Física Médica

Simone Coutinho Cardoso

IF-UFRJ

Simone C. Cardoso

• O que é a Física Médica?– Curso da UFRJ

• O que faz um físico médico ?– Hospitalar

– Pesquisador

Simone C. Cardoso

O que é a Física Médica?

MultidisciplinarMultidisciplinar

Física Ciências Biomédicas Engenharia Matemática

Simone C. Cardoso

IF/UFRJ

Simone C. Cardoso

Periodização do Curso de Física Médica da UFRJ

1o Período 2o Período 3o Período 4o Período 5o Período 6o Período 7o Período 8o Período

Cálculo I MAC118

Cálculo II MAC128

Cálculo III MAC238

Métodos de Física

Teórica I FIW245

Física das Radiações I

FIN482

Conceitos de Mecânica Quânt.

FIW367

Ultra-som RNM

Física I FIT111

Física II FIT121

Física III FIM231

Física IV FIM241

Estágio IEN FIWU01

Física das Radiações II

FIW368

Estatística Aplicada FIW124

Trabalho de fim de curso FIWK02

Física Exp. I FIS111

Física Exp. II FIS121

Física Exp. III FIN231

Física Exp. IV

FIN241

Radiobiologia e

Fotobiologia BMB352

Estágio IRD I FIWU02

Estágio HU I FIWU05

 Estágio INCA FIWU07

Top Fís Geral I FIW491

Fundamentos de Biologia Celular

e Molecular I BMB113

Fundamentos de Biologia Celular e

Molecular II BMB123

Física Moderna I

FIW364

Termodinâmica e Física Estatística

FIW363

Estágio IRD II FIWU03

Estágio HU II (Med. Nuclear)

FIWU06

Computação Aplicada à Med.

FIW479

Anatomia Médico Aplicada

BMA231

Métodos Computacionais em Física I

FIW234

BiofísicaBMB231

Fisiologia Humana BMB241

Estágio IRD III FIWU04

Simone C. Cardoso

Convênio

DAADDAAD IntercâmbioIntercâmbio

EstudantesEstudantes ProfessoresProfessores

Simone C. Cardoso

O que faz um físico médico?

Físico médico

Hospitalar

Pesquisador

Simone C. Cardoso

Mercado de trabalho

• Serviço clínico e consultoria

• Pesquisa e desenvolvimento

• Ensino

Radiodiagnóstico• CT• Mamografia• US• RMN

Radioterapia• Teleterapia• Braquiterapia

Medicina Nuclear• Diagnóstico• Tratamento

Simone C. Cardoso

Simone C. Cardoso

O que faz um físico médico?O que faz um físico médico?

Simone C. Cardoso

O que faz um físico médico?O que faz um físico médico?

Simone C. Cardoso

fonte

objeto

imagem

Simone C. Cardoso

Espalhamento:

Compton ou elástico

Nenhuma interação

Efeito foto-elétrico

Característico do material ou elemento

Simone C. Cardoso

Radiação emitida é característica do elemento.

Seção de choque independente do ângulo de saída do fóton.

e

e

E2

E3

E1e

Simone C. Cardoso

–Seção de choque dependente do ângulo de espalhamento

–Seção de choque diferencial varia com o quadrado de Z

222 cos)(xfrd

do

Rayleigh

)(sin398.12

2)sin()(.

3*

2

1

Ex

drrxr

xrx

iesfersimetria

dieif

fFZ

ii

rk.r

Simone C. Cardoso

–Seção de choque dependente do ângulo de espalhamento

–Seção de choque diferencial varia com o número atomico

2

o

c

c

if

2

i

f

f

i

i

f20

KN

KNCompton

F1)q(S

A0243.0

)cos1(398.12E

1

E

1

)sinE

E

E

E(

E

E

2

r

d

d

Sd

d

d

d

Física e Medicina

Radioterapia: Teleterapia

Simone C. Cardoso

Radioterapia• Maior dose de radiação ao volume irradiado• Danificando o mínimo possível os tecidos sadios

Dose absorvida varia com:• profundidade• tipo de tecido• energia do feixe• tamanho de campo• distância da fonte e sistema de colimação do feixe

• Heterogeneidades

– Mudanças na distribuição de dose

Dependência• tipo da heterogeneidade• energia da radiação• tamanho de campo de irradiação

• Variações na absorção do feixe primário e fótons espalhados• Variações na fluência dos elétrons

Simone C. Cardoso

Gravidade do problema: pulmão. É o tipo de câncer tratado como última

prioridade pelos médicos!

