Aula Biofisica e a Radiologia

Biofísica e a Radiologia

Professor Hernani Oliveira Biofísica Faculdades JK

Introdução ●

Conceito: ●

radiação é a propagação de energia sob diversas formas, sendo dividida geralmente em duas formas: –

Radiação corpuscular; ●

–

Constituída por um feixe de partículas elementares, ou núcleos atômicos, tais como: elétrons, prótons, nêutrons, etc.

Radiação eletromagnética: ●

São compostas por campos elétricos e magnéticos oscilantes e se propagam a velocidade constante no vácuo; Exemplos: ondas de rádio, ondas luminosas, raios infravermelhos, –

Introdução ●

Conceito: ●

radiação é a propagação de energia sob diversas formas, sendo dividida geralmente em duas formas: –

Radiação corpuscular; ●

–

Constituída por um feixe de partículas elementares, ou núcleos atômicos, tais como: elétrons, prótons, nêutrons, etc.

Radiação eletromagnética: ●

São compostas por campos elétricos e magnéticos oscilantes e se propagam a velocidade constante no vácuo; Exemplos: ondas de rádio, ondas luminosas, raios infravermelhos, –

Tipos de Radiações e suas Características ●

As radiações de ambos os tipos, corpusculares e magnéticas, quando possuem energia suficiente atravessam a matéria, ionizando (removendo elétrons) átomos e moléculas; ●

Alteram o comportamento químico das moléculas; –

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Podem ocorrer mutações e alterações genéticas dos seres vivos; Essa radiação também pode ser usada em tratamentos terapêuticos;


Radiação alfa ou partícula alfa ●

As partículas alfa são núcleos do átomo de hélio, constituídos por dois prótons e dois nêutrons; –

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Uma partícula alfa é mto mais pesada do que um elétron;

Partículas alfa tem um alcance muito pequeno; Podem ser facilmente blindadas Não conseguem ultrapassar a pele humana; São produzidas no decaimento de metais pesados como: urânio, tório, plutônio, rádio, etc; Normalmente são acompanhadas por radiação beta e gama;


Radiação beta ou partícula beta ●

São formadas por elétrons ou pósitrons (partículas idênticas ao elétron, mas com carga trocada); – – –

São muito mais penetrantes do que as alfa; Também possuem poder ionizante; Podem ser blindadas por um plástico ou alumínio;


Nêutrons ●

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São partículas sem carga e não produzem ionização diretamente; Percorrem grandes distâncias através da matéria antes de atingir o núcleo dos átomos que compõem o meio; São muito penetrantes;


Radiação gama ou raios gama ●

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São ondas eletromagnéticas extremamente penetrantes; Um fóton de radiação gama pode perder toda a sua energia, ou quase toda ela em uma única interação e a distância que ele percorre antes de interagir não pode ser prevista; –

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Tudo o que se pode prever é a distância em que ele tem 50% de chance de interagir; Para blindagem desse tipo de radiação usa-se: chumbo, concreto, aço ou terra;


Raios X ●

Também são ondas eletromagnéticas, mas diferem quanto a sua origem; –

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Enquanto os raios gama se originam no núcleo dos átomos, os raios X se originam na desexcitação dos elétrons; Possuem as mesmas características das radiações gama;

Aplicação das Radiações ●

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Os raios X foram descobertos em 1895 por Wilhelm Conrad Röntgen; Nos 15 anos seguintes, os cientistas trabalharam no exame de corpos humanos; Posteriormente descobriram-se outras utilidades; ●

Radioisótopos –

Podem ser usados como traçadores no diagnóstico ou como fontes de energia na terapia;

Proteção Radiológica ●

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Tendo em vista os danos que podem ser provocados pela radiação, algumas medidas passaram a ser tomadas para proteger a população em geral; Foram criados os organismos "International Comission on Radiological Protection (ICRP)" e "International Comission on Radiation Units and Measurements (ICRU)" No Brasil, a Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) é responsável pelo uso e fiscalização da radiação e normas de proteção


Unidades de Radiação ●

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Três grandezas físicas são utilizadas para medir a radiação;

Exposição (X) ●

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É uma grandeza física definida para esses raios tendo o ar como meio de interação. ^Q/^M ^QÉ dado pela soma das cargas elétricas de todos os íons de um mesmo sinal, produzidos no ar, quando todos os elétrons e pósitrons liberados pela radiação X ou gama, num elemento de volume de ar cuja massa é ^M, são completamente freados no ar.



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Dose Absorvida (D) ●

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É definida como sendo a energia E absorvida da radiação pela massa m do absorvedor. D=E/M As mudanças químicas e biológicas que ocorrem no tecido exposto a radiação dependem da energia absorvida pelo mesmo;



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Dose equivalente (H) ●

É definida como um produto da dose absorvida pelo fator de qualidade e pelos fatores de modificação. –

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H= DxQxN

Os efeitos químicos e biológicos da radiação dependem não somente da energia absorvida pelo meio, mas também do tipo de radiação incidente e da distribuição da energia absorvida.

