Anderson F. Lacerda – Tecnólogo em radiologia
Historia da Radiologia
Wilhelm Conrad Röntgen, um físico da universidade de Wurzburg, Alemanha descobriu uma nova forma de radiação em novembro de 1895. Ele chamou essa desconhecida radiação de Raios-X. Assim como vários outros cientistas naquela época, também Röntgen investigava a natureza dos raios catódicos produzidos nos tubos de Leonard, Hittorf e Crookes. A configuração desses tubos era basicamente a mesma: um cilindro de vidro, esférico ou na forma de uma pêra, com baixa pressão de gás no seu interior, um cátodo e um ânodo, que na maioria das vezes eram colocados perpendiculares um ao outro. A alta tensão do ânodo necessária para a descarga elétrica era produzida por uma bobina de indução. Os raios catódicos produzidos pela descarga interna do tubo se moviam perpendiculares à superfície do cátodo e iam se chocar contra a face de vidro cilíndrico. Hoje sabe que esses raios eram correntes de elétrons. Esses elétrons são liberados pelo rápido movimento dos íons do gás bombardeando a superfície do cátodo aquecido. Os íons são produzidos durante a descarga do gás. Na superfície de vidro onde os elétrons se chocam eles perdem sua energia, o vidro fica aquecido e se pode observar efeitos luminosos (Luzes verdes ou azuis, dependendo da composição química do vidro). Röntgen trabalhou em um quarto escuro e o equipamento de pesquisa esteve blindado por um cartão escuro a prova de luz. Apesar dessa completa escuridão ele pode observar uma luz verde durante o funcionamento do aparelho. Nesse instante Röntgen descobriu o terceiro efeito dos raios catódicos, ou seja, uma radiação invisível que penetrou com facilidade o cartão negro e sua existência só através de meios auxiliares pôde ser revelada. Na Alemanha essa radiação foi chamada pelo nome do seu descobridor: Radiação Röntgen, no exterior ela foi chamada de Radiação X. Outros cientistas também produziram essa radiação durante suas experiências, porém não a reconheceram. Filmes que estavam guardados nas proximidades de seus equipamentos ficaram inutilizados. Crooks, por exemplo, achou que os filmes eram de má qualidade. O mérito de Röntgen foi ter investigado com profundidade a natureza da nova radiação, num curto espaço de tempo. Em seu primeiro e famoso provisório comunicado (28 de Dezembro de 1895) sobre um novo tipo de radiação, ele publicou o resultado de suas pesquisas científicas; a superfície aquecida da parede de vidro é a fonte de raios-X. Dali eles se propagam em linha reta e penetram na matéria.
Nem todas as matérias podem ser penetradas com a mesma facilidade. Placas grossas de metal pareceram ser opacas enquanto que os ossos apresentaram-se transparentes para uma determinada alta tensão escolhida. Placas fotográficas foram expostas a raios-X e em pouco tempo podiam apresentar a fotografia de uma mão.
Em 22/12/1895, Röntgen tirou a primeira chapa da mão de sua esposa.
Radioatividade Natural
O físico francês Henri Bequerel, verificou que sais de Urânio emitiam radiações capazes de produzir sombras de objetos metálicos sobre chapas fotográficas envolvidas em papel preto. A essa radiação, Bequerel denominou de radiação penetrante. Entre os cientistas que mais se interessaram por essa descoberta, destacou-se o casal Curie que preocuparam-se em verificar a existência de outros elementos químicos que emitissem radiação. Ernerst Rutherford constatou, em 1897 que as radiações provenientes destes elementos eram de três espécies diferentes, as quais denominou de: Alfa, Beta e Gama.
