dos tipos de coalizão.





CONCLUSÃO

As sequências sCT têm se mostrado benéficas na avaliação dos tecidos osteoarticulares em diferentes contextos clínicos. Conforme nosso objetivo, ilustramos diferentes situações em que a sequência FRACTURE trouxe informações adicionais que complementaram as informações das sequências de rotina, achados confirmados na correlação com radiografias ou com imagens de TC. No entanto, ressaltamos que os estudos sobre as sequências sCT ainda são relativamente escassos, em particular quando procuramos estudos que comparam o desempenho diagnóstico dos diferentes tipos de sequência sCT.


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Departamento de Imagens Médicas, Hematologia e Oncologia Clínica da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo (FMRP-USP), Ribeirão Preto, SP, Brasil

a. https://orcid.org/0009-0004-0391-7989
b. https://orcid.org/0009-0009-1887-4893
c. https://orcid.org/0000-0002-1372-9162
d. https://orcid.org/0000-0002-2244-5532
e. https://orcid.org/0000-0003-1818-3266
f. https://orcid.org/0000-0002-2164-1910
g. https://orcid.org/0000-0002-7436-5315

Correspondência:

Dr. Gabriel Brito-Barbosa
Departamento de Imagens Médicas, Hematologia e Oncologia Clínica – FMRP-USP, Hospital das Clínicas
Rua Tenente Catão Roxo, 3900, Vila Monte Alegre
Ribeirão Preto, SP, Brasil, 14051-140
E-mail: gabrielbrito11@gmail.com

Received in May 21 2024.
Accepted em October 28 2024.
Publish in February 13 2025.