INTRODUÇÃO À FÍSICA MÉDICA. Diagnóstico por imagens. Conceitos gerais Técnicas atuais de DI. Sumário 3ª. aula 23/02/2018

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1 Curso de Verão 2018 IF-USP INTRODUÇÃO À FÍSICA MÉDICA Elisabeth M. Yoshimura e Ricardo A. Terini Paulo R. Costa Curso de Verão 2018 IF-USP INTRODUÇÃO À FÍSICA MÉDICA Programa básico: Breve Histórico sobre a Física Médica Efeitos biológicos da radiação e Proteção Radiológica Diagnóstico por imagens: radiologia e medicina nuclear Radioterapia: Introdução, teleterapia e braquiterapia O Físico Médico: formação e campo de trabalho atual e futuro Bloco F Conjunto Alessandro Volta Laboratório de Dosimetria das Radiações e Física Médica GDRFM - IFUSP Curso de Verão 2018 IF-USP 3ª. Aula: Diagnóstico por imagens Paulo Roberto Costa pcosta@if.usp.br Bloco F Conjunto Alessandro Volta sl. 109 GDRFM - IFUSP Sumário 3ª. aula Conceitos gerais Técnicas atuais de DI Com radiações ionizantes Radiologia convencional e digital Mamografia Radiologia intervencionista Medicina nuclear Densitometria óssea Sem radiações ionizantes Ultrassonografia Imagens por Ressonância Magnética 3 1

2 Áreas atuais da física médica RT MN RD 4 DIAGNÓSTICO POR IMAGENS LABORATORIAIS 6 IMAGENS 2

3 Mas raios X não podem causar danos??? E sempre foi assim?? 9 E sempre foi assim?? E sempre foi assim??

4 DOSE VS QUALIDADE INDICAÇÃO CLÍNICA = IMAGEM TRANSFERÊNCIA DE INFORMAÇÕES (RX, MAMO, RMI, US, DO, SPE, PET, etc.) INDICAÇÃO CLÍNICA = IMAGEM TRANSFERÊNCIA DE INFORMAÇÕES (RX, MAMO, RMI, US, DO, SPE, PET, etc.) Fonte: Sprawls, P. - Image Characteristics and Quality Fonte: Sprawls, P. - Image Characteristics and Quality aproximadamente 2 n 5 n K U I T RADIOLOGIA CONVENCIONAL E DIGITAL () 4

5 5 z e I I = µ 0 = max 0 ), ( ),, ( ) ( ), ( E z y x y x E de e E N y x I µ µ µ µ µ µ pares compton co fotoelétri rayleigh = 3 υ µ h Z Independente de Z Dependência pequena com hν para tecidos biológicos absorção espalhamento transmissão absorção espalhamento transmissão MAMOGRAFIA Fonte: BrasilRad Tomossintese digital da mama

6 FLUOROSCOPIA E INTERVENCIONISTA TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA Tomografia multicortes 6

7 MEDICINA NUCLEAR Radioisótopos na Medicina Imagens em Medicina Nuclear 7

8 PET/ na Prática Clínica DEMÊNCIA DE ALZHEIMER ALTERAÇÕES ANATOMICAS ALTERAÇÕES FUNCIONAIS DOENÇA DENSITOMETRIA ÓSSEA DENSITOMETRIA ÓSSEA 8

9 RESSONÂNCIA MAGNÉTICA Campo magnético Principal (1.5-7 T) Movimento de precessão Pulso de radiofrequência Magnetização principal M N Campo EM induzido S computador Espectroscopia por RM Fusão de imagens RM e MN T1+C Cho/Cr Map Lipids MRI (anatomia) NMI (funcional) Guimarães et. Al. Ressonância magnética funcional na oncologia: estado da arte Radiol Bras Mar/Abr;47(2):

10 ULTRASSONOGRAFIA ULTRASSONOGRAFIA Cortesia: Medison do Brasil, Ltda ULTRASSONOGRAFIA Tendências em Física Médica 10

11 What do we have today? What the inovations search? Image contrast Spatial resolution (mm) Chalenges: new contrast agents Only some highlights POTENTIAL INCREASE OF SPECIFICITY Breast Epithelium Connective Nerves Muscle Structure Metabolism Respiration Enzime Carbohydrates Minerals Receptors Grow factors Citokines Hormones Imunology Genetics DNA mrna HYBRID IMAGING PROTON RADIOGRAPHY and mm µm nm pm EASY DETEABILITY PHASE CONTRAST SPERAL SOURCE: Pougue, B. Diagnostic Imaging Evolution: discoveries in contrast mechanisms and resolution - B 11

12 Only some highlights Breast Breast HYBRID PROTON RADIOGRAPHY and IMAGING PHASE CONTRAST SPERAL DOHENY UC Davis KONING Only some highlights BREAST HYBRID PROTON RADIOGRAPHY and IMAGING PHASE CONTRAST SPERAL 12

13 GE-PET/RM 3.0T Discovery 750W Only some highlights BREAST HYBRID PROTON RADIOGRAPHY and IMAGING PHASE CONTRAST SPERAL Only some highlights BREAST Fresnel-diffraction equation or the Wigner distribution phase contrast images the attenuation contrast and phase contrast are mixed together HYBRID IMAGING PROTON RADIOGRAPHY and PHASE CONTRAST SPERAL 50 13

14 Why is everyone talking about spectral imaging? Only some highlights BREAST HYBRID PROTON RADIOGRAPHY and IMAGING PHASE CONTRAST SPERAL 52 If x-rays are so good... Why someone needs proton radiography? Pediatric imaging Et al Children are not just small adults but Proton synchroton Must adults are BIG BABYES 2017 AAPM Spring Clinical Meeting

15 Obrigado! 15