CURSO DE CAPACITAÇÃO

Transcrição

1 CURSO DE CAPACITAÇÃO AVALIAÇÃO DE PROJETOS BÁSICOS E EXECUTIVOS DE ENGENHARIA E ARQUITETURA NO CONTEXTO DO PLANO DE EXPANSÃO DA RADIOTERAPIA NO SUS Brasília, 25 a 27 de junho de 2013

2 Átomo Modelo de Rutherford-Bohr

3

4 Radiação Num sentido amplo, radiação é aquilo que irradia (sai em raios) de algum lugar. Em física, o termo refere-se usualmente a partículas e campos que se propagam (transferindo energia) no espaço (preenchido ou não por matéria). A radiação pode ser de natureza particulada (de partículas) ou ondulatória (de ondas). A radiação de natureza particulada é caracterizada por sua carga, massa e velocidade: pode ser carregada ou neutra, leve ou pesada, lenta ou rápida. Prótons, nêutrons e elétrons ejetados de átomos ou núcleos atômicos são exemplos de radiação particulada. A radiação eletromagnética é constituída por campos elétricos e magnéticos variando no espaço e no tempo. É caracterizada pela amplitude (tamanho) e pela frequência (ou, alternativamente, pelo comprimento de onda) da oscilação.

5 Onda Eletromagnética

6 Onda Eletromagnética

7 A emissão de radiação e o espectro eletromagnético 1 A emissão de radiação pelo átomo: Essas transições podem ocorrer entre quaisquer dois níveis discretos de energia.

8 Interação da Radiação Ionizante com a Matéria Sempre que um feixe de raios X passa por um meio absorvedor como o tecido humano, uma parte desta energia é transferida para o meio e causará um dano biológico a esse tecido. Esta energia depositada por unidade de massa do meio é a dose absorvida. A interação pode ocorrer de várias maneiras dependendo da energia do feixe e do material com que ele interage. Os três modos principais de interação da radiação ionizante (fótons) com a matéria são: Efeito Fotoelétrico; Efeito Compton; e Produção de Pares. Na faixa de energia do acelerador (6 MeV) o efeito predominante é o Compton.

9 Efeito Fotoelétrico Acontece quando a radiação transfere sua energia total para um único elétron orbital ejetando-o do átomo com velocidade. O processo de troca de energia pode ser dado pela equação: sendo: Ec = h.f - Elig, Ec a energia cinética; h.f a energia do raio X incidente; e Elig a energia de ligação do elétron ao seu orbital. Este elétron expelido do átomo é denominado fotoelétron e poderá perder a energia recebida do fóton, produzindo ionização em outros átomos

10 Efeito Compton O efeito Compton é a interação da radiação com um elétron orbital onde parte da energia incidente é transferida como energia cinética para o elétron e o restante é cedida para o fóton espalhado, levando-se em consideração também a energia de ligação do elétron. O fóton espalhado terá uma energia menor e uma direção diferente da incidente.

11 Produção de Pares A produção de pares ocorre somente quando fótons de energia igual ou superior a 1,02 MeV passam próximos a núcleos de elevado número atômico. Nesse caso, a radiação interage com o núcleo e desaparece, dando origem a um par elétron-pósitron com energia cinética em diferente proporção. O pósitron e o elétron perderão sua energia cinética pela ionização e excitação.

12 Radiação: Onda ou partícula? Em 1900, o alemão Max Planck propõe a idéia da quantização da energia (energia discretizada em pacotinhos denominados quanta O singular é quantum) ao detectar uma inconsistência na Teoria da Radiação de Corpo Negro aceita à época. Em 1918, ele recebeu o Prêmio Nobel de Física por essa ideia. Em 1905, Albert Einstein demonstra que as ideias de Planck estavam corretas ao descobrir o efeito fotoelétrico. Esse feito rendeu-lhe o Prêmio Nobel de Física de Em sua teoria, Einstein mostra que a energia de um fóton não depende da intensidade da radiação como se acreditava, mas sim da frequência da mesma. Em outras palavras, se tivermos duas lâmpadas vermelhas, uma com 60W e outra com 500W de potência, os fótons por elas emitidos têm a mesma energia. O que varia é a quantidade de fótons emitidos. Por outro lado, se tivermos duas lâmpadas de 60W, uma vermelha e outra azul, os fótons da lâmpada azul transportam mais energia que os fótons da lâmpada vermelha.

