Física do exame ressonância magnética | Cai no ENEM | Física do cotidiano

[Música] Olá querido Estudante eu sou professor Douglas Gomes veio trazer física para você o tema de agora é a física do exame de ressonância magnética simplificado para o Enem a física do cotidiano se você tem interesse nesse assunto deixa já o seu joinha quer ver mais vídeos como esse se inscreve aqui no canal e Ative o sino das notificações para receber aviso quando tiver vídeo novo quero aprender física comigo no curso feito especialmente para você acesse meu site professor douglasgomes.com o exame de ressonância magnética foi uma das revoluções no diagnóstico por imagem como é que

funciona para você querido paciente você vai entrar aqui numa num equipamento que tem uma forma circular você entra na máquina E tem que ficar bem paradinho ficando parado porque os movimentos vão atrapalhar a feitura do exame o barulho é intenso por conta dos processos de passagem de corrente por bobinas que vão existir aqui no interior dessa máquina você vai ter bobinas que vão gerar corrente para criar um campo magnético muito intenso e nós vamos precisar também de bobinas para receber a variação de campo magnético que o nosso corpo vai causar lá para fazer a leitura

do exame o processo de indução eletromagnética que envolve as leis de lentes farada e noeman vão ser fundamentais para compreensão desse processo além da ressonância nós vamos falar sobre tudo isso aqui nesse vídeo me acompanha quando nós temos aqui uma espira circular E deixamos passar uma corrente por ela ela se transforma em um eletroimã Como assim um eletroimã ela vai gerar campo magnético da mesma forma que um ímã faz obedecendo a chamada regra da mão direita envolvente esta regra da mão direita a gente faz da seguinte maneira coloca o dedão no sentido da corrente e

os dedinhos no sentido do campo magnético ou seja na hora que nós pegamos o fio colocamos o dedão no sentido da corrente o campo magnético vai envolver o fio o cabo na mesma forma que os nossos dedos vão envolver então aqui eu coloquei uma mão direita mostrando como é que seria a relação entre a corrente elétrica e o campo magnético gerado a mesma coisa nós fazemos aqui nós colocamos a mão com o dedão no sentido da corrente elétrica e os dedinhos vão dizer como é que vai ser o campo magnético gerado da mesma forma que

isso aqui tem um polo norte um Polo Sul o imã né e o a espira circular vão ter esse Polo uma das formas de a gente verificar isso eu quando era estudante fazia o seguinte eu pegava e colocava aqui uma linha azul daqui para cá pronto deixa eu colocar de azul eu coloquei roxo né pronto uma linha azul daqui para cá veja que a corrente elétrica que forma um polo norte né como se fosse o Polo Norte de um imã de onde sai o campo magnético dele o que é que vai acontecer o exame de

ressonância magnética trabalha com campo magnético do núcleo do átomo de hidrogênio o hidrogênio é o átomo mais abundante no corpo humano Então temos muitos átomos de hidrogênio e é com ele que a gente vai trabalhar é com o campo magnético do núcleo do átomo de hidrogênio Douglas Como assim a gente sabe que o núcleo do hidrogênio é constituído por um próton o núcleo de um átomo de hidrogênio é um próton certo e este próton no seu núcleo ele tem um giro em torno de um determinado eixo nós dizemos que isso está relacionado a um spin

certo então quando você ouvir esse termo Spin ele tem uma relação com o giro quânticamente Há outras interpretações mas a gente vai pensar no Spin como um giro mesmo e aí neste caso na hora que o próton gira em torno dele mesmo ele também produz um campo magnético este campo magnético aqui eu representei pelo bem minúsculo e em cima disso que a gente vai conseguir extrair imagens de como estão as coisas dentro do nosso corpo a gente precisa saber que pequenas agulhas e mantadas bússolas alinham-se com o campo magnético de uma região então se você

quiser saber como é que está o campo magnético terrestre você usa uma pequena agulha imantada que a bússola a situação estável é um alinhamento paralelo ao campo magnético terrestre mas poderíamos ter uma situação instável de maior nível de energia que seria no sentido anti paralelo Ou seja a mesma direção só que sentido contrário isso daqui na prática é difícil de conseguir Mas se você der alguma sorte né em situações idealizadas isso aqui talvez você conseguisse montar experimentalmente algumas etapas são importantes para que a gente consiga fazer o exame vai acontecer o seguinte primeiramente nós vamos

pegar os núcleos de hidrogênio e fazemos funcionar em como bússolas e nisso nós vamos com campo magnético muito intenso que vai ser gerado no corpo da pessoa fazer os núcleos dos átomos de hidrogênio se alinharem com este campo magnético muito intenso por esse motivo você tem que tirar todo tipo de metal antes de entrar na máquina porque o campo magnético gerado pode fazer esses metais serem atraídos e se você tiver por exemplo dentro do seu organismo um projétil uma bala você não pode nem chegar perto dessa máquina porque o campo magnético vai fazer esta bala