Anderson F. Lacerda – Tecnólogo em radiologia Seguindo a seqüência histórica, na década de 1950 introduziu-se o escaneamento por isótopos. A ultra-sonografia começou a ser usada como método diagnóstico em 1960. Em seguida foi desenvolvida a tomografia computadorizada (TC). É atribuído ao Dr. Godfrey Newbold Hounsfield (engenheiro britânico) e ao Dr. Allan Mcleod Cormack (físico nascido na África do Sul), durante 1970, o desenvolvimento da tomografia computadorizada, tendo sido laureados com o prêmio Nobel em 1979 pelo feito. No ano de 1971, foi realizado o primeiro estudo de um crânio, em Londres. Em 1972, foi oficialmente introduzido o novo método para a formação de imagens a partir de raios-X. Em 1973, foram instalados nos EUA e em alguns países da Europa os primeiros aparelhos de tomografia computadorizada para exames de crânio. Em 1974, teve início o uso da tomografia computadorizada para exames dos demais segmentos do corpo. O desenvolvimento da tomografia computadorizada foi o maior passo dado na radiologia desde o descobrimento dos raios-X por Roentgen, em 1895.
Princípios Básicos de Radioproteção
Princípio da Justificação: Qualquer atividade envolvendo radiação ou exposição deve
ser justificada em relação a outras alternativas e produzir um benefício líquido positivo para a sociedade.
Princípio da Otimização: O projeto, o planejamento do uso e a operação de instalações
e de fontes de radiação devem ser feitos de modo a garantir que os expositores sejam tão reduzidos quanto razoavelmente exeqüível = baixa (principio ALARA), levando-se em consideração fatores sociais e econômicas.
Principio da Limitação de Dose Individual: As doses individuais de trabalhadores e
de indivíduos do público não devem exceder os limites anuais de dose equivalente estabelecidos em norma específica.
Limitação de dose e Otimização da radioproteção
1) Nenhum trabalhador deve estar exposto à radiação sem que: a) Seja necessário;
b) Tenha conhecimento dos riscos radiológicos associados ao seu trabalho; c) Esteja adequadamente treinado para o desempenho seguro das suas funções; 2) Compensações ou privilégios especiais para trabalhadores não devem, em nenhuma hipótese, substituir requisitos aplicáveis de norma específica;
Anderson F. Lacerda – Tecnólogo em radiologia 3) Menores de 18 anos não devem ser trabalhadores;
4) Gestantes não devem trabalhar em áreas controladas;
5) Para mulheres com capacidade reprodutiva, a dose no abdômen não deve exceder a 10 mSv em qualquer período de 3 meses consecutivos;
6) A dose acumulada no feto durante o período de gestação não deve exceder 1 mSv; 7) Estudantes, aprendizes e estagiários menores de 16 anos, cujas atividades envolvam radiação, não devem receber, por ano, doses superiores aos limites primários para indivíduos do público, nem doses superiores a 1/10 daqueles limites em cada exposição independente;
8) Estudantes, aprendizes e estagiários entre 16 e 18 anos não devem receber doses superiores a 3/10 da dose do limite para trabalhadores;
9) Estudantes e estagiários com idade maior de 18 anos devem obedecer ao limite para trabalhadores.
Sistemas de Radio-Proteção
1) Óculos de vidro plumbífero; 2) Protetor de tireóide plumbífero; 3) Capa plumbífera;
4) Protetor de gônodas plumbífero; 5) Luvas plumbífero;
Fatores
1. Tempo: Deve haver rigorosamente limitação de tempo de exposição, a fim de que o indivíduo não receba doses acima dos limites de tolerância estabelecidos. Quando um material radioativo é completamente absorvido pelo organismo, pouco ou nada pode ser feito para eliminá-lo da região onde se depositou . No entanto pode ser controlados os riscos das radiações internas, ou seja, aquelas cuja fonte já se encontra depositada no interior do organismo, seja por ingestão, inalação ou absorção através da pele, impedindo-se a assimilação de fontes radioativas pelo corpo humano ou controlá-la a níveis mínimos, garantindo que os limites de tolerância não sejam ultrapassados.
2. Distância: Vamos entender como distância, o espaço mantido entre o trabalhador e a fonte de radiação. Isto significa que o trabalhador pode realizar suas tarefas sem risco nenhum de ser atingido pelas radiações, porque se encontra numa distância segura. Esta medida é eficaz e muito simples de ser aplicada.
