Utilização de nanopartículas de zinco em fantoma encefálico para simulação de lesões em imagens de ressonância magnética

Abstract

A Esclerose Múltipla (EM) é uma doença autoimune caracterizada por causar danos na bainha de mielina, que ao se danificarem prejudicam a condução eficiente de impulsos neurais. A causa da EM engloba fatores genéticos e ambientais que contribuem para o risco da doença. Embora se acredite que esta doença seja multifatorial em etiologia, estudos apontam para um papel conjunto da exposição ambiental a metais pesados, a suscetibilidade a genes associados à resposta imune e o subsequente desenvolvimento da EM. Dentre os possíveis metais envolvidos como agentes externos causadores da esclerose múltipla, encontra-se o Zinco (Zn), pois este elemento pode desempenhar um papel significativo na patogênese da EM, caracterizado pela sua alta concentração no sistema nervoso central e do seu envolvimento na fisiologia do cérebro. Assim, a interrupção da homeostase do Zn pode estar associada ao desenvolvimento de doenças neurodegenerativas. O principal exame utilizado para detectar alterações encefálicas em pacientes com esclerose múltipla é a imagem por ressonância magnética (MRI). Na imagem, a EM é caracterizada por apresentar lesões encefálicas onde ocorre o processo de neurodegeneração. Estudos em MRI buscam incluir o mapeamento quantitativo de marcadores, além de uma avaliação qualitativa da imagem. Embora o mapeamento quantitativo de marcadores como metais possa aumentar significativamente a quantidade, a confiabilidade e a comparabilidade dos dados obtidos em imagens médicas, exige-se padronização cuidadosa dos protocolos e o desenvolvimento de objetos de referência padrão ou estruturas de calibração (fantomas) para validar a precisão dessas medições in vivo e avaliar a capacidade de repetição e reprodutibilidade das medidas nas imagens. Assim, esse trabalho tem como propósito a identificação de metais nas imagens de ressonância magnética obtidas utilizando um objeto simulador (fantoma) de encéfalo.

Multiple Sclerosis (MS) is an autoimmune disease characterized by damage to the myelin sheath, which when damaged impairs the efficient conduction of neural impulses. The cause of MS encompasses genetic and environmental factors that contribute to the risk of the disease. Although this disease is believed to be multifactorial in etiology, studies point to a joint role of environmental exposure to heavy metals, susceptibility to genes associated with the immune response, and the subsequent development of MS. Among the possible metals involved as causative external agents in multiple sclerosis is Zinc (Zn), as this element may play a significant role in the pathogenesis of MS, characterized by its high concentration in the central nervous system and its involvement in brain physiology. Thus, disruption of Zn homeostasis may be associated with the development of neurodegenerative diseases. The main test used to detect brain changes in patients with multiple sclerosis is magnetic resonance imaging (MRI). On imaging, MS is characterized by having brain lesions where the process of neurodegeneration occurs. MRI studies seek to include quantitative marker mapping in addition to qualitative image assessment. Although quantitative mapping of markers such as metals can significantly increase the quantity, reliability and comparability of data obtained in medical imaging, careful standardization of protocols and the development of standard reference objects or calibration structures (phantoms) is required to validate the accuracy of these measurements in vivo and to assess the repeatability and reproducibility of measurements on images. Thus, the purpose of this work is to identify metals in magnetic resonance images obtained using a brain phantom.