Biofísica

Resumo Biofísica Prova I

Cintilografia: exame de medicina nuclear que utiliza radiofármacos (traçador associado a um radionuclídeo) e fornece imagens metabólicas ou fisiológicas. Essas imagens possibilitam a precocidade no diagnóstico de diversas patologias sem o inconveniente de uma abordagem mais invasiva, como ocorre em uma biópsia ou em um procedimento que se utilize cateterismo. O radiotraçador pode variar, uma vez que este é escolhido por se ligar preferencialmente ao órgão ou tecido a ser examinado.

- Contraste da imagem: se dá por diferentes capturas de emissão de radiação, que darão diferentes tonalidades no exame. Isso depende da administração do radiofármaco e a utilização da gama câmara próximo ao local alvo. É gerado pela biodistribuição do radio-traçador no órgão alvo que pode ser diferenciada pela presença de algum distúrbio funcional, podendo haver no mesmo tecido, áreas mais escuras que são hipercaptantes ou mais claras que são hipocaptantes

- Detecção da radiação: a radiação emitida pelo radioisótopo é capturada por um detector sólido de cintilação através da gama câmara. A gama câmara é composta por um cristal de NaI com impurezas de Tálio, um colimador e pelos fotomultiplicadores.

- Cristal de NaI com impurezas de Tálio: nesse cristal há formação de bandas permitidas (onde os elétrons se encontram), bandas proibidas (onde não há probabilidade de transitarem elétrons) e bandas de valência (onde transitam os elétrons de maior energia). A impureza de Tálio serve para “diminuir” os espaços entre as bandas permitidas e, assim, requerir menos energia para excitação dos elétrons. A radiação gama proveniente do radionuclídeo atinge o cristal excitando os elétrons que vão para a banda de excitação. Ao retornarem à banda de valência, emitem um fóton na faixa da luz visível. Esse fóton irá interagir com os fotoncatodos, arrancando elétrons destes. Os elétrons arrancados sofrem ação de uma DDP e são então atraídos pelos dinodos, provocando a aceleração dos elétrons e o choque com os dinodos promovem a retirada de mais elétrons destes, amplificando o sinal elétrico. Esse feixe de elétrons formará pulsos elétricos que serão detectados pelo computador, dando origem às imagens.

- Colimador: direciona os feixes de radiação vindos do paciente, minimizando o efeito de espalhamento, de modo a captar apenas aqueles que incidem perpendicularmente ao cristal.

- Fotomultiplicadores: realizam a conversão de fótons em pulso elétrico. É composto pelos fotoncatodos, dinodos e está submetido a uma DDP.

- Cintilografia óssea: utiliza MDP associado a Tc 99m, que é um radifármaco que entrará na via metabólica de formação da matriz óssea (é incorporado nos cristais de hidroxiapatita). Fornece, portanto, uma imagem metabólica planar. É utilizada para a detecção de metastatização óssea, fraturas por estresse e osteomielite. Na metástase há grande número de osteoclastos, osteoblastos, etc. para a absorção e reprodução de matriz óssea, aumentando sua concentração na região. Como a hidroxiapatita é um componente da matriz óssea, com o aumento da matriz, a hidroxiapatita também estará em grande quantidade. Assim, o Tc-99m – MDP marcará significativamente a região metastizada.

- Cintilografia pulmonar:

- Perfusão: albumina macroagregada com Tc 99m que fica retida nos capilares pulmonares. Utilizada no diagnóstico de embolias pulmonares. Administração venosa.

- Ventilação: Tc 99m DTPA (spray) ou xenônio -133 (pouco usado). É utilizada para diagnóstico de doenças pulmonares obstrutivas.

Formas de produção de radiações:

- Desativações atômicas: interação de um átomo com uma radiação  passagem de um elétron para um nível energético mais externo (estado excitado)  retorno ao estado fundamental  emissão de energia (fótons)

Obs: a energia da radiação emitida depende da diferença de energia entre as órbitas onde se processaram os saltos.

Obs2: Salto entre as órbitas mais internas = emissão de raios X

Salto entre as órbitas mais externas = luz visível ou UV

- Desativações de núcleos:

- Emissão por núcleos de átomos radioativos

- Submissão de átomos à ação de um campo magnético externo  alinhamento dos núcleos  segunda fonte de Radiofreqüência (ressonância)  excitação dos núcleos e inversão do alinhamento  cessa-se a segunda fonte  retorno ao alinhamento incial com emissão de sinal de RF.

- Desativações moleculares:

- Fluorescência: absorção de um fóton por uma molécula  ativação da molécula  extinção da fonte excitante  emissão de fóton quase instantânea

- Fosforescência: absorção de um fóton por uma molécula  ativação da molécula  extinção da fonte excitante  emissão retardada da luz após excitação

- Emissão por desaceleração de partículas carregadas:

- Radiações características: choque de partículas carregadas com elétrons orbitais dos átomos que constituem o meio de interação promovem ionização desses átomos. Na desexcitação ocorre emissão de radiação característica.

- Radiação de frenagem: interação de partículas carregadas com núcleos desses átomos  atração ou repulsão leva à um desvio da trajetória da partícula  emissão de fóton com energia proporcional ao angulo de desvio.

Desintegrações radioativas:

- Desintegração alfa: radiação ionizante particulada composta por dois prótons e dois nêutrons (núcleo do átomo de He). Possui curto alcance (baixo poder de penetrabilidade) e alta densidade de ionização, visto que apresenta grande interação com o meio. Partículas alfa provenientes de fonte externa são praticamente inofensivas, porém como fonte interna pode ser muito agressiva. O tamanho e a dupla carga positiva dessa partícula permitem que sua energia cinética seja facilmente transferida aos elétrons orbitais dos átomos do meio que ela percorre, levando ao surgimento de pares iônicos (elétron ejetado + átomo ionizado) nesse meio.

- Desintegração beta: radiação ionizante particulada proveniente de núcleos com excesso de nêutrons ou prótons.

- Beta negativa: é caracterizada por um elétron nuclear carregado