Biofisica Aplicada ao Radiodiagnóstico

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Biofísica aplicada ao 
radiodiagnóstico
Biofísica aplicada ao radiodiagnóstico
• O que é Radiologia ?
• “É a ciência que estuda a aplicação das radiações nas atividades de Saúde”.
• Graças ao uso da radiação na medicina, o campo da saúde tem avançado no
diagnóstico e tratamento de várias doenças.
• Um dos destaques vai para o câncer, que foi, durante muito tempo, uma
sentença de morte.
• Hoje, pacientes que têm acesso a terapias que utiliza-se radiação (medicina
nuclear), chances reais de remissão e até cura de um câncer.
Biofísica aplicada ao radiodiagnóstico
• Uso da radiação na medicina
• RADIAÇÃO - Podemos dizer que radiação é a energia emitida por uma fonte,
que se propaga pelo espaço e tem a capacidade de penetrar materiais.
• As radiações são ondas eletromagnéticas ou partículas e, portanto, contêm carga
elétrica e magnética.
• Elas podem ser naturais ou criadas a partir de dispositivos inventados pelo
homem.
• As radiações eletromagnéticas estão presentes no dia a dia da maioria das pessoas.
• Luz, ondas de rádio e micro-ondas, raio X e radiação gama são as mais comuns.
• Já as radiações alfa, beta, feixes de prótons e elétrons são exemplos de radiações
em forma de partículas.
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• Nas últimas décadas, fontes de radiação passaram a ser temidas por muita gente,
devido a grandes catástrofes como: ACIDENTE DE CHERNOBYL E DE GOIÂNIA
• ACIDENTE DE CHERNOBYL – aconteceu em 26 de abril 1986 (maior acidente nuclear da
história) – ocorreu na usina Lenin (localizada em Pripyat, a cerca de 20Km da cidade de
Chernobyl, na extinta União Soviética (atual território ucraniano) >>>> Matou milhares de
pessoas e contribuiu para o fim da União Soviética.
• Tudo ocorreu durante um teste de segurança que estava em curso e resultou na explosão do
reator 4 – devido falhas no sistema hidráulico de resfriamento;
• Com a explosão, dois trabalhadores da usina foram mortos e, na sequência, um incêndio no
reator 4 iniciou-se e estendeu-se durante dias.
• A explosão deixou o reator nuclear exposto, e o incêndio foi responsável por jogar na
atmosfera uma elevada quantidade de material radioativo.
https://brasilescola.uol.com.br/historia/chernobyl-acidente-nuclear.htm
Até hoje não se sabe a quantidade de pessoas que morreram por conta
do acidente de Chernobyl, e esse é um dos assuntos mais polêmicos
quando se fala do acidente.
O maior problema foi o césio-137,
cuja meia-vida leva mais de 30 anos. A
precipitação do pó de césio-137 na
atmosfera tornou a região de
Chernobyl inabitável por um tempo
que varia entre 3.000 e 20.000 anos.
Outra importante consequência do acidente de Chernobyl foi o aumento:
• Câncer de tireoide
• Muitos casos de leucemia
O que foi feito para conter o acidente? - Logo depois da explosão do reator 4,
os bombeiros de Pripyat foram convocados para apagar o incêndio. Como o
trabalho dos bombeiros não trouxe resultados, decidiu-se jogar materiais,
como areia e boro, para conter o incêndio e diminuir a dispersão do material
radioativo. Logo depois foi construída estrutura chamada de “sarcófago”
sobre o reator, para conter o material radioativo como urânio e plutônio.
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• ACIDENTE RADIOLÓGICO DE GOIÂNIA
• Conhecido como acidente com o césio-137, foi um grave episódio de contaminação por
radioatividade ocorrido no Brasil.
• A contaminação teve início em 13 de setembro de 1987, quando um aparelho utilizado em
radioterapias foi encontrado dentro de uma clínica abandonada, no centro de Goiânia, em
Goiás;
• O instrumento foi encontrado por catadores de um ferro-velho do local, que entenderam
tratar-se de sucata – e dessa forma gerando um rastro de contaminação (pó brilhante azul)
• E todos os indivíduos contaminados (césio-137) foram tratados com Azul da Prússia.
