Maria do Carmo Lopes - ipq.pt · DETERMINÍSTICO. Efeito ... O princípio é recolher a carga formada pelo processo de ionização do gás no interior da câmara, provocado pela radiação

Maria do Carmo LopesDiretora do Serviço de Física Médica, IPO Coimbra

Exponor, 26-27 Setembro 2013

Ao longo de ano e meio, a partir de Janeiro de 2010, o New York Times publicou umasérie de artigos sobre acidentes radiológicos em TC e Radioterapia, alguns dos quaisresultaram em mortes.

Exponor, 26-27 Setembro 2013Maria do Carmo Lopes


Seguiu-se-lhes um conjunto de iniciativas governamentais e da sociedade civil

Walt Bogdanich


Walt Bogdanich, o autor dos artigos foi um dos oradores naconferência de Miami

http://images.iop.org/objects/med/news/5/7/48/walt.jpg



8 de Dezembro de 1895...

Wilhelm Conrad Roentgen

Wurzburg University Lab.


Tubo de Crooks


Bobine

Platino

Cianeto

de Bário

Tubo de Crooks

A descoberta...


Nas subsequentes pesquisas...


E em 28 de Dezembro apresenta o relatório preliminar à Wurzburg Physical-Medical Society


O mundo descobre os raios-X


Até poemas!...


Houve até quem preconizasse...


Demonstrações públicas...

Estúdios fotográficos (“fotografe os seus ossos!”)...


O meio médico rende-se às potencialidades dos raios-X


As práticas generalizam-se...


O reverso da medalha cedo se manifesta...Para alguns demasiado tarde


Afinal os raios são perigosos e é preciso PROTECÇÃO CONTRA AS RADIAÇÕES


Henri Becquerel – descobre a radioactividade

Ernest Rutherford – descobre que o átomo possui um núcleo dedimensões muito reduzidas, relativamente ao tamanho do átomo

Max Planck – descobre que os átomos absorvem e emitem luzem quantidades discretas, a que chamou quanta de luz ou fotões

Niels Bohr– sintetiza a descoberta de Rutherford propondo ummodelo para a estrutura atómica a que associa uma teoria coerente

10-14

10-10m


Excitaçãoatómica

Desexcitaçãoatómica

As órbitas correspondem a níveis de energia

Os electrões atómicos podem transitar de uma órbita para outraatravés de absorção ou emissão de radiação


Mas que fenómeno é este de emissão e absorção de energia?

Energia crescente

Frequência crescente

Comprimento de onda decrescente

c

Ondas de rádio

Micro-ondas

Infravermelhos

Ultravioletas

Luz visível

Raios X e raios


Os raios X e os raios são os mais energéticos

O espectro electromagnético estende-se por várias ordens de grandeza em termos de e


Se a energia fornecida a um átomo fôr tal que o electrão “salta todas as órbitas”,então dá-se a IONIZAÇÃO

K

L

e-

Ião+

Novo agente de ionizaçãoIONIZAÇÃO

O primeiro passo do processo de transferência de energia para o meio


Os efeitos biológicos decorrem das alterações moleculares

Qualquer molécula pode ser afectada, mas as consequências variamsegundo a importância da molécula afectada.

ADN


Todo o sistema biológico está organizado numa cadeia de complexidade crescente

MOLECULAS

CÉLULAS

TECIDOSORGÃOS

CORPO


A célula é a unidade básica de qualquer organismo vivo

No núcleo, a molécula de ADNcontem as instruções genéticas


A ..... T

G ...C

G .. C

H

OHCG

T

T

A

A

T ...A

G ...

C...G

G

C

A ... T

Quebra dupla

Quebra simples

Dano da base

Perda de base

Ligação cruzada intra

A sobrevivência celular está directamente relacionadacom a integridade da molécula de ADN


Ionizações e excitações

Radicais Livres Lesões do ADN

Efeito biológico

DETERMINÍSTICO

Efeito nulo

Não reparação

Não-letalLetal

Reparação

correcta

Efeito biológico

ESTOCÁSTICO

Reparação ADN

MORTE CELULARMUTAÇÃO


++

Dose absorvida num volume de massa dm é a energia cedida pela radiação ao elemento de volume dm

h

+ + +

dm

dEa++

+ ++

Dabs = dEa/dm1 Gy = 1 J/kg = 100 cGy

++


DOSE ABSORVIDA: uma grandeza física

Referenciável a um padrão primário

PSDLs

NPLPTBBIPM

SSDLs NETWORK (anos 70 e 80)IAEA + WHO


LMRI: O SSDL em Portugal

Controlo das condições ambientais:

Temperatura: termómetro padrão calibrado no laboratório primário(IPQ).

