Novo modelo físico melhora imagens de ressonância magnética ^{CEFR B2}

Uma equipe da Rice University e do Oak Ridge National Laboratory desenvolveu uma estrutura teórica, descrita na The Journal of Chemical Physics, que conecta o movimento molecular ao sinal de ressonância magnética (RM) medido em clínicas. Em vez de usar aproximações simplificadas, a nova abordagem resolve as equações físicas completas do relaxamento por RMN em líquidos, permitindo uma descrição mais fiel dos processos microscópicos.

A técnica chamada estrutura dos modos próprios de RMN emprega a equação de Fokker–Planck para seguir como variam, no tempo, as probabilidades das posições e das velocidades moleculares. Ao resolver essa equação, a estrutura identifica os modos naturais de resposta das moléculas de água aos agentes de contraste — muitos desses agentes contêm um íon de gadolínio dentro de uma concha orgânica — e mostra como esses modos contribuem para o relaxamento. Os autores relatam que o modelo reproduz medições experimentais em frequências clínicas com alta precisão e que muitos modelos simplificados são casos particulares de uma teoria mais ampla.

O trabalho nasceu de simulações detalhadas de dinâmica molecular e serve para interpretar tanto simulações quanto resultados experimentais. Os pesquisadores dizem que a teoria não só prevê, mas também explica o relaxamento por RMN em líquidos. As implicações vão além da imagem médica, ajudando a compreender líquidos em espaços confinados e suportando aplicações como:

• projeto de baterias,
• fluxo de fluidos no subsolo e rochas porosas,
• estudo de células biológicas e problemas em ciência dos materiais.

A equipe tornou o código disponível como código aberto e o estudo recebeu apoio do Ken Kennedy Institute, do Rice Creative Ventures Fund, da Robert A. Welch Foundation e do Oak Ridge Leadership Computing Facility no Oak Ridge National Laboratory.