• Foi o maior acidente radioativo do Brasil e o maior do mundo ocorrido fora das usinas
nucleares, além de ser considerado também o maior incidente envolvendo uma fonte
radioativa desde sempre.
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• Essas ocorrências envolveram a liberação de elementos radioativos sem medidas
de controle, levando à ampla exposição, deformações, canceres, queimaduras e
mortes.
• Por outro lado, é inegável a contribuição da radiação no diagnóstico e tratamento
de doenças.
• Assim, entidades como o Instituto Nacional do Câncer (INCA) alertam para o uso
controlado das radiações, a fim de promover benefícios à saúde da população
exposta.
• Os efeitos, benéficos ou não, dependem do tipo de radiação, tempo e
intensidade da exposição.
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• História da descoberta dos Raios X
• O uso da radiação na medicina teve início em 1895, com a publicação do
artigo “Sobre uma nova espécie de raios”.
• Nele, o físico alemão Wilhelm Conrad Roentgen comentou a descoberta dos
Raios X e sua capacidade de produzir fotografias internas do corpo.
A primeira radiografia da história foi a
da mão esquerda de Anna Bertha
Ludwig Röntgen, sua mulher.
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• História da descoberta dos Raios X
• A nova técnica marcou o nascimento da radiologia médica, representando um
progresso considerável.
• Afinal, não era mais necessário realizar cirurgias exploratórias para
diagnosticar doenças.
• Anos depois, surgiram tecnologias cada vez mais avançadas, dando origem a
aparelhos de tomografia, de ressonância magnética e à medicina nuclear.
• Na seguinte ordem, de acontecimentos >>>>>>>>>>>>>>
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• História da descoberta dos Raios X
• No Brasil, o médico Francisco Pereira das Neves iniciou suas experiencias com
os raios X no inicio de 1896, no gabinete de física da Faculdade Nacional de
Medicina (atual UFRJ)
• Em 22 de dezembro de 1896, foi realizada a primeira radiografia a serviço da
medicina clínica, na Cidade do Rio de Janeiro
• Em 1950, surgiu o intensificador de imagens e a automação
• Em 1958, teve início a utilização médica do Ultrassom (não usa radiação)
• Anos depois, surgiram tecnologias cada vez mais avançadas, dando origem a
aparelhos de tomografia, de ressonância magnética e à medicina nuclear.
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• História da descoberta dos Raios X
• Tomografia computadorizada (TC) – surgiu no inicio da década de 1970
• Ressonância Nuclear Magnética (RNM) – surgiu no final da década de 1970, e
representou um novo impulso no diagnostico através de imagens.
Aparelho de Tomografia 
computadorizada
Aparelho de Ressonância 
Magnética 
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• MEDICINA NUCLEAR
• A OMS define a Medicina Nuclear, como sendo uma
especialidade que se ocupa do diagnóstico, tratamento
e investigação médica mediante o uso de radioisótopos
como fontes radioativas abertas.”
• Por meio de substâncias contendo baixas quantidades
de radiação (radiofármacos), essa especialidade dá
suporte à cardiologia, neurologia, hematologia, dentre
outras áreas.
• Embora as radiografias e a medicina nuclear integrem o
mesmo campo (a radiologia), elas partem de princípios
distintos.
Radiofármacos são substâncias 
emissoras de radiação.
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• MEDICINA NUCLEAR
• RADIOGRAFIAS - focam em características anatômicas,
• MEDICINA NUCLEAR - se concentra no funcionamento dos órgãos e sistemas.
• Uma de suas aplicações mais conhecidas aparece no detalhamento do câncer,
determinando o tipo e extensão de tumores.
• A partir desses dados, especialistas podem tomar decisões mais assertivas
sobre o tratamento e alívio de sintomas.