Anderson F. Lacerda – Tecnólogo em radiologia 3. Blindagens: Corresponde à utilização de barreiras feitas de materiais que sejam capazes de absorver radiações ionizantes. Essas barreiras devem ser feitas e orientadas por especialistas para que não se corra nenhum risco. É comum o uso de barreira de chumbo ou concreto cuja espessura é dimensionada em função do tipo de radiação da qual se quer livrar.
Área livre: área isenta de regras especiais de segurança onde as doses anuais não
ultrapassem o limite para o público (1mSv).
Área controlada: área restrita na qual as doses equivalentes efetivas anuais podem ser
iguais ou superiores a 3/10 do limite para trabalhadores.
Efeitos Biológicos da Radiação Ionizante 1) Mecanismo:
Radiação –> átomo (efeito comptom, fotoelétrico e produção de pares) –> fenômeno físico (ionização) –> fenômeno químico (ruptura nas ligações das moléculas) –> fenômeno biológico (em relação às moléculas) –> fenômeno fisiológico ( em relação ao organismo)
2) Tempo de Latência:
Dose elevada – tempo curto; Doses baixas com tempo de exposição muito lento – latência de dezenas de anos.
3) Efeitos:
Reversíveis – poder de restauração das células;
Irreversíveis – câncer (mutação das células) X necrose (morte das células);
Transmissibilidade – a maior parte das alterações que ocorrem em uma célula não de transmitem a outras. Efeitos hereditários podem ser transmitidos através da reprodução (células germinativas);
Limiar – alguns efeitos biológicos exigem um valor mínimo de radiação ionizante para se manifestar. É o mínimo de radiação necessária para que ocorra algum efeito biológico);
Radiossensibilidade – as células não respondem igualmente a mesma dose de radiação. Ex.: plaquetas, leucócitos, hemáceas. (corresponde a sensibilidade de cada célula aos efeitos de radiação ionizante).
4) Classificação:
Somáticos – ocorrem nas células somáticas e não se transmitem aos descendentes. Ex.: lesão de pele (radiodermite); Hereditários – se transmitem aos descendentes;
Anderson F. Lacerda – Tecnólogo em radiologia Não estocásticos (Determinísticos) – a gravidade aumenta com o aumento da dose e existe um limiar de dose.
5) Síndrome aguda da radiação:
Forma hematopoética da síndrome
- Cada tipo de célula apresenta sensibilidade diferente para radiação; - As doses relativamente baixas (< 2Sv);
- As células afetadas são as com maior sensibilidade: leucócitos, linfócitos, medula óssea;
- Estágio da doença: febre, infecção, hemorragia. Forma de trato gastro intestinal
- Acima de 6 Sv – células do tecido epitelial do trato gastro intestinal são destruídas, derrubando assim uma barreira vital. Logo teremos: perda de líquidos, infecção dominante e diarréia aguda.
Forma cerebral
- Acima de 20 Sv. Provocando desorientação e choque.
6) Efeitos somáticos tardios:
Período de latência muito grande, anos após a radiação. Ex.: câncer.
7) Efeitos hereditários:
Atinge óvulos e espermatozóides.
Efeitos: albinismo, homofilia, daltonismo, etc.
8) Principais órgãos geralmente afetados pela radiação ionizante:
Gônodas –> medula óssea –> tireóide –> seios
Se não houver critério rigoroso de proteção e controle das radiações, haverá sempre o risco de exposição, não só para aqueles que operam equipamentos ou para pesquisadores que lidam com tais elementos, mas também para pessoas que estiverem em locais executando tarefas bem diferentes. Todavia o risco à exposição de radiação depende das instalações e protetores existentes e do tipo de radiação se é mais ou menos intensa. Por exemplo, as radiações gama e X podem atravessar paredes, avançar distâncias maiores com intensidade suficiente para causar danos à sociedade.
