Produção da Radiação X (Animação)

Vídeo animação demonstrando a produção das radiações de frenamento e característica em um tubo de Raios X. Demonstra também a influência das radiações (produzidas) nos espectros contínuo e característico quando analisados em função do seu comprimento de onda.

https://www.youtube.com/watch?v=Bc0eOjWkxpU

 Cálculo de densidade de elétrons para um átomo (http://www.orc.soton.ac.uk/xray.html) 

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Técnica de Avaliação de Imagem PACEMAN

PACEMAN é um conjunto de  técnicas para a avaliação da qualidade da imagem radiográfica.

Esta ferramenta de avaliação foi desenvolvida pela primeira vez na década de 1980 em Adelaide (Austrália) por Roger Windle no sentido de ajudar e ao mesmo tempo orientar médicos radiologistas, técnicos, tecnólogos e estudantes da área da radiologia a avaliarem a qualidade da imagem radiográfica. Desde então, esta técnica tem sido amplamente utilizada.

PACEMAN é um acrômio (do inglês) associado a:

• Posição
• Área
• Colimação
• Exposição
• Marcadores
• Aesthetics (estética) e
• Nome

PACEMAN é uma analogia a PACMAN (jogo mundialmente conhecido e jogado na década de 1980)

Onde:

(P) - Posição: aqui é considerado o posicionamento do paciente para a realização da projeção.

• Paciente foi posicionado corretamente? 
• Não está rodado ou inclinado? 
• Plano corporal está alinhado? 

(A) - Área: refere-se as estruturas que serão visualizadas. Assim, perguntas como:

• É realmente a área anatômica de interesse? 
• Estruturas importantes não foram cortadas? 
• RC está corretamente localizado em relação a região? 

Devem ser realizadas quando for avaliar a região anatômica estudada.

(C) - Colimação: outro fator importante tanto para a qualidade da imagem radiográfica bem como para a radioproteção. Assim, na imagem deve aparecem as bordas de colimação e somente a área anatômica de interesse primário devem ser visualizadas.

(E) - Exposição: questões como:

• Valor de técnica é adequado?
• Escala de tons de cinza bem como densidade óptica (ou brilho em sistemas digitais) são próprios para a área anatômica?
• Paciente apresenta patologias / sistema de imobilização / corpo estranho, quais as correções que devo efetuar?

Novamente, devem ser levantadas e respondidas satisfatoriamente. Lembrando que imagens subexpostas ou superexpostas podem levar a um laudo médico impreciso (necessitando repetição de incidências) e até mesmo errado.

(M) - Marcadores: 

• Marcadores indicando o lado do paciente (direito ou esquerdo) foram colocados corretamente na imagem? 
• Marcador não se sobrepõem com área anatômica?
• Marcador foi colocado de forma correta para indicar se paciente estava em decúbito ou ortostático?

Perguntas assim devem ser efetuadas em relação a utilização de marcadores no momento de realização da projeção radiográfica.

(A) - Aesthetics (Estética): 

• Imagem ficou centralizada em relação ao receptor de imagens?
• Imagem apresenta tons de cinza e D.O. (ou brilho) adequados?
• Aparecem as quatro bordas de colimação?

(N) - Nome:

• Paciente foi identificado corretamente nas projeções realizadas?
• Tenho identificação do técnico ou departamento de radiologia nas imagens?

Assim, cada um destes fatores afeta a qualidade final da imagem radiográfica como um todo. Desta forma, cada conjunto de fatores deve ser lembrado e efetuado no momento da exposição do paciente.

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Radiologia para o Trauma (Parte I)

Profissionais das técnicas radiológicas sabem que a qualidade da imagem radiográfica pode muitas vezes ser comprometida.

Esta alteração de qualidade pode ocorrer com pacientes que sofreram um trauma agudo (paciente com lesões graves), onde a sua mobilidade e capacidade de cooperar são reduzidas consideravelmente na maioria dos casos.

A um primeiro momento temos uma situação irônica, pois (i) pacientes com trauma agudo necessitam de imagens com a mais alta qualidade radiográfica para um diagnóstico confiável no sentido de detectar as lesões promovidas pelo trauma, mas (ii) devido as suas condições, principalmente a sua incapacidade em cooperar, as imagens geradas apresentam qualidade para diagnóstico muitas vezes reduzidas e comprometidas.

