biofizica si imagistica medicala

34

Upload: larisa-ioana-cojocariu

Post on 25-Nov-2015

1.280 views

Category:

Documents


35 download

DESCRIPTION

despre biofizica

TRANSCRIPT

  • Biofizic i imagistic medical Prof. Daniela Cojocaru

    1

    CUVNT NAINTE

    Suportul de curs se adreseaz elevilor din coala Postliceal FEG Bacu, anul I, pentru pregtirea

    general, calificarea: Asistent medical generalist.

    Obiective generale:

    -fixarea i aprofundarea unor noiuni de baz din domeniul biofizicii i a nsuirii calitilor necesare

    unei activiti practice de msurare, control i verificare n laborator;

    -dobndirea cunotinelor generale necesare folosirii unor metode fizice de msur;

    -asimilarea unor noiuni necesare nelegerii unor procese fiziologice i farmacologice din

    organismul uman.

    Obiectivele disciplinei:

    -Teoretice: nsuirea principiilor fizice ale unor metode de studiu utilizate in medicin; nelegerea

    aspectelor biofizice ale proceselor i structurilor din organism i ale aciunii factorilor fizici asupra

    organismului.

    -Practice: deprinderea i nelegerea lucrului cu o serie de aparate (utilizate n laboratorul clinic) i a

    erorilor care pot sa apar n relaie cu pregtirea probelor; studiul unor procese din organism pe

    modele biologice sau fizice sau prin alte metode experimentale.

    Tematica abordat:

    1.Noiuni generale;

    2.Biofizica celular- Membranele biologice, biomecanic, termodinamic, bioelectricitate;

    3.Biofizica sistemelor complexe- Bioacustic, optic biologic;

    4.Bazele fizice ale imagisticii medicale- Imagistica cu raze rentgen: rntgendiagnostic, radioscopia,

    radiografia;

    5.Tehnici radiologice speciale- Radioscopia televizat, Tomografia computerizat (CT), Imagistic

    prin rezonan magnetic(IRM sau RMN), ecografia, substane de contrast, radioterapia.

    Anexe

    1.Biofizica molecular- Noiuni de fizic molecular a lichidelor, biofizica molecular a apei.

    2.Ghid de utilizare a examenelor radiologice i imagistice medicale.

  • Biofizic i imagistic medical Prof. Daniela Cojocaru

    2

    1. NOIUNI GENERALE

    Definiie. Descrierea caracterului interdisciplinar. Noiunea de sistem biologic

    Biofizica studiaz diferite procese i fenomene care au loc ntr-un organism viu i stabilete legi ntre

    diferite mrimi fizice, ea fiind o tiin de grani cu caracter interdisciplinar, avnd relaie cu

    biologia, fizica, chimia, biochimia i matematica.

    Domenii ale biofizicii:

    a) Biofizica molecular studiaz proprietile moleculelor, substanelor care alctuiesc materia vie i

    fenomenele la care iau parte acestea;

    b) Biofizica celular studiaz aspectele mecanice(biomecanica), aspectele electrice (bioelectricitatea)

    i aspectele termice(termodinamica). Se ocup de comportarea din punct de vedere fizic a celulelor

    individuale: limfocite, eritrocite, neuroni i fibre musculare;

    c) Biofizica sistemelor complexe: fenomenele fizicii ce intervin n recepia auditiv, vizual, n

    funcia neuronilor i n contracia muscular.

    Procesele biologice sunt produse cu ajutorul unor procese chimice i fizice ale vieii, pe care le

    studiaz att biochimia ct i biofizica.

    Biofizica este de mare utilitate, att pentru studiile fiziologice, ea analiznd la nivel molecular i

    submolecular, procesele fiziologice i este necesar pentru ntelegerea proceselor biofizice i

    biochimice.

    d) Biofizica medical studiaz aplicaiile fizicii n diagnosticare.

    Materia vie se prezinta sub forma unor unor organisme sau indivizi. Biosfera nu are un caracter

    continuu, ci unul discontinuu, fiind alcatuit din indivizi distinci, din uniti distincte, capabile de

    viaa autonom; pot fi descompuse mintal sau artificial n subsisteme cum sunt: aparate anatomice,

    esuturi, organe, celule, particule celulare, macromolecule, molecule i atomi. Sunt uniti din ce n

    ce mai elementare i care corespund totodat diferitelor nivele de organizare a materiei vii.

    Sistemul fundamental este celula, dar nu numai din considerente embriologice i morfologice, ci i

    din considerente biofizice i biochimice. Fiecare nivel de organizare structural are i legile sale

    proprii dup care se comport, ceea ce nseamn c biofizica studiaz diferitele nivele ale materiei

    vii. Sistemele vii sunt ntr-o continu evoluie i deosebim o evoluie ontogenetic( proces de

    dezvoltare a fiinei vii de la embrion la stadiul de adult) i o evoluie filogenetic( evoluia formelor

    organice, a unor specii de animale sau plante din momentul apariiei vieii pe pmnt).

    Prin sistem ntelegem un ansamblu structurat de corpuri care interacioneaz reciproc i este

    delimitat n spaiu, denumit mediu extern, n care se petrec toate procesele.

    Prin sistem biologic, ntelegem un ansamblu de structuri moleculare, atomice, ioni i supramolecule

    structurate i adaptate n vederea realizrii unor funcii. n sistemul biologic se produc procese care,

    din punct de vedere al naturii lor, sunt procese fizice i chimice.

  • Biofizic i imagistic medical Prof. Daniela Cojocaru

    3

    2. BIOFIZICA CELULAR

    MEMBRANELE BIOLOGICE

    Se definesc ca fiind ansambluri compuse din proteine i lipide care formeaz structuri continue

    bidimensionale, cu proprieti caracteristice de permeabilitate selectiv, prin care se realizeaz

    compartimentarea materiei vii.

    1.Structur i proprieti

    Funciile pe care le ndeplinete membrana sunt urmtoarele:

    -delimiteaz celula (organitele celulare) de mediul exterior;

    -prezint permeabilitate specific pentru ioni i unele macromolecule;

    -constituie locul unor reacii enzimatice.

    2. Compoziia biochimic a membranelor biologice

    Principalele componente ale membranelor biologice sunt:

    -proteinele (60-80 %) confer funcionalitatea membranei. Au rol n transportul activ, ndeplinesc

    funcii enzimatice sau de receptori.

    - lipidele(40-20 %) (resturile glucidice sunt ntotdeauna ataate proteinelor sau lipidelor) asigur

    funcia de barier a membranelor;

    -alte componente minore (ioni, ap, transportori) (insuficient studiate cantitativ).

    3. Caracteristicile fizice ale membranelor biologice

    Fluiditatea membranelor mobilitatea lor.

    Transportul prin membranele biologice

    Transportul pasiv:

    -Difuziunea simpl prin bistratul lipidic: un exemplu de difuziune simpl prin bistratul lipidic este

    ptrunderea substanelor liposolubile conform coeficientului de partiie ntre ulei i ap(cu ct

    coeficientul de partiie are valoare mai mare, cu att substana este mai liposolubil i ptrunde mai

    repede n celule);

    -Difuziunea simpl mediat de polipeptide: un exemplu l constituie transportul ionilor prin

    polipeptide produse de microorganisme care sunt numite ionofori. Ionoforii produi de

    microorganisme sunt antibiotice(mpiedic dezvoltarea altor microorganisme). Ele sunt arme de

    aprare ale unor microorganisme mpotriva altora;

    -Difuzia facilitat: se produce de la o concentraie mai mare la una mai mic i se oprete n

    momentul egalizrii concentraiilor de cele dou pri ale membranei, dar substanele trec mult mai

    rapid (de aproximativ 100.000 de ori), dect ar fi de ateptat pentru dimensiunea i solubilitatea lor n

    lipide.

    Transportul activ se realizeaz cu consum de energie, de la o concentraie mic spre o concentraie

    mare.

  • Biofizic i imagistic medical Prof. Daniela Cojocaru

    4

    BIOMECANICA

    Mecanica studiaz formele cele mai simple de micare ale materiei. Noiunea de micare, de

    deplasare a corpurilor cere existena unei poziii de unde ncepe micarea, adic a poziiei de repaus.

    Cinematica studiaz micarea pe difeite traiectorii n raport cu timpul i independent de cauzele care

    provoac micarea.

    Dinamica studiaz micarea corpurilor legat de cauzele care o produc, adic de fore.

    Statica studiaz echilibrul corpurilor asupra crora acioneaz diferite fore, precum i mijloacele de

    realizare a echilibrului.

    Cinematica uman

    Locomoia uman se face sub form de mers, alergare sau sritur. Ea se caracterizeaz prin faptul

    c, la un moment dat picioarele se ridic de la sol:

    -unul cte unul;

    -amndou odat;

    -ntr-o anumit faz a deplasrii.

    Mersul

    Se compune dintr-o serie de perioade de spijin ale corpului pe un singur membru inferior, desprite

    de perioade de sprijin pe ambele membre inferioare. Faza de sprijin unilateral are loc n cea mai mare

    parte a timpului, adic atunci cnd corpul se sprijin pe un singur picior. Sprijinul dublu este atunci

    cnd piciarele se afl n acelai timp pe sol.

    n faza de sprijin unilateral se distinge:

    - pasul posterior, cnd piciorul oscilant se afl n urma celui de sprijin;

    - pasul anterior, cnd piciorul oscilant se afl naintea celui sprijinit.

    n deplasarea sa, corpul uman execut i alte micri:

    -oscilaii verticale;

    -oscilaii transversale;

    -oscilaii longitudinale.

    Alergarea

    Se caracterizeaz prin faptul c n nici un moment picioarele nu se afl pe sol amndou odat. La o

    anumit vitez apare un interval n care corpul nu are contact deloc cu solul. Alergarea se compune

    dintr-o serie de perioade de sprijin, alternate prin perioade de suspensie. n alergare, picioarele sunt

    n flexie.

    Sritura

    Const n deplasarea cu ambele picioare odat, fazele de sprijin ale picioarelor pe sol fiind separate

    de aflarea concomitent a picioarelor n aer.

  • Biofizic i imagistic medical Prof. Daniela Cojocaru

    5

    Legile pailor

    - lungimea medie a pasului normal este mai mare la brbat(63 cm) dect la femeie(50);

    - la ambele sexe pasul drept este mai mare ca pasul stng;

    - deprtarea lateral a picioarelor n timpul mersului este mai mic la brbai (11-12 cm) dect la

    femei (12-13 cm);

    - lungimea pasului crete cu frecvena, pn la o caden de 75 pai pe minut; la o caden mai mare

    lungimea pasului scade;

    - viteza mersului crete cu frecvena pailor, pn la o caden de 85 pai pe minut; la o caden mai

    mare viteza descrete.

