Aplicações da Física de Partículas
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(2) Aceleradores em aplicações médicas. “A pré-história”. William Crooks. Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011. 2.
(3) Aceleradores em aplicações médicas. “1895 - Descoberta dos raios-X” O tubo de Raios-X contem um pequeno acelerador electrostático. William Roentgen. Mão de Anna Berthe Roentgen 22 Dezembro 1895. Instituto de Física da Universidade de Würzburg, Alemanha. Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011.
(4) Aceleradores em aplicações médicas. “Primeiras aplicações à Medicina” Imagiologia (fluoroscopia). Terapêutica (radioterapia 1920). Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011. 4.
(5) Aceleradores em aplicações médicas. “O acelerador Linear” Wideroe - 1928 l1. l2. l3. l4. l5. l6. l7. Fonte. O feixe é descontinuo (pacotes) L1<L2<L3… Para se obter uma energia elevada são necessário grandes comprimentos. ~ Fonte RF. Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011. 5.
(6) Aceleradores em aplicações médicas. “Acelerador clínico de electrões moderno”. Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011. 6.
(7) Aceleradores em aplicações médicas. “Instalação de um acelerador linear”. Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011. 7.
(8) Aceleradores em aplicações médicas. “Conformação do feixe de fotões” Várias incidências feixe de fotões. IMRT (RadioTerapia de Intensidade Modulada). Orgão em risco. Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011. 8.
(9) Mortalidade. Sobrevivência de células tumorais / normais. Células tumorais Células normais. Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011. 9.
(10) Radiocirurgia - Feixes finos com fotões de alta energia. colimadores adicionais. Sistema planeamento comercial. Simulação MC Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011. 10.
(11) Aceleradores em aplicações médicas. “Deposição de energia ”. Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011. 11.
(12) Aceleradores em aplicações médicas “Deposição de energia dos protões”. Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011. 12.
(13) Aceleradores em aplicações médicas. “Terapia com protões”. Centros Terapia com protões. In Physics Laboratories In Hospitals (mostly). Courtesy Janet Sisterson, MGH. Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011.
(14) Aceleradores em aplicações médicas. “Terapia com protões”. Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011. 14.
(15) Radiografia com feixe de protões. Imagem Protões (MC). Raios-X Tumor. Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011.
(16) Aceleradores em aplicações médicas. Terapia com iões carbono. Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011. 16.
(17) Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011. 17.
(18) Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011. 18.
(19) Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011. 19.
(20) Terapia com fontes radioactivas. Braquiterapia Mamária. Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011. 20.
(21) Terapia com fontes radioactivas. Braquiterapia da Próstata. Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011. 21.
(22) Fibras ópticas como dosimetros FIBRAS DE POLIESTIRENO. Câmara de ionização. I N D U S T R I A L FI B E R O P T I C S, INC. Dosimetro MOSFET. Dosimetro de Fibra Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011.
(23) O DosFib. Fibra plástico emitindo no azul, 5 mm comprido (2 mm diâmetro) Fibra não-cintilante c/ 1 m comprimento Fotodetector de silício Leitura do sinal com electrómetro Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011. 23.
(24) Elementos do DosFib. Hamamatsu Photodiode S9195 Resposta espectral. Fibras azuis e verdes Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011. 24.
(25) Testes em laboratório do DosFib O DosFib foi testado com feixes de raios-X de 20 a 100 kVp. Philips PW 2184/00 X-ray tube. Câmara de ionização para testes. Dosimetro num fantoma de acrílico. Dispositivo experimental. Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011.
(26) Testes do DosFib no Hospital de Santa Maria Ir-192 Source. Energia Ir-192. Afterloading. Energia Raios-γ (keV). Iγ(%). 295. 29. 308. 30. 316. 83. 486. 48. 604. 8. 612. 5. http://www.physics.carleton.ca/clrp/seed_database/Ir192_PDR/microSelectron_v2/. Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011.
(27) Testes do DosFib no HSM Fonte Ir-192. Dispositivo experimental Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011.
(28) Resposta do DosFib. Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011.
(29) O ciclotrão. E. Lawrence 1929 Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011.
(30) Cintigrafia - Preparação do radiofármaco. Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011.
(31) Cintigrafia – O exame clínico. A radiação emitida pelo radiofármaco é detectada na câmara gama. Câmara gama. Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011.
(32) Exemplos de cintigrafias Tiróide Detecção de anomalias na tiróide. Doenças no cérebro Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011.
(33) Exame aos pulmões usando gás kripton radioactivo. a perfusão (feita com um radiofármaco injectado) mostra que um coágulo de sangue impede a circulação!. o ar circula mas ... ventilação Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011. perfusão.
(34) Detecção de metastases. Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011.
(35) Tomografia de Emissão de Positrões. O Fluor-18 é um emissor de positrões. Positrão + Electrão → 2 Fotões. O radiofármaco (FDG) é preparado num ciclotrão. Aniquilação. Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011.
