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Como funciona a tomografia computadorizada?

Herllan Vieira — Sat, 27 Apr 2019 01:21:16 +0000

A tomografia computadorizada (TC) é um tipo de exame radiológico que permite a observação de estruturas anatômicas na forma de cortes. O equipamento funciona com o mesmo princípio do raio X.

Em uma ampola há um filamento (cátodo) que é aquecido através da passagem de uma corrente elétrica. Esse aquecimento faz com que elétrons sejam ejetados e acelerados em direção a um eletrodo (ânodo) através da aplicação de um potencial em torno de 20 a 30 kV. O choque dos elétrons com o ânodo promove a ionização do mesmo, ocorrendo a emissão de radiação no comprimento de onda na região do raio X.

Figura 1: Ampola de produção de Raios X.

Fonte: FREIRE, T.

O equipamento de TC usa uma fonte de radiação de raio X motorizada rotativa que fica dentro de uma estrutura circular oca, como um anel. Durante o exame o paciente fica deitado numa maca dentro da região central do equipamento, onde a fonte de radiação rotativa gira em torno do paciente emitindo radiação em diferentes ângulos no corpo, permitindo assim formar imagens na forma de cortes. Através de um programa no computador, os sinais captados pelos detectores são convertidos em imagens 2D na forma de “fatias” da região do corpo analisada. As imagens 2D podem ainda ser agrupadas para gerar uma imagem 3D.

Figura 2: Paciente realizando o exame.

Fonte: Acesso em 17/12/18.

A tomografia é utilizada para identificar doenças e danos ao redor do corpo, como tumores, ossos quebrados, obstruções coronárias, lesões na região do abdômen, imagens da cabeça para visualização de derrames, no pulmão para observação de pneumonia, entre outras aplicações.

Figura 3: Tomografia computadorizada do crânio.

Fonte: Acesso em 17/12/18.

Como o exame se baseia a partir de radiação ionizante, ele pode causar danos à saúde se não tomadas às devidas precauções. O contato da radiação com material biológico pode gerar espécies instáveis, como radicais livres, que podem danificar a estrutura do DNA, causando mutações. Entretanto, os danos causados pelo exame vão depender de fatores como idade do paciente, tempo de exposição à radiação, a quantidade de vezes que a pessoa se submeteu ao exame, entre outros fatores.

BIBLIOGRAFIA:

BARBOZA, D.C.. Raio X e Tomografia Computadorizada. Acesso em 17/12/18.

FREIRE, T. Equipamentos e Acessórios de Radiologia. Acesso em 17/12/18.

NATIONAL INSTITUTE OF BIOMEDICAL IMAGING AND BIOENGINEERING. Computed Tomography (CT). Acesso em 17/12/18.

OLIVEIRA, J.R.B; RIBAS, R.V.; SOUZA, A.F.. Laboratório de Física Moderna: Raios X – II. Acesso em 17/12/18.

Como funcionam os exames por ressonância magnética?

Herllan Vieira — Thu, 22 Nov 2018 19:56:50 +0000

Quando se quer saber a causa de determinadas doenças, o médico possivelmente pedirá para o paciente realizar uma série de exames de imagem como a ressonância magnética. Mas como funciona esse exame em específico?

A Ressonância Magnética por Imagem (sigla em inglês MRI) mostra partes do corpo que não podem ser vistas, por exemplo, por raios-X, tomografia e ultrassom. Articulações, cartilagem, ligamentos, músculos e tendões são algumas dessas regiões. O MRI também pode ser usado para diagnóstico de derrames, aneurismas e tumores.

Figura 1: RMI craniana.

No equipamento de ressonância há um grande imã no qual é aplicado um campo magnético de alta intensidade em uma região do corpo do paciente. Os sinais obtidos pelo aparelho são referentes às interações do campo magnético com os prótons dos átomos de hidrogênio presentes nos tecidos do nosso corpo.

Figura 2: Equipamento de ressonância.

