Aula 9

Prévia do material em texto

Disciplina: História da Radiologia
Aula 09: Desenvolvimento de Novas Modalidades
Diagnósticas
Apresentação
Além das modalidades de imagem descritas na aula 8, outros importantes métodos de diagnósticos e de terapia serão
apresentados. São eles: densitometria óssea, ultrassonogra�a, cintilogra�a e radioterapias.
Com o objetivo de agregar novas metodologias de avaliações médica no parecer clínico do paciente, assim como, aplicar a
energia proveniente da radiação em tratamentos terapêuticos, esses novos métodos foram desenvolvidos.
Entre todas essas modalidades apresentadas, apenas a ultrassonogra�a não utiliza radiação ionizante na formação de suas
imagens.
Objetivos
Identi�car as diferentes modalidades de diagnóstico e terapia presentes na atualidade;
Reconhecer o surgimento e fases na evolução destes métodos, para que chegassem ao formato que conhecemos nos
dias atuais.
De�nição de densitometria óssea (D.O.)
Antes da apresentação do contexto histórico, haverá uma breve descrição do método para que você possa melhor compreender
esta importante modalidade médica de diagnóstico.
A densitometria óssea é considerada uma ferramenta com padrão ouro nos diagnósticos de patologias ósseas, como a
osteoporose e a osteopenia. Por meio deste método simples, indolor e não invasivo, são realizadas avaliações quantitativa da
densidade mineral de estruturas ósseas, a partir do teor de cálcio de um paciente.
 Exemplos de avaliação de D.O. do fêmur. Fonte: Shutterstock.
A realização do exame consiste em um escaneamento por raios x de baixa intensidade na região da coluna lombar (L1-L4) e
região proximal do fêmur (articulação coxofemoral). Em alguns casos especí�cos, pode avaliar o antebraço. Contudo, as duas
regiões citadas anteriormente são predominantes, pois são nessas áreas que ocorrem as principais fraturas por perda de
densidade óssea quando o paciente atinge a terceira idade.
O surgimento da modalidade
O desenvolvimento da densitometria óssea é atribuído aos físicos médicos John R. Cameron e James Sorenson, no ano de 1963.
Contudo, sua comercialização ocorreu no ano de 1964, na Universidade de Wisconsin – Madison USA, sob a tutela do Ph. D.
Richard B. Mazess, fundador da Lunar Corporation.
Primeiros equipamentos
SPA Single Photon Absorptiometry
Por possuir apenas um feixe de energia, não é possível a demonstração de estruturas das partes moles
(gorduras e músculos). Devido a esta limitação, somente era possível a avaliação na região do
antebraço. Para aquisição desta imagem, eram utilizadas fontes radioativas de Iodo-125 (27 keV) ou
Amerício-241 (60 keV).
DPA Dual Energy Photonabsorptiometry
No início da década de 1980, um equipamento que transmitia dois feixes de energia foi desenvolvido.
Esta importante alteração possibilitou a quanti�cação da densidade óssea nas regiões anatômicas da
coluna lombar e fêmur proximal. O responsável por esta dupla energia de fótons gama era semente
radioativa de Gadolínio-153, com fótons de 44 e 100 keV.
DEXA ou DXA Dual Energy x-rays Absorptiometry
Apenas no ano de 1987 as fontes radioativas foram substituídas por tubos de raios X. Através destes
novos equipamentos, mais regiões anatômicas e novas análises se tornaram possíveis. As vantagens
obtidas por esta nova metodologia de diagnóstico são menor tempo de exposição à radiação e melhor
exatidão e precisão. A evolução deste equipamento é dividida em duas gerações, sendo a segunda
geração denominada de FAN BEAM.
Comentário
O primeiro equipamento de densitometria óssea chegou ao Brasil somente no ano de 1989, ou seja, 25 anos após o início da
comercialização deste aparelho.
O surgimento da ultrossonogra�a
Os estudos relativos ao som são bem antigos. Os primeiros
relatos de observação foram realizados pelo italiano
Spallanzani. Ele constatou que os morcegos utilizam estes
recursos para poder enxergar durante o voo.