(36) Preparação do doente. Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011.
(37) Câmaras PET-CT. Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011.
(38) Um caso clínico de utilização: mulher 47 anos. Antes do tratamento. 8 meses após tratamento. Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011.
(39) O projecto ClearPEM. Scanner ClearPEM desenvolvido no quadro da colaboração Crystal Clear Collaboration do CERN. Y-axis (cm). Sensitivity@350 keV (%). 4 cm off-axis 3 cm off-axis 2 cm off-axis 1 cm off-axis central slice X-axis (cm). Consórcio PET-Mammography. LIP - Laboratório de Instrumentação e Partículas Hospital Garcia Orta - Serviço Medicina Nuclear IBEB - Instituto Biofisica e Engenharia Biomédica IBILI - Instituto Biomédico de Investigação da Luz e Imagem INOV- INESC Inovação INESC-ID - Instituto de Engenharia de Sistemas e Computadores INEGI - Instituto de Engenharia Mecânica e Gestão Industrial TAGUSPARK – Parque de Ciência e Tecnologia. Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011. 39.
(40) Mamografia de emissão de positrões. PET dedicado a mamografia. Breast exam. Requisitos ClearPEM : Alta sensibilidade Boa resolução espacial (1-2 mm FWHM) Boa resolução temporal p/rejeição fundo (1-2 ns) Exames mais curtos menos radiação dada ao paciente (370 MBq). Conceito do detector: Duas cabeças planas Exame mama e axila Exame c/paciente deitado Distância ajustável das cabeças e rotação Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011. Axilla exam. 40.
(41) Tecnologia usada no Detector. Cristais 20 mm de LYSO:Ce Matriz de cristais de BaSO4 reflector Fotodiodos de avalanche (APD) Duplo readout mode “Depth-of-interaction (DOI) measurement”. 6144 cristais. Arrays com 32 cristais. 384 APD arrays (2 APD por cristal). Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011. 192 detector modules (2 APD cada módulo) 41.
(42) Cabeça do detector Cada Supermodulo:. Cada cabeça. • • •. 4 supermodulos, 92 módulos. •. 24 grupos de módulos. 1 Bordo de serviço 2 pratos de arrefecimento. 12 288 electronic channels Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011. 42.
(43) Detector montado no robot. Assembled Detector Heads. Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011. 43.
(44) PET-Ultra-Sons Cabeças do detector. Baseado no ClearPEM Permitirá melhor qualidade de imagem Visualização de tecidos moles Não adiciona dose de radiação ao paciente. Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011.
(45) Tumor na mama. Remoção do nódulo sentinela. Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011.
(46) Identificação do nódulo sentinela. Injecção de um corante ou radioisótopo. Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011.
(47) Cirúrgia. Imagens pre-operativas da localização do nódulo sentinela. Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011.
(48) Câmaras portáteis. MiniCam II. Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011.
(49) O Detector ISPA. Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011. 49.
(50) Avaliação SPECT camera 140 keV point source. ISPA-tube 122 keV point source. Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011. 50.
(51) Avaliação da qualidade da imagem. SPECT camera 14000 contagens FWHM ~4.3 mm. ISPA-tube 5 minutos Tempo equivalente. 2800 contagens FWHM ~0.6 mm. Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011. 51.
(52) Efeitos de uma irradiação aguda corpo inteiro Dose (Gy). Sintomas. Observações. 0 - 0,25 Nenhums. Não existem efeitos clínicos relevantes. 0,25 - 1 Nada ou algumas náuseas. Medula óssea danificada. diminuição de glóbulos vermelhos e brancos bem como de plaquetas. Nódulos linfáticos e baço danificados. Diminuição do número de linfócitos.. 1-3. Náusea e anorexia intensa, mal Os danos hematológicos são mais severos. A estar geral, surgimento de recuperação é possível mas não é segura. infecções.. 3-6. Hemorragias, infecções, diarreia, epilação, esterilidade temporária.. As mortes começam a verificar-se para doses superiores a 3,5 Gy. mais que 6. Dano do sistema nervoso central. Incapacidades várias.. Morte provável. Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011. 52.
(53) Irradiação excessiva durante uma angioplastia coronária 1990 Individuo de 40 anos 120 min exposição RX. 6 – 8 semanas. 16 - 20 semanas. Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011. 18 - 21 meses. 53.
(54) Radiology: Volume 248: Number 1—July 2008 Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011. 54.
(55) Radiology: Volume 248: Number 1—July 2008. Dose média anual devida a radiação de fundo ~ 2.5 – 3 mSv. Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011. 55.
(56) Desenvolvimento de dispositivos de monitorização pessoal. Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011. 56.
(57) Agradecimentos João Varela (CERN) Adérito Chaves (IPO) João Seco (Harvard) Marta Dias (FCUL) Patrick Sousa e Conceição Abreu (LIP) Florbela Rego (LIP). FIM Aplicações da Física de Partículas - CERN 2011. 57.
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