As propriedades físicas do próton responsáveis pelo funcionamento da técnica são o spin e o momento magnético. O spin está relacionado com a rotação dessa partícula em torno do seu próprio eixo (algo análogo ao movimento de rotação da terra). Como o próton é uma carga elétrica e está em movimento, ele irá gerar um campo magnético associado a este movimento. Esse campo gerado faz com que o próton aja como se fosse um pequeno imã, que irá interagir e se alinhar com o campo magnético aplicado pelo equipamento.

Figura 3: Ilustração do momento magnético do próton.

Quando o equipamento é desligado, os spins dos prótons voltam ao seu estado natural. O retorno a esse estado gera sinais que são captados e traduzidos em imagens através do computador. Como os prótons presentes em diferentes tecidos voltam a esse estado em velocidades diferentes, esses intervalos de diferença permitem distinguir um tecido do outro, assim como entre um tecido saudável e um danificado.

FIGURAS:

JORNAL BRASILEIRO DE ARRITMIAS CARDÍACAS. Ressonância magnética em pacientes portadores de marcapasso. Acesso em 25/07/2018.

AGENDA CAPITAL. Banco do Brasil doa equipamento de ressonância magnética para hospital da criança. Acesso em 25/07/2018.

TÉCNICO EM RADIOLOGIA. Spin e o Momento Magnético. Acesso em 25/07/2018.

REFERÊNCIAS

LIVE SCIENCE. What is an MRI (Magnetic Resonance Imaging). (Acesso em 24/07/2018)

Mazzola A. A. Princípios Físicos da Ressonância Magnética. Acesso em 25/07/2018.

Como funcionam os protetores solares?

Herllan Vieira — Fri, 31 Aug 2018 16:40:54 +0000

A utilização de protetores solares é um fator importante na proteção da pele contra os raios solares. Isso porque a luz solar pode danificar nossa pele causando, por exemplo, o surgimento de rugas, envelhecimento precoce, eritema (vermelhidão na pele), perda da elasticidade e câncer de pele. Dessa forma, é essencial o uso de filtros solares, principalmente em horários em que a radiação solar é mais intensa, como depois das dez horas da manhã e durante a tarde.

Os raios ultravioletas (UV), presentes na luz solar, são os principais causadores de danos na pele. O UVA é responsável pelo bronzeamento devido a fotoxidação da leucomelanina e, dependendo da pele e do tempo de exposição, pode favorecer o surgimento do câncer de pele. O UVB, que chega na atmosfera em menor quantidade em comparação ao UVA, é responsável pelas queimaduras solares e é o principal causador do câncer de pele. Já o UVC não chega à superfície terrestre, pois é absorvido pela camada de ozônio.

Para evitar os danos causados por essas radiações, deve-se usar filtros solares. Existem dois tipos: os filtros orgânicos (conhecidos como filtros químicos) e os filtros inorgânicos (conhecidos como filtros físicos). Apesar de serem usuais, os termos “químico” e “físico” não são os mais adequados, pois ambos têm substâncias químicas. Isso pode gerar confusão em algumas pessoas e uma tendência ao favorecimento da vendo dos filtros “físicos”, pois o termo “químico” muitas vezes é interpretado de forma errônea como algo negativo.

Os filtros orgânicos são loções que têm em sua composição compostos aromáticos conjugados com carbonila. Com essa estrutura, as moléculas são capazes de absorver os raios UV transformando essa energia em calor. Dessa forma, essa absorção impede que os raios solares penetrem na pele. Alguns dos compostos que podem ser encontrados são a benzofenona (absorve UVA) e a sulisobenzona (Absorve UVA e UVB).

Figura 1: benzofenona (esquerda) e sulisobenzona (direita)

Já os filtros inorgânicos têm em sua composição, normalmente, óxido de zinco ou dióxido de titânio. Apesar de também absorverem uma pequena parte da radiação, seu principal meio de atuação é através da reflexão da luz solar. Com isso, o filtro consegue impedir que a radiação penetre a pele.

