Manual de Fisica Radiologica

Física Radiológica

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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.


Modelo atômico

4.


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.


mo

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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.


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.


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:


gran

dezas e u

nid

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tilizadas n

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log

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?


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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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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.

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ISBN 978-85-7728-189-3

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