DISCIPLINA EFEITOS BIOLÓGICOS DA RADIAÇÕES NÃO IONIZANTES 1º. QUADRIMESTRE DE 2012



Documentos relacionados
Espectrofotometria Molecular UV-VIS

Espectrofotometria Pro r fe f ssor H elber Barc r ellos

CINÉTICA QUÍMICA DE UMA REAÇÃO EM ESPECTROFOTOMETRÍA

Curso de Capacitação Básica em Ultrassonografia haroldomillet.com


Lista de Exercícios de Física II Refração Prof: Tadeu Turma: 2 Ano do Ensino Médio Data: 03/08/2009

Introd. Física Médica

Introdução à condução de calor estacionária

SEL FUNDAMENTOS FÍSICOS DOS PROCESSOS DE FORMAÇÃO DE IMAGENS MÉDICAS. Prof. Homero Schiabel (Sub-área de Imagens Médicas)

Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation

CURSO PROFISSIONAL TÉCNICO DE ANÁLISE LABORATORIAL

3º Bimestre. Física II. Autor: Geraldo Velazquez

A luz propaga-se em linha recta e radialmente em todas as direcções sempre que a velocidade de propagação for constante.

O que é LUZ? SENAI - Laranjeiras. Espectro Eletromagnético. Fontes de luz 14/01/2013. Luminotécnica 40h

Luz e Visão. Capítulo 8 8º ano - CSA

3ª Série de Problemas Mecânica e Ondas MEBM, MEFT, LMAC, LEGM

Classificação das fontes Todos os corpos visíveis são fontes de luz e podem classificar-se em primária ou secundária.

ÓPTICA GEOMÉTRICA ÓPTICA REFLEXÃO MEIOS DE PROPAGAÇÃO DA LUZ CORPOS TRANSPARENTES CORPOS TRANSLÚCIDOS CORPOS OPACOS

Introdução. Light Amplification by Stimulated Emission of Radition. Amplificação da Luz por Emissão Estimulada de Radiação.

Métodos Físicos de Análise - ESPECTROFOTOMETRIA ULTRAVIOLETA / VISÍVEL MÉTODOS FÍSICOS DE ANÁLISE MÉTODOS FÍSICOS DE ANÁLISE

Física B Extensivo V. 1

(D) A propriedade que permite reconhecer dois sons correspondentes à mesma nota musical, emitidos por fontes sonoras diferentes, é a frequência.

REFRAÇÃO DA LUZ. Neste capítulo estudaremos as leis da refração, a reflexão total e a formação de imagens nas lentes esféricas.

DEFIJI Semestre :07:19 1 INTRODUÇÃO

FÍSICA FENÔMENOS ONDULATÓRIOS E MAGNETISMO FÍSICA 1

Curso Técnico Segurança do Trabalho. Módulo 5 - Radiações Não-Ionizantes

Refração da Luz Índice de refração absoluto Índice de refração relativo Leis da refração Reflexão total da luz Lentes Esféricas Vergência de uma lente

Instrumentação para Espectroscopia Óptica. CQ122 Química Analítica Instrumental II 2º sem Prof. Claudio Antonio Tonegutti

Seleção de comprimento de onda com espectrômetro de rede

2. Fundamentos Físicos: Laser e Luz Intensa Pulsada

Refração da Luz Prismas

Óptica. Estudo da luz, como sendo a onda eletromagnética pertencentes à faixa do espectro visível (comprimento de 400 nm até 700 nm).

ÓPTICA GEOMÉTRICA PREGOLINI

Iluminaçao. Os modelos de Iluminação são técnicas usadas para calcular a intensidade da cor de um ponto a ser exibido.

Introdução ao Estudo da Corrente Eléctrica

FÍSICA. Professor Felippe Maciel Grupo ALUB

FÍSICA CADERNO DE QUESTÕES

Além do Modelo de Bohr

Unidade 7. Ondas, som e luz

Fenómenos Ondulatórios. Reflexão, refracção, difracção

1. (G1 - utfpr 2014) Sobre fenômenos ópticos, considere as afirmações abaixo.

Física Moderna: -Efeito Fotoelétrico -Quântica - Radioatividade - Teoria da Relatividade

n 1 L 1 n 2 L 2 Supondo que as ondas emergentes podem interferir, é correto afirmar que

Teste de Avaliação 3 B - 08/02/2013

ILUMINAÇÃO NA ARQUITETURA. Prof. Arq. Minéia Johann Scherer

Resolução Comentada UFG - 1ª fase-2014

ÓPTICA. Conceito. Divisões da Óptica. Óptica Física: estuda os fenômenos ópticos que exigem uma teoria sobre a natureza das ondas eletromagnéticas.

x d z θ i Figura 2.1: Geometria das placas paralelas (Vista Superior).