    Dinamica corpului uman

    Ineria este o proprietate general a tuturor corpurilor. Legea ineriei sau legea fundamental a

    dinamicii a fost formulat de Newton: un corp i pstreaz starea de repaus sau de micare rectilinie

    uniform, atta vreme ct aciunea altor corpuri nu-l oblig s-i modifice starea sa. Influena unor

    corpuri asupra altora se manifest cu ajutorul unor fore. Gravitaia este fora pe care o exercit

    pmntul asupra corpurilor din jurul lui. Astfel, orice corp aflat sub influena gravitaiei, n cazul n

    care nu intervin alte fore, cade spre pmnt. Centrul de greutate al oricrui corp se afl la intersecia

    a cel puin trei plane, fa de care se compenseaz momentele forelor de gravitaie. La corpul uman

    centrul de greutate depinde de poziia corpului, a membrelor, de ncrcarea lor. Astfel se determin

    trei plane: unul orizontal, unul frontal i unul median antero-posterior, iar centrul de greutate se afl

    la intersecia acestor trei plane.

    Statica corpului uman

    Statica studiaz echilibrul, adic starea n care se afl un corp solicitat de mai multe forte, care-i

    anuleaz reciproc efectele. Astfel, considernd echilibrul unui corp asupra cruia acioneaz numai

    gravitaia, se deosebesc:

    - echilibrul de suspensie cnd corpul este mobil n jurul unei axe de rotaie;

    - echilibrul de sprijin cnd corpul se afl pe un plan cu care are contact printr-o baz de susinere.

    n oricare caz exist trei moduri de echilibru: stabil, nestabil i indiferent.

    Prghiile

    Aciunea prghiilor se bazeaz pe echilibrul a dou fore: fora pasiv i fora activ. n corpul uman,

    exist peste 200 de prghii osoase.

    Prghiile sunt:

    -genul I sau de echilibru: trunchiul n picioare;

    -genul II sau de for: dinii incisivi i canini;

    -genul III sau de deplasare: antebraul n flexie cnd flexorii se contract.

    n corp se ntlnesc de cele mai multe ori prghii de genul III.

  • Biofizic i imagistic medical Prof. Daniela Cojocaru

    6

    Mecanica inimii

    Sngele circul n vasele sangvine, fiind propulsat de inim n aparatul cardio-vascular, energia fiind

    transmis sngelui de contraciile inimii. Inima este principalul organ propulsor al sngelui. Circulaia

    este condiionat de contraciile rimice ale inimii, alternate cu relaxarea ei. n medie, frecvena

    contraciilor inimii este 70/min la brbai i 80/min la femei, iar la copii frecvena este mai mare.

    Mecanica vaselor sanguine

    Inima aruncnd intermitent la fiecare sistol o cantitate de snge n artere, ar trebui ca regimul de

    curgere prin vase s fie i el intermitent. Dar, datorit elasticitii vaselor, sngele curge continuu i

    deci se mrete debitul sngelui n vase. Presiunea pe care contracia ventricular o d sngelui, se

    transmite cu o valoare din ce n cemai redus, cu ct se deprteaz de regiunea de propulsare(inima)

    spre periferie(capilare). Presiunea sngelui este n medie 120-130 torri n aort, 100-120 torri n

    carotid, jugular, femural, radial, i 70-90 torri n arterele mici. n capilare, presiunea este 10-30

    torri. n vene, fenomenul este n sens invers, viteza de circulaie n vene crete pe msur ce sngele

    se apropie de inim. Presiunea mai depinde de fluiditatea sngelui. Presiunea arterial este cea mai

    important mrime pentru controlul i diagnosticul tulburrilor n funcionarea aparatului cardio-

    vascular.

    Metoda de determinare a presiunii arteriale se bazeaz pe echilibrarea acesteia cu ajutorul unei

    presiuni exterioare. Aceasta se realizeaz exercitnd o presiune prin esuturi, asupra unei artere care

    trece pe un plan rezistent, pn se oprete circulaia n acel loc. Astfel, se citete pe manometru

    presiunea exterioar necesar pentru a opri circulaia i se consider c reprezint presiunea sistolic

    a sngelui n artera comprimat. Aparatele pentru msurat se numesc tensiometre. Palparea arterei d

    la fiecare btaie a inimii, o senzaie caracteristic, datorit deformaiei elastice a arterei sub influena

    trecerii undei sanguine, numit puls.

  • Biofizic i imagistic medical Prof. Daniela Cojocaru

    7

    Mecanica respiraiei

    Respiraia este actul reflex care procur oxigenul necesar organismului i mai ales muchilor care

    sunt cei mai mari consumatori de oxigen. Respiraia const dintr-o micare alternativ de mrire i

    micorare a volumului cutiei toracice, realizat n doi timpi: inspiraia i expiraia. Inspiraia este un

    fenomen activ care se face cu efort muscular, prin mrirea toracelui n diferite direcii. Prin urmare,

    plmnii se dilat, presiunea se micoreaz, astfel aerul ptrunde n alveole. Expiraia se face normal,

    fr efort muscular, coastele se las n jos, diafragmul se relaxeaz. La expiraia forat particip

    muchii toracici i abdominali.

    Mecanica contraciei musculare

    Musculatura- element activ care controleaz deplasarea structurilor osoase i micrile altor structuri.

    Micrile datorate muchilor se bazeaz pe capacitatea fibrelor musculare de a utiliza energia

    chimic procurat n procesele metabolice, de a se scurta i de a reveni la dimensiunile iniiale.

    Muchiul striat este alctuit dintr-un mnunchi (sute, chiar mii) de fibre musculare. Contracia fibrei

    musculare implic trei etape succesive:

    1. excitaia fibrei;

    2. cuplajul excitaie- contracie;

    3. contracia propriu- zis a fibrei.

    Tipuri de contracie

    Muchiul dezvolt o for de contracie egal i de sens contrar forei creia i se opune. n funcie de

    mrimea acestei forte, muchiul se poate scurta, alungi sau poate pstra aceeai lungime.

    Contracie izotonic - muchiul se contract contra unei fore exterioare constante (ridicarea unei

    greuti). Contracie neizotonic - fora variaz ca mrime( ntinderea unui resort).

    Contracie izometric- contracie n care lungimea muchiului nu se modific, dar tensiunea n el

    crete. Fora dezvoltat este egal cu cea care trebuie nvins. Muchiul nu efectueaz lucru

    mecanic(contracia postural sau pentru susinerea unui obiect).

    Contracia tetanic - Prin stimulare cu un impuls unic, muchiul se contract sub forma unei secuse

    unice (intervalul ntre stimuli trebuie s fie mai lung dect timpul necesar contraciei i relaxrii); la

    stimulare repetitiv cu o anumit frecven, peste o limit dat, contraciile individuale fuzioneaz

    ntr-o contracie unic -contracie tetanic.

    TERMODINAMIC

    Termodinamica se ocup cu studiul fenomenelor termice, a strilor de echilibru ale sistemelor fizico-

    chimice. Pentru a caracteriza strile de echilibru, termodinamica opereaz cu o singur mrime

    specific temperatura.

  • Biofizic i imagistic medical Prof. Daniela Cojocaru

    8

    Transportul cldurii n organism

    -Organismul uman produce cldur, care se transmite din centrul corpului spre suprafa, iar de aici

    spre mediul exterior;

    -Cantitatea de cldur i temperatura din interiorul organismului difer de la un organ la altul;

    -Cldura este transportat din locurile cu temperatura mai ridicat spre cele cu temperatura mai

    sczut prin conducie i convecie;

    -Conductibilitatea termic a esuturilor este redus, mai ales a celor groase, astfel nct rolul principal

    n transportul cldurii l constituie sngele;

    -Transmiterea cldurii prin intermediul sngelui este favorizat i de cldura lui specific mare, fiind

    aproximativ egal cu cea a apei;

    -Transmisia cldurii spre exterior se realizeaz prin conducie, convecie, radiere i evaporarea apei

    prin transpiraie;

    -Transmiterea cldurii prin conducie, convecie i radiere reprezint aproximativ 70 80 % din

    totalul cldurii transmise mediului exterior, iar prin evaporare se cedeaz 20 30 % din aceasta;

    -n condiii de efort fizic, pierderea de cldur prin evaporare este de 6070 % din totalul cldurii. n

    cazul muncilor fizice grele, corpul poate pierde 4 12 l ap prin evaporare, ceea ce reprezint o

    cedare considerabil de cldur;

    -Din cauza aderrii unui strat de aer de circa 4 8 mm la suprafaa pielii, numit strat marginal, corpul

    se va opune cedrii cldurii prin curenii de convecie i conducie. Grosimea acestui strat scade

    atunci cnd corpul este n micare.

    Msurarea temperaturii

    n funcie de starea corpurilor, cldura se propag diferit:

    - n solide, se propag prin conductibilitate trecnd de la un strat de molecule la cel vecin, ca nite

    lame elementare;

    - n lichide, se propag prin convecie adic prin cureni de lichid;

    - n gaze, se propag i prin convecie i prin radiaie.

    Cnd se mrete energia termic a unui corp, acesta poate suferi unele transformri: modificri de

    volum, schimbri ale strii se agregare, transformri chimice.

    Temperatura reprezint nivelul termic al unui corp, adic starea sa de nclzire sau rcire. Pentru

    msurarea nivelului termic se folosesc aparate numite termometre, iar unitatea de msur este gradul.

    Temperatura corpului omenesc

    -Se msoar cu ajutorul termometrului medical, care are drept corp termometric mercurul.

    La nclzire, mercurul din rezervor dilatndu-se prin energia termic cptat, trece n capilar.

    Temperatura se ia n axil de cele mai multe ori, se ine 8-10 min i se citete indicaia.

  • Biofizic i imagistic medical Prof. Daniela Cojocaru

    9

    -Termometrele digitale nu trebuie scuturate, nu se sparg i anun printr-un semnal acustic atunci

    cnd au msurat temperatura, n mai puin de un minut. Uneori, termometrele digitale nu sunt bine

    calibrate i pot exista variaii de temperatur.

    -Temperatura se mai poate lua bucal, rectal sau vaginal.

    -Termometru Digital cu Infrarou pentru Frunte- msoara temperatura n 2 secunde, fr contact

    direct.

    n mod normal valorile medii sunt 37 axilar i 37,5 rectal. La copii nou nscui, temperatura este mai

    mare dar coboar la normal dup cteva zile. Temperatura este influenat de activitatea muscular i

    nervoas, de temperatura exterioar, etc. n mod normal corpul omenesc i poate menine

    temperatura aproape constant, chiar dac mediul ambiant are o temperatur variabil, aceasta fiind

    realizat cu ajutorul unor mecanisme fiziologice termoreglatoare.

    Termoreglarea

    Cldura este rezultanta echilibrului dintre procesul de producere a energiei termice n organism i

    pierderile de cldur care se produc prin radiaie, evaporarea la nivelul pielii, precum i evaporarea la

    nivelul mucoasei pulmonare.

    Termoreglarea se realizeaz prin:

    - reglarea producerii de cldur;

    - reglarea pierderii de cldur.

    Aceste dou procese se desfoar dup rapotrul dintre temperatura organismului i cea a mediului

    extern:

    -cnd n mediul extern temperatura este apropiat de cea corpului, pierderile de cldur se

    compenseaz prin furnizarea de cldur de ctre arderile din organism;

    -n mediile cu temperatur sczut, organismul lupt mpotriva frigului prin: haine clduroase i prin

    intensificarea combustiilor pentru producerea de cldur;

    - cnd teperatura extern este mare, organismul lupt prin procese de evaporare a apei (transpiraie).

