Introdução: A lesão axonal traumática (LAT) ou lesão axonal difusa (LAD) esta presente em grande parte dos traumatismos crânio-encefálicos (TCE), sendo importante causa de mortalidade e morbidade das suas vítimas. A LAT dispara uma sequência de mudanças neurodegenerativas encefálicas que são, paradoxalmente, acompanhadas por recuperação cognitiva. Objetivo: Avaliar quantitativamente a LAT, através da razão de transferência de magnetização (RTM) e de medidas volumétricas para caracterizar a evolução temporoespacial das mudanças macroscópicas e microscópicas e investigar possível correlação entre elas, auxiliando no entendimento da sua fisiopatologia. Este estudo ainda investigou correlação entre atrofia e dano axonal/mielínico e a evolução funcional. Métodos: Imagens 3D-T1, 3DGE (PRESTO) e de transferência de magnetização (ITM) foram obtidas de 26 pacientes vítimas de TCE moderado e grave e de 26 controles, de idade e sexo semelhantes. Os pacientes foram submetidos a RM com 2 (fase aguda tardia/subaguda), 6 (crônica precoce) e 12 (crônica tardia) meses do TCE. A RM foi realizada nos controles em apenas uma única ocasião. Através de métodos automatizados, calculou-se o volume da substancia cinzenta (SC), da substancia branca (SB) e do encéfalo total (ET), ajustando-os pelo volume intracraniano. A partir de histogramas da RTM obtidos das mesmas regiões, calculou-se a média e os percentis 25, 50 e 75% da RTM. As imagens PRESTO foram usadas na exclusão dos focos hemorrágicos da análise da RTM, nos pacientes. A evolução funcional foi medida pela escala prognostica de Glasgow (EPG), realizada um ano após o TCE. Resultados: A RTM media e o volume foram significativamente diferentes nos pacientes e nos controles. Os pacientes apresentaram RTM media maior (p < 0,05) e volume menor na SC e ET, desde o primeiro exame (fase aguda tardia/subaguda precoce). Na SB, valores menores tanto da RTM media (p=0,02) quanto do volume (p=0,009) foram observados nos pacientes apenas no terceiro exame (fase crônica tardia). Redução progressiva da RTM media dos pacientes foi observada em todos os compartimentos, estimada em 1,14% na SC, 1,38% na SB e 1,40% no ET durante todo o estudo. Houve também redução volumétrica gradual da SB e do ET, com taxa de atrofia total de 3,20% e 1,50%, respectivamente. Não houve relação entre redução da RTM media e atrofia. Nenhum dos parâmetros mostrou valor prognostico nas fases subaguda ou crônica precoce. Conclusões: A LAT resulta numa rarefação axonal/mielínica e redução volumétrica progressiva do tecido encefálico, que se perpetua por até um ano do trauma. As mudanças são mais expressivas e prolongada na SB. A redução do volume e da RTM media se mostraram independentes na LAT. Isso sugere que os dois parâmetros reflitam aspectos complementares da fisiopatologia da LAT, em níveis micro e macroestrutural / Introduction: Traumatic axonal injury (TAI) or diffuse axonal injury (DAI) is a frequent component of traumatic brain injury (TBI) and a major cause of mortality and morbidity in this population. It triggers a sequence of degenerative changes in the brain, that are paradoxically accompanied by cognitive recovery. Purposes: The present study used magnetization transfer ratio (MTR) and volumetric data to appreciate the spatiotemporal evolution of macroscopic and microscopic changes and investigate possible correlation between them, enhancing the knowledge about its pathophysiology. It also investigated correlation between atrophy and axonal/myelin damage and functional outcome. Methods: Volumetric T1-weighted, 3DGE (PRESTO) and magnetization transfer images (MTI) were obtained from 26 patients who experienced moderate to severe TBI and 26 age- and sex-matched controls. Patients were scanned at 2 (late acute/subacute stage), 6 (early chronic) and 12 months (late chronic) postinjury and controls, only once. Whole brain (WB), gray matter (GM) and white matter (WM) volumes were measured using automated technique and adjusted for intracranial volume. Histogram analysis was performed in the same regions, with calculation of the mean MTR and its 25, 50 and 75% percentiles. The PRESTO images were used to exclude the small lesions from the MTR analysis in the patients. Functional outcome was assessed 12 months after injury using the Glasgow Outcome Scale (GOS). Results: Mean MTR and volume were significantly different between patients and controls. Patients presented higher mean MTR values (p < 0,05) and smaller volume (p < 0,05) in the GM and WB, as of the first exam (late acute/subacute stage). In the WM, reduction of both, the mean MTR (p=.02) and volume (p=.009), was observed only in their third exam (late chronic stage). Progressive decrease of patients\' mean MTR was observed in all compartments, with rates of 1.14% for the GM, 1.38% for the WM and 1.40% for the WB across the study. Continuing reduction of the WM and WB volume was also observed, with total atrophy rate of 3.20% and 1.50%, respectively. No correlation between mean MT and the volumetric changes was found. None of the parameters showed prognostic value during the subacute and early chronic stages. Conclusions: TAI results in a progressive axonal/myelinic rarefaction and volumetric brain reduction that continues until a year postinjury. The changes are greater and lasts longer in the WM. The reduction in the volume and mean MTR were independent between them in TAI. This suggests that the two parameters reflect complementary aspects of the TAI pathologic lesion at macro and microstructural levels