Figura 3: Mecanismo de proteção dos filtros solares.

Nas embalagens dos protetores é comum ver um número, que corresponde ao fator de proteção solar (FPS). Esse fator pode ser definido como a quantidade de radiação necessária para causar eritema na pele protegida pelo filtro solar em relação à quantidade de radiação necessária para causar o mesmo dano na pele sem proteção, sendo que esse cálculo é feito em relação aos raios UVB. Isso quer dizer quer o FPS mede a eficácia do protetor solar.

A escolha do FPS vai depender da pele e do tempo de exposição ao sol do usuário. O SPF 15 protege a pele em 93% dos raios solares, o SPF 30 protege 97%, o SPF 50 protege 98% e o SPF 100 protege 99% da radiação. Quanto maior o fator de proteção, menor será a diferença da porcentagem de proteção, sendo que nenhum protetor protege a pele 100%.

FIGURAS:

Fonte 1: http://www.chemspider.com/Chemical-Structure.2991.html?rid=3c854349-414c-4393-b365-07bfe6f0d3bc&page_num=0 (Acesso em 24/07/2018)

Fonte 2: http://www.chemspider.com/Chemical-Structure.18829.html?rid=c9058dd6-3882-4a77-9d8a-97d73fb3c8fc (Acesso em 24/07/2018)

Fonte 3: https://www.solaveil.com/pt-br/about-solaveil (Acesso em 24/07/2018)

BIBLIOGRAFIA:

DAVOLOS, M. R.; FLOR, J.; CORREIA, M. A., Protetores solares, Química Nova, vol 30, nº 1, p 153-158, 2007.

SCHALKA, S.; REIS, V.M.S.; Fator de proteção solar: significado e controvérsias, vol 3, p 507-515, 2011.

SERPONE, N.; DONDI, D. ALBINI, A.; Inorganic and organic UV filters: Their role and efficacy in sunscreens and suncare products, Anais Brasileiros de dermatologia, vol 360, p 794-802, 2007.

SIMON, S.; Choose the right sunscreen. Disponível em: . Acesso em 24/07/2018.

STEVEN L. Z. et al, Cosmetic procedures: Sun eposure and skin cancer. Disponível em: . Acesso em: 23/07/2018.

Aceleradores de partículas: revolucionando a ciência e a tecnologia.

Herllan Vieira — Sat, 05 May 2018 00:05:36 +0000

Os aceleradores de partículas foram inventados na década de 30 com o objetivo de investigar a estrutura do núcleo atômico. As partículas são aceleradas próximas a velocidade da luz através da aplicação de um campo elétrico e seu feixe é orientado por um campo magnético.

Essas partículas aceleradas podem ser elétrons, prótons, íons, núcleo de átomos pesados, dentre outras. Elas podem percorrer um caminho retilíneo ou circular.

O maior acelerador de partículas do mundo é o Grande Colisor de Hádrons (Large Hadron Collider – LHC), que tem um anel de 27 Km de comprimento e está localizado no Centro Europeu de Pesquisa Nuclear (CERN), em Genebra. Suas atividades se iniciaram em 2008 e, desde então, vem colaborando para grandes descobertas científicas, como a do Bóson de Higgs em 2012, que rendeu o Nobel de Física para Peter Higgs e François Englert.

Figura 1: Grande Colisor de Hádrons (LHC)

No Brasil há dois aceleradores de grande porte. O UVX fica no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS) e está em atividade a 30 anos, sendo de segunda geração. Seu sucessor, o Sírius, está em construção e será de quarta geração, que produz uma luz mais brilhante.

Figura 2: UVX

A luz síncroton é um tipo de radiação eletromagnética de alto brilho que é gerada quando se acelera partículas carregadas próximas a velocidade da luz. Sua faixa de espectro pode variar do infravermelho até os raios X.