Pressão atmosférica: barómetro padrão calibrado no laboratóriosecundário (TAP).

Humidade relativa: instrumento padrão calibrado no laboratóriosecundário (TAP).

Medição de distância:

Padrão calibrado no laboratório secundário (ISQ).

Fantoma de calibrações:

PTW type 4322 (30 cm x 30 cm x 30 cm)

Outro equipamento:

Barómetro digital

Micrómetro

Fantoma de água


O LMRI tem um padrão secundário calibrado no BIPM, em dose absorvida na água, para 60Co

Comparações interlaboratoriais


-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012rela

tive

devia

tio

nto

IA

EA

measu

rem

en

t(%

)

year

Dw IAEA TLD audit

Co-60

X-ray MV

Limite de aceitação: 3.5%.


Comparações interlaboratoriais

Determinação de dose através de métodos ionométricos

Em 1955, Farmer desenhou uma câmara que se tornou o padrão secundário mais estável e usado nas energias da gama terapêutica.


O princípio é recolher a carga formada pelo processo de ionização do gás no interior da câmara, provocado pela radiação ionizante incidente no meio em que se encontra.

Para isso, é necessário ligar à câmara um electrómetro:


Determinação de dose através de métodos ionométricos


Emissão de certificados de calibração

DGMP

Para aconselhar os utilizadores a melhor forma de obter dose absorvida a partir da medida, diversos protocolos têm sido desenvolvidos em vários países


O objectivo final é que 1 Gy tenha um significado precisoe inequívoco, independentemente do local e do método.


Os dosímetros sãoenviados ao utilizador

O laboratório responsável faza leitura e informa outilizador acerca dos desviosrelativamente à dosenominal

W= WaterW= Water

A geometria de irradiaçãoe a dose são pré-definidas


http://www.iaea.org/

Longe vai o tempo em que a dose era calculada na base dos “Atlas de Dose” e nastabelas publicadas pelo BJR, para as várias unidades de terapia


CÂMARAS DE IONIZAÇÃO

DIODOS

DETECTOR DE DIAMANTE

TLDs

FILME

DIFERENTES MÉTODOS DOSIMÉTRICOS


FANTOMA DE ÁGUA

FANTOMAS PLÁSTICOSFANTOMA

ANTROPOMÓRFICO

FANTOMA - todo o dispositivo que possa representar, mais ou menos fielmente, umpaciente, no que diz respeito às propriedades de absorção e dispersão da radiação epermita a inserção de algum tipo de dosímetro no seu interior


ACELERADOR LINEAR a unidade de tratamento mais generalizada (existem 45 em Portugal)

Tipo de radiação

Profundidade

Tamanho de campo

Distância à fonte

Sistema de colimação

Etc...

Energia do feixe

Quando um feixe de radiação produzida por um acelerador linear incide num fantoma (e por conseguinte também num doente), a dose no meio irradiado varia com:


DOSIMETRIA BÁSICA

0

20

40

60

80

100

120

-200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200

1 c m (E x p )

1 c m (C a lc )

5 c m (E x p )

5 c m (C a lc )

10 c m (E x p )

10 c m (C a lc )

20 c m (E x p )

20 c m (C a lc )

TODAS AS ENERGIAS

TODOS OS ACESSÓRIOS

TODOS OS TIPOS DE RADIAÇÃO

TODOS OS CAMPOS

DOSIMETRIA CLÍNICA

INTERPOLAÇÕES DE CAMPOS

DISTÂNCIA FONTE-SUPERFÍCIE

CORRECÇÃO DE HETEROGENEIDADES

INCIDÊNCIA OBLÍQUA


VOLUME ALVO

- Dose

+ Dose

O objectivo da RT é administrar a dose prescritahomogeneamente ao volume alvo, poupando tantoquanto possível os tecidos sãos adjacentes.


< 5 %

Precisão requerida na dose

administrada em Radioterapia:

5 % (ICRU)



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