manual de fisica radiologica
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Física Radiológica
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Anderson Fernandes Moraes Vladimir Jardim
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O desenvolvimento da radiologia está associado a diversas áreas, mas tem como alicerce a Física.
Portanto, é sumariamente importante que o profi s-sional da radiologia compreenda a Física em sua tota-lidade para execução plena de seu exercício profi ssio-nal. Neste Manual de Física Radiológica encontramos todo o suporte necessário para o entendimento da matéria e seus cálculos, de forma simples e prática, o que torna este guia um excelente complemento disciplinar.
Anderson Fernandes Moraes
Mestrando em Reabilitação do Equilíbrio Corporal pela Univer-
sidade Bandeirante de São Paulo (Uniban). Pós-graduado em
Imagenologia pela Universidade Nove de Julho (Uninove). Tec-
nólogo em Radiologia pelo Centro Universitário São Camilo.
Técnico em Radiologia pelo Colégio Técnico João Paulo I. Co-
ordenador e docente no curso superior de Tecnologia em Ra-
diologia na Faculdade Método de São Paulo (Famesp). Docente
no curso superior de Tecnologia em Radiologia na Universidade
Paulista (Unip). Supervisor de aplicações técnicas radiológicas
no Centro de Diagnósticos em Medicina Nuclear (Cedimen).
Vladimir Jardim
Bacharel e licenciado em Física pela Pontifícia Universidade
Católica de São Paulo (PUC-SP). Pedagogo pela Universidade
Nove de Julho (Uninove). Especialista em Psicopedagogia Insti-
tucional pela Universidade Cândido Mendes. Professor de Física
(ensino médio) no Colégio Santa Lucia Filippini. Professor do
laboratório de ciências para o ensino fundamental. Coordena-
dor geral e vice-diretor da Faculdade Método de São Paulo (Fa-
mesp). Interlocutor do Projeto Bolsa Alfabetização da Famesp.
9 7 8 8 5 7 7 2 8 1 8 9 3
ISBN 978-85-7728-189-3
capa manual_orelha_1_11.indd 1 12/14/10 5:12 PM
Breve histórico da radiologia
Os raios X foram descobertos pelo físico ale-
mão Wilhelm Conrad Roentgen em 8 de no-
vembro de 1895, quando utilizou a mão es-
querda de sua esposa, Bertha, e realizou a
primeira radiografia, que lhe rendeu em 1901
o Prêmio Nobel de Física.
Figura 2.1 Wilhelm Roentgen.
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27Essa descoberta causou grande avanço no
meio médico, pois possibilitou a melhoria no
diagnóstico de patologias. Com o tempo foram
surgindo diversas modificações nos equipa-
mentos, como tubos de raios X, grades antidifu-
soras e diafragmas com a finalidade de diminuir
a quantidade de raios X e, consequentemente,
reduzir a exposição do paciente.
Figura 2.2 Primeira radiografia.
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28 Na Inglaterra, em abril de 1896, foi realizada a
primeira radiografia de um projétil de arma de
fogo no interior do crânio de um paciente.
Oppenhein, em novembro de 1899, descreveu
um tumor epifisário causando a destruição de
uma sela turca.
Hensxhen, em março de 1911, radiografou a
orelha interna de um paciente que demonstra-
va aumento do vestíbulo causado por tumor
do nervo acústico.
Lackett e Stenvard, em novembro de 1912, ao
estudar uma fratura do crânio, visualizaram ar
nos ventrículos cerebrais.
Dandy, em 1918, por meio da administração
do ar em substituição ao liquor, desenvolveu
a ventriculografia cerebral e trouxe um grande
avanço do diagnóstico das patologias cere-
brais.
Egas Moniz, em julho de 1927, realizou a intro-
dução de um meio de contraste positivo por
um cateter na artéria carótida de um paciente,
desenvolvendo a angiografia cerebral.
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Modelo atômico
4.
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Modelo atômico
Na Grécia do século V a.C., os filósofos Leucipo e
Demócrito descreveram a teoria atomística. Eles
afirmavam que o universo tem o átomo como
uma constituição elementar única e que possui
como principais características ser uma partí-
cula invisível, indivisível, impenetrável e ani-
mada de movimento próprio. Por serem ideias
avançadas para a época, so mente no início do
século XIX alguns pesquisadores no campo da
química retomaram a teoria atomística.
Em 1803, John Dalton (1766-1844), químico e
físico inglês, fundador da teoria atômica mo-
derna, apresentou na Sociedade Literária e
Filosófica de Manchester, na Inglaterra, uma
memória chamada de Absorção de gases pela
água e outros líquidos, em que estabelece os
princípios básicos de sua famosa teoria atô-
mica que demonstram que a pressão total de
uma mistura de gases é igual à soma das pres-
sões parciais dos gases que a constituem.
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sor de física de Cavendish-Cambridge, colo-
cou em dúvida a teoria de Dalton através dos
seus experimentos com descargas elétricas
em tubos de raios catódicos. Acreditava que o
átomo deveria ser constituído de duas partes,
uma negativa e outra positiva, pois se sabia
na época que o átomo era eletricamente neu-
tro. Essa estrutura foi chamada de Pudim de
Ameixas, em que os elétrons eram conside-
Figura 4.2 Dimitri Mendeleev.