Limites Permissíveis ●

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Os limites permissíveis são estabelecidos de forma a evitar os efeitos somáticos nos indivíduos expostos; A CNEN e a ICRP estabelecem valores distintos entre as pessoas que trabalham com radiação e o público em geral;

Precauções ●

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a) Usar máscaras, evitando a inalação de gás radioativo; b) Não pipetar com a boca, não colocar os dedos na boca, e não fumar nos locais de trabalho. Lavar as mão sempre que necessário com água e sabão; c) Utilizar luvas e roupas especiais, pois alguns produtos como o trítio podem ser absorvidos pelo organismo por meio da pele, principalmente quando houver cortes ou arranhões;

Raios-X ●

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Raios X, assim como os raios gama, são ondas eletromagnéticas Um núcleo instável pode se tornar mais estável por meio da liberação de energia na forma de radiação gama. Por outro lado, quando elétrons rápidos colidem com certos materiais, parte de sua energia ou toda ela é convertida em raios X;

Produção de Raios X ●

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Num tubo de raios X, a maioria dos elétrons incidentes sobre o alvo perde a sua energia cinética de modo gradual na inúmeras colisões, convertendo-a em calor; Esta é a razão pela qual o alvo deve ser feito com material com alto ponto de fusão. A temperatura atingida é tão alta que o seu resfriamento é muito difícil; Uma pequena parte dos prótons incidentes se aproxima do núcleo atômico dos alvo, podendo perder de uma só vez uma fração considerável de sua energia cinética. Em outras palavras, o fóton de raios X é produzido quando o elétron sofre uma desaceleração brusca;

Atenuação de Raios X ●

Os raios X não são absorvidos da mesma forma por diferentes materiais; ●

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É por esse motivo que se consegue fazer diagnoses do corpo humano; Elementos pesados, tais como o cálcio e o bário, são melhores absorvedores de raios X do que elementos leves; O ar é um péssimo absorvedor de raios X; A intensidade dos raios X decresce conforme eles atravessam determinados meios; –

A isso se chama de atenuação ●

Ocorre devido a absorção e espalhamento do feixe;

Aplicações das Radiações na Medicina ●

Radiologia ●

Radioterapia –

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Radiologia diagnóstica –

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Utiliza a radiação no tratamento de tumores; Utiliza a radiação (raios X) para a produção de imagens que serão utilizadas como diagnóstico de certos problemas;

Medicina nuclear –

Aplica materiais radioativos e técnicas de física nuclear na diagnose, tratamento e no estudo de doenças;

Aplicações das Radiações na Medicina ●

Radioterapia ●

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Baseia-se na destruição do tumor por meio da absorção da radiação incidente, tendo como princípio maximizar o dano ao tumor e minimizar o dano em tecidos vizinhos; Divide-se em: – –

Teleterapia Braquiterapia

Aplicação das Radiações na Medicina ●

Teleterapia ●

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A fonte radioativa é colocada a vários centímetros da região a ser tratada; Equipamentos de quilovoltagem Para a dosagem de 200 kV, a dose máxima ocorre na pele. Por essa razão esses equipamentos são utilizados no câncer de pele; Podem ser usados também devido ao seu efeito térmico na: terapia de artrite, artrose, bursite ou até calos; Equipamentos de megavoltagem Utilizam aceleradores de partículas. A dose máxima ocorre a 4 ou 5 cm de prfundidade. São utilizadas para tumores mais profundos: pulmão, bexiga, próstata, útero, etc. Equipamentos de teleisotopoterapia Empregam-se isótopos radioativos para o tratamento; –

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Braquiterapia ●

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Nesse caso, a fonte de radiação está em contato com o tecido a ser tratado; Alguns materiais radioativos podem ser selados no interior de tubos; Abre a possibilidade de irradiar o tumor com doses elevadas de radiação e os tecidos ao redor com uma dose menor;


Radiologia diagnóstica ●

Baseia-se na transmissão de raios X ao longo de determinadas regiões do corpo; – –

A absorção de raios X é diferente em tecidos diferentes; Gorduras, ossos e tecidos moles podem ser diferenciados numa chapa de raios X; Isso se deve a diferença na densidade e no número atômico médio; Para a visualização de alguns órgãos do corpo, é necessário injetar um contraste, que pode ser mais ou menos absorvido do que o tecido vizinho; Os contrastes mais comuns são o ar e compostos de Bário e Iodo; ●

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Imagens radiográficas ●

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Podem ser produzidas sobre um filme, um anteparo fluorescente ou uma tela de televisão; Para produzir uma boa imagem num filme de raios X, deve-se usar um filme com a sensibilidade adequada e o tempo de exposição correto;


Tomografia ●

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Técnicas de tomografia convencional (1930) Técnicas de tomografia computadorizada (1972) Possibilitam a visualização de uma seção plana do corpo e a distinção de materiais e estruturas com diferenças na absorção de raios X de até 0,5%; –

Executa uma varredura linear durante a qual se faz a medição da radiação transmitida através do corpo do paciente;


Medicina nuclear ●

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Podem utilizar-se estudos clínicos in vivo ou in vitro; De modo geral,um radiofármaco é um agente que fornece informações sobre um função fisiológica e/ou sobre anormalidades anatômicas; Meia-vida biológica –

Tempo necessário para que metade da amostra seja eliminada do organismo; ●

Independe da meia-vida física;


Medicina nuclear ●

Aplicações clínicas – –

Captação de iodo pela tireóide; Função pulmonar; ●

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Captação de gases na circulação;

Fisiologia cardíaca ●

Obtenção de parâmetros básicos sobre hemodinâmica Passagem do marcador pelo coração, pulmão, etc. Velocidade de fluxo; – –

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Doenças metabólicas ●

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Acúmulo de alguma substância em algum órgão;

Terapia;

DNA 

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É uma molécula estável; Presente no núcleo da célula; Responsável por carregar a informação necessária para a formação dos seres vivos;

Estrutura do DNA 

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Molécula composta por um açúcar chamado desoxirribose, bases nitrogenadas e fosfato; O conjunto de cada açúcar com base nitrogenada e fosfato é denominado nucleotídeo;

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