física médica simone coutinho cardoso if-ufrj. simone c. cardoso o que é a física médica? –...
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Física Médica
Simone Coutinho Cardoso
IF-UFRJ
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Simone C. Cardoso
• O que é a Física Médica?– Curso da UFRJ
• O que faz um físico médico ?– Hospitalar
– Pesquisador
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Simone C. Cardoso
O que é a Física Médica?
MultidisciplinarMultidisciplinar
Física Ciências Biomédicas Engenharia Matemática
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Simone C. Cardoso
IF/UFRJ
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Simone C. Cardoso
Periodização do Curso de Física Médica da UFRJ
1o Período 2o Período 3o Período 4o Período 5o Período 6o Período 7o Período 8o Período
Cálculo I MAC118
Cálculo II MAC128
Cálculo III MAC238
Métodos de Física
Teórica I FIW245
Física das Radiações I
FIN482
Conceitos de Mecânica Quânt.
FIW367
Ultra-som RNM
Física I FIT111
Física II FIT121
Física III FIM231
Física IV FIM241
Estágio IEN FIWU01
Física das Radiações II
FIW368
Estatística Aplicada FIW124
Trabalho de fim de curso FIWK02
Física Exp. I FIS111
Física Exp. II FIS121
Física Exp. III FIN231
Física Exp. IV
FIN241
Radiobiologia e
Fotobiologia BMB352
Estágio IRD I FIWU02
Estágio HU I FIWU05
Estágio INCA FIWU07
Top Fís Geral I FIW491
Fundamentos de Biologia Celular
e Molecular I BMB113
Fundamentos de Biologia Celular e
Molecular II BMB123
Física Moderna I
FIW364
Termodinâmica e Física Estatística
FIW363
Estágio IRD II FIWU03
Estágio HU II (Med. Nuclear)
FIWU06
Computação Aplicada à Med.
FIW479
Anatomia Médico Aplicada
BMA231
Métodos Computacionais em Física I
FIW234
BiofísicaBMB231
Fisiologia Humana BMB241
Estágio IRD III FIWU04
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Simone C. Cardoso
Convênio
DAADDAAD IntercâmbioIntercâmbio
EstudantesEstudantes ProfessoresProfessores
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Simone C. Cardoso
O que faz um físico médico?
Físico médico
Hospitalar
Pesquisador
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Simone C. Cardoso
Mercado de trabalho
• Serviço clínico e consultoria
• Pesquisa e desenvolvimento
• Ensino
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Radiodiagnóstico• CT• Mamografia• US• RMN
Radioterapia• Teleterapia• Braquiterapia
Medicina Nuclear• Diagnóstico• Tratamento
Simone C. Cardoso
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Simone C. Cardoso
O que faz um físico médico?O que faz um físico médico?
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Simone C. Cardoso
O que faz um físico médico?O que faz um físico médico?
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Simone C. Cardoso
fonte
objeto
imagem
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Simone C. Cardoso
Espalhamento:
Compton ou elástico
Nenhuma interação
Efeito foto-elétrico
Característico do material ou elemento
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Simone C. Cardoso
Radiação emitida é característica do elemento.
Seção de choque independente do ângulo de saída do fóton.
e
e
E2
E3
E1e
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Simone C. Cardoso
–Seção de choque dependente do ângulo de espalhamento
–Seção de choque diferencial varia com o quadrado de Z
222 cos)(xfrd
do
Rayleigh
)(sin398.12
2)sin()(.