  • Biofizic i imagistic medical Prof. Daniela Cojocaru

    10

    Legile termodinamicii

    Principiul I

    Cantitatea de cldur schimbat de un sistem cu exteriorul, n cursul unei transformri ntre dou

    stri se regsete pe e o parte n lucrul mecanic realizat i pe de alt parte n variaia energiei interne

    a sistemului. Acest principiu reprezint conservarea energiei n cursul transformrii de stare.

    Aplicaie: Legea conservrii energiei este valabil n toate procesele, inclusiv n cazul sistemelor vii.

    Sursa principal de energie n organism o reprezint procesele de degradare a substanelor

    alimentare.

    Rolul principal l constituie reaciile de oxidare ale carbonului i hidrogenului (85%), reaciile de

    hidroliz (14%), neutralizri, hidratri, scindri moleculare etc (1%). Cedarea de energie de ctre

    organism se face sub form de lucru mecanic, cldur, evaporarea apei.

    Principiul II indic sensul unui proces termodinamic natural- trecerea cldurii de la un corp cu o

    anumit temperatur, la altul cu o temperatur inferioar. Este un proces ireversibil.

    BIOELECTRICITATEA

    Electricitatea static

    Studiaz starea de electrizare i aciunile reciproce ale corpurilor electrizate. Corpurile electrizate cu

    sarcini de acelai semn se resping, iar cele electrizate cu sarcini de semne contrare se atrag. Un corp

    electrizat are o sarcin electric. O sarcin electric nu se creeaz i nici nu se pierde, ci se transmite

    de la un corp la altul. Corpurile care conduc cel mai bine electricitatea sunt:

    - metalele care sunt conductori de categoria I, pentru c deplasarea sarcinilor electrice nu este legat

    de schimbarea proprietilor chimice ale substanei;

    - electrolitele sunt conductori de categoria II, deoarece deplasarea sarcinilor este legat de modificri

    chimice. n jurul unui corp ncrcat electric, spaiul n care se constat aciunea forelor electrice se

    numete cmp electric.

    Electricitatea fiziologic

    Materia vie este caracterizat de modificarea nsuirilor ei n funcie de condiiile de mediu.Aceast

    nsuire se numete excitabilitate, iar factorii care provoac aceste modificri se numesc excitani. n

    dezvoltarea lor, unele esuturi au cptat proprieti specifice: contractilitatea, secreia, manifestate

    prin excitaie. Prin stimularea unui muchi se obine o contracie. Excitabilitatea electric a muchilor

    i nervilor se caracterizeaz prin doi parametri:

    - reobaza adic pragul fundamental, intensitatea minim a unui curent continuu care produce

    contracia muscular;

    - cronaxia adic timpul minim necesar de producere a contraciei musculare, utiliznd un curent cu o

    intensitate dubl cu cea a reobazei.

  • Biofizic i imagistic medical Prof. Daniela Cojocaru

    11

    3. BIOFIZICA SISTEMELOR COMPLEXE

    BIOACUSTIC

    Acustica studiaz anumite vibraii ale corpurilor materiale, care se reflect n simuri sub form de

    sunet. Urechea uman este sensibil pentru sunete alctuite din vibraii cu frecvena ntre 16 i 20000

    perioade pe secund (heri).

    Sunetul

    Sunetul este un fenomen fizic care stimuleaz simul auzului. La oameni, auzul are loc cnd vibraiile

    de frecvene ntre 15 si 20.000 de hertzi ajung la urechea intern. Hertzul, sau Hz, este unitatea de

    masur a frecvenei egal cu o perioad pe secund. Astfel de vibraii ajung la urechea intern cnd

    sunt transmise prin aer i sunetul este restricionat. Sunetele cu frecvene mai mari de 20.000 Hz sunt

    numite ultrasonice. n general, undele se pot propaga transversal sau longitudinal. n ambele cazuri,

    doar energia micarii undei este propagat prin mediu; nici o parte din mediu nu se mic prea

    departe. O und sonor este o und longitudinal. n timp ce energia micarii undei se propag n

    exteriorul sursei, moleculele de aer se misc n fa i n spate, paralel la directia de micare a undei.

    Aadar, o und sonor este o serie de compresii i extensii alternative ale aerului. Fiecare molecul

    d energie moleculei vecine, dar dup ce unda sonor a trecut, fiecare molecul rmne n aceeai

    pozitie ca la nceput.

    Amplitudinea

    Amplitudinea este caracteristica undelor sonore pe care o percepem ca volum. Distana maxim pe

    care o unda o parcurge de la pozitia normal, sau zero, este amplitudinea; aceasta corespunde cu

    gradul de micare n moleculele de aer ale unei unde. Cnd gradul de micare n molecule crete,

    acestea lovesc urechea cu o for mai mare. Din cauza aceasta, urechea percepe un sunet mai

    puternic. O comparaie de unde sonore la amplitudine scazut, medie i nalt demonstreaz

    schimbarea sunetului prin alterarea amplitudinii. Aceste trei unde au aceeai frecven i ar trebui s

    sune la fel, doar c exist o diferen perceptibil n volum. Amplitudinea unei unde sonore este

    gradul de micare al moleculelor de aer din und. Cu ct amplitudinea unei unde este mai mare, cu

    att moleculele lovesc mai puternic timpanul urechii i sunetul este auzit mai puternic. Amplitudinea

    unei unde sonore poate fi exprimat n uniti msurnd distana pe care se ntind moleculele de aer,

    sau diferena de presiune ntre compresie i extensie ale moleculelor, sau energia implicat n proces.

    Cnd cineva vorbeste normal, de exemplu, se produce energie sonor la o rat de aproximativ o sut

    de miime dintr-un watt. Toate aceste msuratori sunt extrem de dificil de fcut i intensitatea

    sunetului este exprimat, n general, prin compararea cu un sunet standard, msurat n decibeli.

    Caracteristici fizice

    Orice sunet simplu, cum ar fi o not muzical, poate fi descris n totalitate, specificnd trei

    caracteristici perceptive: nlime, intensitate i calitate (timbru). Aceste caracteristici corespund

  • Biofizic i imagistic medical Prof. Daniela Cojocaru

    12

    exact cu trei caracteristici fizice: frecvena, amplitudinea i constituia armonic, sau respectiv forma

    undei. Zgomotul este un sunet complex, o mixare de multe frecvene diferite sau note care nu sunt

    legate armonic.

    Frecvena

    Noi percepem frecvena, ca sunete mai "nalte" sau sunete mai "joase". Frecvena unui sunet este

    numrul de perioade sau oscilaii, pe care o und sonor le efectueaz ntr-un timp dat. Frecvena este

    masurat n hertzi. Undele se propag la frecvene mari i la frecvene joase, dar oamenii nu sunt

    capabili sa le aud n afara unei raze relativ mici. Sunetele pot fi produse la frecvene dorite prin

    metode diferite.

    De exemplu, un sunet de 440 Hz poate fi creat activnd o box cu un oscilator care acioneaz pe

    aceast frecven. Un curent de aer poate fi ntrerupt de o roat dinat cu 44 de dini, care se rotete

    cu 10 rotaii/secund; aceast metod este folosit la siren. Sunetul produs de box i cel produs de

    sirena, la aceeai frecven este foarte diferit n calitate, dar corespund la nlime.

    Intensitatea sunetului

    Intensitatea sunetului este msurat n decibeli(dB).

    De exemplu, intensitatea la minimul auzului este 0 dB, intensitatea oaptelor este n medie 10 dB i

    intensitatea fonetului de frunze este de 20 dB. Intensitile sunetului sunt aranjate pe o scara

    logaritmic, ceea ce nseamn c o mrire de10 dB corespunde cu o cretere a intensitii cu o rata de

    10. Astfel, fonetul frunzelor este de aproape 10 ori mai intens decat oapta. Distana la care un sunet

    poate fi auzit depinde de intensitatea acestuia.

    Percepia notelor

    Dac urechea unei persoane tinere este testat de un audiometru, se va observa ca este sensibil la

    toate sunetele de la 15-20 Hz pn la 15.000-20.000 Hz. Auzul persoanelor n vrst este mai puin

    acut, mai ales la frecvene mai nalte. Gradul n care o ureche normal poate separa dou note de

    volum puin diferit sau de frecven puin diferit variaz n diferite raze de volum i frecven a

    notelor.

    Reflexia: Sunetul este guvernat de reflexie, respectnd legea fundamental, adic unghiul de reflexie

    este egal cu cel de inciden. Rezultatul reflexiei este ecoul. Sistemul de radar subacvatic depinde de

    reflexia sunetelor propagate n ap. Un megafon este un tub tip cornet care formeaz o raz de unde

    sonore reflectnd unele dintre razele divergente din parile tubului. Un tub similar poate aduna

    undele sonore dac se ndreapt spre sursa sonor captul mai mare; astfel de aparat este urechea

    extern a omului.

    Refracia: Sunetul, ntr-un mediu cu densitate uniform, se deplaseaz nainte ntr-o linie dreapt.

    ns, ca i lumina, sunetul este supus refraciei, care ndeprteaz undele sonore de direcia

    lor original.

  • Biofizic i imagistic medical Prof. Daniela Cojocaru

    13

    Exemplu: n regiuni polare, unde aerul de lng pmnt este mai rece dect cel ce se afl la nlimi

    mai ridicate, o und sonor ndreptat n sus care intra in zona mai cald din atmosfera este refractat

    spre pmnt. Recepia excelent a sunetului n direcia n care bate vntul i recepia proast invers

    direciei vntului se datoreaza tot refraciei.

    Ultrasunetele

    Dintre vibraiile sonore care ies din limitele de audibilitate ale urechii omeneti, de un mare interes,

    din punct de vedere practic, sunt ultrasunetele, adic sunetele a cror frecven este mai mare de

    20000 Hz.

    Exemplu: Orientarea liliecilor se bazeaz pe faptul c acetia emit semnale unde ultrasonore scurte

    de frecvene ntre 30 60 kHz. Liliacul n zbor emite n medie cca. 30 semnale pe secund. O parte

    din acestea sunt recepionate de urechile mari ale liliacului sub form de semnale ecou, dup un timp

    cu att mai scurt cu ct obstacolul este mai aproape. Pe msura apropierii de obstacol, liliacul emite

    din ce n ce mai multe semnale ntr-o secund, ajungnd ca de exemplu la un metru de obstacol s

    emit pn la 60 semnale pe secund. Aceasta permite liliacului s simt precis poziia sa fa de

    obstacole.

    Importana practic a ultrasunetelor este legat de lungimea de und mic a acestora. Din aceast

    cauz, ultrasunetele pot fi emise i se propag ca i razele de lumin sub form de fascicule, spre

    deosebire de sunetele obinuite care se mprtie n toate direciile. Astfel se constat experimental c

    dac lungimea undei emise este mai mic dect dimensiunile liniare ale sursei, unda se va propaga n

    linie dreapt sub form de fascicul. n afar de aceasta, datorit lungimii de und mici, fenomenul de

    difracie (ocolirea obstacolelor) nu apare dect pentru obstacolele de dimensiuni foarte mici, n timp

    ce sunetele obinuite ocolesc practic aproape orice obstacol ntlnit n cale.

