determinação das densidades eletrônicas de neoplasias mamárias

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  • UNIVERSIDADE DE SO PAULO

    FACULDADE DE FILOSOFIA, CINCIAS E LETRAS DE RIBEIRO PRETO

    DEPARTAMENTO DE FSICA E MATEMTICA

    MARCELO ANTONIASSI

    Determinao das densidades eletrnicas de neoplasias

    mamrias utilizando o espalhamento Compton de raios X

    RIBEIRO PRETO

    2008

  • MARCELO ANTONIASSI

    Determinao das densidades eletrnicas de neoplasias

    mamrias utilizando o espalhamento Compton de raios X

    Dissertao submetida ao Programa de Ps-Graduao em Fsica Aplicada Medicina e Biologia da Faculdade de filosofia Cincias e Letras de Ribeiro Preto, da Universidade de So Paulo, como requisito parcial para obteno do ttulo de Mestre em Cincias.

    Orientador: Prof. Dr. Martin Eduardo Poletti

    RIBEIRO PRETO

    2008

  • AUTORIZO A REPRODUO E DIVULGAO TOTAL OU PARCIAL DESTE TRABALHO POR QUALQUER MEIO CONVENCIONAL OU ELETRNICO, PARA FINS DE ESTUDO E PESQUISA, DESDE QUE CITADA A FONTE.

    Antoniassi, Marcelo Determinao das densidades eletrnicas de neoplasias mamrias utilizando o espalhamento Compton de raios X/ Marcelo Antoniassi; Orientao: Prof. Dr. Martin Eduardo Poletti, Ribeiro Preto: FFCLRP / USP, 2008. Dissertao (Mestrado) apresentada Faculdade de Filosofia, Cincias e Letras de Ribeiro Preto - Universidade de So Paulo.

    1. Espalhamento Compton. 3. Radiodiagnstico. 2. Cncer de mama.

  • _________________________________________________________________________________ i

    minha querida me

  • _________________________________________________________________________________ ii

    AGRADECIMENTOS

    A Deus por dar sentido ao trabalho, esforo e dedicao empregados neste trabalho.

    A minha me Helena, por todo amor, dedicao e dificuldades passadas para

    oferecer as oportunidades a mim concedidas.

    A meu irmo Mrcio por todo apoio, incentivo e ajuda incondicional.

    A minha namorada Nayara, pelo amor, compreenso e companheirismo nos

    momentos de conquista e de perda.

    Ao professor Martin Eduardo Poletti, pelo excelente trabalho de orientao e

    disposio diante de minhas limitaes.

    Aos companheiros do grupo de Fsica das Radiaes e Dosimetria Joo Jos

    Guimares da Costa, Ana Paula Vollet Cunha, Tiago Rangon Giacometti, Diego Merigue

    da Cunha, Alessandra Tomal, Marina Piacenti Silva, e em especial a Andr Luiz Coelho

    Conceio pela amizade e sabedoria compartilhada.

    Ao tcnico Jos Luiz Aziani, da oficina mecnica do DFM_FFCLRP_USP, pela

    construo das peas do arranjo experimental utilizado nas medidas realizadas no

    Laboratrio de Fsica das Radiaes e Dosimetria (LFRD).

  • _________________________________________________________________________________ iii

    Ao tcnico Eldereis de Paula pela valiosa ajuda prestada na montagem do arranjo

    experimental das medidas no LFRD.

    Ao tcnico Jlio Cezar pela sempre prestativa ajuda nos problemas de manuteno

    do laboratrio.

    Ao Departamento de Patologia do Hospital das Clnicas da Faculdade de Medicina

    da USP de Ribeiro Preto pelas amostras de tecido mamrio cedidas, sem as quais este

    trabalho no se tornaria possvel.

    Ao pessoal das secretarias da Faculdade de Filosofia Cincias e Letras de Ribeiro

    Preto e do Departamento de Fsica e Matemtica, em especial a secretria Nilza Marina

    Leone Marino pela sempre presente boa vontade nos atendimentos.

    Aos amigos Andr Luis Baggio e Artur Ferreira de Menezes pela convivncia e

    companheirismo desde os tempos de graduao.