Desta forma, profissionais das técnicas radiológicas que trabalham em setor de emergência devem ter um conhecimento especializado no sentido de entenderem quais são os fatores que reduzem a qualidade da imagem e como minimizar os seus efeitos. Com isso, esta série de postagens busca de uma forma sucinta apresentar os principais pontos que todo técnico ou tecnólogo em radiologia deve estar atento no momento que estiver gerando imagens radiográficas de pacientes com lesões graves. Assim, estes pontos são:

• Avaliar as condições do paciente,
• Planejar o exame,
• Adaptação de técnica (posicionamento do paciente, feixe de raios X, tipo de lesão),
• Condições do paciente, 
• Equipamentos e recursos para a formação da imagem (sistema de imobilização, colimação, distâncias, tipo de maca, por exemplo) e
• Fatores de exposição.

 Imagem de paciente com trauma demonstrando deslocamento de vértebras entre C5 e C6
(Fonte: Clark´s - Positioning in Radiography)

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Boa leitura!

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Seios Paranasais

Ossos pneumáticos são ossos que apresentam cavidades ocas preenchidas com ar em certos ossos da região de cabeça. Esses ossos pneumáticos são: frontal, etmoide, esfenoide, temporal e maxilares.

O que irá caracterizar se é ou não um  seio paranasal é o contato direto com a cavidade nasal, ou seja, o ar que circula nesta cavidade também circula nos seios paranasais. Assim, teremos os seios:

• Frontal: localizado na região de corpo do osso frontal, acima da região de násio,
• Etmoidais: constituído por diversas células aéreas, se localizam dentro da cavidade nasal. Em  determinadas projeções PA aparecem entre as margens orbitais, 
• Esfenoidal: localizado abaixo da sela túrcica (corpo do esfenoide) e posterior as células etmoidais, 
• Maxilares: localizados na região de face. Têm aspecto piramidal e entre todos os seios paranasais são os maiores.

Através das Figuras 1 e 2 temos uma localização espacial e anatômica dos seios paranasais na região de cabeça.

Figura 1 - Vista anterior da região de cabeça. As linhas escuras indicam a localização anatômica dos seios paranasais.

Figura 2 - Vista transversal, onde visualizamos a região de base de crânio. As linhas escuras realçam a localização anatômica  dos seios paranasais.

Lembrando que o osso temporal é um osso pneumático, porém as células mastoideas não são consideradas como seios paranasais devido ao não contato direto com a cavidade nasal. Células mastoideas se comunicam com a região de faringe através das tubas auditivas.

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Interação da Radiação com a Matéria

Na área do radiodiagnóstico, a radiação eletromagnética em função da sua faixa de energia (a qual é produzida no tubo de raios X), pode interagir com a matéria (neste caso a área anatômica do paciente, seja nos raios X convencional ou digital, TC, hemodinâmica ou mamografia) através das seguintes formas:

• Espalhamento Coerente;
• Efeito fotoelétrico e 
• Efeito Compton.

ESPALHAMENTO COERENTE:
Nesta forma de interação, o fóton irá (i) interagir com a matéria (átomo) e terá a sua trajetória alterada; (ii) não ocorre a absorção do fóton pelo meio no qual ele interage; (iii) sua energia final (espalhamento) é igual a sua energia inicial e (iv) para a imagem radiográfica contribui para um aumento no fator "base + véu". 


EFEITO FOTOELÉTRICO:
Neste processo, o fóton interage com elétrons fortemente ligados (interação com o átomo), desaparecendo totalmente, tendo como resultado a expulsão de um elétron, geralmente da camada K do átomo (Figura 1).

Figura 1  - Efeito fotoelétrico. Lembrando que esta forma de interação ocorre com os elétrons mais internos dos orbitais do átomo

Este acontecimento é chamado de "efeito fotoelétrico" ou "absorção fotoelétrica".

Podemos matematicamente escrever através da equação

Onde

          E_tr = energia cinética transferida ao elétron;

          hv = energia do fóton incidente;

          W_o = energia de ligação do elétron ao átomo.

Observação:
O efeito fotoelétrico é predominante no processo de formação das imagens mamográficas. 

EFEITO COMPTON:

Raios X com energias moderadas, que também são utilizados para o radiodiagnóstico médico podem interagir com elétrons de outras camadas eletrônicas do átomo. Com este tipo de interação, o fóton não é apenas espalhado, mas tem sua energia diminuída, além de gerar o processo de ionização do átomo. Este processo é denominado de Efeito Compton ou Espalhamento Compton.