    Ultrasunetele au efecte biologice importante. La ultrasonarea unui lichid se poate produce o diferen

    de presiune de mai multe atmosfere ntre dou puncte situate la o distan egal cu jumtatea

    lungimii de und a vibraiei ultrasonore. Acest diferen de presiune poate fi uneori mortal. Astfel,

    aplicaiile cu ultrasunete au mare importan n sterilizarea diferitelor alimente.

    Deasemenea, ultrasunetele au efecte distructive mecanice, fizice, chimice.

    Ca aplicaii medicale se folosesc aparate generatoare de ultrasunete, cu frcven de 800 kHz, care au

    ca pies de aplicare un cap de iradiere care se pune pe corp dup ce acesta a fost uns cu ulei

    de parafin. Datorit nclzirii, acesta se deplaseaz permanent pe regiunea iradiat. Se pot folosi i

    medicamente care se ntind pe piele apoi se aplic ultrasonarea.

    Recepia auditiv

    Pentru ca vibraia mecanic s dea natere senzaiei auditive, ea trebuie prceput de analizatorul

    auditiv, care transform senzaia n excitaie nervoas care produce senzaia auditiv. Senzaiile

    auditive pot fi: plcute (sunete muzicale) sau neplcute (zgomote). Sunetul este transmis prin canalul

  • Biofizic i imagistic medical Prof. Daniela Cojocaru

    14

    auditiv i pune n vibraie timpanul i lanul de osicioare auditive, transmind vibraiile spre

    fereastra oval. Osicioarele auditive au o importan capital. Ciocnelul i nicovala, dei articulate

    ntre ele, sunt strns legate, astfel c oscileaz mpreun ca un singur organ n timpul vibraiei sonore.

    Aceste micri se transmit scriei care este fixat de fereastra oval.

    Fonaia

    Fonaia este un proces complex care const din emiterea unor sunete de ctre organul vocal uman.

    Organul vorbirii este laringele, care are forma unei plnii al crei tub este traheea. Laringele prezint

    dou ndoituri numite coarde vocale inferioare, care au proprieti contractile. Coardele vocale se pot

    apropia i deprta fcnd s varieze i ntinderea lor. Deasupra coardelor vocale inferioare se afl alte

    dou ndoituri, adic coardele vocale superioare. Aceastea delimiteaz deschiderea, numit glot.

    Sunetele vocale se formeaz n laringe, acesta funcionnd ca un tub sonor cu aerul pulmonar. La

    emiterea sunetului, coardele vocale se contract i glota se ngusteaz. Dup aceea, curentul de aer

    trece prin glot n timp ce coardele vocale intr n vibraie. Emisiunea vocal nu const numai din

    sunetele laringiene, ci i din suprapunerea altor vibraii, de rezonan ale diferitelor caviti ale

    organismului. Sunetele joase sunt nsoite de o vibraie a pereilor toracici, iar pentru sunetele nalte

    rezonana are loc n cavitile supralaringiene.

    OPTIC BIOLOGIC

    Optica se ocup cu studiul luminii. Lumina este un fenomen ondulator, obiectiv, care pune n

    legtur organismele cu mediul, producnd prin analizatorul vizual senzaia subiectiv de vedere.

    Ochiul

    Ochiul are o form aproape sferic cu diametrul de 22 mm. nveliul extern este constituit

    din sclerotic, restul este corneea transparent n partea anterioar.

    Pe partea interioar a scleroticii se afl coroida care se continu cu irisul. Retina este membrana cea

    mai intern a globului ocular i este constituit din prelungirea nervului optic.

    Globul ocular conine trei medii transparente: umoarea apoas, umoarea sticloas i cristalinul.

    Factorul obiectiv n procesul vederii este lumina; aciunea ei asupra retinei d natere la fenomene

    fotochimice i electrice complexe, care determin impulsuri nervoase transmise de la receptorul

    periferic la scoara cerebral, ceea ce caracterizeaz senzaia vizual.

    Perceperea luminii

    Sistemul optic al ochiului d pe retin o imagine real, inversat i mai mic a obiectelor aflate n

    afara ochiului. n locul n care intr nervul optic n ochi, lumina nu este perceput (pata oarb).

    Elementele fotosensibile ale retinei sunt conurile i bastonaele, care au roluri diferite n formarea

    senzaiei vizuale. Bastonaele au o sensibilitate mult mai mare dect conurile, dar nu funcioneaz ca

    elemente de distingere a culorilor. Senzaia de culoare se produce numai la excitarea conurilor.

  • Biofizic i imagistic medical Prof. Daniela Cojocaru

    15

    Vederea diurn este legat de excitarea conurilor i funcioneaz la iluminri suficient de mari

    permind distingerea culorilor i perceperea unui numr mare de amnumte. Vederea

    nocturn(periferic) este legat de excitarea bastonaelor. De obicei, ambele moduri de vedere

    funcioneaz simultan, iar n cazul iluminrii foarte slabe funcioneaz numai vederea periferic.

    Adaptarea ochiului la diferite strluciri se produce n dou feluri: prin reflexul pupilar i prin

    migraia pigmentului retinian. Adaptarea de la lumin la ntuneric cere mai mult timp dect invers.

    3. BAZELE FIZICE ALE IMAGISTICII MEDICALE

    Imagistica cu raze rentgen: rntgendiagnostic

    Radiaia descoperit n 1895, la Universitatea Wurzburg, de ctre fizicianul Rntgen, denumit

    radiaia X, este o radiaie electromagnetic, cu lungime de und extrem de mic, n medie de 10.000

    de ori mai mic dect cea a luminii. Se produc raze X, ori de cte ori electroni aflai n micare foarte

    rapid, se lovesc de corpuri materiale, unde produc dislocri de electroni de pe orbitele energetice ale

    atomilor acestor corpuri. Pentru a se menine echilibrul, electronii de pe orbitele mai periferice,

    ale corpului izbit, vor lua locul electronilor dislocai de pe orbitele mai centrale. Din acest salt de pe

    un nivel energetic pe altul, n sensul menionat mai sus, rezult un plus de energie, adic razele X.

    Modificrile suferite de energia radiant la diverse nivele n corpul omenesc alctuiesc n ansamblul

    lor elemente utile, pe care fascicolul de raze X le poate transmite examinatorului sub form de

    imagini radiologice, produse datorit modificrilor care au loc n fascicolul de raze X la nivelul

    esuturilor i organelor de examinat. Coeficientul de absorbie este proporional cu numrul atomic la

    puterea a patra din corpul traversat structurile cu numr atomic mare vor atenua mai mult fascicolul

    de raze X, iar din punct de vedere radiologic vor fi mai opace(exemplu: segment scheletic).

    Producerea radiaiei X se face n tubul de raze- tubul Coolidge.

    Este un tub n care se afl un vid foarte avansat, unde electronii emii de catod(un filament de

    wolfram ce a fost adus la incadescen) sunt accelerai la diferene de potential de zeci de mii de

    voli, se ciocnesc cu materialul anodic, unde cea mai mare parte din energia lor se pierde prin ionizri

    i excitri n straturile superioare ale materialului anodic, iar o parte produce radiaie Rntgen.

  • Biofizic i imagistic medical Prof. Daniela Cojocaru

    16

    Proprietiile radiaiei X sunt comune cu ale radiaiilor electromagnetice, intensitatea lor scade

    invers proporional cu ptratul distanei.

    Proprietile speciale:

    -penetrabilitate invers proporional cu lungimea de und;

    -sunt absorbite de corpurile prin care trec, absorbia fiind direct proporional cu numrul atomic la

    puterea 3, densitatea i grosimea obstacolului;

    -determin fenomenul de luminiscen;

    -determin efect de fotosensibilitate (reduce emulsia de argint la argint metalic);

    -produc ionizare;

    -au efecte biologice asupra esuturilor vii prin ionizri i prin excitaii care produc alteraii n aceasta.

    Efectele celulare ale radiaiilor

    a) Mecanismul de aciune este direct i indirect

    .- aciunea direct este sub forma rupturii arhitecturii moleculare i n special la nivelul unor structuri

    ca genele, cromozomii sau enzime- doza este fr importan;

    .- aciunea indirect- este dat de substanele nscute din reaciile directe.

    b) Natura leziunilor- A.D.N-ul este inta preferat a radiaiilor, adic materialul genetic.

    c) Efectele somatice- sunt asupra individului n totalitate i pot apare la interval de ore, pn la ani.

    La nivel somatic acioneaz legea conform creia, cu ct un esut este mai tnr cu att el este

    mai sensibil i vulnerabil(Bergonier i Tribondeau).

    d) Manifestarile clinice- ale leziunilor apar numai excepional n cadrul iradierii diagnostice. Ele pot

    fi vzute la medicii radiologi sub forma de boala profesional.

    e)Efecte feto-embrionare- sunt diferite dup vrsta produsului de conceptie:

    - la stadiul de ou acioneaz legea: tot sau nimic. Oul trieste normal sau moare;

    - la stadiul de organogenez n primele trei luni se produc malformaii grave;

    - ftul mai mare de 3 luni este mult mai puin radiosensibil.

    f)Efecte genetice- mutaii care apar indiferent de doz, dar se dubleaz dup 30-50 rds.

    g)Efecte cancerigene au o frecven mic, dar exist.

    Efectele la nivel tisular sau ale ntregului organism reprezint suma(nu neaprat matematic)

    modificrilor celulare. Acumularea n timp a tuturor acestor modificri duce n ultima instan la

    moartea individului prin alterri funcionale i organice ireversibile.

    Protecia mpotriva radiaiilor

    n lumea contemporan, orice fiin vie de pe suprafaa pmntului suport o iradiere care nu poate fi

    evitat.

    - 87% din aceast iradiere este dat de iradierea natural;

    -13% este procentul de iradiere artificial, din care 11,5% reprezint iradierea medical.

  • Biofizic i imagistic medical Prof. Daniela Cojocaru

    17

    Aceasta din urma se datoreaz n principal iradierii cu scop diagnostic. Evoluia tehnologiilor de

    diagnostic, n special dezvoltarea imagisticii medicale i n mod particular, a tehnicilor de explorare

    fr radiaii Rntgen(Ecografia i Imagistica prin Rezonan Magnetic) nu au modificat esenial

    acest procent, care continu s rmn ridicat, oriunde pe suprafaa planetei. Mecanismul iradierii

    nc foarte mari este diferit n diferite zone geografice:

    Astfel, n regiunile cu slab dezvoltare economic iradierea se datoreaz utilizrii n continuare a

    unor tehnologii nvechite de emisie, control i utilizare a radiaiilor. n rile cu nalt dezvoltare

    tehnologic, iradierea este aproape similar, dar este determinate de excesul de investigaie. Aceasta

    poate aprea ca un corolar al sistemelor sofisticate de sntate public, n care gestul medical

    subvenionat mpinge la excese i la risip.

    ara noastr este ntre cele dou, ncercnd eforturi remarcabile de rennoire i actualizare a

    echipamentelor radiologice i de raionalizare a explorrii, n contextul unui sistem de sntate, care

    implementat la mare distan de alte sisteme din care s-a inspirat, are datoria de a preveni defectele

    modelelor. Ca rspuns la situaia semnalat mai sus singurele msuri de protecie eficiente i

    aplicabile sunt:

    -raionalizarea explorrii radiologice n special la grupele de populaie cu factori de risc (copii,

    gravide etc.);

    -modernizarea echipamentelor, cu extinderea tehnologiilor de achiziie i prelucrare digital.

