No presente trabalho várias técnicas de espectroscopia localizada foram investigados. Suas aplicações para experimentos em núcleos diferentes tais como 1H, 31P e 13C foram analisados e, finalmente, serão apresentados alguns exemplos da aplicação dessas técnicas in vivo. A localização de um pequeno volume bem definido dentro de uma amostra mais extensa é um pré-requisito para experimentos de espectroscopia em amostras não homogêneas. A espectroscopia localizada, assunto deste trabalho, permite adquirir a informação espectral de tal volume, localizado arbitrariamente. Toma-se portanto possível investigar de forma não-invasiva, processos bioquímicos em seres vivos. Assim, a espectroscopia localizada pode complementar a tomografia no diagnóstico médico, identificando não somente o fato de haver um mal-funcionamento numa determinada região do organismo mas trazendo informações mais detalhadas sobre o metabolismo e os processos bioquímicos envolvidos naquela região. Neste trabalho, descreve-se a implementação de diferentes seqüências de pulsos para espectroscopia localizada, tais como PRESS, STEAM, CSI e também técnicas relacionadas como supressão de água (CHESS), outer volume supression (OVS) e desacoplamento (WALZ-16). Em experimentos in vitro foi desenvolvida uma metodologia otimizada para espectroscopia localizada de 13C utilizando dois sistemas de RMN diferentes; o primeiro é um equipamento experimental de 2 Teslas e o segundo um sistema comercial de corpo inteiro de 1.5 Teslas. Neste último, a metodologia otimizada foi aplicada num experimento em que os volumes observados foram localizados no interior da cabeça de um voluntário normal. Além disso, obtivemos as primeiras imagens em deutério com resolução micrométrica e espectros com volumes de localização de apenas alguns microlitros. Para tomar isso possível, instalamos e calibramos o subsistema de gradientes de um espectrômetro VARTAN Unity Inova de 400 MHz / In this work different techniques for localized spectroscopy have been investigated. Their applications in experiments observing different nuclei such as 1H, 31P e 13C have been analyzed and, finally, some results of in vivo experiments are shown. The localization of a well-defined volume inside of a larger sample is a pre-requisite for spectroscopy in non-homogeneous samples. Localized spectroscopy, topic of the present work, allows to acquire spectral information within a limited region, which may be positioned arbitrarily inside of the sample. This makes it possible to investigate, non-invasively, biochemical processes in living beings. Localized spectroscopy can therefore complement NMR Tomography in medical diagnostics, not only indicating organic disorders, but revealing more detailed information about the metabolism and biochemical processes in the affected region. In this work the implementation of severa1 pulse sequences for localized spectroscopy have been described, such as PRESS, STEAM, CSI and other related techniques like water supression (CHESS), outer volume supression (OVS) and decoupling (WALZ-16). Using in vitro experiments, an optimized methodology for localized 13C spectroscopy has been developed, working on two different NMR systems, an experimental one operating at 2 Teslas and a commercial whole body scanner working at 1.5 Teslas. The optimized methodology was practiced in a localized spectroscopy experiment whose volumes were chosen to be inside the head of a normal volunteer. Also, the first deuterium images with micrometric resolution and localized spectra from volumes of just some microliters have been obtained. To make this possible, it was necessary to insta11 and calibrate the gradient subsystem of a 400MHz VARIAN Unity Inova spectrometer

No presente trabalho várias técnicas de espectroscopia localizada foram investigados. Suas aplicações para experimentos em núcleos diferentes tais como 1H, 31P e 13C foram analisados e, finalmente, serão apresentados alguns exemplos da aplicação dessas técnicas in vivo. A localização de um pequeno volume bem definido dentro de uma amostra mais extensa é um pré-requisito para experimentos de espectroscopia em amostras não homogêneas. A espectroscopia localizada, assunto deste trabalho, permite adquirir a informação espectral de tal volume, localizado arbitrariamente. Toma-se portanto possível investigar de forma não-invasiva, processos bioquímicos em seres vivos. Assim, a espectroscopia localizada pode complementar a tomografia no diagnóstico médico, identificando não somente o fato de haver um mal-funcionamento numa determinada região do organismo mas trazendo informações mais detalhadas sobre o metabolismo e os processos bioquímicos envolvidos naquela região. Neste trabalho, descreve-se a implementação de diferentes seqüências de pulsos para espectroscopia localizada, tais como PRESS, STEAM, CSI e também técnicas relacionadas como supressão de água (CHESS), outer volume supression (OVS) e desacoplamento (WALZ-16). Em experimentos in vitro foi desenvolvida uma metodologia otimizada para