13 A emissão de radiação e o espectro eletromagnético 2 A energia do fóton emitido/absorvido é igual à diferença de energia entre os dois estados. A freqüência f da radiação está relacionada à sua energia E pela equação: E1 E2 = h.f Onde, h ~ 6,64x10-34 J/s (é a Constante de Planck): Ou seja, quanto maior for a diferença entre as energias dos estados estacionários, maior será a frequência da radiação emitida/absorvida.

14 A emissão de radiação e o espectro eletromagnético 3 Quanto maior a frequência da radiação, maior é a energia dos fótons emitidos, ou seja: E fótons de rádio < E luz visível < E raios-x < E raios gama Quanto maior a energia do fóton, maior é o seu poder de penetração em um determinado meio material.

15 Raios X Os raios X são emissões eletromagnéticas de natureza semelhante à luz visível. Seu comprimento de onda vai de 0,05 ångström (5 pm) até dezenas de ångström (1 nm). A energia dos fótons é de ordem do kev (kilo elétron-volt), entre alguns kev e algumas centenas de kev. A geração desta energia eletromagnética se deve à transição de elétrons nos átomos, ou da desaceleração de partículas carregadas. Como toda energia eletromagnética de natureza ondulatória, os raios X sofrem interferência, polarização, refração, difração, reflexão, entre outros efeitos. Embora de comprimento de onda muito menor, sua natureza eletromagnética é idêntica à da luz.

16 Radiações Ionizantes i. Radiação cuja energia é superior à energia de ligação dos elétrons de um átomo com o seu núcleo; ii. Radiações cuja energia é suficiente para arrancar elétrons de seus orbitais A interação das radiações ionizantes com a matéria é um processo que se passa em nível atômico, consistindo na transferência de energia da radiação para o meio irradiado.

17 Radiações

18 Qual a exposição natural que sofremos diariamente?

19

20 Fatores de Radioproteção Tempo Blindagem Distância

21 Tempo

22 Blindagem

23 Distância

24 Radiação Ionizante Segundo a UNSCEAR (United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation): Não existe uma dose segura de exposição de radiação sob o ponto de vista genético, sendo que qualquer exposição à radiação pode envolver um certo risco de indução de efeitos hereditários e somáticos.

25 Proteção Radiológica Segundo a Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) é o conjunto de medidas que visam proteger o homem, seus descendentes e seu meio ambiente contra possíveis efeitos indevidos causados por radiação ionizante proveniente de fontes produzidas pelo homem e de fontes naturais modificadas tecnologicamente. Essas medidas estão fundamentadas em três princípios básicos: Justificação; Otimização; Limitação de doses individuais.

26 Princípios Básicos de Radioproteção Justificação Qualquer atividade envolvendo radiação ou exposição deve ser justificada em relação a outras alternativas e produzir um benefício liquido positivo para a sociedade. Otimização O projeto, o planejamento do uso e a operação de instalações e de fontes de radiação devem ser feitos de modo a garantir que as exposições sejam tão reduzidas quanto razoavelmente exequível (ALARA - As Low As Reasonably Achievable), levando-se em consideração fatores sociais e econômicos. Limitação da dose Individual As doses individuais de trabalhadores e de indivíduos do público não devem exceder os limites anuais de dose equivalente estabelecidos em norma especifica.

27 Limites Autorizados - CNEN

28 Equipamentos de proteção individual

29 Dosímetros

30 Radioterapia A radioterapia é um método capaz de destruir células tumorais, empregando feixe de radiações ionizantes. Uma dose pré-calculada de radiação é aplicada, em um determinado tempo, a um volume de tecido que engloba o tumor, buscando erradicar todas as células tumorais, com o menor dano possível às células normais circunvizinhas, à custa das quais se fará a regeneração da área irradiada. As radiações ionizantes são eletromagnéticas ou corpusculares e carregam energia. Ao interagirem com os tecidos, dão origem a elétrons rápidos que ionizam o meio e criam efeitos químicos como a hidrólise da água e a ruptura das cadeias de ADN. A morte celular pode ocorrer então por variados mecanismos, desde a inativação de sistemas vitais para a célula até sua incapacidade de reprodução. A resposta dos tecidos às radiações depende de diversos fatores, tais como a sensibilidade do tumor à radiação, sua localização e oxigenação, assim como a qualidade e a quantidade da radiação e o tempo total em que ela é administrada. Para que o efeito biológico atinja maior número de células neoplásicas e a tolerância dos tecidos normais seja respeitada, a dose total de radiação a ser administrada é habitualmente fracionada em doses diárias iguais, quando se usa a terapia externa.