A publicação da teoria do som pelo cientista inglês John
William Strutt ocorreu no ano de 1877, inaugurando a física
acústica moderna. Sua aplicação foi posta em prática durante
a segunda guerra mundial, com em submarinos de geradores
de sons de baixa frequência, permitindo uma melhor referência
na navegação. Contudo, a grande maioria dos historiadores
considera a descoberta da piezoeletricidade, por Pierre Curie,
como o momento em que o ultrassom foi concebido.
 
 Ilustração do morcego utilizando
o som para localizar objetos.
 Ilustração do submarino
utilizando o som para se localizar
objetos.
Antes de se aventurar na descoberta da radioatividade, Pierre Curie e seu irmão, Jacques Curie, no ano de 1880, descobriram o
efeito piezelétrico.
Este efeito é de�nido através da aplicação de uma pressão mecânica na superfície de certos
cristais, produzindo som numa frequência superior a 20 KHz.
Com isso, perceberam que a energia mecânica se convertia em eletricidade e, que ao transmitir um pulso de ultrassom em
direção a uma superfície, parte deste som retorna com informações relativas a esta estrutura.
Com o desenvolvimento do SONAR (Sound Navigation and Ranging) e o RADAR (Radio Detection and Ranging), durante a segunda
guerra mundial, métodos mais avançados de detecção de distâncias e localização de objetos por meio de ondas sonoras foram
desenvolvidos. Até este momento, os estudos das ondas sonoras se resumiam às aplicações militares. Posteriormente, a
metalurgia apropriou-se deste método (1928) e só depois a área médica fez uso desta forma de energia para uso diagnóstico
(1920-1930).
Sua primeira avaliação na medicina foi em aplicações terapêutica em tratamento de gastrites, úlceras, artrite reumatoide e
aplicações neurológicas, na tentativa de regredir doença de Parkinson.
 Ultrassom terapêutico
Como ferramenta diagnóstica, o ultrassom foi utilizado pela primeira pelo neuropsiquiatra por Karl Theodore Dussik, em 1940, na
Universidade de Viena. Sua aplicação foi destinada à localização de tumores e dimensionamento de ventrículos cerebrais através
dos ecos sonoros que se propagam pelo crânio do paciente.
 Karl Theodore Dussik utilizando equipamento de ultrassom.
No ano de 1842, o matemático Johann Christian Andreas Doppler (1803-1853), editou uma obra literária explicando o efeito
Doppler. Este efeito permite medir a velocidade de objetos através da re�exão de ondas emitidas pelo próprio equipamento de
medida. Isso desencadeou o uso do ultrassom em avaliações médicas. Na medicina, o ultrassom Doppler é uma forma especial
de diagnóstico, útil na avaliação do �uxo sanguíneo do útero e vasos fetais.
Saiba mais
Antes de continuar seus estudos, conheça alguns importantes nomes e fatos no desenvolvimento da ultrassonogra�a médica.
<galeria/aula9/docs/nomes.pdf>
Início da ultrassonogra�a no Brasil
http://estacio.webaula.com.br/cursos/go0064/galeria/aula9/docs/nomes.pdf
No Brasil, a utilização da ultrassonogra�a teve seu início na
década de 1970, por intermédio do professor Bonilla com a
sua utilização ligada às avaliações obstétricas.
No ano de 1973, Dr. Paulo Costa, médico ginecologista,
proprietário do primeiro equipamento de ultrassom do Brasil
(aparelho Vidoson 635), realizava em seu consultório particular
em Pernambuco avaliações ginecológicas e obstétricas.
Este mesmo modelo de equipamento também foi adquirido no
ano de 1974 pela Maternidade de São Paulo e, no mesmo ano,
a Universidade Federal do Rio de Janeiro adquiriu o primeiro
equipamento da cidade carioca. Até aquele momento, estes
eram os únicos aparelhos do Brasil e da América Latina.
 Imagem da utilização do equipamento de USG Siemens Vidoson 635.
A origem da medicina nuclear
Apesar de remeter a uma modalidade nova na medicina, os conceitos de medicina nuclear tiveram suas primeiras aplicações logo
após a descoberta da radioatividade. Em 1896, o físico francês Antonie Henri Becquerel desenvolveu estudos utilizando
substâncias radioativas para observar o funcionamento �siológico de plantas.
