Biofísica da Radioatividade

Biofísica da Radioatividade

Biofísica da Radioatividade

O começo...

  • 1895 – Wilhelm Conrad Roengten descobre a radiação X

  • 1896 – Antoine Henri Bequerel descobriu que determinado material emitia radiações espontâneas – radioatividade natural

  • Em 1898 o casal Curie descobre o elemento radioativo Polônio e, em 1903, o Rádio

  • Algum tempo depois, Ernest Rutherford e Frederic Soddy demonstraram que ocorre uma transmutação de elementos no processo radioativo.

Radiação

  • Com a utilização de um campo magnético, foram identificados três tipos de radiação emitida por elementos radioativos: a partícula , a partícula  e a radiação .

Partícula alfa

  • É constituída por 2 prótons e 2 nêutrons (núcleo de hélio).

  • Quando um núcleo emite uma partícula alfa, seu número atômico fica reduzido de duas unidades, e seu número de massa, de quatro unidades.

  • O urânio-238 é um emissor alfa. Com a emissão de uma partícula alfa, o urânio-238 transforma-se no elemento tório-234.

Partícula beta

  • Pode ser um elétron ou um pósitron (partícula elementar que possui a mesma massa do elétron, mas carga elétrica positiva.

  • No decaimento beta negativo, o número atômico aumenta de uma unidade e no decaimento beta positivo, o número atômico diminui de uma unidade – em ambos os casos o número de massa não é alterado.

Raios gama

  • Os raios gama são ondas eletromagnéticas.

  • Quando um núcleo emite uma radiação gama, o número atômico e o número de massa não sofrem alteração

  • Não possuem massa e são extremamente energéticos.

Capacidade de penetração

Raios X

  • Em 1895, Wilhelm Conrad Roengten, usando um tubo com vácuo, um filamento incandescente e alta voltagem, acelerou os elétrons emitidos do filamento.

  • Ao atingir a tela do tubo, grande parte da energia desses elétrons era transformada em energia térmica, mas uma parte se transformava em energia radiante.

  • A radiação emitida, muito mais penetrante do que a luz, não era percebida pelo olho humano, mas podia sensibilizar uma chapa fotográfica.

Meia-vida

  • É o tempo necessário para a atividade de um elemento radioativo ser reduzida à metade da atividade inicial.

Radiações x saúde

  • Partículas alfa – em relação ao tecido humano, sua penetração é de décimos de centímetros, não constituindo riscos para a saúde. Mas a ingestão ou a inalação de partículas alfa podem acarretar sérios problemas à saúde.

  • Partículas beta – em relação ao tecido humano, os efeitos se limitam à pele. À semelhança das partículas alfa, quando ingeridas, as partículas beta são extremamente perigosas.

Raios X – Permite importantes diagnósticos médicos.

  • Raios X – Permite importantes diagnósticos médicos.

  • A exposição excessiva aos raios X é danosa aos tecidos humanos. Pode provocar lesões, manchas de pele e até câncer.

  • Raios gama – São muito utilizados no combate ao câncer, pois podem destruir células com má formação.

  • A interação dos raios gama com os tecidos humanos pode provocar mutações celulares.

Acidente de Chernobyl (Ucrânia) Abril/1986

  • Queda repentina da potência do reator

  • Aumento na pressão do núcleo do reator

  • Explosão do núcleo do reator

  • Liberação de produtos radioativos por 2 semanas

IRRADIAÇÃO

  • externa (chuva)

  • interna

  • ingestão (água e alimentos)

CONSEQUÊNCIAS

CONSEQUÊNCIAS

  • 1018 Bq  89,90Sr, 103,106Ru, 131I, 134, 137Cs, 239Np, 138Pu

  • fragmentos quentes - altura de 1 km

  • metades dos produtos da emissão - área de 60 km

  • Europa 10 milhões de km2

  • 2 óbitos - trabalhadores próximos à instalação

TÉCNICOS

  • 350 pessoas - 12 horas  84 irradiação aguda externa (g/b)

