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MEDICINA NUCLEAR

Medicina Nuclear

Capítulo 1:Física das Radiações

Tecnólogo Lucas de Souza Silva

Objetivo

O objetivo deste capítulo é explicar de forma simples e concisa a importância do conhecimento da Física das Radiações para Medicina Nuclear.

Introdução

A MN surgiu no pós guerra, a partir da utilização dos reatores para obtenção de isótopos radioativos para pesquisa. A primeira

utilização de um isótopo radioativo (I 131) foi em 1946, para o tratamento de um carcinoma metastático de tireoide. Esse marco deu origem a essa área chamada MEDICINA NUCLEAR

Físicas das Radiações

Antes começarmos devemos ter em mente que a MN é a utilização de radiação nucleares para fins diagnósticos e terapêuticos. A compreensão desse fato nos levará compreensão dessas imagens e os cuidados de PROTEÇÃO RADIOLÓGICA (PR), pois se tratando de PR tudo termina e acaba com ela.

A estrutura do átomo

O modelo atômico utilizado em nosso dias foi criado pelo Físico Ernest Rutherford, esse modelo se assemelha ao nosso sistema solar onde o astro (núcleo) maior e rodeado por planetas (elétrons) bem menores,

Ernest Rutherford

Comparação

O que é então um átomo

Em Radiologia o átomo e a menor parte da matéria ex: Humano- sistemas-órgãos-músculos-células-móleculas-átomos.

É composto por um núcleo de prótons ( com cargas positivas), nêutrons (sem carga) e elétrons 2.000 vezes menores de massa desprezível e carga negativas

Além de uma coroa eletrônica com camadas k,L,M,N respectivamente 2,8,18 e 32 com exceção da camada mais externa que deve ter 8.

Classificação dos átomos

Como foi citado anteriormente os átomos são compostos de: prótons, nêutrons e elétrons.

Para classificarmos precisamos saber o número de massa é número atômico.

O número atômico (Z) é o número de prótons existentes no núcleo; O número de massa (A) é a soma do número de prótons e nêutrons; E (N) representa o numero de Nêutrons.

Seguindo essa lógica temos:A=Z+N ou Z=N-A/ N=Z-A

Através desses calculo classificamos os átomos

Classificação dos átomos 2

Então quais os tipos de classificações existentes para os átomo?

R: São 3 isóbaros, isótonos e isótopos. 1. IsóbarosSão átomos diferentes de propriedade física e químicas

diferentes, que possuem o mesmo número de massa.2. Isótonos São átomos diferentes de propriedades físicas

diferentes que possuem o mesmo número de nêuntrons.

Classificação dos átomos 3

3. Isótopos (aqueles que realmente nós interessam):São os átomos que possuem o mesmo número de prótons(Z) e

diferente número de massa(A) o que significa que não tem o mesmo número de nêutrons (N), possuem propriedades químicas iguais, mas de propriedade física diferente.

Vídeo aula átomo

Vídeo aula camadas elétricas

Radioisótopos /Radioatividade

Além do número atômico (Z), cada isótopo possuem uma quantidade de ligação características, em alguns casos essa energia e excessiva precisa ser liberada.

E como diz Lavoisier “ Nada na natureza se perde tudo se transforma” e essa energia (radiação ionizante) liberada e utilizada no tratamento e diagnóstico em MN.

O nome dado a átomo que libera essa energia é o Radioisótopo e a energia liberada é a radioatividade.

Tipos de Radiação emitida úteis em MN.

As radiações ionizantes úteis em MN são- Alfa (α)- Beta positivo (β)- Beta negativo( β)- Gama (γ)

Tipos de Radiações emitidos por radioisótopos. Emissão Alfa

Devemos ter em mente que as emissões de radiações são uma forma de equilibrar os átomos podendo ser divida em dois grupos.

-radiações corpusculares: alfa, beta mais e menos- radiações eletromagnéticas: gama A emissão alfa (α) e uma partícula grade constituída de dois prótons e dois

nêutrons, características do núcleo Hélio. Suas características são : Partícula, baixo poder de penetração e mais ionizante.

Emissão Beta

A emissão ocorre quando um núcleo rico em nêutrons (N) transforma um N em Próton (Z), fica no núcleo e ejeta elétron (e) para esse tipo de emissão damos o nome de Beta menos; Suas características são:

- Sua característica é: Partícula, reação de aniquilação fóton.

Quando o núcleo e rico em Z para chegar a estabilidade transforma Z em N e ejeta um (e).Para esse tipo de emissão nomeamos de beta mais

-Partícula e útil no tratamento

Emissão Gama

A emissão gama e diferente de todos os outras, pois e uma radiação eletromagnética , possuem massa desprezível (fóton), com a velocidade da luz (c), menos ionizante e mais penetrante e utilizados para imagens médicas.

Atividade radioativa

A atividade radioativa corresponde ao número de desintegrações por unidade de tempo.

A unidade atual é o Becquerel (Bq), que corresponde a uma desintegração por segundo (dps). Porém a unidade antiga e o Curie (Ci), sendo está a mais utilizada em serviços de MN.

Sendo que um 1 Ci = 3,7x 1010 .

