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Aplicações médicas dos Raios-X
Mário Antônio Bernal Rodríguez 1
1Professor Visitante. Instituto de Fśica Gleb Wataghin. UNICAMP
XXVII Oficina de Física Cesar Lattes
20 Agosto, 2011
Resumo
1 Breve história
2 Produção de raios-X
3 Aplicações no diagnóstico
4 Aplicações na terapia
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Descubrimento dos Raios-X
Em 28 de Dezembro de 1895,
Wilhelm Conrad Röntgen
publicou o artigo "Sobre uma
nova espécie de Raios", 50 dias
depois de ter descoberto os
Raios-X. Ele usou um tubo de
raios catódicos (elétrons).
Prêmio Nobel de Física em
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Descubrimento dos Raios-X
Primeira radiografia. Feita sobre
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Descubrimento dos Raios-X
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Efeitos como eritema, queda do
cabelo, necrosis, câncer e
morte. Porém, os efeitos
biológicos desta radiação ainda
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com raios-X
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Como são produzidos os raios-X?
Geração de raios-X
Um feixe de elétrons é
acelerado contra um alvo de
material pesado. Geralmente é
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raios-X
J. T. Bushberg et al. The essential physics of medical imaging
Como são produzidos os raios-X?
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Um pouco de física...
Radiação de freagem
(Bremsstrahlung)
O elétron é atraído pelo núcleo
de um átomo e é desviado da
sua trajetória. A energia perdida
durante esta freada é emitida
como um fóton (Raio-X).
Este efeito produz um espectro
contínuo de energia dos
raios-X.
Diagrama simplificado do
processo
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Raios-X característicos
Um elétron externo pode
arrancar um elétron do átomo,
criando uma vacância. Esta
vacância é preenchida por um
elétron de uma camada
externa, se emitindo um fóton
de raio-X.
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deferência entre as energias
das camadas eletrônicas
envolvidas. Por isso se chama
raio-X característico.
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processo
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Espectro de raios-X
O espectro resultante dos dois
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contínuo (Bremsstrahlung) e
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característicos)
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Tungstênio
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Radiografia convencional
Princípio de funcionamento
Os raios-X atravessam o corpo
e formão uma imagem em uma
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radiográfica). O contraste é
devido à atenuação diferencial
dos raios-X pelos diferentes
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É o método de diagnóstico por
imagem mais usado na
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Radiografia de tórax
J. T. Bushberg et al. The essential physics of medical imaging.
Mamografia
Princípio de funcionamento
Igual que na radiografia
convencional mas usa feixes
com menores energias para
obter maios contraste. Aliás, os
écrans e películas são
diferentes às convencionais.
Mamografia
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Fluoroscopia
Princípio de funcionamento
Igual que na radiografia
convencional mas não usa
placa radiográfica e pode se ver
imagens em tempo real, com
até 30 quadros/s. Usa um
intensificador de imagem para
reduzir a dose no paciente. O
intensificador é acoplado a uma
câmara e monitor de vídeo.
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Tomografia computadorizada (TAC)
Princípio de
funcionamento
Um feixe de raios-X tipo
leque gira ao redor do
paciente. Os dados de
transmissão da radiação são
usados para reconstruir um
corte anatômico do paciente.
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Tomografia computadorizada (TAC)
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Radioterapia
Por que a radioterapia?
A radiação ionizante produz dano no DNA. As células tumorais têm
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Feixes raios-X de baixa energia (100-300 kV) são usados na terapia
superficial (tumores na pele ou pouco profundos) e de alta energia
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Radioterapia
Funcionamento
Um feixe de raios-X de alta
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  • 1. Aplicações médicas dos Raios-X Mário Antônio Bernal Rodríguez 1 1Professor Visitante. Instituto de Fśica Gleb Wataghin. UNICAMP XXVII Oficina de Física Cesar Lattes 20 Agosto, 2011
  • 2. Resumo 1 Breve história 2 Produção de raios-X 3 Aplicações no diagnóstico 4 Aplicações na terapia
  • 3. Resumo 1 Breve história 2 Produção de raios-X 3 Aplicações no diagnóstico 4 Aplicações na terapia
  • 4. Resumo 1 Breve história 2 Produção de raios-X 3 Aplicações no diagnóstico 4 Aplicações na terapia
  • 5. Resumo 1 Breve história 2 Produção de raios-X 3 Aplicações no diagnóstico 4 Aplicações na terapia
  • 6. Descubrimento dos Raios-X Em 28 de Dezembro de 1895, Wilhelm Conrad Röntgen publicou o artigo "Sobre uma nova espécie de Raios", 50 dias depois de ter descoberto os Raios-X. Ele usou um tubo de raios catódicos (elétrons). Prêmio Nobel de Física em 1901. Wilhelm C. Roentgen
  • 7. Descubrimento dos Raios-X Primeira radiografia. Feita sobre a mão da esposa de Roentgen. Este descobrimento produziu uma revolução nos métodos diagnósticos médicos. Primeira radiografia
  • 8. Descubrimento dos Raios-X Só trouxe benefícios? Muitos efeitos biológicos devidos á irradiação com raios-X foram pouco a pouco se conhecendo. Efeitos como eritema, queda do cabelo, necrosis, câncer e morte. Porém, os efeitos biológicos desta radiação ainda são usados com fins terapêuticos (Radioterapia). Amputação devido a irradiação com raios-X Rev. Imagem 2005: 27(4):281-286
  • 9. Como são produzidos os raios-X? Geração de raios-X Um feixe de elétrons é acelerado contra um alvo de material pesado. Geralmente é usado Tungstênio, Molibdênio ou Ródio. Diagrama de um tubo de raios-X J. T. Bushberg et al. The essential physics of medical imaging
  • 10. Como são produzidos os raios-X? Tubo de vidro Siemens home page. Tubos de aparelho médico Siemens home page.