Para que ocorra este processo, o fóton incidente interage com elétrons das camadas mais externas do átomo, ejetando estes elétrons. Assim, o átomo fica ionizado e o fóton continua sua trajetória, porém com uma energia menor do que sua energia antes do processo de ionização (Figura 2).

Figura 2 - Efeito ou Espalhamento Compton

A energia cedida ao elétron é igual à energia de ligação do elétron a uma certa camada em que ele esteja orbitando mais a energia cinética com a qual ele é ejetado do átomo. 

Matematicamente isto pode ser representado pela equação

Onde

          E_i = energia do fóton incidente;

          E_s = energia do fóton espalhado;

          E_b = energia transferida ao elétron;

          E_ke = energia cinética do elétron.

Durante a interação Compton, grande parte da energia é dividida entre o fóton espalhado (hv’) e o elétron secundário (e^-), também denominado de elétron Compton. Normalmente o fóton espalhado retém maior parte da energia. Ambos, o fóton espalhado e o elétron secundário devem ter energia suficiente para produzirem mais processos de ionização até a sua perda total de energia. Assim, o fóton espalhado será absorvido gerando o efeito fotoelétrico e o elétron secundário preencherá algum buraco em uma camada eletrônica de um átomo criado por um outro evento de ionização.

Fótons por efeito Compton podem ser espalhados em várias direções, até mesmo a 180° graus. Para uma deflexão de 0°, não há transferência de energia. Quando o ângulo de deflexão aumenta para 180°, mais energia é transferida para o elétron secundário. Porém, mesmo para um ângulo de 180°, o fóton espalhado retém uma energia próxima de dois terços da energia original.

Fótons espalhados na direção do feixe incidente são denominados de radiação retroespalhada. Este tipo de radiação é de considerável importância na radioterapia.

A probabilidade para que um dado fóton sofra uma interação Compton é uma função complexa da energia do fóton incidente. Geralmente esta probabilidade diminui com o aumento da energia do fóton. A probabilidade de interação Compton não depende do número atômico do alvo.

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História da Anatomia Seccional do Encéfalo (Parte II)

Continuando os nossos estudos, apresentamos mais algumas datas e fatos históricos associados aos estudos anatômicos do cérebro:

• Em 1543, Andre Vesalius, professor de anatomia e cirurgia na Universidade de Pádua (Itália) descreve pela primeira em detalhes um corte realizado transversalmente no encéfalo. Este trabalho foi publicado em seu livro texto de anatomia "De Humani Corporis Fabrica", o qual continha textos e 323 ilustrações. Jean Stéphane Caillé sob a supervisão de Vesalius realizou as imagens e Vesalius (i) organizou o texto de tal forma que, combinado com as iconografias dava uma maior riqueza de detalhes anatômicos, (ii) foi o primeiro a diferenciar substância cinza de substância branca, (iii) corrigiu erros de Galeno, como por exemplo, a importância de realizar a autópsia e (iv) suas imagens (principalmente nos cortes horizontais) foram utilizadas como referências para estudos médicos por mais de dois séculos (Figura 1);

Figura 1 - Representação com maior exatidão do cérebro e ventrículos em um plano horizontal (Andre Vesalius, 1543)

• . Contemporâneo a época de Vesalius, Sylvius Jacques Dubois (1478 - 1555) considerado como rival ao primeiro, contribuiu com o conhecimento anatômico evidenciando e nomeando as maiores estruturas cerebrais, tais como: fissura silviana, artéria de Sylvio e o arqueduto de Sylvio, por exemplo;

• Em 1572, Varole (Bolonha, Itália) inovou o processo de dissecação (aproximando ao que ele é praticado atualmente) quando publicou o seu trabalho associado ao nervo óptico. Assim, seu método consistia em remover o encéfalo da calota craniana e visualizar a sua região ventral (base). Entretanto, um maior detalhamento anatômico da região ventral do cérebro ainda se fazia necessário para a época (Figura 2);

Figura 2 - Visão da região ventral do encéfalo destacando os nervos e o quiasma óptico (Varoli, edição de 1591)

• Em 1647, Vesling (anatomista alemão) lança seu livro texto de anatomia descrevendo estruturas importantes tais como: corpo caloso, plexo coroide e hipocampo.