espectroscopia localizada de 13C utilizando dois sistemas de RMN diferentes; o primeiro é um equipamento experimental de 2 Teslas e o segundo um sistema comercial de corpo inteiro de 1.5 Teslas. Neste último, a metodologia otimizada foi aplicada num experimento em que os volumes observados foram localizados no interior da cabeça de um voluntário normal. Além disso, obtivemos as primeiras imagens em deutério com resolução micrométrica e espectros com volumes de localização de apenas alguns microlitros. Para tomar isso possível, instalamos e calibramos o subsistema de gradientes de um espectrômetro VARTAN Unity Inova de 400 MHz / In this work different techniques for localized spectroscopy have been investigated. Their applications in experiments observing different nuclei such as 1H, 31P e 13C have been analyzed and, finally, some results of in vivo experiments are shown. The localization of a well-defined volume inside of a larger sample is a pre-requisite for spectroscopy in non-homogeneous samples. Localized spectroscopy, topic of the present work, allows to acquire spectral information within a limited region, which may be positioned arbitrarily inside of the sample. This makes it possible to investigate, non-invasively, biochemical processes in living beings. Localized spectroscopy can therefore complement NMR Tomography in medical diagnostics, not only indicating organic disorders, but revealing more detailed information about the metabolism and biochemical processes in the affected region. In this work the implementation of severa1 pulse sequences for localized spectroscopy have been described, such as PRESS, STEAM, CSI and other related techniques like water supression (CHESS), outer volume supression (OVS) and decoupling (WALZ-16). Using in vitro experiments, an optimized methodology for localized 13C spectroscopy has been developed, working on two different NMR systems, an experimental one operating at 2 Teslas and a commercial whole body scanner working at 1.5 Teslas. The optimized methodology was practiced in a localized spectroscopy experiment whose volumes were chosen to be inside the head of a normal volunteer. Also, the first deuterium images with micrometric resolution and localized spectra from volumes of just some microliters have been obtained. To make this possible, it was necessary to insta11 and calibrate the gradient subsystem of a 400MHz VARIAN Unity Inova spectrometer

Novas seqüências para supressão de contribuições indesejadas em Imagens e Espectroscopia por Ressonância Magnética Nuclear, tais como as provenientes da água, um solvente que sempre resulta num sinal muito intenso em sistemas biológicos, são motivos de estudo e desenvolvimento com diversas aplicações atuais. O método que estamos propondo aqui, uma versão adiabática de MEGA incorporada nas seqüências PRESS e STEAM, visa a supressão do sinal da água presente no espectro de um volume localizado em uma amostra intacta. Para o campo magnético desse estudo (2.0 Tesla) e pelas características do magneto usado nesses experimentos, o pico do solvente tem o inconveniente de apresentar uma linha espectral muito larga quando comparado com a extensão do deslocamento químico das fiações de açúcar. O resultado indesejado é a sobreposição pelas suas vertentes, das diversas outras linhas espectrais, cujo interesse é de extrema importância, como a de alguns sólidos solúveis de açúcares. O principal problema encontrado é que a separação entre os picos da água e dos açúcares próximos é da ordem de 1 ppm. A metodologia proposta consiste na aplicação de pulsos de gradiente de campo magnético intensos em conjunto com uma seqüência de pulsos de RF adiabáticos e convencionais, seletivos em freqüência e espacialmente, para suprimir o pico da água em uma região espectral muito específica, sem nenhum dano a linearidade de fase do espectro restante. Esse procedimento, aliado a uma localização espacial muito eficiente, aumenta ainda mais o poder de análise desta ferramenta, a 1H MRS. Os resultados obtidos em campo de 2.0Tesla (85 Hz/ppm) mostraram que as seqüências híbridas adiabáticas MEGA-PRESS e MEGA-STEAM são bem eficazes na supressão do pico da água, como era esperado. Além disso, sua aplicação no monitoramento do grau de maturação de frutas intactas através do seu teor de açúcar, se mostrou muito bom dadas as condições experimentais extremamente limiares apresentadas pelo espectrômetro / New sequences for suppression of undesirable contributions in Magnetic Resonance Imaging and Spectroscopy, such as water, a solvent that always represent a very strong peak in biological systems, are object of recent development for several different applications. The method proposed here, an adiabatic version of MEGA incorporated within PRESS and STEAM, aims the suppression of the water peak present on volume selected spectra of intact specimens. For the magnetic field of this study (2.0 Tesla) and for the characteristics of the magnet used in the experiments, the solvent peak has the inconvenience of having