Os efeitos das radiações sobre o organismo dependem da dose recebida e podem se fazer sentir através da:
Anderson F. Lacerda – Tecnólogo em radiologia Ingestão, os elementos radioativos penetram no organismo pela água ou comida contaminada;
Inalação de gases e poeiras radioativos corresponde a um grande perigo, devido ao fato de que a radiação é lançada dentro dos pulmões e nesse caso, pode ser facilmente absorvida;
Absorção de radiações através da pele é a mais comum e também muito perigosa. A exposição poderá ocorrer sobre todo o corpo ou sobre parte dele. Quando atinge todo corpo, o principal efeito é sobre o sangue e sobre órgãos formadores de sangue. Os danos são vários, como: anemia, leucemia, câncer de pele, câncer ósseo, câncer de tireóide, etc. Os efeitos da radiação dependem da radiação recebida. Por isso, quanto a exposição a radiação é localizada sobre determinado órgão, poderá destruí-lo uo lesá-lo. Por exemplo, quando atingem os olhos podem causar cataratas ou a cegueira. Atingindo a pele, torna-se seca e rígida, sujeita a queimadura, tumores e câncer. Poderá causar esterilidade temporária ou permanente, quando atinge os órgãos reprodutores. Podem até mesmo causar alterações nas gerações futuras do indivíduo exposto - são os efeitos genéticos. Enfim a exposição a radiações constitui um risco sério para o homem, se não houver meios de proteção e controle sistemáticos.
Medidas de prevenção e controle adotadas com muito critério e correção podem eliminar os riscos de qualquer fonte de radiação, chegando mesmo a manter qualquer exposição abaixo dos níveis estabelecidos.
Consegue-se o controle dos riscos de radiações externas, restringindo áreas específicas para as atividades que envolvam materiais radioativos e também adotando-se sistemática de trabalho e procedimentos que impeçam a contaminação de áreas vizinhas e do meio exterior, isto é, da água, do ar e do solo.
Da mesma forma, a proteção do trabalhador pode ser conseguida impedindo-se que as fontes radioativas atinjam as vias de absorção do organismo. Isto pode ser feito através da utilização de adequados equipamentos, métodos e técnicas de operação, bem como através do cumprimento de normas rígidas na execução de tarefas.
Em geral, as radiações são invisíveis e dificilmente detectáveis pelas pessoas, através dos seus sentidos, com exceção da parte visível do espectro. Considerando os efeitos térmicos (aquecimento) provocados pelas radiações, se esta for perigosa, a sensação de calor pode não mais servir para avisar o risco. O mais correto é utilizar detectores nos locais para acusar a existência e intensidade da radiação, porém só especialistas devem lidar com estes detectores.
Raios-X
Radiação decorrente do choque de elétrons em alta velocidade com qualquer tipo de matéria. Os raios - X são ondas eletromagnéticas, exatamente como os raio gama, diferindo apenas quanto à origem, pois os raios gama se originam dentro do núcleo atômico, enquanto que os raios - X têm origem fora do núcleo. Suas características são, portanto, as mesmas da radiação gama.
Anderson F. Lacerda – Tecnólogo em radiologia
Características dos raios – X
- Propagação Retilínea: Dentro da faixa de 20 Kev até 400 Kev, não podem ser acelerados ou desviados por campos magnéticos ou eletrostáticos. Movimentam-se em linha reta no vácuo. No ar de pouca densidade, somente uma porcentagem dos quantas interagem com as moléculas do ar. Os raios –X saem em linha reta da pista focal do ânodo para todas as direções, e também afastando-se uns dos outros (divergência); - Atravessam um corpo tanto melhor quanto for sua energia;
- Tanto são absorvidos quanto produzem Radiações Secundárias;
- Radioluminescência: certas substâncias quando irradiadas emitem luz visível; - Enegrecem emulsões fotográficas;
- Ionizam gases;
- Exercem efeito Biológico.
A física dos Raios – X
Um elétron que é acelerado do cátodo para ânodo, não reconhece este último como um bloco maciço e impenetrável, estes elétrons agora chamados de primários penetram em um espaço mais ou menos vazio.
As distâncias entre as massas do núcleo e os elétrons orbitais são em relação ao elétron primário tão grandes que ele penetra na matéria sem ser molestado. A probabilidade de que um elétron primário se choque com um elétron orbital, ou com o núcleo do átomo, antes disso atuam sobre ele as cargas negativas dos elétrons orbitais positivas do núcleo.
Podemos reconhecer quatro possíveis interações: Efeito Fotoelétrico, Efeito Compton, Raios – X de Freamento e Produção de Pares.