Tumores de cabeça e pescoço: ossos e cavidade de ar. Sub ou Super dosagens!

Próteses metálicas

Somente 10 % dos hospitais do mundo tratam o Somente 10 % dos hospitais do mundo tratam o corpo humano como um meio heterogêneo.corpo humano como um meio heterogêneo.

Heterogeneidade metálica: Reconstrução de mama

Estudos demonstram que a radioterapia pós-mastectomia possui benefícios associados a sobrevida da paciente.

- Maior tempo de vida;

- Menores chances de reincidiva;

MASTECTOMIA + RADIOTERAPIA

Tratamento do Câncer de Mama

• - Indicação de RT pós-mastectomia:

-Tumores com diâmetro ≥ 5cm- Pele comprometida- Dissecação inadequada da axila- Margem comprometida- Quatro ou mais linfonodos

comprometidos

Simone C. Cardoso

Radiocirurgia

Simone C. Cardoso

Tratamento de Radioterapia;• Testado.

Dose entregue.

Simulador antropomórfico RANDO da Alderson;• Esqueleto humano envolto por uma

borracha sintética;• 36 seções axiais de 2,5 cm de espessura

cada.

Fatia Confeccionada . Simular um tumor próximo ao tronco cerebral

(neurocirurgião); Filmes radiocrômico

Confecção da máscara fixadora.

Tomografia do conjunto.• Cortes transversais de 2 mm de espessura e

espaçamentos de 2 mm;• Área de reconstrução – 480 x 480 mm².

Filmes radiocrômico• 3 x 3 cm² para preencher o local da lesão

Pesquisa em Física Médica (Radiação não ionizante)

Terapia FotodinâmicaTerapia Fotodinâmica

Simone C. Cardoso

Dispositivo LED desenvolvido no laboratório Dispositivo LED desenvolvido no laboratório que vem sendo utilizado para o tratamento que vem sendo utilizado para o tratamento em pacientes.em pacientes.

Foto ilustrativa de uma aplicação Foto ilustrativa de uma aplicação laser da terapia fotodinâmicalaser da terapia fotodinâmicaem carcinoma oralem carcinoma oral

Física e Engenharia ambiental

Simone C. Cardoso

Simone C. Cardoso

Física e Biologia

Pluripotência de células-tronco Pluripotência de células-tronco estudada por SR-µXRFestudada por SR-µXRF

O que são células-tronco?

Células não diferenciadas que tem a capacidade de formar qualquer

célula adulta.

- coração, fígado, nervosas, da pele…

Motivação

• Mecanismos de reparação em organismos adulto;

• Conhecimento sobre o desenvolvimento de uma única célula;

• Base da Terapia celular;

• Medicina regenerativa.

Pluripotência

Capacidade de diferenciação de todos os tipos de células

Embrionárias

Adultas

Pluripotência

Os mecanismos relacionados com a pluripotência não são conhecidos:

•Sobrevivência celular;

•Morte;

•Processo de diferenciação

• dinâmica;

• comportamento

•Medicina Regenerativa;

•Terapia

http://jpphysiology.blogspot.com/

Objetivo

Descrever a transição do estado de pluripotência à diferenciação neural através da SR-µXRF

•Células tronco embrionárias humanas

Metodologia

Resultados

Diferenciação espontânea x neural:• S and P

• Ácidos nucleicos• composição de proteínas

• Cu and Zn.

Resultados

simone@if.ufrj.brSala 307