31 Radiossensibilidade e radiocurabilidade A velocidade da regressão tumoral representa o grau de sensibilidade que o tumor apresenta às radiações. Depende fundamentalmente da sua origem celular, do seu grau de diferenciação, da oxigenação e da forma clínica de apresentação. A maioria dos tumores radiossensíveis são radiocuráveis. Entretanto, alguns se disseminam independentemente do controle local; outros apresentam sensibilidade tão próxima à dos tecidos normais, que esta impede a aplicação da dose de erradicação. A curabilidade local só é atingida quando a dose de radiação aplicada é letal para todas as células tumorais, mas não ultrapassa a tolerância dos tecidos normais.

32 Indicações da radioterapia Como a radioterapia é um método de tratamento local e/ou regional, pode ser indicada de forma exclusiva ou associada aos outros métodos terapêuticos. Em combinação com a cirurgia, poderá ser pré-, per- ou pós-operatória. Também pode ser indicada antes, durante ou logo após a quimioterapia. A radioterapia pode ser: radical (ou curativa), quando se busca a cura total do tumor; remissiva, quando o objetivo é apenas a redução tumoral; profilática, quando se trata a doença em fase subclínica, isto é, não há volume tumoral presente, mas possíveis células neoplásicas dispersas; paliativa, quando se busca a remissão de sintomas tais como dor intensa, sangramento e compressão de órgãos; e ablativa, quando se administra a radiação para suprimir a função de um órgão, como, por exemplo, o ovário, para se obter a castração actínica.

33 Fontes de energia e suas aplicações São várias as fontes de energia utilizadas na radioterapia. Há aparelhos que geram radiação a partir da energia elétrica, liberando raios X e elétrons, ou a partir de fontes de isótopo radioativo, como, por exemplo, pastilhas de cobalto, as quais geram raios gama. Esses aparelhos são usados como fontes externas, mantendo distâncias da pele que variam de 1 centímetro a 1 metro (teleterapia). Estas técnicas constituem a radioterapia clínica e se prestam para tratamento de lesões superficiais, semiprofundas ou profundas, dependendo da qualidade da radiação gerada pelo equipamento. Os isótopos radioativos (cobalto, césio, irídio etc.) ou sais de rádio são utilizados sob a forma de tubos, agulhas, fios, sementes ou placas e geram radiações, habitualmente gama, de diferentes energias, dependendo do elemento radioativo empregado. São aplicados, na maior parte das vezes, de forma intersticial ou intracavitária, constituindo-se na radioterapia cirúrgica, também conhecida por braquiterapia.

34 Fontes de Energia Fonte Tipo de radiação Energia Método de aplicação Contatoterapia Raios X (superficial) kv Terapia superficial Roentgenterapia Raios X (ortovoltagem) kv Terapia semiprofunda Unidade de cobalto Raios gama 1,25 MeV Teleterapia profunda Acelerador linear Raios X de alta energia e elétrons* 1,5-40 MeV Teleterapia profunda Isótopos radioativos Raios gama e/ou beta Variável conforme o isótopo utilizado Braquiterapia * Os feixes de elétrons, na dependência de sua energia, podem ser utilizados também na terapia superficial

35 Efeitos adversos da radioterapia Normalmente, os efeitos das radiações são bem tolerados, desde que sejam respeitados os princípios de dose total de tratamento e a aplicação fracionada. Os efeitos colaterais podem ser classificados em imediatos e tardios. Os efeitos imediatos são observados nos tecidos que apresentam maior capacidade proliferativa, como as gônadas, a epiderme, as mucosas dos tratos digestivo, urinário e genital, e a medula óssea. Eles ocorrem somente se estes tecidos estiverem incluídos no campo de irradiação e podem ser potencializados pela administração simultânea de quimioterápicos. Manifestam-se clinicamente por anovulação ou azoospermia, epitelites, mucosites e mielodepressão (leucopenia e plaquetopenia) e devem ser tratados sintomaticamente, pois geralmente são bem tolerados e reversíveis. Os efeitos tardios são raros e ocorrem quando as doses de tolerância dos tecidos normais são ultrapassadas. Os efeitos tardios manifestam-se por atrofias e fibroses. As alterações de caráter genético e o desenvolvimento de outros tumores malignos são raramente observados. Todos os tecidos podem ser afetados, em graus variados, pelas radiações. Normalmente, os efeitos se relacionam com a dose total absorvida e com o fracionamento utilizado. A cirurgia e a quimioterapia podem contribuir para o agravamento destes efeitos.