    Pentru o raionalizare corect a explorrilor trebuie cunoscute dozele proporionale de radiaii

    ncasate de pacieni. Acestea se pot cunoate din tabele i dau uneori date surprinztoare.

    Examenul radiologic toracic la un copil fr semne clinice de boal cardiac sau pulmonar este un

    exces, tot un exces uzual este i radiografia de coloan vertebral repetat cu ocazia fiecrei

    internari la un bolnav cu leziuni degenerative. Tot raionalizare se numete i alegerea dintre mai

    multe posibiliti de explorare a aceleia care aduce maximum de informaii i poate nlocui metode

    mai iradiante. Dei ideea pare fantezist, cea mai bun metod de diagnostic radiologic a afeciunilor

    sinusurilor feei este computertomografia.

    Suspiciunea de diagnostic de adenom hipofizar oblig la examen prin Rezonan Magnetic; astfel se

    evit iradiarea prin alte explorri radiologice mai neperformante n situaia dat. O solicitare de

    examen radiologic trebuie redactat n scris, lizibil i precis. Ea trebuie s indice contextul clinic,

    pentru ca radiologul s poat ntelege problemele particulare pentru care se solicit explorarea

    respectiv. Este de datoria i de calificarea radiologului s stabileasc metoda i tehnica optimal

    pentru situaia dat.

    Receptarea informaiei se face n mai multe moduri:

    -radioscopie: radiaia rezidual acioneaz asupra unui mediu cu proprieti fluorescente i produce

    o imagine dinamic real- time a structurilor traversate;

  • Biofizic i imagistic medical Prof. Daniela Cojocaru

    18

    -radiografie: impresionarea chimic direct i prin emisie luminoas obinut cu ajutorul ecranelor

    ntritoare asupra emulsiei de sruri de argint de pe suprafaa unui film radiografic.

    Aparatura de radiodiagnostic

    Orice instalaie radiologic se compune din dou pri:

    -aparatul propriu-zis;

    -accesorii.

    Aparatul se compune din:

    -tubul radiogen;

    -transformatorul de nalt tensiune;

    -transformatorul de nclzire;

    -de joas tensiune;

    -cablurile sau troleele;

    -masa de comand.

    Tubul radiogen const dintr-un balon, construit dintr-o sticl special, fabricat pentru a rezista la

    temperaturi deosebit de ridicate. Balonul are dou tuburi laterale situate unul n faa celuilalt:

    - catodul polul negativ al tubului format dintr-un filament de tungsten, dispus n form de spiral,

    adus la incadescen de un transformator de nclzire;

    - anodul polul pozitiv format din aliaj de metale greu fuzibile care au proprietatea de a transmite

    rapid cldura primit,facilitnd rcirea tubului produs i prin rotaia sa(3000 ture/min).

    Transformatorul de inalt tensiune: transform tensiunea obinuit de la reea n tensiune nalt,

    cu ct tensiunea este mai mare se vor produce raze mai dure de aici rezult calitatea razelor.

    Masa de comand: servete la punerea n funciune i la oprirea aparatului. Aceasta este nzestrat

    cu aparate care permit: msurarea curentului de la reea; msurarea timpului; butonul de punere

    n funciune.

  • Biofizic i imagistic medical Prof. Daniela Cojocaru

    19

    Receptorul

    a) radioscopia- clasic sau analogic- imagine obinut direct pe ecranul ce este constituit

    dintr-o foaie de material celulozic sau plastic, pe care este dispersat un material fluorescent:

    platinocianura de bariu, tungstatul de cadmiu sau sulfura de zinc i cadmiu. Astzi sunt folosii

    compui de cesiu, titan, ytrium sau pmnturi rare. Pentru protecie, n faa ecranului este o sticl

    special

    b) radiografia simpl- se bazeaz pe efectul fotochimic al radiaiilor avnd avantaje: document,

    doz de iradiere redus, cost relativ sczut. Filmul radiografic este format dintr-un suport

    transparent, acoperit de o emulsie de cristale de bromur de argint suspendat n gelatin.

    Formarea imaginii radiologice- imaginea radiologic exist n form latent n relieful spectral al

    fascicolului emergent. ntruct organele au structuri neomogene, compoziie chimic, densitate,

    grosime variabile, relieful fascicolului emergent va traduce pe planul de proiecie variaii

    de absorbie determinate de aspectul neuniform al organului de cercetat, fapt ce va duce la

    impresionarea discontinu inegal a sistemului detector.

    5.TEHNICI RADIOLOGICE SPECIALE

    RADIOSCOPIA TELEVIZAT

    Reprezint transpunerea imaginii radiosopice ntr-o imagine aparent, pe un monitor de televiziune

    prin amplificatorul de imagine.

    Amplificatorul de imagine- sistem electronic ce are urmtoarele aplicaii:

    -permite efectuarea fluoroscopiei la lumina zilei;

    -calitatea imaginii este net superioar i poate fi nregistrat video, fotografic digital;

    -se poate lucra cu sistem de TV cu circuit nchis, n echipe de specialiti, proceduri de radiologie

    intervenional;

    -imaginea poate fi transmis la distan, prin TV cablu sau satelit;

    -reducerea considerabil de 3-5 ori a intesitii fascicolului de radiaii;

    -a permis construcia de aparate cu telecomand i protecia operatorului.

  • Biofizic i imagistic medical Prof. Daniela Cojocaru

    20

    Tomografia plan convenional tubul i caseta sunt solitare i se deplaseaz n sens invers.

    Variante radiografice

    - radiografia cu raze dure- se utilizeaz pentru disocierea unor opaciti;

    -radiografia cu raze moi- pri moi;

    -radiofotografia medical RMF - se folosete pentru depistarea TBC;

    -radiografia panoramic- se folosete n stomatologie;

    -radiografia digital- asigur transformarea datelor analoge n infomaii digitale.

    Prile componente ale receptorilor digitali utilizai n radiodiagnostic sunt:

    -Detectorul de scintilaie - proprietatea unor substane de a emite lumin la impactul cu radiaiile X;

    -Convertorul energiei luminoase. Acest sistem transform sistemul analog de date (semnalul

    luminos) n informaii digitale (curentul electric);

    -Calculatorul, care prelucreaz imaginea digital i o transform in semnal video TV.

    Receptorii digitali sunt utilizai att n radioscopie ct i n radiografie.

    Comparaie ntre imaginile digitale i analoage

    Elementul de baz al imaginii digitale este pixelul o suprafa ptrat cu o nuant de gri

    corespunzatoare densitilor pe care le reprezint. Imaginea radiologic este format dintr-un

    numr de pixeli. Creterea numrului de pixeli/ imagine determin mrirea rezoluiei imaginii.

    Imaginea digital are urmatoarele avantaje:

    -permite o mai bun vizualizare a zonelor cu densiti mici;

    -ofer posibilitatea unei prelucrri ulterioare a imaginii.

    TOMOGRAFIA COMPUTERIZAT (CT)

    Este un procedeu prin care se obin radiografiile anumitor planuri din corp, eliminnd planurile care

    nu intereseaz. Aparatul se poate regla pentru diferite seciuni, aa c se pot obine imagini

    stratificate. Tomografia computerizat (CT) foloseste razele X pentru a crea imagini detaliate ale

  • Biofizic i imagistic medical Prof. Daniela Cojocaru

    21

    structurilor din interiorul corpului. n timpul testului, pacientul va sta ntins pe o suprafa plan

    (mas) ce este legat la scaner; acesta are form cilindric. Scanerul trimite pulsuri de raze X spre

    acea parte a corpului ce se dorete investigat. O parte a aparatului este mobil, astfel nct poate

    efectua imagini din mai multe poziii. Imaginile sunt memorate n computer. O substan iodat

    (substana de contrast) poate fi folosit pentru a vizualiza mai bine structurile i organele investigate.

    Aceast substan de contrast poate fi folosit pentru a investiga fluxul sanguin, pentru a decela

    tumori sau alte afeciuni. Substana poate fi administrate intravenos(IV), oral sau poate fi introdus n

    diverse alte pri ale organismului. Imaginile pot fi realizate: nainte i/sau dup administrarea

    substanei de contrast. Tomografia computerizat este folosit pentru a studia diferite pri ale

    corpului:

    -toracele: tomografia computerizat a toracelui investigheaz posibile afeciuni ale plmnilor,

    inimii, esofagului, a principalelor vase sanguine(aorta) sau a esutului din mijlocul pieptului; cteva

    afeciuni comune ce pot fi descoperite la scanare sunt: infeciile, cancerul pulmonar, embolia

    pulmonar sau anevrismele; poate fi folosit, de asemenea, pentru a investiga gradul de

    metastazare(rspndire) a cancerului la nivelul toracelui sau a altei pri a corpului.

    -abdomenul: tomografia computerizat este folosit pentru a descoperi chisturi, abcese, infecii,

    tumori sau anevrisme, ganglioni limfatici mrii de volum, corpuri strine, hemoragii, diverticulita,

    boala inflamatorie intestinal, apendicita.

    -tractul urinar: tomografia computerizat poate decela prezena pietrelor de la nivelul rinichilor,

    a blocajelor, tumorilor, infeciilor i a altor probleme renale; o tomografie computerizat mai

    special, denumit urografie CT, poate decela prezena pietrelor de la nivel renal(litiaza renal) sau a

    prostatei mrite de volum (hiperplazie benign de prostat), fr a fi necesare alte teste.

    -ficatul: tomografia computerizat poate descoperi la acest nivel tumori, hemoragii i alte afeciuni

    hepatice; de asemenea, tomografia computerizat poate identifica o posibil cauz a unui icter

    (simptom caracterizat prin culoarea galben a pielii).

    -pancreasul: CT-ul poate identifica tumori i inflamaii ( pancreatita) ale pancreasului.

    -vezica biliar i cile biliare principale: CT-ul poate fi folosit pentru identificarea cauzei unui

    blocaj a cilor biliare; pietrele de la nivelul vezicii biliare (litiaza biliar) pot fi identificate ocazional

    prin computer tomografie, dar investigaia de elecie pentru aceast afeciune rmne ecografia.

    -glandele suprarenale: prin CT se pot identifica tumori sau creterea de volum a glandelor.

    -splina: CT-ul poate fi folosit pentru identificarea leziunilor traumatice ale splinei sau pentru

    determinarea dimensiunilor acesteia.

    -membrele: CT-ul poate identifica probleme ale braelor sau picioarelor, a umerilor, coatelor,

    articulaiei pumnului, minilor, oldurilor, genunchilor, gleznelor sau picioarelor; de asemenea, CT-ul

    poate fi folosit pentru ghidarea acului n timpul biopsiei sau n timpul drenrii unui abces.