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História da Anatomia Seccional do Encéfalo (Parte I)

A anatomia morfológica associada a região do encéfalo levou quatro séculos para alcançar o patamar que apresenta hoje. Entretanto, a sua representação por imagens radiográficas se desenvolve também de forma lenta, mas apresentando um progressivo e grande refinamento nas imagens geradas.

Barreiras e restrições foram criadas na Idade Média, as quais impediam o crescimento científico em diversas áreas. Com a fase do Renascimento aconteceu um processo contrário, ou seja, a humanidade teve uma grande explosão de conhecimentos científicos, algo que até então não ocorrera.

Dissecações anatômicas eram proibidas tanto por religiosos quanto por autoridades. Isto, de certa forma, impedia o avanço e o conhecimento na área médica. Mas, mesmo assim, em 1363 Mundino dei Luzzi realiza a primeira dissecação manual e publica os seus resultados em "Anathomia".

Avicenna é referenciando como a primeira pessoa a representar através de imagens o cérebro humano (em torno de 1000 a.C.). Em seus estudos, Avicenna descrevia o cérebro dividido em três compartimentos ou ventrículos: senso comum, julgamento e memória. Isto também foi descrito por Magnus Hundt em 1501 no seu livro "Antologia do Conhecimento".

Entretanto, quase uma década antes a publicação de Hundt, Leonardo da Vinci já havia realizado diversas dissecações (e documentadas as mesmas através de imagens) em relação ao encéfalo humano. A ele é creditado a primeira imagem em corte sagital demonstrando os ventrículos laterias e o quiasma óptico (Figura 1). Infelizmente, as suas imagens foram mantidas em segredo, sendo descobertas somente ao final do século catorze.

Figura 1 - Ventrículos cerebrais (Leonardo da Vinci, 1490)

Outras datas importantes em relação as imagens e estudos anatômicos do cérebro:

• Em 1523, Giacomo Berengario di Carpi, professor de cirurgia em Bolonha publica o primeiro livro texto de anatomia intitulado "Isagoge Breves". O cérebro era representado de forma análoga as alças do intestino delgado ("ventre superior"). Entretanto, ventrículos laterais e plexo coroide eram perfeitamente representados nas imagens anatômicas;

• Em 1536, Johannes Eichmann (anatomista alemão) demonstra o encéfalo através da primeira imagem em corte transversal da área anatômica (Figura 2). Porém, a imagem é  pobre em detalhes e falta o conceito de perspectiva associada a ela. A imagem apresentava os ventrículos cerebrais e as "alças cerebrais" (sulcos e giros cerebrais). Com isso, Eichmann tenta representar áreas anatômicas mais profundas do encéfalo, iniciando o conceito de anatomia seccional.

Figura 2 - Corte transversal demonstrando uma região mais profunda do encéfalo (isso é evidenciado através do ventrículos cerebrais). A imagem representa também os sulcos e giros cerebrais (alças cerebrais). Ela não detalha tão bem a região anatômica e falta a ideia de perspectiva (aqui ela é vista em um ângulo superior esquerdo, sem perspectiva).

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Principais Pontos de Reparos Radiológicos na Região de Tronco

Para posicionamento radiológico e localização de RC (raio central), as incidências radiográficas se baseiam em pontos de reparos radiológicos nas diversas áreas anatômicas. Na maioria dos casos, os pontos de reparos radiológicos são estruturas ósseas, pois (i) estas são de fácil localização e (ii) são confiáveis para localização de RC, permitindo assim a visualização de determinada estrutura ou região anatômica na incidência realizada.

No intuito de auxiliar no dia-a-dia o profissional das técnicas radiológicas, a Figura 1 apresenta alguns pontos de reparos associados a região de tronco e sua correlação com a coluna vertebral.

Figura 1 - Principais pontos de reparo radiológico na região de tronco e sua correlação com a coluna vertebral.

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Radioproteção Associada ao Paciente

Em um departamento de radiologia, é obrigação do técnico ou tecnólogo em radiologia realizar a radioproteção do paciente durante a realização do exame radiológico.