O�cialmente, os fundamentos da medicina nuclear tiveram seu início no ano de 1913, através do químicohúngaro George de
Hevesy. Foi ele o responsável pelo desenvolvimento da ideia dos traçadores radioativos. No ano de 1923, foi realizado o primeiro
estudo em sistemas biológicos observando à biodistribuição do nitrato de chumbo em plantas.
A primeira aplicação em humanos ocorreu no ano de 1927. Os cientistas Blumgart e
Weiss administraram por via venosa uma solução aquosa contendo material radioativo
(radônio).
O objetivo desta aplicação foi avaliar o �uxo de sangue entre os membros superiores. Isto foi possível através do auxílio de
detectores de radiação, ainda sem a formação de imagens do estudo.
O principal fator que desencadeou o desenvolvimento da medicina nuclear foi com a invenção do acelerador de partículas
(cíclotrons ), por volta da década de 1930, com o cientista Ernest O. Lawrence, pois, até aquele momento, os elementos
radioativos conhecidos na época apresentavam certas restrições, como possuir pouca aplicação clínica e alta toxidades para o
organismo. Por estes motivos, não correspondiam muito bem às ideias para aplicações em seres humanos. Apenas com o
desenvolvimento do cíclotron foi possível a produção de novos elementos radioativos sintético , e, consequentemente, a
ampliação diagnóstica.
1
2
http://estacio.webaula.com.br/cursos/go0064/aula9.html
http://estacio.webaula.com.br/cursos/go0064/aula9.html
 Ernest O. Lawrence, à direita, em um ciclotron inicial em 1934.
As primeiras imagens obtidas em medicina nuclear foram produzidas na década de 1950. Em tais imagens era possível observar
a distribuição do elemento radioativo pelo corpo. Para sua formação, foi utilizado um equipamento denominado de cintígrafo
retilíneo. Contudo, suas imagens possuíam limitações na qualidade e velocidade.
Em 1958, Hal Anger desenvolveu o primeiro equipamento modelo gama-câmara (equipamentos utilizados até os dias atuais). Por
meio deste novo modelo de equipamento, houve signi�cativa melhoria na qualidade das imagens obtidas.
Desde então, descobertas e inovações tecnológicas contribuíram para que a medicina nuclear assumisse o protagonismo no
diagnóstico e até tratamento de diversas patologias. Alguns destes fatos marcantes são:
1 - Descoberta do Tecnécio-99 metaestável (99mTc) – No ano de 1964, com a descoberta deste novo
elemento radioativo, foi possível a expansão das aplicações em medicina nuclear de:
Baixa energia gama, possibilitando imagens de melhor qualidade;
Curta meia-vida radioativa, diminuindo a dose de radiação para o paciente;
Facilidade na marcação de moléculas. Isto permitiu o uso em diversos órgãos.
2 - Desenvolvimento das aplicações terapêuticas em medicina nuclear, como a iodoterapia ou quarto
com iodo terapêutico. Aplicado em tratamentos de tireoide, o paciente �ca isolado em um quarto
blindado.
3 - O desenvolvimento de sistemas tomográ�cos e, com isso, a incorporação de desta modalidade aos
estudos diagnósticos de medicina nuclear. Através da fusão de estudos funcionais PET (positron
emission tomography) com estudos morfológicos (tomogra�as computadorizadas), foi projetada a
modalidade PETCT.
3
http://estacio.webaula.com.br/cursos/go0064/aula9.html
4 - Atualmente, o Brasil já possui equipamentos de modalidades híbridas de PETRM, utilizados em
análises morfológicas e funcionais de sistemas e órgãos do nosso corpo.
A origem da radioterapia
Assim como foram relacionados os primórdios da medicina nuclear com a descoberta da radioatividade, a radioterapia também
iniciou seus primeiros passos quase que imediatamente após este momento. Prova disso é que Marie e Pierre Curie são
considerados pais da radioterapia. Logo após a descoberta dos primeiros elementos radioativos (polônio e rádio), foram
registradas tentativas de aplicações terapêuticas através do uso destas fontes.
Mesmo com a sua popularização ocorrendo no início do ano 1900, na cidade americana de Chicago, no ano de 1896, existem
relatos de que dr. Emil Grubbe, utilizou a aplicação de fontes radioativas para tratamento de estômago.