36 Efeitos adversos da radioterapia

37 Quimioterapia X Radioterapia Quimioterapia: O tratamento do tumor é realizado a partir de agentes químicos de alta toxidade, que matam células tumorais caso tenha ou haja a suspeita de metástase; Radioterapia: Utiliza-se radiações ionizantes (são radiações que possuem a capacidade de arrancar elétrons, danificando estruturas atômicas e moleculares eletronicamente estáveis), para combater o tumor.

38

39 A radioterapia divide-se em: Teleterapia: Incide-se radiação ionizante à distância sobre o paciente através de uma fonte externa a ele, como uma gerador de RX. Um inconveniente, é que a radiação danifica tecidos saudáveis e pode provocar naúseas, vômitos, diarréia, etc. Braquiterapia: Coloca-se a fonte radioativa diretamente no tumor. Com este procedimento, a dose é elevada garantindo melhores resultados e menores danos a tecidos saudáveis, além de ter diminuído os efeitos colaterais.

40 Braquiterapia É uma forma de radioterapia em que materiais radioativos são implantados nas proximidades do tumor. A palavra braquiterapia origina-se do grego (brachys = junto, próximo) e define uma modalidade de tratamento em que doses de radiação são liberadas para atacar as células tumorais, sem que um grande número de células sadias seja afetado. Estes implantes podem ser temporários ou permanentes. Diferenças entre Braquiterapia e Radioterapia externa: Na braquiterapia, a radiação tem origem nos materiais radioativos colocados no interior do corpo, perto do tumor. Essa proximidade permite que altas doses de radiação sejam liberadas para atacar o tumor. A radiação fica restrita à região, não afetando órgãos mais distantes. Na radioterapia externa, a fonte de radiação é geralmente um acelerador linear, que emite feixes de raios que alcançam o tumor após atravessar diferentes tecidos. Dessa forma, órgãos e tecidos sadios, situados no trajeto dos raios estão sujeitos aos efeitos da radiação. Comparada à radioterapia externa, a braquiterapia permite aplicar doses maiores, em intervalos de tempo menores e a volumes mais restritos.

41 Formas de Braquiterapia Pode ser diferenciada pela taxa de dose de radiação e pelo local de aplicação. Taxa de dose de radiação, os procedimentos são classificados em braquiterapia com altas ou baixas taxas de dose. Na braquiterapia com altas taxas de dose, o material radioativo permanece por poucos minutos no interior do organismo, tempo suficiente para a liberação da dose ideal de radiação. Quando baixas taxas de dose são utilizadas, a fonte de radiação deve ser mantida no interior do corpo durante um período mais prolongado, geralmente por dias, ou implantada definitivamente.

42 Locais de aplicação Pode ser realizada por meio da colocação de material radioativo no interior do órgão. Essa técnica, freqüentemente empregada no tratamento dos tumores ginecológicos, recebe o nome de intracavitária (dentro da cavidade). Uma outra forma de braquiterapia é a endoluminal (dentro da luz), na qual a fonte de radiação é posicionada no interior de um órgão tubular, como o brônquio pulmonar ou o esôfago, através de um cateter, para liberar altas doses de radiação, por um curto período. Na braquiterapia intersticial (em meio ao tecido) o material radioativo é introduzido na área comprometida pela doença, geralmente por meio de cirurgia. O material pode permanecer por um tempo limitado (implante temporário) ou ser mantido indefinidamente no local (implante permanente). Na braquiterapia intersticial temporária, o material radioativo é retirado após alcançar-se a dose planejada.