Tabela de unidades de conversão

Radioatividade

Unidade antiga

Unidade nova Fator de conversão

Medida

Radioatividade Curie (Ci) Becquerel (Bq) 3,7x1010 Curiômetro

Dose de radiação absorvida

rad Gray 100

Exposição à radiação

Roentgen Coulomb/Kg 2,58x10-4 Contador GM

Roentgen equivalente ao homem

Roentgen equivalente ao homem

Silvert (Sv) 100 Dosímetro

Atividade radioativa

O tempo necessário para que a atividade de uma amostra radioativa decaia pela metade do seu valor e chamado de Meia-vida (T1/2 ) expressa pela equação:

A= atividade final,

A0= atividade inicial, T1/2= Meia vida, T= tempo de decaimento

Interação da Radiação com a máteria

Ao interagir com o meio material, as emissões radioativas transfere sua energia causando ionização. Essa interação dependerá de alguns fatores como:

Energia envolvida; Poder de penetração Poder de emissãoDessa fórmula partículas alfa, pode

ser grande , possui baixo poder de penetração, porém com uma alta interação com os tecidos vivos causando destruição celular

A partículas beta tem um poder de penetração maior que a alfa por esse motivo e utilizada em Medicina Nuclear para tratamento.

Já a radiação gama ter um enorme poder de comparação as outras e suas formas de interação são:

Absorção e espalhamento, que são eventos propícios para o diagnóstico.

Poder de Penetração das radações

Interação da Radiação com a matéria – Efeitos (EFE)

Efeito fotoelétrico (EFE): Ocorre quando o fóton (γ) incidente totalmente absorvido pelo átomo, arrancando um elétron de sua órbita esse elétron e chamado de fotoelétron quando outro elétron ocupa o lugar do elétron ejetado a uma emissão de radiação característica.

Ocorrem em fótons de baixa energia

Efeito Compton

. O restante Nesse efeito o fóton não é absorvido, mas perde parte da as energia inicial o restante e desviado e continua e propagando no meio, esse fenômeno e responsável pela degradação da imagem e ocorre em fótons de media energia

Formação de pares

Para fótons de energia superior a 1,2 MeV eles interagem não mais com a eletrosfera, mais sim com o núcleo liberando um elétron (e-) e um pósitron (e+) no meio quando (e+) encontra um elétron sofre aniquilação liberando dos fótons de 511 KeV em direções opostas no meio isso pode ser compreendido na famosa equação:

E=m. c2

Atividade de fixação

1º Quais os componentes do átomo ?a) Prótons, nêutrons e elétrons.b) Prótons, nêutrons e fótons,c) Fótons, nêutrons e elétrons,d) Prótons,fótons e elétrons.

2º O que é radioatividade ?a) Trata-se de átomos que possuem excesso de energia em seu núcleo

(radioativos) e a emitem até estabilizarem-se. A radioatividade está associada a uma instabilidade do nuclear.

b) É a atividade dos átomos instáveis .c) É uma processo em que um átomo produz energia para estabilizar-sed) É uma propriedade de todos os elementos químicos.

Atividade de fixação

3º Alfa e beta são formas de radiação:a) Não ionizantes e eletromagnéticas.b) Ionizantes e eletromagnéticas.c) Não ionizante e corpusculares.d) Ionizante e corpusculares

4º Os raios gamas e uma forma de radiaçãoe) Não ionizante e eletromagnéticaf) Ionizante e eletromagnética.g) Não ionizante e corpusculares.h) Ionizante e corpuscular

*respostas no blog.

Agradecimentos:

Para que hoje esse projeto fosse palpável para você: Contei com a ajuda dos seguintes profissionais:

Graduando em Física Médica Emanoel de Castro,

IOE Sergio de Sá,Doutor Phillip Patrik Dmitruk,E o Professor e Tecnólogo Tito Herbert

Agradecimento Especial

FACEBOOK:

Gostaria de agradecer ao Professor Tito Herbert, por ter me ajudado grandemente com parte do material desse projeto.

Além de Professor e Tecnólogo em Radiologia e membro efetivo da SBMN (Sociedade Brasileira de Medicina Nuclear) e da RSNA (Sociedade Norte Americana de Radiologia.

HTTPS://WWW.FACEBOOK.COM/TITO.HEBERT?FREF=TS

Bom... Por hoje é só

Dúvidas e sugestões no Bloggerhttp://apresentacoesdeslidespararadiologia.blogspot.com.br/

Referências bibliográficas

MARCELO,Buarque et al. Princípios Básicos de Diagnóstico por Imagem 1ª ed. São Paulo; 2013, Editora Manole

BODANIS, David, E=mc2 Uma biografia da equação que mudou o mundo e o que ela significa 1ª ed. Rio de Janeiro, 2000, Editora Ediouro

DIMENSTEIN, Renato. HORNOS, Yvone M. Mascarenhas. Manual de Proteção Radiológica; 2ª ed. São Paulo; 2001; Editora Senac São Paulo

NOUAILHETAS,Yannick.PESTANA,Sonia.ALMEIDA,Carlos Eduardo Boacossa,Apostila Radiações Ionizantes e a Vida, Rio de Janeiro

CASTRO,Amaury, Expert Radiologia,1ª ed.São Paulo,2013, Editora Riddel

Sites utilizados para pesquisa

https://www.inf.pucrs.br/manssour/Tese/cap8.htmlhttp://novadiagnostico.com.br/exames-medicina-nuclear/http://www.nucleosonline.com.br/portal2013/interna.php?pagina=mostrar_procedimento&id=71

http://www.brasilescola.com/quimica/ernest-rutherford.htm http://kacisasa.blogspot.com.br/2011_05_01_archive.html http://pt.dreamstime.com/foto-de-stock-sistema-solar-image21096100http://pibid-bio-uepg.blogspot.com.br/2013/05/descomplicando-fisiologiahumana.htmlhttps://considereapossibilidade.wordpress.com/2009/03/27/o-colapso-do-tempo-geolgico/

http://efeitofotoeletricoecompton.webnode.com.br/explica%C3%A7%C3%A3o/ http://descomplica.com.brhttp://www.alunosonline.com.br/quimica/radiacoes-alfa-beta-gama.htmlhttp://www.antonioguilherme.web.br.com/Arquivos/reacoes_nuc.php