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átom
o57nêutrons (N) é igual ao número de massa (A).
Os elétrons ficam fora do núcleo e têm peque-
na massa. Para simplificar, foi criada, para
cada átomo, uma forma de escrita abreviada,
explicada a seguir:
AXNZ
em que:
t X é o símbolo do elemento;
t Z é o número de prótons (número atômico);
t N é o número de nêutrons;
t A é a soma de prótons e nêutrons (número
de massa atômica).
Utilizando essa nomenclatura, pode-se agru-
par alguns átomos de acordo com o número
de prótons ou nêutrons existentes no núcleo,
bem como seu número de massa.
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58 Calculando o número de massa de um elemento químico
A = Z + N
ou até mesmo
A = p + N
em que:
t p é o número de prótons do núcleo atômi-
co.
Na prática, pode-se considerar um átomo cujo
número atômico é igual a 11 (11 prótons no
núcleo), com 12 nêutrons e 11 elétrons (átomo
em equilíbrio); seu número de massa será A =
11 + 12 = 23.
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átom
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bitam. Em cada uma das camadas são en-
contrados 8 elétrons.
Em 1947, César Lattes, analisando os raios
cósmicos, verificou que eles são 276 vezes
mais pesados que os elétrons.
Camadas orbitais
NúcleoQ
PO
NM
LK
Nívelquântico Camada
1 .............. K2 .............. L3 .............. M4 .............. N5 .............. O6 .............. P7 .............. Q
Figura 5.4 Camadas orbitais.
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192 A unidade atual é o sievert (Sv, que equivale a
100 rems) e a unidade antiga da dose equiva-
lente é o rem.
Dose equivalente efetiva
Dose equivalente efetiva é uma grandeza uti-
lizada a fim de limitar o risco dos efeitos esto-
cásticos. Baseia-se no princípio de que para
um certo nível de proteção, o risco deve ser a
irradiação. É localizada em um determinado
órgão ou mesmo se o corpo inteiro for irradia-
do uniformemente. A dose recebida em cada
órgão do corpo humano é multiplicada por um
fator de ponderação conhecido como WT, que
leva em conta o risco de efeitos estocásticos.
Veja a tabela a seguir:
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ia191tribuição da radiação no tecido, para poder
avaliar os possíveis danos biológicos. É nume-
ricamente igual ao produto da dose absorvida
(D) pelos fatores de qualidade N e Q.
O fator de qualidade N representa outros que
permitem avaliar a influência na dose de um
radioisótopo depositado internamente. O va-
lor utilizado para o fator de qualidade N é 1.
O fator de qualidade Q relaciona o efeito de
diferentes tipos de radiação em termos de da-
nos aos tecidos. Por exemplo, 1 Gy de dose ab-
sorvida de radiação alfa produz no tecido um
dano vinte vezes maior do que 1 Gy de radia-
ção gama. Esse Q representa, na realidade, o
poder de ionização dos diferentes tipos de ra-
diação ionizante no meio. Os valores obtidos
para Q são apresentados na Tabela 31.1.
Tabela 31.1 Valores adotados para Q
tipo de radiação valor de q
raios x, g, b e elétrons 1
nêutrons rápidos e prótons 10
partícula a e íons pesados 20
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ia195Exercícios
1) Injeta-se intravenosamente mercúrio-197,
que é um emissor de radiação gama, em
um paciente com 80 kg. Calcule a dose
absorvida pelo paciente, em rad e Gy, se a
energia total absorvida pelo paciente for de
8,0 x 10–2 J.
2) Um paciente ingere uma pequena quanti-
dade de trítio, que é um emissor de radia-
ção beta de 18 keV. A dose média absorvida
pelo organismo é de 50 mrad. Determine a
dose equivalente em rem e em Sv.
3) Qual é a dose máxima que um profissional
que opera uma máquina de raios X pode re-
ceber durante um ano de trabalho?
!Manual de Fisica.indb 195 12/10/10 3:10 PM
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O desenvolvimento da radiologia está associado a diversas áreas, mas tem como alicerce a Física.
Portanto, é sumariamente importante que o profi s-sional da radiologia compreenda a Física em sua tota-lidade para execução plena de seu exercício profi ssio-nal. Neste Manual de Física Radiológica encontramos todo o suporte necessário para o entendimento da matéria e seus cálculos, de forma simples e prática, o que torna este guia um excelente complemento disciplinar.
Anderson Fernandes Moraes
Mestrando em Reabilitação do Equilíbrio Corporal pela Univer-
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Imagenologia pela Universidade Nove de Julho (Uninove). Tec-
nólogo em Radiologia pelo Centro Universitário São Camilo.
Técnico em Radiologia pelo Colégio Técnico João Paulo I. Co-
ordenador e docente no curso superior de Tecnologia em Ra-
diologia na Faculdade Método de São Paulo (Famesp). Docente
no curso superior de Tecnologia em Radiologia na Universidade
Paulista (Unip). Supervisor de aplicações técnicas radiológicas
no Centro de Diagnósticos em Medicina Nuclear (Cedimen).
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(ensino médio) no Colégio Santa Lucia Filippini. Professor do
laboratório de ciências para o ensino fundamental. Coordena-
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ISBN 978-85-7728-189-3
capa manual_orelha_1_11.indd 1 12/14/10 5:12 PM
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