  • Biofizic i imagistic medical Prof. Daniela Cojocaru

    22

    Computer tomografia este efectuat, de obicei, de ctre un tehnician radiolog. Imaginile sunt

    interpretate de cte un medic radiolog, dar sunt i ali medici care pot citi o tomografie

    computerizat, precum medicii de familie, medicii interniti sau chirurgii. Pacientul trebuie s

    ndeprteze toate bijuteriile pe care le are i majoritatea hainelor nainte de investigaie. Lenjeria

    intim este de obicei meninut; n locul hainelor pacientul va purta un halat ce va fi furnizat de ctre

    spital. n timpul testului, pacientul va sta ntins pe masa tomografului care este conectat la aparat;

    aparatul propriu-zis are form cilindric. Masa alunec n interiorul aparatului, pacientul va auzi un

    zumzet specific. Pe durata investigaiei, pacientul trebuie s stea nemicat. Deasemenea, pe parcursul

    testului, pacientul va rmne singur n camera unde este situat tomograful, ns va fi urmrit printr-

    o fereastr de ctre tehnician i i se va vorbi prin intermediul unui speaker. Dac este necesar

    folosirea substanei de contrast, aceasta poate fi administrat pe mai multe ci, n funcie de zona ce

    se dorete a fi examinat: substana de contrast poate fi administrate intravenos(IV) la nivelul

    braului pentru examinarea toracelui, abdomenului sau a zonei pelvine; substana de contrast se poate

    administra oral, poate fi administrat printr-un tub intrarectal sau intravezical, sau se poate injecta la

    nivelul articulaiilor. O tomografie computerizat dureaz, n medie, 30 pn la 60 de minute, dar se

    poate prelungi pn la 2 ore. Dup efectuarea investigaiei, pacientul este sftuit s bea ct mai multe

    lichide, pentru a grbi eliminarea substanei de contrast din organism. Tomografia computerizat nu

    este dureroas. Suprafaa plan pe care va sta ntins pacientul poate fi incomod, iar camera poate fi

    rcoroas. Unii pacieni se pot simi neconfortabil n interiorul scanerului. Dac este necesar

    administrarea unui sedativ sau a substanei de contrast, atunci se va monta o perfuzie intravenoas.

    Pacinetul va simi o mica neptur atunci cnd perfuzia este montat. Substana de contrast poate

    determina senzaia de cldur i apariia unui gust metalic n gur.

    Unii pacieni pot avea senzaie de grea sau dureri de cap. Indiferent ce senzaii experimenteaz

    pacientul va trebui s le comunice medicului sau tehnicianului.

    IMAGISTICA PRIN REZONAN MAGNETIC( RMN sau IRM)

    Imagistica prin rezonan magnetic este un test care folosete un cmp magnetic i pulsuri de

    radiofrecven, pentru vizualizarea imaginii diferitelor organe i esuturi ale corpului omenesc. n

    multe din cazuri, IRM ofer informaii care nu pot fi vizualizate prin radigrafie, ultrasonografie sau

    tomografie computerizat. n timpul IRM, regiunea corpului ce trebuie investigat, este plasat ntr-

    un aparat special care reprezint un magnet uria. Informaiile furnizate de IRM pot fi stocate i

    salvate ntr-un computer. De asemenea, pot fi fcute poze sau filme dac situaia o cere. n anumite

    cazuri, se poate utiliza o substan de contrast pentru a vizualiza mai clar anumite structuri ale

    corpului. IRM se efectueaz pentru diagnosticarea anumitor afeciuni: tumori, sngerari, leziuni,

  • Biofizic i imagistic medical Prof. Daniela Cojocaru

    23

    afectri vasculare sau infecii. Prin folosirea unei substante de contrast n timpul IRM, se pot

    vizualiza clar anumite esuturi.

    Imagistica prin rezonan magnetic este indicat pentru:

    -regiunea cefalic- IRM poate detecta tumori, anevrisme, sngerri la nivel cerebral, leziuni

    nervoase i alte afeciuni, ca i cele cauzate de accident vascular cerebral; IRM poate, de asemenea,

    detecta afeciuni ale nervului optic i globului ocular, ale urechilor i nervului auditiv.

    - regiunea toracic- IRM poate vizualiza cordul, valvele cardiace i vasele coronare; poate stabili

    dac plmnii sau inima sunt afectate; de asemenea poate fi folosit pentru diagnosticarea cancerului

    de sn sau pulmonar.

    - vasele sanguine- IRM poate fi folosit pentru vizualizarea vaselor de snge i a circulaiei sngelui

    prin vase, n acest caz purtnd numele de angiografie prin rezonan magnetic; poate depista

    afeciuni ale venelor sau arterelor, ca anevrisme vasculare, un cheag la nivel vascular sau ruptura

    parial a peretelui vascular; uneori se folosete substana de contrast pentru vizualizarea mai clar a

    vaselor sanguine.

    - regiunea abdominal i pelvin- IRM poate depista diferite afectri ale organelor abdominale ca:

    ficat, vezica biliar, pancreas, rinichi i vezica urinar; se folosete pentru depistarea tumorilor,

    sngerrilor, infeciilor i diferitelor obstacole; la femei, se pot vizualiza uterul i ovarele; la brbai

    se poate vizualiza prostata.

    - oasele i articulaiile- IRM poate evidenia afectri ale sistemului osos sau articular, ca artrite,

    afectri ale articulaiei temporomandibulare, probleme ale mduvei osoase, tumori osoase, afectri

    ale cartilajului, rupturi de ligamente sau tendoane sau infecii; IRM poate afirma cu precizie dac un

    os este rupt sau nu, atunci cnd radiografia este neclar; IRM se folosete cel mai frecvent pentru

    depistarea afeciunilor osoase sau articulare.

    - coloana vertebral- IMR poate vizualiza discurile i nervii coloanei vertebrale, putnd diagnostica

    afeciuni ca stenoza de canal vertebral, herniere discal sau tumori de coloan vertebral.

    IRM se efectueaz de regul de ctre medicul specialist n rezonana magnetic; pozele vor fi

    interpretate de ctre un medic radiolog; de asemenea, ali medici sunt capabili s interpreteze IRM.

    Pacientul va scoate toate obiectele de metal (ca dispozitive pentru auz, plci dentare, orice tip de

    bijuterii, ceasul i agrafe de pr) de pe corp, deoarece exist riscul ca aceste obiecte s fie atrase de

    ctre magnetul folosit pentru efectuarea testului; n cazul n care pacientul a suferit un accident sau

    dac lucreaz cu metale, exist posibilitatea ca acesta s prezinte fragmente de metal la nivelul

    regiunii cefalice, n ochi, pe piele sau coloana vertebral; de aceea se recomand efectuarea unei

    radiografii nainte de efectuarea IRM pentru a stabili dac testul se poate efectua. Pacientul va trebui

    s se dezbrace complet n funcie de aria pe care se efectueaz (n anumite cazuri pacienii pot pstra

    o parte din haine, dac nu incomodeaz). Pacientul va folosi un halat pe toat perioada efecturii

  • Biofizic i imagistic medical Prof. Daniela Cojocaru

    24

    testului. n cazul n care se permite pstrarea unor haine, pacientul va trebui s goleasc buzunarele

    de orice monede sau carduri, cu benzi magnetice inscripionate, deoarece prin IRM se pot

    demagnetiza. n timpul testului, pacientul se va ntinde pe spate pe masa dispozitivului, care

    reprezint scanner-ul aparatului. Capul, toracele i membrele pot fi fixate cu nite curele pentru a

    menine pacientul nemicat. Masa va aluneca n interiorul unui dispozitiv care conine magnetul. Un

    dispozitiv n form de colac poate fi plasat peste sau n jurul regiunii care urmeaz s fie scanat.

    Unele tipuri de IRM (numite IRM deschise) sunt construite asfel nct magnetul nu nconjoar corpul

    n ntregime.Unii pacieni devin agitai (claustrofobicii) n interiorul magnetului IRM. Dac pacientul

    nu poate menine poziia nemicat i se va administra un medicament sedativ pentru relaxare.

    Dispozitivele cu sistem deschis pot fi utile n cazul pacienilor claustrofobici. n interiorul

    scannerului, pacientul va auzi un ventilator i va simi aerul micndu-se. Deasemenea, se mai pot

    auzi diverse zgomote care sunt rezultatul scanrii. Unele aparate prezint cti sau dopuri pentru

    urechi pentru a reduce din zgomot. Este foarte important ca pacientul s nu se mite n timpul

    scanrii. De asemenea, pacientul va fi rugat s i in respiraia pentru scurte perioade de timp. n

    timpul efecturii testului, pacientul va fi nchis n camera de scanat, ns medicul specialist va

    supraveghea pacientul prin intermediul unei ferestre transparente. Pacientul va putea comunica

    printr-un microfon. n cazul n care este necesar utilizarea unei substane de contrast, aceasta va fi

    administrat la nivelul venelor periferice ale braului pacientului. Substana de contrast va fi

    administrat n 1 pn la 2 minute. Apoi se pot efectua o serie de cliee. IRM dureaz de obicei 30

    pn la 60 minute,dar se poate prelungi pn la dou ore. Cmpul magnetic folosit de dispozitiv nu

    produce durere. Masa pe care se ntinde pacientul poate fi tare, iar camera poate fi rece. Pacientul

    poate fi speriat sau iritat. n cazul n care se folosete substana de contrast, poate aprea senzaie de

    rceal sau cldur n timpul introducerii substanei la nivel venos.

    n cazuri rare, pot aprea:

    - furnicturi la nivelul cavitii bucale, n cazul n care pacientul prezint dentiie de metal;

    - nclzirea zonei care se examineaz; acest lucru este normal; medicul specialist trebuie informat

    dac apare senzaie de grea, vom, cefalee, ameeal, durere sau dificulti de respiraie. Nu exist

    efecte adverse secundare expunerii cmpului magnetic folosit pentru IRM. Cu toate acestea, magnetul

    este foarte puternic. De aceea, el poate afecta pacemakerele, membrele artificiale i alte dispozitive

    medicale care conin fier. Magnetul va deregla un ceas care se afl n apropierea lui. Dac pacientul

    prezint fragmente metalice la nivelul ochiului, efectuarea IRM poate afecta retina.Dac exist

    suspiciunea c ar exista fragmente metalice la nivelul ochiului, se recomand efectuarea unei

    radiografii nainte de efectuarea IRM. n cazul n care radiografia a depistat fragmentele metalice, se

    interzice efectuarea IRM. Tatuajele sau machiajul permanent pe baza de pigment ce conine fier pot

    provoca iritaii ale pielii. IRM poate produce arsuri la nivelul zonelor pe care sunt aplicate diverse

  • Biofizic i imagistic medical Prof. Daniela Cojocaru

    25

    patch-uri la nivel cutanat. De aceea, se recomand informarea medicului n legatur cu acest lucru.

    Exist un mic risc de apariie a unei reacii alergice n cazul n care se folosesc substane de contrast

    n timpul IRM. Cu toate acestea, majoritatea reaciilor sunt moderate i pot fi tratate cu antialergice.