a large width as compared to the spread in chemical shift of the sugar fractions. The undesirable result is the superposition on its tail with severa1 spectral lines, whose interest is of extreme importance, such as some sugar solid solutes. The main problem encountered is that the separation between the water peak and the nearest sugar peaks is of the order of 1 ppm. The proposed methodology consists on the application of intense gradient pulses along with a sequence of adiabatic and conventional RF pulses, both frequency and spatially selective, to suppress the water peak in a very specific spectral region, without any disturbance of the phase linearity of the remaining part of the spectrum. This procedure, allied to a very efficient spatial localization, enhances the power of the very well-known tool, the 1H MRS. Results obtained at 2.0Tesla (85 Hz/ppm) show that the hybrid adiabatic sequences MEGA-PRESS and MEGA-STEAM are efficient on suppressing the water peak, as expected. Also, their application on monitoring the degree of ripeness of intact fruits through their sugar content, has shown very good results, considering the extremely limiar experimental conditions presented by the spectrometer

Novas seqüências para supressão de contribuições indesejadas em Imagens e Espectroscopia por Ressonância Magnética Nuclear, tais como as provenientes da água, um solvente que sempre resulta num sinal muito intenso em sistemas biológicos, são motivos de estudo e desenvolvimento com diversas aplicações atuais. O método que estamos propondo aqui, uma versão adiabática de MEGA incorporada nas seqüências PRESS e STEAM, visa a supressão do sinal da água presente no espectro de um volume localizado em uma amostra intacta. Para o campo magnético desse estudo (2.0 Tesla) e pelas características do magneto usado nesses experimentos, o pico do solvente tem o inconveniente de apresentar uma linha espectral muito larga quando comparado com a extensão do deslocamento químico das fiações de açúcar. O resultado indesejado é a sobreposição pelas suas vertentes, das diversas outras linhas espectrais, cujo interesse é de extrema importância, como a de alguns sólidos solúveis de açúcares. O principal problema encontrado é que a separação entre os picos da água e dos açúcares próximos é da ordem de 1 ppm. A metodologia proposta consiste na aplicação de pulsos de gradiente de campo magnético intensos em conjunto com uma seqüência de pulsos de RF adiabáticos e convencionais, seletivos em freqüência e espacialmente, para suprimir o pico da água em uma região espectral muito específica, sem nenhum dano a linearidade de fase do espectro restante. Esse procedimento, aliado a uma localização espacial muito eficiente, aumenta ainda mais o poder de análise desta ferramenta, a 1H MRS. Os resultados obtidos em campo de 2.0Tesla (85 Hz/ppm) mostraram que as seqüências híbridas adiabáticas MEGA-PRESS e MEGA-STEAM são bem eficazes na supressão do pico da água, como era esperado. Além disso, sua aplicação no monitoramento do grau de maturação de frutas intactas através do seu teor de açúcar, se mostrou muito bom dadas as condições experimentais extremamente limiares apresentadas pelo espectrômetro / New sequences for suppression of undesirable contributions in Magnetic Resonance Imaging and Spectroscopy, such as water, a solvent that always represent a very strong peak in biological systems, are object of recent development for several different applications. The method proposed here, an adiabatic version of MEGA incorporated within PRESS and STEAM, aims the suppression of the water peak present on volume selected spectra of intact specimens. For the magnetic field of this study (2.0 Tesla) and for the characteristics of the magnet used in the experiments, the solvent peak has the inconvenience of having a large width as compared to the spread in chemical shift of the sugar fractions. The undesirable result is the superposition on its tail with severa1 spectral lines, whose interest is of extreme importance, such as some sugar solid solutes. The main problem encountered is that the separation between the water peak and the nearest sugar peaks is of the order of 1 ppm. The proposed methodology consists on the application of intense gradient pulses along with a sequence of adiabatic and conventional RF pulses, both frequency and spatially selective, to suppress the water peak in a very specific spectral region, without any disturbance of the phase linearity of the remaining part of the spectrum. This procedure, allied to a very efficient spatial localization, enhances the power of the very well-known tool, the 1H MRS. Results obtained at 2.0Tesla (85 Hz/ppm) show that the hybrid adiabatic sequences MEGA-PRESS and MEGA-STEAM are efficient on suppressing the water peak, as expected. Also, their application on monitoring the degree of ripeness of intact fruits through their sugar content, has shown very good results, considering the extremely limiar experimental conditions presented by the spectrometer