Aula 6 Biofísica da Radioatividade

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BIOFÍSICA DA RADIOATIVIDADE
Curso de Fisioterapia– 1º Período
Disciplina: Biofísica
Profª: Dra. Mizia Saboia 
Email: prof.miziasaboia@gmail.com
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UM POUQUINHO DA HISTÓRIA 
1895 – Wilhelm Conrad Roentgen descobre a radiação X.
1896 – Antoine Henri Becquerel descobriu que determinado material emitia radiações espontâneas – radioatividade natural (Sais de Uranio ). 
Estes raios foram denominados, a princípio, de Raios B em sua homenagem.
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UM POUQUINHO DA HISTÓRIA
Em 1898 o casal Curie descobre o elemento radioativo Polônio e, em 1903, o Rádio.
Algum tempo depois, Ernest Rutherford e Frederick Soddy demonstraram que ocorre uma transmutação de elementos no processo radioativo.
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RADIAÇÃO
Emissão espontânea de emissão de partículas ou radiação. 
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Com a utilização de um campo magnético, foram identificados três tipos de radiação emitida por elementos radioativos: a partícula , a partícula  e a radiação .
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PARTÍCULA ALFA
É constituída por 2 prótons e 2 nêutrons (núcleo de hélio).
Quando um núcleo emite uma partícula alfa, seu número atômico fica reduzido de duas unidades, e seu número de massa, de quatro unidades.
O urânio-238 é um emissor alfa. Com a emissão de uma partícula alfa, o urânio-238 transforma-se no elemento tório-234.
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PARTÍCULA BETA
Partícula que não possui massa 
Possui carga negativa (elétron) ou um pósitron (partícula elementar que possui a mesma massa do elétron, mas carga elétrica positiva).
 No decaimento beta negativo, o número atômico aumenta de uma unidade e no decaimento beta positivo, o número atômico diminui de uma unidade – em ambos os casos o número de massa não é alterado.
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RAIOS GAMA
Os raios gama são ondas eletromagnéticas.
Quando um núcleo emite uma radiação gama, o número atômico e o número de massa não sofrem alteração.
Não possuem massa e são extremamente energéticos.
Partícula leve e rápida. 
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MEIA-VIDA (PERÍODO DE SEMIDESINTEGRAÇÃO)
É o tempo necessário para a atividade de um elemento radioativo ser reduzida à metade da atividade inicial.
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CAPACIDADE DE PENETRAÇÃO
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Tipos de radiação emitida por elementos radioativos
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RAIOS X
Em 1895, Wilhelm Conrad Roentgen, usando um tubo com vácuo, um filamento incandescente e alta voltagem, acelerou os elétrons emitidos do filamento.
Ao atingir a tela do tubo, grande parte da energia desses elétrons era transformada em energia térmica, mas uma parte se transformava em energia radiante.
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RAIOS X
A radiação emitida, muito mais penetrante do que a luz, não era percebida pelo olho humano, mas podia sensibilizar uma chapa fotográfica.
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Primeira radiografia, da mão da esposa de Roentgen, com seu anel de casamento. 
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RADIAÇÕES X SAÚDE
Partículas alfa – em relação ao tecido humano, sua penetração é de décimos de centímetros, não constituindo riscos para a saúde. Mas a ingestão ou a inalação de partículas alfa podem acarretar sérios problemas à saúde.
O grande perigo de um material radioativo que emite partículas alfa ocorre quando este é ingerido, pois aí as partículas irão danificar o tecido ao seu redor constantemente.
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RADIAÇÕES X SAÚDE
Partículas beta – em relação ao tecido humano, os efeitos se limitam à pele. À semelhança das partículas alfa, quando ingeridas, as partículas beta são extremamente perigosas.
São capazes de atingir cerca de um centímetro na pele e podem causar queimaduras.
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Raios X – Permite importantes diagnósticos médicos. A exposição excessiva aos raios X é danosa aos tecidos humanos. Pode provocar lesões, manchas de pele e até câncer.
RADIAÇÕES X SAÚDE
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Raios gama – São muito utilizados no combate ao câncer, pois podem destruir células com má formação. A interação dos raios gama com os tecidos humanos pode provocar mutações celulares.
RADIAÇÕES X SAÚDE
A mãe de Berik Syzdykov, que nasceu cego e deformado como resultado da exposição à radiação quando se encontrava no ventre materno, acompanha-o ao exterior.