• Além do câncer, doenças como embolia pulmonar, infecções agudas e infarto
do miocárdio são diagnosticadas pela medicina nuclear.
• Alguns radiofármacos também servem para combater dores nos ossos,
hipertireoidismo ou para tratar o câncer na tireoide.
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• TIPOS DE RADIAÇÕES
• As radiações podem ser de diferentes tipos – ionizantes e não ionizantes
• Não ionizantes – possuem uma quantidade menor de energia, apresentandoriscos baixos. É o caso da luz, calor, micro-ondas e das ondas de rádio.
• Ionizantes - têm origem no núcleo dos átomos, contendo alta quantidade de
energia. Elas são capazes de provocar a perda de elétrons, alterando o estado
físico dos átomos – em um processo que se chama ionização.
• Pilares da radiologia médica, os raios X são exemplos de radiação
ionizante.
• Os tipos utilizados pela medicina nuclear são as radiações ionizantes:
• Alfa, Beta e Gama
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• TIPOS DE RADIAÇÕES
• RADIAÇÃO BETA – é uma partícula emitida pelo núcleo
de um átomo instável (Ex. Césio 137 emite partículas
beta)
• As partículas beta têm alta velocidade (cerca de 270.000
km/s), mas sua capacidade de penetração no tecido
humano é de aproximadamente 1 cm.
• Por isso, elas podem causar danos superficiais à pele,
mas não aos órgãos, a menos que sejam ingeridas ou
aspiradas.
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• TIPOS DE RADIAÇÕES
• RADIAÇÃO ALFA – é uma partícula que possui massa
e carga elétrica maior que uma partícula beta, mas
atinge uma velocidade menor (cerca de 20.000 km/s);
• A capacidade de penetração é baixa – não costuma
ultrapassar a camada externa de células mortas acima
da pele.
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• TIPOS DE RADIAÇÕES
• RADIAÇÃO GAMA – Ao contrário das radiações Alfa e Beta, que são constituídas por
partículas, a radiação gama é formada por ondas eletromagnéticas emitidas por núcleos
instáveis logo em seguida à emissão de uma partícula Alfa ou Beta.
Os raios gama são extremamente penetrantes,
sendo detido somente por uma parede de concreto
ou metal. Tem altíssima velocidade que se iguala à
velocidade da luz (300 000 km/s).
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• TIPOS DE RADIAÇÕES
• RAIOS X - não vêm do centro dos átomos, como
os raios Gama.
• Para obter-se raios-X, uma máquina acelera
elétrons e os faz colidir contra uma placa de
chumbo, ou outro material. Na colisão, os elétrons
perdem a energia cinética, ocorrendo uma
transformação em calor (quase a totalidade) e um
pouco de raios-X.
Portanto, apresentam grande poder de 
penetração em diversos materiais, 
inclusive no corpo humano.
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• Riscos do uso da radiação na medicina
• Quando há baixa exposição, praticamente não existem efeitos colaterais
graves.
• Ocasionalmente, pode haver alergia leve ou vermelhidão na parte exposta
aos rádios e partículas.
• Isso explica por que, muitas vezes, é benéfico realizar exames e tratamentos
com radiação.
• O problema é que ela tem efeito cumulativo.
• Em outras palavras, após períodos de exposição, a radiação ionizante pode até alterar o
DNA das células, aumentando o risco de desenvolver doenças, como o câncer.
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• Principais exames com uso da radiação na
medicina
• RADIOGRAFIA DE RAIO X - Utiliza raios X para
registrar uma espécie de fotografia interna do corpo.
• Uma de suas principais limitações é a captação em
somente duas dimensões, mostrando estruturas
anatômicas sobrepostas.
• Esses tecidos aparecem com maior nitidez nas
radiografias, pois absorvem mais radiação.
• Partes moles como os órgãos absorvem menos
radiação, aparecendo em tons mais escuros nas
imagens.
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• Principais exames com uso da radiação na
medicina
• TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA - Também
usa raios X para mostrar partes internas, mas as
imagens geradas são transversais.