né se você foi alvejado você atraído e o acidente pode ficar pior do que o tiro que você deve ter levado bom mas voltando aqui depois de a gente fazer esses átomos de hidrogênio se alinharem nós vamos estimular-los a girar em como peões fazendo isso por meio de ondas de rádio essas ondas de rádio vão ter uma frequência certa daí a ressonância para poder provocar isso nisso vão ganhar muita energia rotacionando como peões fazendo um movimento de precessão já já eu te explico direito que que isso quer dizer quando essas ondas de radiofrequência são retiradas

há uma tendência de ser perdida essa energia que foi obtida mas esse giro do Peão gera um novo campo magnético rotacionando girando e isso pode ser detectado por uma bobina porque variações de fluxo de campo magnético geram correntes em bobinas isso é o princípio da indução Vou deixar um card aqui para você pegar essa ideia agora vamos explicar as etapas que estão aqui com maior maior detalhamento em uma situação ideal a gente colocaria aqui um campo muito intenso no interior da pessoa e todos os átomos nos núcleos de hidrogênio teriam alinhado o seu spin com

este campo magnético muito intenso mas a gente vai ter cinco átomos a cada milhão de átomos de hidrogênio assim ó no anti paralelo no sentido contrário mesma direção mas sentido contrário agora há um detalhe esse alinhamento não é perfeito Este é núcleo de hidrogênio acaba fazendo um giro fazendo um movimento de peão Como eu vou mostrar a seguir há uma certa angulação aqui entre o Spin do nosso núcleo de hidrogênio e o campo aqui que a gente está usando muito intenso então fica fazendo um movimento como um peão é como se o núcleo girasse em

torno do próprio eixo dele e esse eixo ficasse fazendo esse movimento aqui ó pois bem esta frequência desse movimento de precessão esse movimento de peão é conhecida E assim a gente vai jogar uma onda eletromagnética exatamente nessa frequência provocando fenômeno de ressonância agora fica interessante esta frequência F chamada frequência de larmor ela vai ser conhecida existe uma equação para você obtê-la nós vamos então lançar uma onda eletromagnética nessa mesma frequência de larmor aí esse giro aqui vai ganhar amplitude e o nosso átomo de hidrogênio vai ganhar energia Note que por conta dessa onda eletromagnética na

mesma frequência o movimento de precessão ficou mais amplo isso quer dizer que os átomos adquiriram mais energia nesta configuração e vai haver um campo magnético resultante desta vibração dos átomos no movimento de precessão vai haver uma sincronia esses átomos eles vão vibrar em concordância de fase fazendo com que haja um campo magnético um momento de dipolo magnético resultante destas oscilações agora finalmente por conta desse giro de precessão dos átomos de hidrogênio nós vamos ter um campo magnético resultante perpendicular aquele original que a gente aplicou no corpo da pessoa qual vai ser a consequência nós vamos

pegar algumas bobinas que vão receber esse campo magnético girante no que esse campo magnético gira vai variando o fluxo de campo magnético no interior dessa bobina pela qual vai começar a passar corrente elétrica e com isso a gente registra esse sinal da corrente usa computador para poder fazer a geração da imagem em cada tecido do corpo humano você vai ter uma resposta diferente né um campo magnético diferente sendo gerado na hora que a gente lança aquela onda que faz os núcleos de hidrogênio girarem em concordância de fase a gente excitou esses núcleos na hora que

a gente tira essa excitação eles Retornam ao estado original e neste retorno vai havendo perda de energia a gente pode fazer o estudo de como a perda de energia está acontecendo fazendo o estudo do comportamento deste campo magnético resultante este M aqui que eu tô colocando eles é o resultado dos vários bezinhos que a gente tem ali na verdade isso é que representaria um vetor momento mas isso aí é um papo para um aprofundamente em outra hora então deu para entender a história vamos recapitular primeiramente o que que acontece a gente alinha os núcleos dos

átomos de hidrogênio segundo a gente lança onda eletromagnética na frequência da exceção com esta onda eletromagnética a gente consegue aumentar a amplitude a gente tendo núcleo excitado girando este campo magnético perpendicular ao b-0 a gente vai conseguir detectar este Campo por meio de uma bobina usando a indução eletromagnética esse sinal com o tempo ele vai decaindo e esse decaimento né Essa essa redução da intensidade do sinal vai estar relacionada com as características do tecido quando desligamos a onda de rádio frequência que estava excitando esses nossos átomos a perda de energia ocorre e vai ter resultados

temporais diferentes dependendo de características dos tecidos se você tiver um tumor os átomos de hidrogênio lá no tumor vão ter uma resposta diferente na hora que ele vai retornando ao seu estado é de menor energia e com isso usando computadores a gente consegue fazer a interpretação desses sinais e construir imagens que podem ser utilizadas para diagnóstico das mais diversas doenças começou como um exame para o cérebro Antigamente você tinha que abrir a cabeça da pessoa depois que ela havia morrido para saber o que havia acontecido agora antes da morte a gente consegue fazer um exame

e saber como é que está o tecido e programar cirurgias ou outros tipos de intervenções se você gostou do nosso vídeo deixe o seu joinha quero aprender mais física comigo num curso feito especialmente para você acesse meu site professor douglasgomes.com um forte abraço e até o próximo encontro a gente se vê [Música]