  • 11. Um pouco de física... Radiação de freagem (Bremsstrahlung) O elétron é atraído pelo núcleo de um átomo e é desviado da sua trajetória. A energia perdida durante esta freada é emitida como um fóton (Raio-X). Este efeito produz um espectro contínuo de energia dos raios-X. Diagrama simplificado do processo www4.nau.edu
  • 12. Um pouco de física... Raios-X característicos Um elétron externo pode arrancar um elétron do átomo, criando uma vacância. Esta vacância é preenchida por um elétron de uma camada externa, se emitindo um fóton de raio-X. A energia deste raio e igual á deferência entre as energias das camadas eletrônicas envolvidas. Por isso se chama raio-X característico. Diagrama simplificado do processo
  • 13. Um pouco de física... Espectro de raios-X O espectro resultante dos dois processos anteriores é uma superposição entre um espectro contínuo (Bremsstrahlung) e outro discreto (Raios-X característicos) Espectro produzido por alvo de Tungstênio J. T. Bushberg et al. The essential physics of medical imaging.
  • 14. Radiografia convencional Princípio de funcionamento Os raios-X atravessam o corpo e formão uma imagem em uma película sensível (placa radiográfica). O contraste é devido à atenuação diferencial dos raios-X pelos diferentes tecidos. É o método de diagnóstico por imagem mais usado na medicina. Radiografia de tórax J. T. Bushberg et al. The essential physics of medical imaging.
  • 15. Mamografia Princípio de funcionamento Igual que na radiografia convencional mas usa feixes com menores energias para obter maios contraste. Aliás, os écrans e películas são diferentes às convencionais. Mamografia J. T. Bushberg et al. The essential physics of medical imaging.
  • 16. Fluoroscopia Princípio de funcionamento Igual que na radiografia convencional mas não usa placa radiográfica e pode se ver imagens em tempo real, com até 30 quadros/s. Usa um intensificador de imagem para reduzir a dose no paciente. O intensificador é acoplado a uma câmara e monitor de vídeo. Fluoroscôpio utherus.com.br
  • 17. Tomografia computadorizada (TAC) Princípio de funcionamento Um feixe de raios-X tipo leque gira ao redor do paciente. Os dados de transmissão da radiação são usados para reconstruir um corte anatômico do paciente. Aparelho Siemens web site
  • 19. Tomografia computadorizada (TAC) AngioTAC Siemens web site Reconstruição de cabeza e colo Siemens web site
  • 20. Radioterapia Por que a radioterapia? A radiação ionizante produz dano no DNA. As células tumorais têm dificuldade para reparar o este dano, então elas são mais sensíveis à radiação do que as sadias. Feixes raios-X de baixa energia (100-300 kV) são usados na terapia superficial (tumores na pele ou pouco profundos) e de alta energia (6-18 MV), na radioterapia profunda (tumores em qualquer profundidade no paciente).
  • 21. Radioterapia Funcionamento Um feixe de raios-X de alta energia, ∼6-18 MV, é gerado acelerando elétrons e fazendo eles atingir um alvo de material pesado, geralmente Tungstênio. O cabeçote do aparelho pode girar ao redor do paciente. Acelerador linear its.uvm.edu
  • 22. Radioterapia Tratamentos O paciente é deitado em uma maca e é tratado com um o vários campos de irradiação. Paciente em CLINAC einstein.edu