    FAPESP, pela concesso da bolsa ao projeto Determinao da densidade

    eletrnica de neoplasias mamrias usando o espalhamento Compton, processo 06/54028-

    0

  • _________________________________________________________________________________ iv

    RESUMO

    ANTONIASSI, M. Determinao das densidades eletrnicas de neoplasias

    mamrias utilizando o espalhamento Compton de raios X. [Dissertao]. Ribeiro Preto: Faculdade de Filosofia Cincias e Letras de Ribeiro Preto, Universidade de So Paulo; 2008. 94 p.

    Neste trabalho foram realizadas medidas de espalhamento Compton em

    tecidos mamrios normais e neoplsicos (benignos e malignos) em experimentos usando

    radiao sncrotron e tubo de raios X, com o objetivo de determinar as densidades

    eletrnicas destes tecidos. As energias e ngulos de espalhamento utilizados foram

    respectivamente 14,0 keV e 150 (x = 1,09 -1) para as medidas usando radiao sncrotron

    e 17,44 e 90 (x = 0,99-1) para as medidas usando um tubo de raios X. Os resultados de

    densidades eletrnicas obtidos foram comparados com dados experimentais e tericos

    previamente publicados, mostrando considervel concordncia entre eles (diferenas

    menores que 5%). Comparaes estatsticas foram realizadas nas distribuies obtidas,

    verificando-se que os tecidos normais adiposos se diferenciam de todos outros tipos de

    tecidos investigados (P

  • _________________________________________________________________________________ v

    ABSTRACT

    ANTONIASSI, M. Determination of the electronic densities of breast neoplasias using the Compton scattering of X-rays. [Dissertation]. Ribeiro Preto: Faculdade de Filosofia Cincias e Letras de Ribeiro Preto, Universidade de So Paulo; 2008. 95 p.

    In this work we have been measured Compton scattering from normal and

    neoplastic (benign and malignant) in experiments using synchrotron radiation and X-rays

    tube, in order to determine of electronic densities of these tissues. The energies and

    scattering angles used were respectively 14,0 keV and 150 (x = 1,09 -1) for the

    measurements using synchrotron radiation and 17,44 and 90 (x = 0,99-1) for the

    measurements using a X-ray tube. The results of electronic densities obtained were

    compared with experimental and theoretical data published previously, showing

    considerable agreement among them (differences smaller than 5%). Statistical comparisons

    were accomplished in the obtained distributions, showing that the adipose normal tissue

    differ of all other types of tissues (P

  • _________________________________________________________________________________ vi

    SUMRIO

    CAPTULO 1 INTRODUO ........................................................................................................ 1

    CAPTULO 2 FUNDAMENTAO DO TRABALHO ............................................................... 6

    2.1 A MAMA E SUAS NEOPLASIAS ................................................................................................ 62.1.1 Anatomia das Mamas ...................................................................................................... 62.1.2 Doenas da mama ............................................................................................................ 7

    2.1.2.1 Doenas no neoplsicas ................................................................................................... 82.1.2.2 Neoplasias benignas ............................................................................................................ 92.1.2.3 Neoplasias malignas .............................................................................................................. 10

    2.2 ESPALHAMENTO COMPTON .................................................................................................. 142.2.1 Cinemtica do Efeito Compton .................................................................................. 152.2.2 Distribuio angular dos ftons espalhados ......................................................... 17

    2.2.2.1 Espalhamento inelstico por eltron livre .................................................................. 182.2.2.2 Espalhamento inelstico por eltron ligado .............................................................. 19

    2.2.3 Distribuio espectral dos ftons espalhados ...................................................... 212.2.3.1 Aproximao de Impulso .................................................................................................. 222.2.3.2 Seo de choque diferencial inelstica na Aproximao de Impulso .............. 25

    2.3 FONTES DE RAIOS X .............................................................................................................. 272.3.1 Tubos de raios X ............................................................................................................. 272.3.2 Fontes sncrotron ............................................................................................................ 30

    2.4 SISTEMA DE DETECO ......................................................................................................... 322.4.1 Semicondutores ............................................................................................................... 322.4.2 Deteco da radiao .................................................................................................... 35

    CAPTULO 3 MATERIAIS E MTODO ................................................................................... 38

    3.1 AMOSTRAS E MATERIAIS UTILIZADOS ............................................................................... 383.1.1 Tecidos Mamrios ........................................................................................................... 38

    3.1.1.1 Coleta e Preparao das Amostras ............................................................................... 383.1.1.2 Classificao Histolgica dos Tecidos .......................................................................... 393.1.1.3 Amostra