A aplicação da radioterapia é dividida em duas diferentes técnicas (braquiterapia e teleterapia). Contudo, em seus primórdios,
essas duas técnicas se chamavam respectivamente Curie-terapia e tele-Röntgen-gama-terapia.
 Teleterapia  Braquiterapia
Clique nos botões para ver as informações.
A braquiterapia é uma fonte em contato com o paciente.
Sua origem é relacionada ao fato histórico ocorrido em 1901, quando Pierre Curie sugeriu a Henri-Alexandre Danlos a
aplicação de uma fonte radioativa próximo a um tumor e, assim, percebeu que o efeito da radiação proporcionavam a sua
redução. Outro importante cientista que sugeriu a mesma aplicação foi Alexander Graham Bell.
Com uma �nalidade terapêutica, o instituto Curie, em Paris, e o hospital de St Luke's and Memorial, em Nova York, foram
pioneiros na aplicação médica da braquiterapia. Em um primeiro momento, problemas decorrentes da exposição em
trabalhadores desestimularam o crescimento desta modalidade. Somente com desenvolvimento de sistemas remoto,
minimizando os riscos aos operadores e pacientes e com a descoberta de novas fontes, a modalidade retomou sua
condição de crescimento.
A braquiterapia 
A teleterapia é um tratamento feito com a fonte a certa distância.
Na década de 1950, sugiram os primeiros equipamentos destinados ao tratamento de teleterapia que utilizavam raios X de
energia na faixa de quilovoltagem e aparelhos com fonte radioativa de Rádio-226. Posteriormente, surgiram novos
equipamentos com outras fontes radioativas, como o Césio-137 e o Cobalto-60. Por meio destes elementos, utilizavam-se as
radiações gama emitidas de forma natural. Entre todas estas opções de fontes, a mais utilizadas é a cobaltoterapia, cujos
equipamentos que surgiram em 1951, sendo os primeiros da Inglaterra e do Canadá.
Teleterapia 
A braquiterapia
A braquiterapia é uma fonte em contato com o paciente.
Sua origem é relacionada ao fato histórico ocorrido em 1901,
quando Pierre Curie sugeriu a Henri-Alexandre Danlos a
aplicação de uma fonte radioativa próximo a um tumor e,
assim, percebeu que o efeito da radiação proporcionavam a
sua redução. Outro importante cientista que sugeriu a mesma
aplicação foi Alexander Graham Bell.
Com uma �nalidade terapêutica, o instituto Curie, em Paris, e o
hospital de St Luke's and Memorial, em Nova York, foram
pioneiros na aplicação médica da braquiterapia. Em um
primeiro momento, problemas decorrentes da exposição em
trabalhadores desestimularam o crescimento desta
modalidade. Somente com desenvolvimento de sistemas
remoto, minimizando os riscos aos operadores e pacientes e
com a descoberta de novas fontes, a modalidade retomou sua
condição de crescimento.
 Braquiterapia
A evolução dos equipamentos de teleterapia
A teleterapia é um tratamento feito com a fonte a certa
distância.
Na década de 1950, sugiram os primeiros equipamentos
destinados ao tratamento de teleterapia que utilizavam raios X
de energia na faixa de quilovoltagem e aparelhos com fonte
radioativa de Rádio-226. Posteriormente, surgiram novos
equipamentos com outras fontes radioativas, como o Césio-
137 e o Cobalto-60. Por meio destes elementos, utilizavam-se
as radiações gama emitidas de forma natural. Entre todas
estas opções de fontes, a mais utilizadas é a cobaltoterapia ,
cujos equipamentos que surgiram em 1951, sendo os
primeiros da Inglaterra e do Canadá.
4
 Teleterapia
http://estacio.webaula.com.br/cursos/go0064/aula9.html
Equipamentos de quilovoltagem
São compostos por tubos de raios X que operam na faixa energética de 50 a 150 kV e, por isso, tiveram sua aplicação voltada
para tratamento de tumores epiteliais, não sendo uteis em aplicações de tratamentos internos.