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ACIDENTE DE CHERNOBYL (UCRÂNIA)
 ABRIL/1986 
Queda repentina da potência do reator
Aumento na pressão do núcleo do reator
Explosão do núcleo do reator
Liberação de produtos radioativos por 2 semanas
IRRADIAÇÃO
externa (chuva)
interna 
ingestão (água e alimentos)
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CONSEQUÊNCIAS
1018 Bq  89,90Sr, 103,106Ru, 131I, 134, 137Cs, 239Np, 138Pu
fragmentos quentes - altura de 1 km
metades dos produtos da emissão - área de 60 km
Europa 10 milhões de km2 
2 óbitos - trabalhadores próximos à instalação
TÉCNICOS
350 pessoas - 12 horas  84 irradiação aguda externa (g/b)
roupas - água radioativa  chuva
8 pessoas morreram - 1a semana
 danos na pele
 danos hematológicos
 danos gastrointestinais
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POPULAÇÃO
203 pessoas expostas
31 pessoas morreram
13 pessoas sofreram transplante de MO 6 sobreviveram ao tratamento
	MONITORAÇÃO
alimentos num raio de 30 km
leite - 37x103 Bq/L de 131I
vegetais - 3,7x105 Bq/L de 137Cs
Princípio ALARA: doses devem ser mantidas tão baixas quanto razoavelmente exeqüível
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ACIDENTE DE GOIÂNIA – BRASIL
SETEMBRO/1987
137Cs - b e g - T1/2: 30 anos
fonte com 50.875 GBq ou 1.375 Ci
fonte de radioterapia - pó aglomerado
HISTÓRICO
13.09.1987- fonte foi removida do Instituto Goiano de Radioterapia (IGR) rompimento da fonte
14.09.1987- RSA (22 anos) - vômito 
	 WMP - vômitos, náusea, diarréia, inchaço nas mãos
19.09.1987- DAF (36 anos) - comprou o cabeçote
 IBS (22 anos) e AAS (18 anos) - manuseiam a fonte 						FATAL
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MEDIDA DEFENSIVA E AÇÕES
200 pessoas evacuaram 41 casas
85 casas  descontaminação significante
7 casas demolidas
3.500 toneladas de lixo radioativo foi monitorado
575 profissionais, técnicos, voluntários
6 meses de duração 
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AÇÕES POSTERIORES
Tratamento das vítimas
tempo controlado para atendimento médico
atividade da fonte
descontaminação da área
armazenamento de rejeitos
avaliação do meio ambiente
rastreamento terrestre
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SENSIBILIDADE DA CÉLULA À RADIAÇÃO
Nem todas as células vivas tem sensibilidade à radiação, isto significa que diferentes sistemas celulares têm sensibilidades diferentes.
Assim também refere-se aos órgãos do corpo humano que está relacionada ao tipo de célula que os compõem.
Sistema celular muito sensível é o tumor maligno e o embrião em desenvolvimento.
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NÍVEIS DE EXPOSIÇÃO
Altas doses de radiação em breve intervalos de tempo.
Efeitos:
Perda de cabelo;
Esterilidade;
Cataratas;
Síndrome aguda de radiação;
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Baixas doses de Radiação num período de tempo mais extenso.
Efeitos:
Genéticos;
Somáticos;
In-Utero;
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ESPECIALIDADES MÉDICAS QUE UTILIZAM RADIAÇÃO
 Radiologia
 é a parte da ciência que estuda órgãos e/ou estruturas
através da utilização dos raios-x
 Radiologia / Ecografia / Tomografia computadorizada /
 Ressonância Nuclear Magnética / Densitometria
 Medicina Nuclear
 é a parte da ciência que estuda a função de órgãos e/ou
estruturas através da utilização de ions radioativos
 Medicina Nuclear / Densitometria
 Radioterapia
Radioterapia é uma especialidade médica focada no
tratamento oncológico utilizando radiação
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RADIOTERAPIA
 A radioterapia é um tratamento no qual se utilizam radiações para destruir ou impedir que as células de um tumor aumentem. Estas radiações não são vistas e durante a aplicação não se sente nada. A radioterapia pode ser usada em combinação com a quimioterapia ou outros recursos usados no tratamento dos tumores. 
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OS BENEFÍCIOS DA RADIOTERAPIA
Metade dos pacientes com câncer são tratados com radiações. Quando não é possível obter a cura, a radioterapia pode contribuir para a melhoria da qualidade de vida.As aplicações diminuem o tamanho do tumor, o que alivia a pressão, reduz hemorragias, dores e outros sintomas, proporcionando alívio aos pacientes
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FORMAS DA RADIOTERAPIA
1) Radioterapia externa:
 São feitas através de aparelhos que ficam afastados do paciente.
 2) Radioterapia de contato:
 É aplicado por meio de aparelhos que ficam em contato com o organismo do paciente.
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EFEITOS COLATERAIS DA RADIOTERAPIA
Diarréia
Dor ao urinar
Cansaço ou fadiga
Perda de apetite e dificuldades de ingerir alimentos
Boca seca (xerostomia) 
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 É uma forma de radioterapia em que materiais radioativos são importantes nas proximidades do tumor. 
 A palavra Braquiterapia origina – se do grego (brachys = junto, próximo ) e define uma modalidade de tratamento em que doses de radiação são liberadas para atacar as células tumorais.
BRAQUITERAPIA
Braquiterapia: 
A radiação fica restrita á região, não afetado órgão mais distantes . 
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FORMAS DE BRAQUITERAPIA
Na Braquiterapia com alta de dose, o material radioativo permanece por poucos minutos no interior do organismo, tempo suficiente para a liberação da dose ideal de radiação. 