Essa luz pode ter várias aplicações. Na agricultura, ela pode ser usada para o desenvolvimento de novos fertilizantes, assim como para análise de solos. Na energia, ela pode ser aplicada para a evolução de novas tecnologias para a exploração de petróleo e células solares. Já na saúde, pode ser feita determinações estruturais de moléculas-alvo para a formulação de novos medicamentos e métodos de diagnósticos.

Figura 3: Sírius

Referências:

CERN, How an accelerator works Acesso em 13/02/2018

CNPEM, APLICAÇÕES INDUSTRIAIS DA LUZ SÍNCROTON < http://www.lnls.cnpem.br/atuacao/aplicacoes-industriais-de-fontes-de-luz-sincrotron/> Acesso em 04/05/2018

CNPEM, Sirius – Por que você deve se orgulhar do novo acelerador de partículas brasileiro < http://cnpem.br/sirius-por-que-voce-deve-se-orgulhar-do-novo-acelerador-de-particulas-brasileiro/> Acesso em: 14/02/2018

LNLS, O QUE É LUZ SÍNCROTRON? Acesso em: 13/02/2018

PORTAL SÃO FRANCISCO, Aceleradores de Partículas Acesso em: 13/02/2018

CERN, Large Hadron Collider Acesso em 15/02/2018

Figuras:

Figura 1: https://www.newscientist.com/article/2070579-physicists-struggle-to-squeeze-new-particles-from-the-lhc/ Acesso em: 14/02/2018

Figura 2: http://pages.cnpem.br/cienciaaberta/album/luz-sincrotron-lnls/ Acesso em: 14/02/2018

Figura 3: Figura 1: http://piaui.folha.uol.com.br/a-aposta-do-superacelerador/ Acesso em: 04/05/2018

Vicodin: indo além de Dr. House

Herllan Vieira — Fri, 30 Mar 2018 21:00:33 +0000

Vicodin é um medicamento que ficou bastante famoso a partir de 2004, graças ao seriado americano Dr. House, onde o protagonista tomava o medicamento devido a dores proveniente de um infarto na perna direita, que resultou em uma necrose muscular.

O vicodin é obtido pela combinação de duas substâncias, a Hidrocodona e o Acetaminofeno, e é utilizado para o alívio de dor moderada a forte.

A Hidrocodona faz parte da classe de opióides, que são substâncias que têm efeito analgésico, hipnótico e podem causar dependência. Ela interage com os receptores de opióides dos neurotransmissores e age como um depressor do sistema nervoso central, diminuindo a atividade cerebral.

Figura 1: Hidrocodona.Fonte: Acesso em 12/02/2018

O Acetaminofeno, mais conhecido como paracetamol, é usado também para aliviar a dor e reduzir a febre. Ainda não se sabe com precisão seu mecanismo de ação, mas acredita-se que o efeito analgésico se dá pela inibição da síntese de prostaglandinas ao nível de sistema nervoso central. Já sua ação antitérmica acontece no hipotálamo, onde ocorre a vasodilatação periférica, o que gera um aumento no fluxo sanguíneo da pele, sudorese e a perda de calor.

Figura 2: Acetaminofeno
Fonte: Acesso em 12/02/2018

Dentre alguns dos efeitos colaterais do Vicodin estão: náuseas, vômito, tontura, sonolência, mudança de humor e alucinações.

Em 2009 um grupo de consulta da FDA (Food and Drug Administration), que é uma agência federal do Departamento de Saúde e Serviços Humanos dos Estados Unidos, recomendou que houvesse uma maior limitação na venda do Vicodin devido ao perigo de ser tomado em grandes doses, podendo gerar o vício e até a morte.

Referências:

ADDICTION BLOG, How does hydrocodoneworks? Acesso e 12/02/2018

NYMAG, Life Without Vicodin? Acesso em 11/02/2018

TUA SAUDE, Hydrocodona – Vicodin Acesso em 11/02/2018

ULTRAFARMA, paracetamolAcesso em 12/02/2018

UNIFESP, Ópio, opiáceos/opióides, morfina Acesso em 11/02/2018

WEBMD, Vicodin Acesso em 11/02/2018