Equipamento Acelerador linear
O primeiro registro de equipamentos acelerador linear de partículas foi em 1953, no hospital Hammersmith, Londres. Eles
produzem fótons com energia acima de 1 MeV. Atualmente, é possível encontrar equipamentos que utilizam mais de uma faixa de
energia (de acordo com a necessidade do tratamento) com valorescompreendidos entre 5 e 30 MeV. Assim como os
equipamentos de quilovoltagem, os aceleradores lineares produzem radiação de modo arti�cial. Por volta da década de 1980,
essa tecnologia começou a substituir os aparelhos de quilovoltagem e os de cobaltoterapia. Contudo, no Brasil, ainda é possível
observar equipamentos de cobalto em utilização.
Tratamentos bidimensional e tridimensional
O planejamento é a fase mais importante de um tratamento, pois é nele que são de�nidos: volume-alvo, margens de segurança e
movimento, órgãos que serão protegidos, quantidade de campos de tratamento e direções dos campos de tratamento.
Somente após o surgimento da tomogra�a computadorizada, na década de 1970, foi possível o desenvolvimento de um
planejamento mais assertivo (tratamentos tridimensionais). Antes disso, todos os tratamentos eram baseados em imagens
radiográ�cas (tratamentos bidimensionais). Esta mudança foi um grande marco evolutivo da radioterapia.
Atividade
1. Sobre o diagnóstico por densitometria óssea, qual das opções abaixo não representa uma fonte de energia que já foi ou é
utilizada por esta modalidade?
a) Fonte radioativa de Iodo-125 com emissão de fóton gama de 27 keV
b) Fonte radioativa de Amerício-241 com emissão de fóton gama de 60 keV
c) Fonte radioativa de Gadolínio-153 com emissão de fóton gama de 44 e 100 keV
d) Ampola de raios X
e) Fonte radioativa de Césio-137 com emissão de fóton gama de 1.17 MeV
2. Sobre a evolução das imagens diagnósticas de ultrassonogra�a, podemos perceber a mudança nas características das
imagens produzidas relativas à quantidade de tons de cinza. Qual foi impacto gerado nas avaliações diagnósticas?
a) Alto contraste: melhor resolução espacial
b) Baixo contraste: melhor resolução espacial
c) Baixo contraste: melhor nitidez da imagem
d) Alto contraste: melhor densidade ópticas
e) Alto contraste: melhor nitidez da imagem
3. Identi�que o equipamento descrito no trecho abaixo.
“Estes modernos equipamentos utilizados em teleterapia para tratamento de pacientes com câncer geram uma forma de
radiação arti�cial, através de uma apropriada alimentação elétrica. Para que seja produzida esta radiação, é necessário que entre
em ação um dispositivo capaz de acelerar partículas e, assim, produzir fótons de megavoltagem, que serão direcionados à região
de tratamento do paciente. Estes equipamentos representam o que há de mais moderno em tratamentos de teleterapia.”
a) Cobaltoterapia
b) Braquiterapia
c) Aparelhos de quilovoltagem
d) Planejamento tridimensional
e) Acelerador linear
Notas
cíclotrons1
Trata-se de equipamento em que um feixe de partículas sofre a ação de um campo elétrico constante e de alta frequência e um
campo magnético estático e perpendicular.
sintético2
É aquilo que é desenvolvido de modo arti�cial pela síntese de outros componentes.
PET3
Utiliza um elemento radioativo emissor de radiação beta (+) para formação das imagens.
cobaltoterapia4
São aparelhos que utilizam o cobalto-60 como fonte radioativa.
Referências
<//www.ufrgs.br/bio�sica/DensitometriaOssea.pdf/ <//www.ufrgs.br/bio�sica/DensitometriaOssea.pdf> >. Acesso em: 06 fev.
2019.
<//www.ob-ultrasound.net/history1.html <//www.ob-ultrasound.net/history1.html> >. Acesso em: 06 fev. 2019.
<//linkpat.info/cyclotron-lawrence-0bec.html <//linkpat.info/cyclotron-lawrence-0bec.html> >. Acesso em: 06 fev. 2019.
http://www.ufrgs.br/biofisica/DensitometriaOssea.pdf
http://www.ob-ultrasound.net/history1.html
http://linkpat.info/cyclotron-lawrence-0bec.html
Próxima aula
Relatos históricos da não justi�cativa do uso materiais radioativos e exposições à radiação.
Explore mais
Assista ao vídeo:
O funcionamento de um acelerador de partículas <https://www.youtube.com/watch?v=74NjzNHeAq8> .
https://www.youtube.com/watch?v=74NjzNHeAq8