  • roupas - água radioativa  chuva

  • 8 pessoas morreram - 1a semana

danos na pele

danos hematológicos

danos gastrointestinais

POPULAÇÃO

POPULAÇÃO

  • 203 pessoas expostas

  • 31 pessoas morreram

  • 13 pessoas sofreram transplante de MO 6 sobreviveram ao tratamento

MONITORAÇÃO

  • alimentos num raio de 30 km

  • leite - 37x103 Bq/L de 131I

  • vegetais - 3,7x105 Bq/L de 137Cs

  • Princípio ALARA: doses devem ser mantidas tão baixas quanto razoavelmente exeqüível

Acidente de Goiânia – Brasil Setembro/1987

  • 137Cs - b e g - T1/2: 30 anos

  • fonte com 50.875 GBq ou 1.375 Ci

  • fonte de radioterapia - pó aglomerado

HISTÓRICO

  • 13.09.1987- fonte foi removida do Instituto Goiano de Radioterapia (IGR)

rompimento da fonte

  • 14.09.1987- RSA (22 anos) - vômito

WMP - vômitos, náusea, diarréia, inchaço nas mãos

  • 19.09.1987- DAF (36 anos) - comprou o cabeçote

IBS (22 anos) e AAS (18 anos) - manuseiam a fonte FATAL

21.09.1987- DAF leva para a sala de sua casa distribui os fragmentos da cápsula - MGF (28 anos) - náusea, vômitos e diarréia FATAL

  • 21.09.1987- DAF leva para a sala de sua casa distribui os fragmentos da cápsula - MGF (28 anos) - náusea, vômitos e diarréia FATAL

  • 23.09.1987- WMP - é internado

  • 24.09.1987- IAP (irmão de DAF) leva os fragmentos para casa, LNF (6 anos) ingere o pó de césio

  • 28.09.1987 - MGF e GGS (21 anos) levam a fonte para a vigilância sanitária de ônibus coletivo por 30 minutos.

  • GGS carrega a fonte no ombro (queimaduras)

  • 29.09.1987 - físico confirma ser material radioativo Detectável 5 - 6 quadras antes,Comunica o fato a CNEN que procura localizar a proveniência da fonte

30.09.1987- Chega o diretor de fiscalização da CNEN

  • 30.09.1987- Chega o diretor de fiscalização da CNEN

  • As pessoas são alojadas em um estádio olímpico para alimentação especial e triagem das pessoas

  • Descontaminação incial (roupas, pele -água, sabão

vinagre, pedra-pome)

  • Casos mais graves de contaminação e com lesões graves visíveis - Hospital Geral de Goiânia (HGG)

  • Hemograma das pessoas

  • 01.10.1987 - 6 pacientes são removidos para o Hospital Naval Marcílio Dias (RJ)

AÇÕES INICIAIS

AÇÕES INICIAIS

  • Radioacidentados - HGG

  • busca das áreas contaminadas

  • evacuação e isolamento das áreas

  • divulgação pela imprensa

  • atendimento e triagem das pessoas que se dirigiam ao estádio

  • rastreamento aéreo (descoberta de mais um ponto)-detector

EXPOSIÇÕES

  • externa

  • externa e interna

  • comercialização de material contaminado

  • contato pessoal

  • circulação de animais contaminados

  • circulação de ferramentas contaminadas

  • ação ambiental ( vento e chuva)

LOCALIZAÇÃO DA ATIVIDADE

LOCALIZAÇÃO DA ATIVIDADE

  • 67 km2 de área foi monitorada nos 1os dias (manual, carros, helicópteros)

