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Ressonância magnética (RM)

O que é RM?

Ressonância Magnética (RM) é uma maneira de os profissionais de saúde olharem para dentro do seu corpo e verem o que está acontecendo dentro dele sem ter que abri-lo. Embora existam muitas maneiras diferentes de tirar fotos de dentro do corpo, como raios-x, tomografia computadorizada (TC), ultrassons e assim por diante, as ressonâncias magnéticas produzem imagens muito mais detalhadas da estrutura dos vasos sanguíneos, nervos, ossos e órgãos.

Como funciona a RM?

Uma RM tira fotos de lugares em seu corpo que contêm água e os detalhes nessas imagens vêm das maneiras como diferentes tecidos interferem nas ondas eletromagnéticas provenientes das moléculas de água. A ideia de a água liberar ondas eletromagnéticas pode parecer bastante exótica, mas acontece que a maioria das moléculas faz isso o tempo todo, e os sinais que elas emitem são tão pequenos que você só os notaria se os procurasse. Uma RM nada mais é do que um dispositivo que primeiro excita moléculas de água para liberar ondas e, em seguida, registra a localização dessas ondas com alta precisão.
Seu corpo é praticamente inteiramente feito de água. Vasos sanguíneos, gânglios linfáticos e até mesmo ossos sólidos são encharcados com moléculas de água, cada uma contendo dois átomos de hidrogênio. No centro de cada átomo de hidrogênio fica um núcleo que consiste em um único próton, que pode ser visualizado como uma pequena barra magnética com um polo “norte” e “sul”. Assim como os polos “norte” e “sul” de uma agulha em uma bússola tendem a se alinhar com os polos magnéticos da Terra, na presença de campos magnéticos fortes, cada próton na água distorce sua orientação para que se alinhe com o campo. Quando os profissionais de saúde ligam a máquina de RM pela primeira vez, forma-se um campo magnético muito forte e constante que permanece no local durante a medição, e esse campo superforte faz com que todos os prótons tentem se alinhar com os polos do campo. Esse alinhamento não atrapalha nenhuma das propriedades químicas dos tecidos, então seu corpo continua funcionando normalmente enquanto o médico faz a medição.
Mas enquanto esse campo magnético constante realmente forte faz com que todos os prótons desejem se alinhar, a máquina de RM interrompe intencionalmente esse campo enviando um breve pulso de um campo eletromagnético adicional e mais fraco. Esse pulso mais fraco aponta em uma direção diferente do campo magnético constante e, portanto, interrompe os prótons para que fiquem desalinhados com o campo constante. Depois que o pulso termina, os prótons ficam tortos, mas gradualmente se realinham com o campo constante original. Você pode pensar nisso como o pequeno movimento que ocorre na agulha de uma bússola quando um ímã fraco passa por perto. A bússola normalmente aponta para o norte, mas o ímã fraco faz com que a agulha da bússola balance um pouco.
No entanto, ao contrário da agulha de uma bússola de tamanho normal, a direção que os prótons podem alinhar tem níveis únicos e bem definidos de maneira muito semelhante aos diferentes níveis de energia dos elétrons ao redor do núcleo de um átomo. Assim como os elétrons em níveis de energia atômica podem absorver e reemitir fótons ao mudar os níveis de energia, o realinhamento gradual do spin magnético nuclear resulta na emissão de fótons de radiofrequência de baixa energia. O tempo e a quantidade de realinhamento varia com base na espessura e dureza do tecido onde as moléculas de água estão assentadas e, portanto, o monitoramento cuidadoso da chegada de fótons reemitidos nos detectores da RM permite que os locais e formas de diferentes tecidos sejam identificados.
Como diferentes locais do corpo contêm diferentes quantidades de água, a RM detecta os campos eletromagnéticos dos átomos nas moléculas de água e usa isso para determinar as diferenças na densidade e na forma dos tecidos em todo o corpo.

Onde mais esse efeito é útil?

A RM usa o mesmo efeito físico que a espectroscopia da Ressonância Magnética Nuclear (RMN), em que a identidade de um composto desconhecido (como uma nova droga em potencial) pode ser identificada pelas propriedades ressonantes (o balanço de prótons) dos átomos que o compõem. Na verdade, a única razão pela qual a técnica é chamada de RM e não RMN é porque ela teve início na Guerra Fria, durante a qual os pacientes hesitavam em se submeter a qualquer tipo de tratamento “nuclear”!
A espectroscopia de RMN foi originalmente desenvolvida para ajudar os químicos que criaram compostos estranhos os quais não conseguiam identificar. Na técnica (e assim como na RM), uma amostra desconhecida é colocada em um campo magnético estático, brevemente excitada com fótons de radiofrequência (luz) e, em seguida, pode reemitir esses fótons. A RMN funciona porque a frequência característica dos fótons reemitidos varia muito ligeiramente com base na estrutura da molécula. Um próton sozinho pode absorver e reemitir fótons de 900 MHz, mas quando se aproxima de outras cargas (como em uma grande cadeia de hidrocarbonetos), o campo magnético ao seu redor fica torcido e distorcido e, portanto, sua frequência de ressonância pode mudar para algo como 906 MHz. Isso significa que a RMN pode ser usada para gerar “espectros” correspondentes à quantidade de ressonância em várias frequências, o que, por sua vez, revela detalhes da estrutura das moléculas. Portanto, se um químico olha para o espectro de RMN de sua amostra desconhecida e vê um enorme pico próximo a 906 MHz, ele sabe que sua amostra provavelmente tem pelo menos uma cadeia de hidrocarboneto em algum lugar.
A principal diferença entre a espectroscopia da RMN e da RM é que a RMN gera informações (um espectro de luz correspondente à estrutura química) com base na frequência da radiação emitida (que está relacionada à velocidade dos prótons agitados). Em vez disso, a RM gera informações (imagens do corpo) usando a intensidade da radiação (a quantidade de fótons reemitidos) que chega de várias partes do corpo. Os prótons em estruturas densas ou sólidas tendem a ser mais ou menos propensos ao desalinhamento quando as ondas de rádio são aplicadas ao tecido do corpo, resultando em um número menor de fótons reemitidos vindos dessa região e, portanto, uma área mais escura na imagem.