Neste intuito, no sentido de maximizar a proteção radiológica e, consequentemente, reduzir dose para paciente, alguns pontos devem ser observados por parte do profissional das técnicas radiológicas:

•  Preparação do paciente: realizando, por exemplo, a remoção de objetos da área anatômica de interesse (onde estes não gerem artefatos na imagem radiográfica) ou observando se paciente ingeriu de forma correta a quantidade necessária de contraste para determinado exame contrastado do sistema gastrointestinal;
• Identificação do paciente: sempre que possível identificar o paciente pelo nome completo e também realizar uma rápida anamnese. Com estes procedimentos simples, evitasse de expor outro paciente ou uma região anatômica sem interesse para o estudo radiológico;
• Condições do paciente: pacientes apresentando certas patologias, fraturas ou até mesmo a sua idade (geriátrico ou pediátrico) irão requerer por parte do técnico/tecnólogo uma atenção redobrada para a realização das incidências radiográficas. Estar atento as condições do paciente reduzem as chances de repetir projeções, reduzindo assim a dose para o paciente;
• Tipo de equipamento para a realização das imagens: a seleção correta e o conhecimento técnico em relação ao equipamento que será empregado para a realização das imagens influenciam na dose para o paciente. Desta forma, é importante conhecer as especificações técnicas (tipo de retificação, tensão de alimentação, especificações técnicas do tudo de raios X, por exemplo) irão otimizar os valores de técnica de exposição;
• Tipo do receptor de imagens: trabalhar com sistemas tela/filme (sistema convencional) ou placas de fósforos (sistema CR) mais velozes fazem com que a exposição do paciente seja menor. Entretanto, quanto mais veloz é o RI (receptor de imagens) menor é a resolução do sistema;
• Posicionamento do paciente: o correto posicionamento do paciente também contribui para a redução de dose. Através do correto posicionamento do paciente para determinada incidência se evita a repetição de exames;
• Técnica de exposição: correto valor de kV e mAs irão influenciar diretamente na dose absorvida pelo paciente. Desta forma, é interessante (i) trabalhar com uma carta técnica do equipamento e (ii) utilizar espessômetro para determinação da espessura da área anatômica;
• Colimação do feixe de raios X: expor somente a área anatômica de interesse radiológico contribui para uma limitação das radiações primárias e secundárias, o que irá (i) reduzir dose e (ii) aumentar a qualidade da imagem radiográfica, pois menor radiação espalhada chegará ao RI;
• Parâmetros de exposição: estações de correntes mais elevadas exigem um menor tempo de exposição. Desta forma, evitasse o borramento por movimento e consequentemente a repetição do exame e aumento de dose para pacientes;
• Proteção do paciente: a utilização de protetor de gônadas ou utilização de avental de chumbo para a realização de projeções associadas as extremidades (MMII ou MMSS) ou região de cabeça é uma forma de realizar a proteção radiológica do paciente;
• Projeção realizada: é interessante saber o que realmente o médico deseja visualizar em uma determinada área anatômica através de uma imagem radiográfica. Assim, podemos realizar diferentes projeções, mas que permitem, de uma forma geral, visualizar a mesma estrutura anatômica. Como exemplo, podemos ter a situação em que médico deseje visualizar articulação coxofemoral unilateral. Tanto uma incidência AP de pelve ou AP de quadril permitirão visualizar a estrutura de interesse primário. Dentro do conceito de radioproteção, devemos ter um cuidado em especial com cristalinos, glândula tireoide e gônadas dos pacientes. 

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Princípios Fundamentais da Radioproteção

Três são os princípios básicos da radioproteção que qualquer profissional das técnicas radiológicas pode aplicar no seu dia-a-dia quando estiver trabalhando com equipamentos emissores de radiação ionizante (como tomografia computadorizada, radiologia convencional ou sistemas digitais, por exemplo). Estes três princípios são:

• Tempo: o tempo de exposição junto a fonte emissora de radiação deve ser o menor possível. Lembrando que o valor de dose está diretamente relacionado com o tempo de exposição. Assim, ao dobrarmos o tempo de exposição, a dose recebida dobrará;

• Distância: entre profissional das técnicas radiológicas e fonte emissora de radiação deve, sempre que oportuno, haver a  maior distância entre ambos. Lembrando que aqui temos a aplicação da lei do inverso do quadrado da distância, ou seja, ao aumentarmos a distância entre fonte e profissional, a intensidade do feixe diminui. Esta diminuição é inversamente proporcional ao quadrado da distância entre fonte e técnico/tecnológo;

• Blindagem: entre a fonte emissora de radiação e o profissional das técnicas radiológicas sempre que possível deve haver uma barreira (blindagem) atenuadora do feixe de radiação. Assim, durante a realização de uma projeção radiográfica, por exemplo, técnico (ou tecnólogo) deve permanecer atrás de um biombo, ou então, utilizar um avental plumbífero (caso necessite contenção do paciente). Aventais de proteção, em sua maioria, contêm 0,5 mm de chumbo (o que equivale a aproximadamente 2 camadas semirredutoras - CSR), o que reduz a exposição em 25%.