    Exist un risc sczut de infecie la nivelul venei pe care se introduce substana de contrast.

    ECOGRAFIA

    Ecografia diagnostic este o tehnic imagistic larg utilizat. Ea a nlocuit un numr mare de tehnici

    radiologice sau scintigrafice. Este o tehnic rapid i inofensiv. Ecografele de diferite dimensiuni,

    aparatele portative, ofer posibilitatea de a explora numeroase organe. Ele au fcut, ca aceast

    tehnic s devin un examen de rutin, la ndemana oricrui medic practician. Ecografia folosete

    pentru diagnostic ultrasunetele.

    Principiul de baz este cel al radarului(sonarului), adic emiterea unui semnal de ultrasunete care

    ntlnete diferite esuturi. Acestea vor reflecta semnalul care, la rndul lui va fi receptat, prelucrat i

    transformat n imagine alb-negru pe ecranul monitorului.

    Semnalul ultrasonic reflectat de ctre o suprafa tisular este recepionat de ctre transductor i

    afiat pe un ecran cu tub catodic (osciloscop sau monitor).

    Componentele de baz ale ecografului sunt:

    -transducerul (transductor sau sonda);

    -sistemul de analiz, prelucrare i amplificare al semnalului(corpul propriu-zis al ecografului);

    -sistemul de afiarea imaginii obinute (monitorul).

    Introducerea metodei Doppler pulsatil sau color i sondele endocavitare i-au mrit valoarea

    diagnostic. Explorarea Doppler detecteaz i vizualizeaz fluxul sau micarea vaselor sanguine

    accesibile. Conform acestor tehnici, ultrasunetele dirijate de ctre un reflectant n micare se vor

    ntoarce la emitor, sub forma unui ecou, cu frecvena diferit de cea iniial. Acest principiu este

    utilizat pentru detectarea circulaiei sanguine, diferenierea dintre o ven i o arter, depistarea unei

    obstrucii vasculare i determinarea circulaiei de la nivelul cavitii cordului. Exista i tehnici de

    Doppler color. Introducerea n parctic a Doppler-ului, continuu sau pulsatil reprezint o mare

    realizare. Exist i transductor (sonda) intracavitar, realizat conform principiului c sonda trebuie s

    fie ct mai aproape de organul studiat. Ecografia este utilizat n aproape toate domeniile medicale:

    maladii cardiovasculare, pulmonare, renale, hepato-biliare, pancreatice, splenice, vezicale, prostatice.

    Prin ecografie se investigheaz:

    -ficatul(dimensiune i form, parenchim, vasele intrahepatice, leziuni focale- chiste, abcese, tumori,

    traumatisme, parazitoze, colecii lichidiene perihepatice);

    -vezicula i cile biliare (dimensiune, perete, coninut, calculi, dilatarea canalelor biliare);

    -pancreasul(atingeri difuze, leziuni focale- chiste, abcese, tumori, calcificari);

  • Biofizic i imagistic medical Prof. Daniela Cojocaru

    26

    -splina (dimensiuni, leziuni focale difuze, traumatisme);

    -rinichi (dimensiune, form, atingeri parenchimatoase, leziuni focale, uropatia, colecii lichidiene

    perirenale);

    -uretere i vezica (obstrucii, parazii, tumori, infecii, diverticuli, calculi);

    -cavitatea peritoneal i cile digestive (colecii lichidiene, intraperitoneale, obstrucii, invaginaii,

    stenoza piloric);

    -retroperitoneal (dimensiune, anevrismul aortei, tromboza venei cave inferioare);

    -torace;

    -pelvisul;

    -evoluia sarcinei;

    -tiroida;

    -snul;

    -aparatul cardiovascular.

    Asistenta medical va urmri ca bolnavul s consume o cin normal n seara precedent, fr a mai

    mnca nimic pn la examinare. Prezena alimentelor n stomac poate, uneori, mima false tumori

    pancreatice sau ale lobului hepatic stng. Cu 2-3 zile naintea examinrii se recomand o alimentaie

    srac n celuloz.

    Ecografia cardio-vascular.

    Transductorul emitor de ultrasunete se aplic pe torace, la nivelul zonelor n care cordul sau vasele

    mari vin n contact nemijlocit cu peretele, fr interpunerea unor formaiuni osoase(parasternal stng,

    apical, subcostal, suprasternal). Metoda se poate efectua uniplan, biplan sau bidimensional i

    tridimensional.

    Ecocardiografia Doppler (fascicul pulsatil sau continuu) furnizeaz informaii asupra fluxului

    intracardiac. Metoda Doppler confirm sau exclude diagnosticul de stenoz. Doppler-ul codificat

    color codific fluxul sangvin prin culori. Ecocardiografia transesofagian asigur o foarte bun

    evaluare a modificrilor patologice.

    Transductorii folosii sunt montai la extremitatea unui gastroscop modificat. O metod superioar

    este ecocardiografia cu substane de contrast, care se efectueaz dup injectarea unor substane

    ecogene n curentul de flux sangvin.

    Ecocardiografia intracoronarian introdus recent n practic, evideniaz sediul i structura plcilor

    de aterom, evalueaz rezultatele revascularizrii i detecteaz leziuni coronariene n segmente

    normale angiografic. Se poate efectua i simultan cu cardioangiografia.

    Ecografia pulmonar permite diferenierea dintre o formaiune solid(tumoral) i una lichidian

    (chistic). Se pot depista astfel chisturi bronhogene i revrsate pleurale, care nu pot fi detectate

    radiologic.

  • Biofizic i imagistic medical Prof. Daniela Cojocaru

    27

    Ecografia ficatului i cilor biliare este uor de efectuat. Metoda d detalii morfologice referitoare

    la dimensiunile ficatului, ecostructura sa (omogen sau neomogen), prezena unor formaiuni

    (chisturi hepatice, tumori benigne sau maligne, hemangioame etc). Se evideniaz i sistemul

    vascular (artera hepatic, vena port), cile biliare i extrahepatice i eventuale adenopatii la nivelul

    hilului hepatic. Arat diferite aspecte ale veziculei biliare (forma, dimensiune, grosimea pereilor),

    prezena de calculi sau de tumori. Formaiunile tumorale de dimensiuni mici,(sub 2 cm) nu sunt

    evideniate.

    Ecografia renal este o metod rapid i repetabil. Imaginea poate fi examinat i n dinamic.

    Scoate n eviden detalii morfologice (poziia rinichilor, ptoza renal, dimensiunile i sistemul

    pielocaliceal), arat prezena de calcificri. Scoate n eviden i tumori renale, vasele hilului renal i

    ureterele. Ecografia Doppler este indicat cnd exist suspiciunea de tromboz de arter sau ven

    renal.

    Ecografia prostatei poate evidenia adenoame de prostat, cancere prostatice (neomogenitatea

    structurii), prostatite cronice i abcesul prostatic. Cnd este necesar se pot face i ecografii

    postmicionale. Aceasta const n efectuarea unei noi ecografii, dup ce bolnavul a urinat complet

    dup prima ecografie.

    SUBSTANE DE CONTRAST

    Structurile corpului uman care au densiti apropiate nu pot fi difereniate ntre ele.

    Pentru a putea fi vizualizate se folosesc substanele de contrast. Substanele de contrast folosite, au:

    -Contrast negativ, care apar transparente (negre) pe radiografie- aerul;

    -Contreast pozitiv, care apar opace (albe) pe radiografie; Ex: substane pe baz de iod solubile,

    sulfatul de bariu;

    -Dublu contrast: asociere ntre bariu i aer.

    Reacii sistemice acute neprevzute- administrarea de substane de contrast intravenos, produce

    reacii diferite din partea organismului, reaciile pot fi minore sau dramatice, foarte rar

    chiar decesul( 1:50000). Reaciile minore pot fi mai frcvente(10%). O dat cu introducerea

    substanelor non-ionice, acestea au sczut.

    a)Reaciile minore: greuri, gust metalic, senzaii de cldur, roeaa feei, urticarie, erupii cutanate,

    strnut, cefalee, ameeli. Aceste manifestri dispar dup oprirea injectrii i de regul, nu necesit alt

    tratament n afar de oprirea injectrii timp de 20-30 secunde i nu mai reapar la continuarea

    injectrii.

    b)Reaciile moderate- necesit tratament, dar nu necesit terapie intensiv.

    Reaciile pot fi de tip:

    -alergic (alergoid);

    -anafilactic(anafilactoid).

  • Biofizic i imagistic medical Prof. Daniela Cojocaru

    28

    Reacii de tip alergoid sunt: urticarie, edem facial, spasme, stridor laringian, spasme laringiene,

    stridor inspirator, spasme bronice, erupii cutanate, strnuturi repetate, lcrimare. n cazurile mai

    grave apar: diaree, dureri abdominale, vrsturi, cefalee.

    Tratamentul se face prin:

    -administrare de oxigen;

    -administrare de adrenalin(epinefrin) subcutanat;

    -administrare de antihistaminice: inhibitori de H1sau inhibitori de H2.

    Reacii de tip anafilactic: hipotensiune arterial, tahicardie, paloare, de regul, se adaug peste cele

    de tip alergoid. Se aplic acelai tratament.

    c)Reacii severe:cuprind semnele i simptomele ocului anafilactic. Apar semne cardiovasculare,

    respiratorii, neurologice. Tratamentul este cel specific ocului anafilactic.

    Profilaxia accidentelor severe se face n primul rnd prin identificarea pacienilor cu risc: alergici,

    tarai, cu boli cardiovasculare, diabet zaharat i cutarea altor investigaii. Atunci cnd este posibil se

    vor folosi substane de contrast nonionice hipoosmolare. Dac intervenia este necesar, se va

    administra o premedicaie ce const din:

    -prednison 50 mg (10 tablete) per os, n dou prize cu 12 ore i respectiv 2 ore naintea administrrii

    substanelor de contrast;

    -antihistaminice (Romergan), 1 fiol cu o or naintea examinrii.

    RADIOTERAPIA

    Radioterapia reprezint utilizarea radiatiilor ionizante n tratamentul anumitor boli, de obicei, al

    cancerelor. Termenul de radioterapie ntrebuinat singur se refer mai ales la radioterapia extern,

    denumit radioterapie transcutanat sau teleradioterapie, n care sursa radiaiilor este exterioar

    bolnavului i produce un fascicul care atinge esuturile profunde, dup ce a traversat pielea i

    esuturile superficiale.

    Radioterapia extern face apel la dou tipuri de radiaii ionizante:

    -radiaii electromagnetice (radiaii X, radiaii Y);

    -radiaii constituite din particule elementare infime(electroni, protoni, neutroni).

    Utilizeaz dou surse de radiaii:

    -radioelemente n sine (cobalt60), care sunt adesea, izotopi radioactivi ai unei substane;

    -aparate (acceleratori de particule) care pun n micare particulele elementare i trimit spre bolnav

    aceste particule sau radiaia pe care acestea o produc.

