Física Médica
Simone Coutinho Cardoso
IF-UFRJ
• O que é a Física Médica?
– Curso da UFRJ
• O que faz um físico médico ?
– Hospitalar
– Pesquisador
Simone C. Cardoso
O que é a Física Médica?
 Multidisciplinar
 Física
 Ciências Biomédicas
 Engenharia
 Matemática
Simone C. Cardoso
IF/UFRJ
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
Termodinâmi
ca e Física
Estatística
FIW363
Estágio IRD II
FIWU03
Estágio HU II
(Med. Nuclear)
FIWU06
Anatomia
Médico Aplicada
BMA231
Métodos
Computacionais
em Física I
FIW234
Biofísica
BMB231
Fisiologia
Humana
BMB241
Estágio IRD III
FIWU04
Simone C. Cardoso
Computação
Aplicada à Med
FIW479
Convênio

DAAD
 Intercâmbio
 Estudantes
 Professores
Simone C. Cardoso
O que faz um físico médico?
Físico médico
Hospitalar
Pesquisador
Simone C. Cardoso
Mercado de trabalho
• Serviço clínico e consultoria
• Pesquisa e desenvolvimento
• Ensino
Simone C. Cardoso

Radiodiagnóstico
•
•
•
•

CT
Mamografia
US
RMN
Radioterapia
• Teleterapia
• Braquiterapia

Medicina Nuclear
• Diagnóstico
• Tratamento
Simone C. Cardoso
O que faz um físico médico?
Simone C. Cardoso
O que faz um físico médico?
Simone C. Cardoso
fonte
imagem
objeto
Simone C. Cardoso
Espalhamento:
Compton ou elástico
Nenhuma interação
Efeito foto-elétrico
Característico do material ou elemento
Simone C. Cardoso
e
E3
e
E2
e


E1
Radiação emitida é característica do elemento.
Seção de choque independente do ângulo de
saída do fóton.
Simone C. Cardoso
d

Rayleigh
22
2

r
f
(
x
)
cos

o
d

Z
F fi
i1
–Seção de choque dependente
do ângulo de espalhamento
f *eik.r
 d3r
i
–Seção de choque diferencial
varia com o quadrado de Z
simetria
esfer
.   (x)
i
E

x
(sin
2)
12
.398
Simone C. Cardoso
sin(
xr) 2
r dr
xr
d
d
d
d

Compton
KN
d
d
S
KN
r02 E f E i E f

(

 sin 2  )
2 Ei Ef Ei
c
1
1


(1  cos  )
E f E i 12 . 398
–Seção de choque
dependente do ângulo de
espalhamento
–Seção de choque diferencial
varia com o número atomico
o
 c  0 . 0243 A
S(q )  1  F 2
Simone C. Cardoso
Física e Medicina
Radioterapia: Teleterapia
Simone C. Cardoso
 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
• Heterogeneidades
– Mudanças na distribuição de dose
• Variações na absorção do feixe primário e fótons espalhados
• Variações na fluência dos elétrons
 Dependência
• tipo da heterogeneidade
• energia da radiação
• tamanho de campo de irradiação
Somente 10 % dos hospitais do mundo tratam o corpo
humano como um meio heterogêneo.
 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
Simone C. Cardoso
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
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
Simone C. Cardoso
Radiocirurgia
Simone C. Cardoso

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.

Fatia Confeccionada .
 Simular um tumor próximo ao tronco cerebral (neurocirurgião);
 Filmes radiocrômico

Confecção da máscara fixadora.

Tomografia do conjunto.
• Cortes transversais de 2 mm de espessura e espaçamentos de
2 mm;
• Área de reconstrução – 480 x 480 mm².

Filmes radiocrômico
• 3 x 3 cm² para preencher o local da lesão
Pesquisa em Física Médica
(Radiação não ionizante)
Terapia Fotodinâmica
Foto ilustrativa de uma aplicação laser
da terapia fotodinâmica
em carcinoma oral
Dispositivo LED desenvolvido no laboratório que
vem sendo utilizado para o tratamento em
pacientes.
Simone C. Cardoso
Física e Engenharia ambiental
Simone C. Cardoso
Simone C. Cardoso
Física e Biologia
Pluripotência de células-tronco
estudada por SR-µXRF
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.
Pluripotência
Capacidade de diferenciação de todos os tipos de células
Embrionárias
Adultas
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/
Objetivo
Descrever a transição do estado de pluripotência à diferenciação neural
através da SR-µXRF
•Células tronco embrionárias humanas
Metodologia
Resultados
Diferenciação espontânea x neural:
• S and P
• Ácidos nucleicos
• composição de proteínas
• Cu and Zn.
Resultados
[email protected]
Sala 307