Algumas considerações importantes:

• Dosímetro não é considerado como um EPI (equipamento de proteção individual). Deve ser utilizado junto ao tórax e acima do avental plumbífero (conforme Portaria 453/98 do Ministério da Saúde, item 3.47);

• Equipamentos de fluoroscopia possuem um temporizador automático de exposição contínua. Este tempo de segurança é algo em torno de 5 minutos, ou seja, após 5 minutos de exposição contínua, o equipamento literalmente desliga o feixe de radiação;

• Em exames fluoroscópicos é interessante que o profissional das técnicas radiológicas fique o máximo possível afastado do paciente. Devemos lembrar que devido a radiação espalhada pelo corpo do paciente e o maior tempo de exposição contribuem para uma maior dose ao técnico/tecnólogo.

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Fatores Geométricos (Parte I)

Em radiologia, os fatores geométricos estão associados ao conceito de detalhe e distorção, os quais afetam de uma forma direta a qualidade da imagem radiográfica para o diagnóstico. Assim, fatores geométricos levarão em conta a relação tubo de RX, área anatômica (paciente) e receptor de imagens (RI). Também teremos as características do tubo de RX, ou seja, o seu ponto focal.

Desta forma, estes conceitos são aplicados tanto na radiologia convencional (revelação a úmido) bem como em sistemas radiológicos digitais (CR ou DR).

Associado a relação entre tubo de RX, paciente e RI, teremos as distâncias (Figura 1) presentes:

Figura 1: Distâncias presentes entre tubo de RX, área anatômica (paciente) e RI. Observe que, como referencial para as distâncias, teremos o tubo de RX.

• Distância fonte - receptor de imagens (Dfri) (Source to Image Receptor Distance) e

• Distância fonte - objeto (Dfonte-objeto) (Source to Object Distance).

A relação entre estas distâncias irá promover uma maior ou menor magnificação na imagem radiográfica, a qual irá afetar a qualidade radiológica para diagnóstico. Neste sentido, poderemos ter uma menor resolução ou nitidez em relação a área anatômica visualizada.

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5 R's da Radiobiologia

As radiações na área médica podem ser ionizantes ou não ionizantes. Podem ser empregadas tanto para o processo de formação de imagens (RX, TC e RM, por exemplo) ou para tratamento (como acontece na radioterapia).

Na área da radiobiologia (ciência que estuda os efeitos da radiação nos tecidos vivos) existe o conceito dos 5 R's. São eles:

• Reparação;
• Redistribuição;
• Repopulação;
• Reoxigenação e
• Radiossensibilidade.

O conceito dos 5 R's é a fundamentação para o fracionamento da dose para tratamento do paciente na radioterapia (RXT). Assim, o fracionamento da dose total de radiação é uma forma de dividir em menores porções diárias a alta dose final necessária para o tratamento radioterápico. Isto ocorre porque na:

• Reparação: refere-se ao reparo da lesão subletal (onde existe a possibilidade de reparo das fitas de dupla hélice do DNA, ou seja, um dano reversível) que ocorre com maior eficácia nos tecidos normais, uma vez que as células tumorais, de uma forma geral, apresentam maior quantidade de mitoses (reprodução celular) do que as células normais que as geraram, descontrole do ciclo celular e da ativação dos checkpoints para reparo (nas fases G1 e G2 do ciclo celular). Desta forma, o fracionamento oferece condições para otimização do tratamento, ao possibilitar o reparo dos tecidos normais;

• Redistribuição: a sensibilidade das células a radiação tem relação com a fase do ciclo celular em que se encontram. Logo após a irradiação, de uma certa forma, as células "congelam" o seu ciclo celular e ativam os checkpoints de reparo. Se este processo não é possível, ocorre a morte celular. Assim, é interessante produzir um dano irreversível quando as células estão nas fases G2 e mitose (fases celular mais sensíveis a radiação). Após um intervalo de tempo, as outras células que se encontravam nas outras fases do ciclo (G1 ou S, por exemplo) voltam a progredir para as fases G2 ou mitose e têm chance de sofrerem um dano irreversível promovido pela radiação devido a nova fração da dose de tratamento que paciente receberá na sequência;