  • 7 pequenos sítios (100 m de raio cada) foram isolados

  • 42 sítios contaminados significantemente foram identificados

REGIME DE MONITORAMENTO

  • 112.000 pessoas

  • cédulas em circulação

  • frota de ônibus

  • suprimento de água e produção local

MEDIDA DEFENSIVA E AÇÕES

MEDIDA DEFENSIVA E AÇÕES

  • 200 pessoas evacuaram 41 casas

  • 85 casas  descontaminação significante

  • 7 casas demolidas

  • 3.500 toneladas de lixo radioativo foi monitorado

575 profissionais, técnicos, voluntários

6 meses de duração

AÇÕES POSTERIORES

AÇÕES POSTERIORES

  • Tratamento das vítimas

tempo controlado para atendimento médico

atividade da fonte

  • descontaminação da área

  • armazenamento de rejeitos

  • avaliação do meio ambiente

  • rastreamento terrestre

Efeitos da Radiação em Seres Vivos

  • As células quando expostas à radiação sofrem ação de fenômenos físicos, químicos e biológicos.

  • A radiação interage somente com os átomos presentes nas células denomina-se ionização.

Fenômeno Físico: ionização e excitação dos átomos.

  • Fenômeno Físico: ionização e excitação dos átomos.

  • Fenômeno Químico: ruptura das ligações entre os átomos.

  • Fenômeno Biológico: altera as funções específicas das células.

Sensibilidade da Célula à Radiação

  • Nem todas as células vivas tem sensibilidade à radiação, isto significa que diferentes sistemas celulares têm sensibilidades diferentes.

  • Assim também refere-se aos órgãos do corpo humano que está relacionada ao tipo de célula que os compõem.

  • Sistema celular muito sensível é o tumor maligno e o embrião em desenvolvimento.

Níveis de Exposição

  • Altas doses de radiação em breve intervalos de tempo.

Efeitos:

  • Perda de cabelo;

  • Esterilidade;

  • Cataratas;

  • Síndrome aguda de radiação;

Baixas doses de Radiação num período de tempo mais extenso.

  • Baixas doses de Radiação num período de tempo mais extenso.

Efeitos:

  • Genéticos;

  • Somáticos;

  • In-Utero;

Especialidades Médicas que utilizam Radiação

Radiologia

  • é a parte da ciência que estuda órgãos e/ou estruturas

através da utilização dos raios-x

  • Radiologia / Ecografia / Tomografia computadorizada /

Ressonância Nuclear Magnética / Densitometria

Medicina Nuclear

  • é a parte da ciência que estuda a função de órgãos e/ou

estruturas através da utilização de ions radioativos

Medicina Nuclear / Densitometria

Radioterapia

  • Radioterapia é uma especialidade médica focada no

tratamento oncológico utilizando radiação

Radioterapia

  • A radioterapia é um tratamento no qual se utilizam radiações para destruir ou impedir que as células de um tumor aumentem. Estas radiações não são vistas e durante a aplicação não se sente nada. A radioterapia pode ser usada em combinação com a quimioterapia ou outros recursos usados no tratamento dos tumores.

Os Benefícios da Radioterapia

Metade dos pacientes com câncer são tratados com radiações. Quando não e possível obter a cura, a radioterapia pode contribuir para a melhoria da qualidade de vida.

As aplicações diminuem o tamanho do tumor, o que alivia a pressão, reduz hemorragias, dores e outros sintomas, proporcionando alívio aos pacientes

Formas da Radioterapia

1) Radioterapia externa:

São feitas através de aparelhos que ficam afastados do paciente.

2) Radioterapia de contato:

É aplicado por meio de aparelhos que ficam em contato com o organismo do paciente.

Efeitos Colaterais da Radioterapia

  • Diarréia

  • Dor ao urinar

  • Cansaço ou fadiga

  • Perda de apetite e dificuldades de ingerir alimentos

  • Boca seca (xerostomia)

Braquiterapia

É uma forma de radioterapia em que materiais radioativos são importantes nas proximidades do tumor.

A palavra Braquiterapia origina – se do grego ( brachys = junto, próximo ) e define uma modalidade de tratamento em que doses de radiação são liberadas para atacar as células tumorais.