Na radioterapia com baixa taxa de dose,
 a fonte de radiação deve ser mantida no interior do corpo durante um período mais prolongado, geralmente por dias, ou implantada definitivamente. 
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BRAQUITERAPIA
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RADIODIAGNÓSTICO
Função: conseguir de maneira menos invasiva possível, uma imagem nítida do interior do corpo para análise posterior.
Raio X:
Tomografia Computadorizada:
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Raio x Contrastado:
Avalia o contorno interno do esôfago;
Análise de distúrbios de contração;
Exame realizado com a deglutição do meio de contraste a base de sulfato de bário.
Pesquisa de Refluxo Gástrico
Cintilografia de Refluxo:
observação do refluxo na área esofagiana ingestão de uma solução marcada com tecnécio (substância radioativa). 
 
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TOMÓGRAFO
Consiste numa imagem que representa uma secção ou "fatia" do corpo.
Obtida através do processamento por computador de informação recolhida após expor o corpo a uma sucessão de raios X 
Ao serem atravessados por raios X, tecidos mais densos (como o fígado) ou com elementos mais pesados (como o cálcio  presente nos ossos), absorvem mais radiação que tecidos menos densos (como o pulmão, que está cheio de ar).
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TOMOGRAFIA DAS VIAS URINÁRIAS
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MEDICINA NUCLEAR 
PRINCÍPIO DA MEDICINA NUCLEAR - FISIOLÓGICO
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CÂMARA DE CINTILAÇÃO
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MEDICINA NUCLEAR
 “A Medicina Nuclear é a especialidade que se ocupa do diagnóstico, tratamento e investigação médica mediante o uso de radioisótopos como fontes radioativas abertas.” 
Os mais usados são: 
Tc99m (Tecnécio) utilizado para estudos da tireóide e de mucosa gástrica ectópica (divertículo de Meckel);
I¹³¹ (Iodo) utilizado para estudos da tireóide e pesquisas de metástases de tumores tireoideanos;
 Tl201 (Tálio), Ga67 (Gálio), Sm153 (Samário) entre outros. 
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INTRODUÇÃO A MEDICINA NUCLEAR
 A Medicina Nuclear possibilita aplicações
médicas tão diversas como:
– estudo da morfologia de um órgão
– evolução de uma função fisiológica
– análise de um componente biológico
– tratamento de um processo patológico
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 As substâncias radioativas utilizadas em Medicina Nuclear são chamadas de traçadores porque sua passagem pelo corpo humano pode ser acompanhada externamente por meio de equipamentos especiais. 
 Os isótopos radioativos que existem na natureza, são chamados de isótopos naturais.
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MEDICINA NUCLEAR
LINFOMA ABDOMINAL
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MEDICINA NUCLEAR
"A Medicina Nuclear está para a Fisiologia
como a Radiologia para a Anatomia”
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RADIOFÁRMACOS
São substâncias emissoras de radiação utilizadas na medicina nuclear para radioterapia e para exames de diagnóstico por imagem;
Não possuem ação farmacológica. 
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CLASSIFICAÇÃO DOS RADIOFÁRMACOS 
Radiofármacos de Perfusão ou de 1° geração: São os radiofármacos que são transportados no sangue e atingem o órgão alvo na proporção do fluxo sanguíneo;
Radiofármacos Específicos ou de 2° geração: Os radiofármacos ditos específicos contêm molécula biologicamente ativa, que se liga a receptores celulares e que deve manter a sua bioespecificidade mesmo após ligação ao radionuclídeo.
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TIPOS DE RADIOFÁRMACOS UTILIZADOS
Tecnécio-99-metaestável: É um radionúclido artificial, criado pelo homem;
Iodo-123 ou Iodo -131: Importantes no estudo da Tiroideia;
Tálio-201: Tem propriedades químicas semelhantes ao Potássio, tendo sido utilizado durante muitos anos para imagiologia cardíaca (integrava a bomba de sódio-potássio);
Gálio-67: Tem propriedades semelhantes ao íon Ferro. É utilizado em estudos de Infecção e em Oncologia;
Índio-111: Semi-vida 3 dias. É um emissor de radiação gama de média energia;
Xenon -133 e Cripton-81m: Gases nobres radioactivos que podem ser usados na cintigrafia de ventilação pulmonar;
Flúor -18: Emite positrões. É usado no exame PET. 
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Raio-X contrastado (E.E.D)
Método que avalia o contorno interno do esôfago, permitindo a análise de distúrbios de contração, úlceras e estenoses (estreitamentos), mas não permite a análise das contrações como a manométrica nem a realização de biópsias como a endoscopia, exame realizado com a deglutição do meio de contraste a base de sulfato de bário.
Cintilografia de Refluxo Consiste na observação do refluxo na área esofagiana, após a ingestão de uma solução marcada com tecnécio (substância radioativa). Hoje em dia, pela sua boa tolerância, a cintilografia tem sido recomendada em crianças.
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