• Repopulação: a repopulação refere-se principalmente a capacidade de crescimento das células tumorais que escaparam da morte radioinduzida. Desta forma, em um departamento de radioterapia (i) paciente não pode faltar as sessões diárias de tratamento e (ii) deve-se respeitar dose e tempo de tratamento, permitindo assim que novas células tumorais sejam erradicadas, não repopulando a massa tumoral;

• Reoxigenação: boa parte das células tumorais apresentam a característica de serem pouca oxigenadas (células hipóxicas). A presença do  oxigênio (elemento químico altamente reativo) "fixa" os danos promovidos pela radiação através da radiólise da água na macromolécula do DNA. Com isso, ao fracionar a dose de tratamento (i) primeiramente promove a morte celular das células tumorais mais oxigenadas e (ii) permite o reparo dos vasos sanguíneos, os quais irão vascularizar melhor o tumor, ofertando assim mais oxigênio para as células tumorais hipóxicas;

• Radiossensibilidade: refere-se as características celulares de cada tipo de célula, onde temos: capacidade de reparo, programação genética e a expressão de genes e proteínas, por exemplo. Cada tipo de tecido no corpo humano apresenta uma resposta diferente as radiações, seja para o processo de formação da imagem ou tratamento radioterápico.

Interação da radiação de forma direta ou indireta (através da radiólise da molécula de água) com a macromolécula de DNA. Podemos ter danos irreversíveis (causando a morte celular) ou danos subletais (permitindo a célula afeta ativar os checkpoints e com isso efetuar o reparo celular). 

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Física Atômica Aplicada a RM

Os átomos são os menores elementos constituintes da matéria. Classicamente, um átomo apresenta:

• Orbitais (ou camadas eletrônicas): região onde ficam os elétrons. Possuem carga negativa (-1e) e são responsáveis pelas ligações químicas entre elementos. Para o radiodiagnóstico, aqui temos os processos de interação da radiação com a matéria através dos efeitos fotoelétrico e Compton;

• Núcleo: formado pelos nucleons: prótons (com carga +1e) e nêutrons (os quais não apresentam carga, ou seja, eletricamente neutros). Prótons e nêutrons praticamente apresentam a mesma massa e possuem em torno de 2000 vezes mais massa do que um elétron. Assim, toda a massa de um átomo se concentra no núcleo atômico (Figura 1).

Figura 1 - Representação clássica de um átomo

No seu estado fundamental, um átomo possui a mesma quantidade de prótons e elétrons. Prótons indicam o número atômico (Z), o qual irá definir o elemento químico. A soma dos nucleons, ou seja, a adição de prótons e nêutrons indicará o número de massa (A). 

Em relação ao átomo, este apresenta três movimentos (Figura 2):

• Rotação do elétron ao redor do núcleo;

• Rotação do elétron ao redor do seu próprio eixo e 

• Rotação do núcleo ao redor do seu próprio eixo.

Figura 2 - Movimentos presentes em um átomo

Este movimento de rotação tanto dos elétrons bem como do núcleo em relação ao seu próprio eixo é denominado de precessão. Porém, para a Ressonância Magnética (RM), o movimento de precessão do núcleo é de essencial importância para a geração do sinal informação.
Esta importância se dá por 3 fatores: (i) o número de massa do átomo deve ser ímpar (para surgimento do momento angular), (ii) o núcleo apresenta cargas positivas  e (iii) estas cargas estão em movimento; pelas leis do eletromagnetismo, ao colocarmos cargas em movimento surge um campo magnético. Desta forma o núcleo atômico passará a apresentar um dipolo magnético, se comportando como um "pequeno imã" (Figura 3).