3*
2
1
Ex
drrxr
xrx
iesfersimetria
dieif
fFZ
ii
rk.r
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Simone C. Cardoso
–Seção de choque dependente do ângulo de espalhamento
–Seção de choque diferencial varia com o número atomico
2
o
c
c
if
2
i
f
f
i
i
f20
KN
KNCompton
F1)q(S
A0243.0
)cos1(398.12E
1
E
1
)sinE
E
E
E(
E
E
2
r
d
d
Sd
d
d
d
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Física e Medicina
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Radioterapia: Teleterapia
Simone C. Cardoso
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Radioterapia• Maior dose de radiação ao volume irradiado• Danificando o mínimo possível os tecidos sadios
Dose absorvida varia com:• profundidade• tipo de tecido• energia do feixe• tamanho de campo• distância da fonte e sistema de colimação do feixe
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• Heterogeneidades
– Mudanças na distribuição de dose
Dependência• tipo da heterogeneidade• energia da radiação• tamanho de campo de irradiação
• Variações na absorção do feixe primário e fótons espalhados• Variações na fluência dos elétrons
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Simone C. Cardoso
Gravidade do problema: pulmão. É o tipo de câncer tratado como última
prioridade pelos médicos!
Tumores de cabeça e pescoço: ossos e cavidade de ar. Sub ou Super dosagens!
Próteses metálicas
Somente 10 % dos hospitais do mundo tratam o Somente 10 % dos hospitais do mundo tratam o corpo humano como um meio heterogêneo.corpo humano como um meio heterogêneo.
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Heterogeneidade metálica: Reconstrução de mama
Estudos demonstram que a radioterapia pós-mastectomia possui benefícios associados a sobrevida da paciente.
- Maior tempo de vida;
- Menores chances de reincidiva;
MASTECTOMIA + RADIOTERAPIA
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Tratamento do Câncer de Mama
• - Indicação de RT pós-mastectomia:
-Tumores com diâmetro ≥ 5cm- Pele comprometida- Dissecação inadequada da axila- Margem comprometida- Quatro ou mais linfonodos
comprometidos
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Simone C. Cardoso
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Radiocirurgia
Simone C. Cardoso
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Tratamento de Radioterapia;• Testado.
Dose entregue.
Simulador antropomórfico RANDO da Alderson;• Esqueleto humano envolto por uma
borracha sintética;• 36 seções axiais de 2,5 cm de espessura
cada.
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Fatia Confeccionada . Simular um tumor próximo ao tronco cerebral
(neurocirurgião); Filmes radiocrômico
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Confecção da máscara fixadora.
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Tomografia do conjunto.• Cortes transversais de 2 mm de espessura e
espaçamentos de 2 mm;• Área de reconstrução – 480 x 480 mm².
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Filmes radiocrômico• 3 x 3 cm² para preencher o local da lesão
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Pesquisa em Física Médica (Radiação não ionizante)
Terapia FotodinâmicaTerapia Fotodinâmica
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Simone C. Cardoso
Dispositivo LED desenvolvido no laboratório Dispositivo LED desenvolvido no laboratório que vem sendo utilizado para o tratamento que vem sendo utilizado para o tratamento em pacientes.em pacientes.
Foto ilustrativa de uma aplicação Foto ilustrativa de uma aplicação laser da terapia fotodinâmicalaser da terapia fotodinâmicaem carcinoma oralem carcinoma oral
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Física e Engenharia ambiental
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Simone C. Cardoso
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Simone C. Cardoso
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Física e Biologia
Pluripotência de células-tronco Pluripotência de células-tronco estudada por SR-µXRFestudada por SR-µXRF
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O que são células-tronco?
Células não diferenciadas que tem a capacidade de formar qualquer
célula adulta.
- coração, fígado, nervosas, da pele…
Motivação
• Mecanismos de reparação em organismos adulto;
• Conhecimento sobre o desenvolvimento de uma única célula;
• Base da Terapia celular;
• Medicina regenerativa.
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Pluripotência
Capacidade de diferenciação de todos os tipos de células
Embrionárias
Adultas
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Pluripotência
Os mecanismos relacionados com a pluripotência não são conhecidos:
•Sobrevivência celular;
•Morte;
•Processo de diferenciação
• dinâmica;
• comportamento
•Medicina Regenerativa;
•Terapia
http://jpphysiology.blogspot.com/
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Objetivo
Descrever a transição do estado de pluripotência à diferenciação neural através da SR-µXRF
•Células tronco embrionárias humanas
Metodologia
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Resultados
Diferenciação espontânea x neural:• S and P
• Ácidos nucleicos• composição de proteínas
• Cu and Zn.
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Resultados