43 Locais de aplicação A aplicação de materiais radioativos sobre a superfície externa do órgão recebe o nome de braquiterapia por moldes de superfície, tradicionalmente utilizada no tratamento de lesões de superfície, como de pele ou de mucosa. Mais recentemente, passou a ser também empregada para tratamento de tumores no interior do globo ocular. A aplicação de materiais com altas taxas de radiação pode ser feita por controle remoto, reduzindo a exposição dos profissionais envolvidos. Nestes casos, o paciente é mantido em salas especialmente projetadas para conter a radiação, sendo a aplicação monitorizada por um circuito interno de TV.

44 Locais de aplicação

45 Características A braquiterapia consiste no tratamento de tumores utilizando fontes de radiação ionizantes que são implantadas diretamente nos locais onde eles se desenvolvem. As formas destas fonte só podem ser: Sementes de iodo-125; Tubos de césio-137; Fios de irídio-192. A braquiterapia pode ser utilizada para o tratamento de tumores do cérebro, pulmão, esôfago, próstata, além daqueles que podem se desenvolver no aparelho reprodutor feminino.

46 Vantagens O crescimento da braquiterapia como forma de tratamento em medicina nuclear, deve-se ao fato da possibilidade de utilização de grandes doses de radiação concentradas em pequenas fontes, o que não é possível na TELETERAPIA, uma vez que a radiação é proveniente de uma fonte externa (unidade de cobalto ou um acelerador linear), e sua eficácia é limitada pela quantidade de radiação que o paciente pode receber, que é menor do que na braquiterapia, além de comprometer tecidos saudáveis e podendo causar efeitos colaterais indesejáveis como naúseas e diarréia.

47 Equipamentos de Braquiterapia

48 Equipamentos de teleterapia Aceleradores. Aceleradores lineares podem emitir, além de raios-x, feixes de elétrons com várias energias. Esta versatilidade é de extrema importância pois permite a realização de múltiplos tratamentos utilizando apenas um equipamento. Num acelerador linear elétrons produzidos por um filamento aquecido são ejetados para dentro de uma estrutura aceleradora. Ao deixar a estrutura aceleradora colidem com um alvo, produzindo tanto um espectro com componentes contínua (efeito bremsstrahlung, ou radiação de freamento) e discreta (radiação característica do alvo). Os aceleradores lineares podem gerar fótons de energia muito maior que os do cobalto-60. Fótons de alta energia liberam menor dose na pele e nos tecidos sadios do paciente. Entretanto, os aceleradores lineares requerem potencial elétrico bastante estável, mais manutenção e pessoal mais habilitado para o seu funcionamento. Alguns aceleradores lineares, como mencionado anteriormente, permitem que os elétrons atinjam diretamente o paciente, retirando-se o alvo de átomos pesados da frente do feixe.

49 Aceleradores Lineares

50 Equipamentos de teleterapia Aparelhos de raios-x. Um aparelho de raios-x para tratamento superficial difere de um acelerador apenas no mecanismo de aceleração, que consiste de dois eletrodos, que, sob tensão, formam um campo elétrico que acelera os elétrons (com energias de kev s, muito mais baixas que as atingidas por um acelerador linear). É importante salientar que tanto os aceleradores quanto os aparelhos de raios-x não possuem material radioativo em seu interior, produzindo radiação quando os elétrons acelerados colidem com um alvo.

51 Equipamentos de teleterapia Aparelhos de raios-γ (gama). Os aparelhos emissores de raios gama utilizados na teleterapia são equipamentos semelhantes aos aceleradores somente na aparência. Sua fonte de radiação é uma pastilha de material radioativo (geralmente 137 Cs ou 60 Co) colocada numa cápsula dentro do aparelho que, quando aberta, emite radiação. Por conter material radioativo este tipo de equipamento requer cuidados especiais para evitar acidentes. A radiação é produzida através de uma fonte de 60 Co alojada na extremidade do braço do aparelho, dentro de uma cápsula de aço inoxidável com forma cilíndrica com aproximadamente 2 cm de diâmetro. A cápsula é revestida de chumbo e urânio para evitar a emissão de radiação em todas as direções. Para o uso no tratamento, existe um mecanismo que movimenta a fonte e permite que se utilize o feixe de radiação apenas quando desejado.

52 Vídeo Como funciona um acelerador linear.

53 ENDEREÇO NA INTERNET