Figura 3 - Ao colocar em movimento (1) o núcleo do átomo, passamos ao movimento de precessão (2); porém associado ao movimento de precessão e pelo fato de apresentar cargas positivas (3), o núcleo apresentará um dipolo magnético (4), se comportando como um pequeno imã (5)

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Procedimentos de Segurança em RM

Vídeo editado (e legendado) pela GE demonstrando: princípio físico de funcionamento do magneto, procedimentos e cuidados em relação ao equipamento de ressonância magnética (RM).

https://www.youtube.com/watch?v=eCBT10bJH4k

Principais componentes associados ao gantry do equipamento de RM 

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Curiosidades sobre as Radiações (Parte II)

EFEITO DUMPING

• Na década de 1960, para a maioria dos países que geravam grandes quantidades de rejeitos radioativos (através de usinas nucleares, por exemplo), uma maneira comum e bastante usual de descarte era jogar barris cheios de material radioativo em alto mar;
• Este tipo de prática era realizado principalmente pelas grandes potências (EUA, URSS - atual Rússia, Grã-Bretanha e Alemanha, por exemplo);
• O principal problema era que, com o passar do tempo, os barris metálicos sofriam processo de corrosão e contaminavam com materiais radioativos o assoalho dos oceanos (Figura 1);
• Atualmente, no Oceano Atlântico se encontram uma maior quantidade de sítios radioativos gerados pelo efeito dumping (Figura 2);
• Este descarte de lixo radioativo em barris não era somente de material em estado sólido, mas também materiais em estado líquido.

Figura 1 - Barris metálicos utilizados utilizado para descarte de rejeitos radioativos em mar aberto. Devido a salinização da água do mar, os barris sofrem um processo de oxidação, liberando e contaminando o assoalho do oceano com materiais radioativos. Esta contaminação pode alcançar grandes áreas devidos as correntes oceânicas profundas.

Figura 2 - Mapa mundi demonstrando os maiores sítios radioativos gerados pelo efeito dumping. Note que no Oceano Atlântico se encontram uma quantidade maior de sítios, além das maiores atividades (em Becquerel).

Figura 3 - Barril descartado por efeito dumping na década de 1960 e localizado nas praias da Somália após o tsunami de 2005.

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João H. Hamann

Próteses Customizadas para a Região de Cabeça

Vídeo apresentado pela TV Folha, onde:

• Pacientes através de imagens em TC têm áreas ósseas modeladas e impressas em 3D para a reconstrução através de próteses;
• Demonstração da utilização de um exoesqueleto para a recuperação dos movimentos corporais em pacientes com lesão medular incompleta.

https://www.youtube.com/watch?v=VnfMk-z4d1s

Vídeo demonstrando cranioplastia realizada em paciente com fratura na região de calota craniana. Para isto:

• Modelagem e prototipagem em 3D da região de cabeça da paciente;
• Desenvolvimento de uma de prótese feita em titânio para a correção da lesão;
• Trabalho desenvolvido pela parceria do Instituto Biofabris e Unicamp.

https://www.youtube.com/watch?v=ipEvg_1iv8I

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Prof. João H. Hamann

Curiosidades sobre as Radiações (Parte I)

• 67,6% da radiação a qual o ser humano se expõem é de origem natural (radiações solar, cósmica ou mineral, por exemplo);
• 30,7% da exposição são resultantes de tratamentos radioterápicos ou então processos de formação de imagens radiográficas;
• 0,6% são resultantes de um efeito denominado fall out;
• 0,45% são resultantes da exposição ocupacional (conforme Figura 1);

Figura 1 - Formas e percentuais de exposição do ser humano as radiações 

EXPLOSÃO NUCLEAR (ARTEFATO DE 1 MEGATON)

• Este tipo de artefato nuclear é algo em torno de 70 vezes mais potente que as bombas nucleares de Hiroshima e Nagasaki;
• Esta potência de 1 Megaton é a capacidade da maioria das ogivas que integram o arsenal norte americano;
•  30 ms após a detonação do artefato se forma uma bola de fogo;
• Esta bola de fogo, inicialmente, possui um diâmetro de 134 m e aumenta para 2.200 m em apenas 10 segundos;
• A altura da nuvem pode atingir 22.400 m (ultrapassando a barreira da estratosfera);
• A nuvem no seu processo de dispersão (formação do "cogumelo") passa a atingir uma altura da ordem de 40.000 m;
• A velocidade de dispersão do cogumelo é algo em torno de 160 km/h;
• 60 segundos após a detonação há formação de partículas cujo tamanho podem variar de 0,4 a 4 µm.  

Observação: mais curiosidades sobre as bombas nucleares, acesse a postagem:

http://jhhamannmundodaradiologia.blogspot.com.br/2015/08/70-anos-das-bombas-nucleares-em.html

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Prof. João H. Hamann