Diferenças entre Braquiterapia e Radioterapia Externa

  • Braquiterapia:

Na Braquiterapia, a radiação tem origem nos materiais radioativos colocados no interior do corpo, perto do tumor. Essa proximidade permite que alta doses de radiação sejam liberadas para atacar o tumor. A radiação fica restrita á região, não afetado órgão mais distantes .

2) Radioterapia externa:

2) Radioterapia externa:

A fonte de radiação é geralmente um acelerador linear, que emite feixes de raios que alcançam o tumor após atravessar diferentes tecidos.Dessa forma, órgãos e tecidos sadios, situados no trajeto dos raios estão sujeitos aos efeitos da redação. Comparada à radioterapia externa, a Braquiterapia permite aplicar doses maiores, em intervalos de tempo menores e a volumes mais restritos.

Acelerador Linear

Formas de Braquiterapia

Braquiterapia

Radiodiagnóstico

  • Função: conseguir de maneira menos invasiva possível, uma imagem nítida do interior do corpo para análise posterior.

  • Raio X:

  • Tomografia Computadorizada:

  • Ressonância Magnética:

Tomógrafo

Tomografia das Vias Urinárias

Ressonância Magnética

Ressonância Magnética da Coluna

Medicina Nuclear

Câmara de Cintilação

Medicina Nuclear

DEFINIÇÃO:

“A Medicina Nuclear é a especialidade que se ocupa do diagnóstico, tratamento e investigação médica mediante o uso de radioisótopos como fontes radioativas abertas.”

Introdução a Medicina Nuclear

A Medicina Nuclear possibilita aplicações

médicas tão diversas como:

  • – o estudo da morfologia de um órgão

  • – a evolução de uma função fisiológica

  • – a análise de um componente biológico

  • – o tratamento de um processo patológico

Medicina Nuclear

Medicina nuclear

  • "A Medicina Nuclear está para a Fisiologia

como a Radiologia para a Anatomia”

Radiofármacos

  • São substâncias emissoras de radiação utilizadas na medicina nuclear para radioterapia e para exames de diagnóstico por imagem;

  • Não possuem ação farmacológica.

Classificação dos Radiofármacos

  • Radiofármacos de Perfusão ou de 1° geração: São os radiofármacos que são transportados no sangue e atingem o órgão alvo na proporção do fluxo sanguíneo;

  • Radiofármacos Específicos ou de 2° geração: Os radiofármacos ditos específicos contêm molécula biologicamente ativa, que se liga a receptores celulares e que deve manter a sua bioespecificidade mesmo após ligação ao radionuclídeo.

Tipos de Radiofármacos Utilizados

  • Tecnécio-99-metaestável: É um radionúclido artificial, criado pelo homem;

  • Iodo-123 ou Iodo -131: Importantes no estudo da Tiroideia;

  • Tálio-201: Tem propriedades químicas semelhantes ao Potássio, tendo sido utilizado durante muitos anos para imagiologia cardíaca (integrava a bomba de sódio-potássio);

  • Gálio-67: Tem propriedades semelhantes ao íon Ferro. É utilizado em estudos de Infecção e em Oncologia;

  • Índio-111: Semi-vida 3 dias. É um emissor de radiação gama de média energia;

  • Xenon -133 e Cripton-81m: Gases nobres radioactivos que podem ser usados na cintigrafia de ventilação pulmonar;

  • Flúor -18: Emite positrões. É usado no exame PET.

Deve ficar bem claro que:

  • Um objeto ou o próprio corpo, quando irradiado (exposto à radiação) por uma fonte radiativa, NÃO FICA RADIOATIVO.

  • É muito comum confundir-se irradiação com contaminação.

A contaminação se caracteriza pela presença de um material indesejável em determinado local.

A irradiação é a exposição de um objeto ou de um corpo à radiação.

CÂMARA GAMA

CÂMARA PET

Aplicação Clínica

Comentários