Quais métodos são usados para fazer a RM funcionar ainda melhor?

Geralmente, o uso de campos magnéticos estacionários mais fortes resulta em imagens de RM mais agradáveis. Como as moléculas de água no corpo são quentes, elas estão constantemente balançando e colidindo umas com as outras. Essa oscilação tende a prejudicar o alinhamento dos prótons em direções aleatórias e, portanto, se o campo magnético estacionário for muito fraco, essas forças térmicas vão impedir que os prótons se alinhem, resultando em uma imagem de RM mais escura.
As imagens ficam ainda melhores quando as ondas de rádio são aplicadas várias vezes, com as imagens de cada reemissão subsequente mescladas para produzir uma imagem final combinada. É como tirar a mesma foto várias vezes em sua câmera e misturá-las em seu editor de imagens favorito para obter uma imagem com melhor exposição. A principal limitação desse método é garantir que o paciente fique imóvel por tempo suficiente para que a imagem não fique embaçada!
Às vezes, não há diferença suficiente na estrutura entre dois tecidos para vê-los usando a RM. Por exemplo, um profissional de saúde pode querer verificar um vaso sanguíneo incomum (como um vaso sanguíneo com um coágulo sanguíneo), mas essa imagem pode ser difícil de ver porque a gordura e o tecido muscular vizinhos reemitem fótons em uma velocidade semelhante a do vaso sanguíneo. Simplesmente não há contraste suficiente entre as diferentes estruturas. Para resolver esse problema, o profissional de saúde pode injetar um agente de contraste, como gadolínio (III), na corrente sanguínea do paciente. Os átomos de Gd(III) têm propriedades elétricas realmente incomuns que os levam a interromper o campo magnético efetivo experimentado pelos prótons na corrente sanguínea, o que, por sua vez, altera a quantidade de fótons que os prótons vão absorver e emitir. Isso faz com que os vasos sanguíneos se destaquem dos tecidos vizinhos nas imagens de RM subsequentes.

Considere o seguinte… RMF

Todos nós já vimos artigos de notícias descrevendo como diferentes partes do cérebro se tornam ativas durante tarefas como comer ou falar. Essas impressionantes imagens do cérebro devem sua clareza a outra modificação da RM, conhecida como ressonância magnética funcional (RMF).
Alguns processos corporais realmente alteram os tecidos de maneiras que são perceptíveis em uma RM. Por exemplo, quando os tecidos se esticam ou incham, a distribuição de prótons naquela parte do corpo pode mudar o suficiente para que ocorra uma alteração detectável no sinal de RM proveniente dessa parte do corpo. Isso significa que as RMs podem ser usadas para criar filmes que revelam detalhes de eventos ao longo do tempo no corpo de um paciente. O caso mais simples envolve imagens de estruturas em movimento, como o coração ou os pulmões, o que pode ajudar a identificar válvulas ou vasos sanguíneos anormais que não se destacariam em uma imagem estática. Em uma RMF recentemente desenvolvida, informações sobre a mudança na distribuição de oxigênio no cérebro são geradas com base nas propriedades magnéticas únicas do sangue contendo oxigênio versus sangue sem oxigênio. No sangue oxigenado, os elétrons das moléculas de oxigênio tendem a bloquear os campos magnéticos aplicados, protegendo efetivamente os hidrogênios presentes nas moléculas de água do campo magnético aplicado e diminuindo a rapidez com que vão se alinhar com ele. O sangue desoxigenado não tem esse efeito de triagem e, portanto, os prótons se alinham muito mais rapidamente---fazendo com que mais fótons de radiofrequência sejam visíveis ao detector de RM. Como a distribuição variável de sangue oxigenado no cérebro é conhecida por se correlacionar com a atividade neural, a RMF pode ser usada para visualizar as partes do cérebro de um paciente que se tornam ativas e inativas durante várias tarefas. Isso torna a RMF uma ferramenta muito útil para neurocientistas e psicólogos.

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