• O aparelho utilizado no teste (tomógrafo) possui
um tubo que gira 360º em torno do paciente,
colhendo imagens em cortes de uma mesma
estrutura anatômica.
• Esses registros podem, inclusive, ser sobrepostos
para formar imagens em 3D. Tomografia computadorizada 
– 3d 
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• Principais exames com uso da radiação na
medicina
• RESSONÂNCIA MAGNÉTICA NUCLEAR - O
equipamento utilizado na ressonância magnética
usa um campo magnético e ondas de rádio para
gerar imagens de alta resolução.
• A RM é particularmente eficaz para visualizar
partes moles e áreas como articulações.
• Outra vantagem é que o exame não usa radiação
ionizante, podendo ser realizado em gestantes,
sem riscos ao feto. RMN – Articulação 
quadril
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• Principais exames com uso da radiação na
medicina
• CINTILOGRAFIA - Esse é um dos principais exames da medicina
nuclear.
• Usando substâncias (radiofármacos) que emitem sinais detectados
pela câmara de cintilação, o teste revela pontos afetados por
patologias.
• Quando é realizado no coração, por exemplo, mostra áreas com
isquemia (obstrução no fluxo sanguíneo).
• Em pacientes com câncer, a cintilografia aponta metástase ou
retorno de células doentes após uma operação.
Cintilografia óssea com 
metástase
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• Principais exames com uso da radiação na
medicina
• MAMOGRAFIA - Também conhecido como radiografia
das mamas, o teste usa raios X para monitorar
alterações no tecido mamário.
• Devido ao baixo custo, simplicidade e disponibilidade,
a mamografia é o principal exame de rastreamento do
câncer de mama em vários países.
• Especialistas recomendam que as mulheres sem
histórico da doença realizem uma mamografia anual, a
partir dos 40 anos de idade.
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• Outras aplicações da radiação na medicina
• A radiação tem aplicações terapêuticas, especialmente na área de medicina
nuclear.
• Os radiofármacos ajudam no tratamento de patologias e alívio de sintomas.
• O iodo-131, por exemplo, se acumula na tireoide e emite radiações gama,
destruindo células cancerígenas enfraquecidas.
• Já o samário-153 combate o câncer nos ossos, além de atuar como
analgésico, reduzindo dores provocadas por metástases.
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• Radiofármacos e radiotraçadores
• Esses compostos são formados por moléculas ligadas a radioisótopos –
elementos com o mesmo número de partículas positivas (prótons), dos quais
ao menos um é radioativo.
• Radioisótopos artificiais também são chamados radiotraçadores.
• Eles podem se transportar pelo organismo, chegando a determinados tecidos
e emitindo radiação gama nesses locais.
• Em alguns casos, a radiação é usada para destruir células cancerosas.
• Na cintilografia, ela é detectada pela câmara de cintilação e transformada em
imagem, diagnosticando patologias.
• Tecnécio-99 e gálio-67 são exemplos de radiotraçadores.
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• Radioterapia
• A radioterapia consiste no emprego de
radiação ionizante para combater diferentes
tipos de câncer, como o de mama, próstata e
pulmão.
• Esse tratamento pode impedir que as células
cancerosas aumentem, ou até destruí-las.
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• Radioterapia 
• Existem dois tipos de radioterapia – Teleterapia externa e braquiterapia
• Na teleterapia ou radioterapia externa - o paciente recebe aplicações
diárias de radiação, emitidas por um aparelho que fica afastado.
• Braquiterapia - corresponde a aproximadamente 20% das indicações
médicas, pois é mais agressivo.
• Nele, aplicadores são colocados diretamente sobre a região tratada, e a
radiação é emitida do aparelho para os aplicadores.
Braquiterapia Teleterapia 
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• CONCLUSÕES 
• A Radiologia, a princípio, pode ser subdividida em duas
vertentes, que configuram duas especialidades médicas
distintas:
• Radiodiagnóstico – diagnóstico
• Radioterapia – tratamento
FIM