    Indicaii

    La doze slabe, radioterapia are un efect antiinflamator, utilizat uneori n tratamentul zonei zoster sau

    al keloidelor(cicatricele patologice). Totui, indicaia principal a radioterapiei este cancerul. O

  • Biofizic i imagistic medical Prof. Daniela Cojocaru

    29

    radioterapie are drept obiectiv furnizarea unei doze suficiente pentru a trata tumora, protejnd

    organele nvecinate. Radiaiile ionizante acioneaz distrugnd structurile cromozomice responsabile

    de diviziunea celular, ceea ce antreneaz moartea celulelor canceroase. Celulele sntoase sunt

    atacate i ele, dar ele au o capacitate de restaurare mai mare. Aciunea anticanceroas a radiaiilor

    este utilizat n mod izolat sau asociat cu o alta metod (chirurgie, chimioterapie). Astfel,

    radiochimioterapia (administrarea simultan a radiaiilor i a medicamentelor) este utilizat n caz de

    carcinom epidermoid al faringelui, bronhiilor, esofagului i canalului anal; radioterapia peroperatorie

    const n iradierea unei tumori profunde cu electroni n cursul unei intervenii chirurgicale, dup ce

    au fost date deoparte organele nvecinate. Radioterapia are numeroase alte aplicaii: radioterapia

    corporal total este destinat pregtirii unei grefe de mduv osoas, pentru a trata anumite forme de

    leucemie sau de hematopatii; radioterapia cutanat total utilizeaz electroni de slab intensitate n

    tratamentul limfoamelor cutanate.

    Efecte nedorite

    Acestea sunt cauzate de atingerea celulelor sntoase. Reaciile precoce sunt reversibile n cateva

    sptmni: radiodermita acut( roeaa cutanat, depilare), hipoplazie medular (distrugere a

    celulelor sangvine ale maduvei osoase). Reacii tardive, care se produc uneori dupa mai muli ani,

    sunt mai greu reversibile: radiodermita cronic( piele fin, uscat, cuperoas), fibroza pulmonar

    (invadare a plmnilor de esut fibros), ntrziere a creterii la copil, apariia altor cancere, tulburri

    genitale(menopauza precoce, sterilitate), anomalii ale gameilor mai mult sau mai puin transmisibile

    urmailor.

    Prevenirea, de eficacitate sigur dar partial, se bazeaz pe precauiile tehnice: doza de radiaie i

    volumul corporal iradiat s fie cele mai mici posibile, diminuarea dozelor de administrat pe sedin i

    cresterea, n schimb, a numrului de sedine.

  • Biofizic i imagistic medical Prof. Daniela Cojocaru

    30

    ANEXE

    ANEXA 1

    NOIUNI DE FIZIC MOLECULAR A LICHIDELOR

    -Structura moleculei este determinat de forele de atracie intramolecularelegturi chimice.

    -Structura supramolecular este determinat de forele intermoleculare.

    Starea de agregare lichid- caracterizare:

    -Fore de atracie intermoleculare importante;

    -Fore de respingere neglijabile;

    -Volum propriu, fr form proprie;

    -Moleculele lichidelor interactioneaz, n general, prin fore electrice.

    Modele moleculare ale strii lichide:

    -Modelul cinetico-molecular (numai pentru molecule monoatomice);

    -Modelul cristalin;

    -Modelul vacanelor fluidizate (Eyring);

    -Apa este un lichid complex i are modele speciale.

    Biofizica molecular a apei

    Proprietile fizice ale apei:

    1. cldur specific foarte mare c = 4180 J/(kmol.K) Q = m c t;

    2. cldur latent de vaporizare mare;

    3. conductibilitate termic foarte mare;

    4. densitate maxim;

    5. permitivitate electric foarte mare;

    6. constant de disociere mic;

    7. tensiune superficial mare.

    Apa are caldur specific foarte mare- consecine:

    -Absoarbe mult caldur pentru a-i crete temperatura;

    -Caldura absorbit este n mare parte folosit pentru ruperea legturilor de hidrogen;

    -Reine mult caldur n procesul de racire;

    -Este rezistent la rcire;

    -Prin formarea legturilor de hidrogen se degaj energie;

    -Apa are un rol fundamental n termoreglarea organismelor (amortizor termic al organismelor).

    Apa are cldur latent de vaporizare mare- consecine:

    -Necesit cldur mult pentru ruperea legturilor de hidrogen i pentru a se evapora;

    -n absena legturilor de hidrogen, punctul de fierbere al apei ~ 90 grade C.

  • Biofizic i imagistic medical Prof. Daniela Cojocaru

    31

    Apa legat este partea de ap din organism care este asociat cu diverse molecule sau substane

    hidrosolubile. Caracteristici:

    -se evapor foarte greu;

    -nghea la temperaturi mult sub 0C;

    -nu dizolv cristaloizii;

    -nu particip la osmoz;

    -este preponderent n organismul uman.

    Structura i rolul apei n sistemele biologice

    1. apa compartimentalizat- are proprieti fizice deosebite:

    ap liber;

    ap parial legat;

    ap legat.

    2. apa intracelular - grad superior de ordonare

    rol important n desfurarea proceselor celulare (excitaie, contracie, diviziune, secreie).

    Proprietile apei din organism:

    -Se evapor foarte greu (permite rcirea organismului prin evaporare pulmonar i prin transpiraie

    homeostazie termic);

    -nghea la temperaturi foarte sczute;

    -Nu dizolv cristaloizii;

    -Capacitate caloric i conductivitate termic mare mpiedic nclzirea esuturilor.

    Rolul substanelor tensioactive n medicin (micoreaz tensiunea superficial a lichidelor):

    1. n organism

    -cresc permeabilitatea membranelor fluide;

    -principiile alimentare trec prin substane tensioactive.

    2. n terapie

    -adjuvante in prescripia farmaceutic, cresc permeabilitatea membranelor.

  • Biofizic i imagistic medical Prof. Daniela Cojocaru

    32

    ANEXA 2

    GHID DE UTILIZARE A EXAMENELOR RADIOLOGICE I IMAGISTICE MEDICALE

    Radioprotecia pacienilor

    Se utilizeaz pentru aplicarea principiilor fundamentale de justificare i optimizare, de ctre medicii

    care solicit sau realizeaz examene imagistice care folosesc radiaiile ionizante.

    - Justificarea investigaiilor este primul principiu al radioproteciei: stabilirea beneficiului net al unui

    examen n raport cu prejudiciul potenial ce poate fi adus prin expunerea la radiaiile ionizante.

    - Optimizarea practicilor este al doilea principiu al radioproteciei. n cazul n care un examen care

    utilizeaz radiaiile ionizante este necesar (justificat), acesta trebuie optimizat: obinerea informaiilor

    diagnostice necesare cu utilizarea celei mai mici doze posibile.

    Ghidul de utilizare a examenelor radiologice i imagistice medicale este un instrument esenial

    pentru punerea n practic a principiului justificrii. Ghidul este adresat ntregului personal din

    sntate, abilitat s solicite sau s efectueze examene imagistice medicale.

    Obiectivul principal: Reducerea expunerii la radiaii a pacienilor prin nlturarea examenelor

    imagistice nejustificate.

    ntrebri naintea unui examen de imagistic medical:

    Un examen util este un examen al crui rezultat pozitiv sau negativ modific algoritmul de

    tratament al pacientului sau ntrete diagnosticul clinicianului. Principalele ntrebri pe care

    solicitantul trebuie s i le pun sunt:

    1. A fost efectuat deja acest examen? De exemplu, ntr-un alt spital, ntr-un serviciu de asisten

    medical ambulatorie, n urgen. Trebuie fcut totul pentru a obine rezultatele examenelor

    precedente. Atenie la creterea numrului de examene!

    2. Am nevoie de acest examen? Nu, dac rezultatele nu sunt susceptibile s modifice abordarea

    terapeutic a pacientului, deoarece rezultatul pozitiv ateptat este n general fr impact asupra

    deciziei terapeutice sau rezultatul pozitiv este foarte improbabil.

    3. Am nevoie de investigaie acum? Cu alte cuvinte nainte ca boala s poat progresa sau s se

    vindece. Rezultatele imediate sunt de natur s influeneze tratamentul?

    4. Acest examen este cel mai indicat? n condiiile unui impact clinic identic, trebuie preferate

    tehnicile neiradiante. Tehnicile imagistice evolueaz repede, utilitatea unui examen este oportun s se

    discute cu un specialist n radiologie clinic sau medicin nuclear. A fost luat n considerare

    posibilitatea existenei unei sarcini? Existena sarcinii, alptarea, antecedente de intoleran la

    produsele utilizate, vrsta sunt elemente care pot influena alegerea tehnicilor imagistice; copiii sunt

    mai sensibili la radiaiile ionizante.

  • Biofizic i imagistic medical Prof. Daniela Cojocaru

    33

    5. Am pus bine problema? Informaiile clinice nepotrivite i o formulare greit a intrebrilor ce

    trebuie rezolvate de imagistic pot conduce la realizarea unui examen incorect (cu omiterea unor

    aspecte eseniale, de exemplu).

    Reducerea expunerii pacienilor prin utilizarea preferenial a tehnicilor noniradiante (ecografie i

    rezonan magnetic): dac, pentru explorarea unei patologii, mai multe tehnici imagistice sunt

    considerate c aduc informaii echivalente, este recomadat utilizarea unei tehnici noniradiante.

    Aceast recomandare trebuie s aib n vedere c:

    - Fiecare tehnic imagistic este bazat pe un principiu fizic diferit i aduce o informaie specific.

    Alegerea celei mai bune tehnici ii revine practicianului, care realizeaz investigaia. Aceast

    responsabilitate de alegere final a tehnicii este atribuit medicului realizator al investigaiei, chiar n

    cazul dezacordului cu medicul solicitant.

    - Dac tehnica imagistic solicitat nu este disponibil, medicul realizator poate alege o alt

    examinare, eventual iradiant, datorit necesitii punerii unui diagnostic rapid.

    mbuntirea practicilor clinice prin raionalizarea indicaiilor de examene imagistice:

    recomandrile Ghidului sunt adresate tuturor medicilor, generaliti i specialiti, oricare ar fi

    activitatea lor. Totui, pentru a nu cdea ntr-o complexitate extrem, recomandrile nu acoper

    domeniul supraspecializrilor i nu trebuie considerate reguli intangibile. Anumite patologii

    complexe pot necesita abordri diagnostice particulare, neavute n vedere n acest document.

    Aplicarea recomandrilor Ghidului ar trebui s conduc la o armonizare a practicilor medicale. Se

    poate atepta o mbuntire apreciabil a coordonatelor sntii publice i economiei.

    Putem spune c Ghidul de utilizare a examenelor radiologice i imagistice medicale este un ghid de

    utilizare corect i nu are n nici un caz pretenia de tratare exhaustiv a tuturor situaiilor clinice;

    practicienii sunt primii responsabili pentru justificarea actelor pe care le solicit sau pe care le

    efectueaz.

    (Ghid de utilizare a examenelor radiologice i imagistice medicale- Recomandri pentru personalul

    din sntate. Lucrarea este transpunerea directivei europene 97/43 EURATOM. Versiunea in limba

    romn a fost realizat de ctre Societatea de Radiologie i Imagistic Medical din Romnia i

    avizat de Comisia Naional pentru Controlul Activitilor Nucleare - CNCAN).