Diagnóstico por Imagem

Como Funciona a Ressonância Magnética? Entenda Mais Sobre o Exame

Conheça os Princípios Físicos da Ressonância Nuclear Magnética

Olá pessoal, a Ressonância Nuclear Magnética (RNM ou RM) é uma modalidade do Diagnóstico Por Imagem que está em constante avanço. Na imagem do exame de ressonância é possível visualizar estruturas com excelente qualidade de diferenciação de tecidos. Vamos conhecer agora os princípios físicos da ressonância magnética de uma forma simplificada.

O Átomo de Hidrogênio

O corpo humano é formado por cerca de 70 à 75% de água. Os elementos químicos que compõem a água são o Oxigênio e o Hidrogênio, de forma mais precisa: a molécula de água é formada por dois átomos de Hidrogênio e um átomo de Oxigênio, H2O. Dessa forma, o hidrogênio corresponde a mais de dois terços de todos os átomos presentes no corpo humano.

O átomo de hidrogênio é formado por um núcleo com 1 próton e uma eletrosfera com 1 elétron. Como o núcleo do átomo de hidrogênio possui um próton e nenhum elétron, isso o torna um átomo com propriedades magnéticas. Isso porque o próton tem carga elétrica positiva e fica em constante movimento, no entanto, em movimento desordenado.

Imagine um próton como uma barra magnética, com dois polos: norte e sul. O movimento desse próton é girar em torno do seu próprio eixo. Esse movimento é conhecido como SPIN.

Dessa forma, os átomos de hidrogênio presentes nos tecidos do corpo humano estão em constante com movimento, mas em movimentos aleatórios.

Magnetismo

ressonância magnética
ressonância magnética

Os equipamentos de Ressonância Magnética possuem um alto magnetismo, através do Magneto. Existem diferentes tipos de magnetos e a força do campo é medida em Tesla. Quando o corpo humano é posicionado próximo a este alto campo, os átomos de hidrogênio são alinhados em um movimento ordenado.

Com o forte magnetismo, a maioria dos átomos de hidrogênio se direcionam a favor do campo e a minoria dos átomos de hidrogênio se direcionam contra o campo.

Em resumo: na ausência de um campo magnético, os átomos de hidrogênio se movimentam ao acaso. Na presença de um campo magnético, os átomos de hidrogênio se alinham em direção ao campo magnético.

Afinal, o que é a Ressonância Magnética?

A ressonância é um termo na física e um fenômeno natural muito comum. Imagine o nosso sistema solar. O planeta Terra possui um eixo e se movimenta em torno desse eixo. Esse movimento é chamado de rotação. O planeta Terra também se movimenta em torno do Sol. Esse movimento é chamado de translação.

Bem, agora vamos pensar nos prótons. O próton se movimenta em torno do seu próprio eixo, assim, como o movimento de rotação da Terra.

O movimento do próton em seu próprio eixo é chamado de spin. Quando existe um campo magnético, o próton tende a se movimentar em torno do eixo desse campo, assim como o movimento de translação da Terra. Esse movimento do próton é chamado de precessão.

A quantidade de voltas em que o próton realiza em torno do eixo do campo em um determinado intervalo de tempo (frequência) é chamada de ressonância. Um físico inglês chamado Joseph Larmor definiu matematicamente esse processo.

O processo ficou conhecido como Frequência de Larmor. Onde a frequência do próton girar na direção do campo magnético é proporcional ao tipo do átomo e da força do campo magnético.

Como o átomo perfeito para o exame de RM é o hidrogênio, apenas a força do campo magnético será a variação. Para ficar mais simplificado, ainda não vamos entrar na matemática.

Radiofrequência na Ressonância Magnética

ressonância magnética
ressonância magnética

Para ser produzida uma imagem na Ressonância Magnética é necessário produzir um sinal. Esse sinal será produzido após um pulso de radiofrequência emitido pelo equipamento de Ressonância Magnética. Que sinal é esse gente? Calma.

Vamos voltar aos átomos de hidrogênio. O corpo humano está sob um forte campo magnético. Os átomos de hidrogênio já estão alinhados em direção a este campo. Mas isso ainda não é suficiente para produzir uma imagem. Para que a imagem seja produzida, os átomos de hidrogênio precisam emitir uma corrente elétrica. E como isso acontece?

Imagine um jogo de sinuca. O jogador posiciona a bola vermelha no meio da mesa. Ele toma uma certa distância e posiciona a bola branca longe da bola vermelha. O jogador prepara o taco e acerta a bola branca com uma forte pancada em direção a bola vermelha. A bola branca viaja ganhando força, se choca com a bola vermelha e direciona a bola vermelha para um canto da mesa ou acertando na caçapa.

Bem, a bola vermelha estava inerte no centro da mesa. Ao receber uma forte pressão ganhou movimento e saiu do seu eixo. A bola vermelha estava em repouso ao se movimentar com o choque da bola branca emitiu uma energia.

Agora, viajando ainda mais um pouco. Imagine a mesa de sinuca como o corpo humano sob um forte campo magnético, a bola vermelha no centro da mesa como o prótón alinhado pelo campo magnético, a bola branca e o taco do jogador como um pulso de radiofrequência.

O campo magnético está direcionando o próton há um alinhamento. Quando esses prótons recebem uma pressão causada por um pulso de radio frequência, esses prótons mudam de movimento. Assim como ocorre com no jogo de sinuca. E o movimento de mudança de direção dos prótons, assim como a movimento de mudança de direção da bola 6 no jogo de sinuca, emitiu uma energia, uma corrente elétrica para ser mais exato. O equipamento de RM possui um sistema que identifica essa corrente elétrica, produzindo um sinal de RM. Com esse sinal é produzida a imagem no exame de Ressonância Magnética.

Tempos de Relaxação na Ressonância Magnética

O tempo e a intensidade dos pulsos de radiofrequências são controlados para produzir diferentes angulações. As mais comuns variam entre 90 e 180 graus.

A cada pulso de radiofrequência, inicia um outro processo. Será o retorno o átomo de hidrogênio ao estado inicial de alinhamento do campo magnético. O tempo para retornar ao equilíbrio é chamado de “tempo de relaxamento”. Esse tempo de relaxamento depende de vários fatores, como a intensidade do campo magnético e do pulso de radiofrequência, tipo de tecido do corpo humano, entre outros.

Tempo 2 ou T2

Cada próton possui a sua energia magnética (spin). Quando são aplicados os pulsos de radiofrequência, os prótons mudam de direção de alinhamento e interagem entre si, se chocando uns com outros, transferindo energias.

Voltando ao exemplo do jogo de sinuca, seria como se estivesse várias bolas (prótons) se chocando umas com as outras ao receber uma pancada da bola branca (radiofrequência). Essa relação entre as energias de protóns uns com outros (spin-spin) é chamada de Tempo 2, tempo de relaxamento tempo 2 ou T2.

Tempo 1 ou T1

Ao receber o pulso de radiofrequência, os prótons ficam com mais energias, se tornam mais excitados. O processo de dissipação dessa energia extra e o tempo para o próton voltar a sua energia normal é chamado de Tempo 1, tempo de relaxamento tempo 1 ou T1.

As imagens de ressonância magnética são produzidas com diferentes tempos e sequências de pulsos radiofrequências. Espero que este artigo simplificado sobre física da Ressonância Magnética te ajude nos estudos. Nos próximos artigos sobre ressonância vamos abordar as sequências.

Até a próxima.

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