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A ciência dos ímãs na identificação de problemas do corpo

No coração de um scanner de ressonância magnética está um ímã supercondutor, resfriado por hélio líquido a -269,1°C e capaz de produzir um campo magnético 60.000 vezes mais forte que o da Terra. Esses dispositivos médicos foram usados para realizar 60 milhões de exames de pessoas em todo o mundo em 2003, segundo o Laboratório Nacional de Alto Campo Magnético. Scanners de MRI podem produzir imagens em qualquer ângulo e profundidade sem a necessidade de cirurgia. Médicos usam as imagens para ajudar a diagnosticar condições médicas como esclerose múltipla, tumores e derrames.

Estrutura Atômica do Hidrogênio

Moléculas de água, encontradas por todo o corpo, cada uma contém dois átomos de hidrogênio. A estrutura atômica única do hidrogênio permite que scanners de MRI produzam imagens detalhadas. Diferente de outros átomos, o hidrogênio não tem nêutrons em seu centro — ou núcleo — apenas um único próton. Este próton gira como um pião de criança e cria um campo magnético, o que lhe dá um polo positivo e negativo como as extremidades da agulha de uma bússola.

Atração Magnética

Quando átomos de hidrogênio são colocados dentro de um campo magnético maior, como o criado por um scanner de MRI, os prótons se alinham com o campo maior; isso é semelhante à forma como a agulha de uma bússola se alinha com o campo magnético da Terra. Ligeiramente mais prótons acabam em uma direção de baixa energia em vez de uma direção de alta energia. Como o hidrogênio, todos os átomos com números desiguais de prótons e nêutrons são afetados por campos magnéticos da mesma forma, mas o hidrogênio é usado para MRIs porque a água é muito abundante no corpo.

Sinais de Rádio

Além de criar um grande campo magnético, o scanner de MRI envia um sinal de radiofrequência, similar a um sinal de rádio FM. Este "pulso" faz com que os prótons extras de baixa energia mudem para a direção de alta energia. Quando o sinal para, esses prótons voltam para a direção de baixa energia e emitem um sinal que é convertido em uma corrente elétrica. O computador da MRI analisa os sinais de cada átomo para criar imagens do corpo.

Camadas e Fatias

Quando mais água está presente em um tecido corporal, há também mais átomos de hidrogênio que podem emitir sinais. O computador usa esta informação para determinar a densidade dos tecidos e criar uma imagem que mostra a estrutura do corpo. Scanners de MRI podem capturar imagens em três planos: axial, da cabeça aos pés; sagital, de lado a lado; e coronal, da frente para trás.