ANÁLISE QUÍMICA INSTRUMENTAL

PRINCIPIOS DA ULTRA-SONOGRAFIA. Profa. Rita Pereira

Professora Florence. Resposta:

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL INSTITUTO DE FÍSICA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENSINO DE FÍSICA

QUI346 ESPECTROFOTOMETRIA

ANALÍTICA V 1S 2013 ESPECTROSCOPIA. Prof. Rafael Sousa. Notas de aula:

Laboratório Virtual Kit Óptico

Óptica Geométrica. Universidade do Estado do Rio Grande do Norte. Dr. Edalmy Oliveira de Almeida

Elementos e fatores climáticos

Espectrofotometria. centrifugação. electroforese. cromatografia. Métodos (p.ex:) radioisótopos. espectroscopia (espectrofotometria)

Óptica Geométrica Ocular Séries de Exercícios 2009/2010

COMENTÁRIOS DA PROVA DE FÍSICA DO SSA-UPE 2 ANO

Óptica é a parte da física que estuda a luz: energia radiante (ondas eletromagnéticas) capaz de causar, em nós, a sensação da visão.

Modelos de Iluminação e Reflexão

FUNCIONAMENTO DE UM MONITOR CONTÍNUO DE OZÔNIO

Capítulo 1: Como tudo Começou Catástrofe do Ultravioleta e Efeito Fotoelétrico

FARMACOPEIA MERCOSUL: ESPECTROFOTOMETRIA ULTRAVIOLETA E VISIVEL

Sistema de Radiação Térmica

RELATÓRIO TÉCNICO ANÁLISE DA REFLECTÂNCIA DE ARGAMASSAS. Joaquim Carneiro. Cliente. C - T A C Centro de Território, Ambiente e Construção

Se A é o sucesso, então é igual a X mais Y mais Z. O trabalho é X; Y é o lazer; e Z é manter a boca fechada. (Albert Einstein)

INTRODUÇÃO À ÓPTICA GEOMÉTRICA

24/Abril/2013 Aula 19. Equação de Schrödinger. Aplicações: 1º partícula numa caixa de potencial. 22/Abr/2013 Aula 18

Trabalho prático: O contador de Geiger-Muller. Descrição geral

1 Fibra Óptica e Sistemas de transmissão ópticos

Se A é o sucesso, então é igual a X mais Y mais Z. O trabalho é X; Y é o lazer; e Z é manter a boca fechada. (Albert Einstein)

MICROSCOPIA ELETRÔNICA DE VARREDURA E MICROANÁLISE QUÍMICA PMT-5858

15/09/ PRINCÍPIOS DA ÓPTICA O QUE É A LUZ? A luz é uma forma de energia que não necessita de um meio material para se propagar.

3.1. Classifique: o tipo de movimento da formiga o tipo de movimento da barata.

Freqüência dos sons audíveis: entre 20Hz (infra-sônica) e Hz (ultra-sônica, audíveis para muitos animais).

Nome:...N o...turma:... Data: / / ESTUDO DOS GASES E TERMODINÂMICA

Série 3ª SÉRIE ROTEIRO DE ESTUDOS DE RECUPERAÇÃO E REVISÃO 3º BIMESTRE / 2013

Box 2. Estado da solução Estado do solvente Estado do soluto Exemplos

76. A resultante das forças que atuam nesse automóvel, enquanto ele se move no trecho plano e reto da estrada, é nula.

ESCOLA SECUNDÁRIA DE CAMARATE

1- Fonte Primária 2- Fonte Secundária. 3- Fonte Puntiforme 4- Fonte Extensa

ÓTICA e ONDAS. Ótica estudo da luz e dos fenômenos luminosos em geral.

Antenas e Propagação. Artur Andrade Moura. amoura@fe.up.pt


f = Polícia Federal - Papiloscopista Física Prof. Rodrigo Luis Rocha ONDULATÓRIA duas cristas consecutivas, ou dois pontos equivalentes.

6 Efeito do Tratamento Térmico nas Propriedades Supercondutoras e Microestruturas de Multicamadas Nb/Co

Óptica Geométrica: Óptica de raios com matrizes

Stricto Sensu em Engenharia do Meio Ambiente, Palavras-chave: Vidros. Películas de controle solar. Conforto Térmico.

Introdução aos Sistemas de Informação Geográfica

Nome 3ª série Nº Conceito

Aula 3 ORIGEM DA TEORIA QUÂNTICA. Eliana Midori Sussuchi Samísia Maria Fernandes Machado Valéria Regina de Souza Moraes

ELETRODINÂMICA: ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES E EFEITO JOULE¹

Matriz do Teste de Avaliação de Física e Química A - 11.º ano 1 de fevereiro de minutos

Termômetro Infra Vermelho ITTI 550

V = 0,30. 0,20. 0,50 (m 3 ) = 0,030m 3. b) A pressão exercida pelo bloco sobre a superfície da mesa é dada por: P p = = (N/m 2 ) A 0,20.

29/Abril/2015 Aula 17

Vestibular UFRGS 2013 Resolução da Prova de Física

Introdução a eletroestética

Transcrição:

INTERAÇÃO LASER-TECIDO DISCIPLINA EFEITOS BIOLÓGICOS DA RADIAÇÕES NÃO IONIZANTES 1º. QUADRIMESTRE DE 2012 1

INTERAÇÃO LUZ-TECIDOS Reflexão Espalhamento Transmissão Refração Absorção Ar Tecido Absorção Reflexão Espalhamento Transmissão P. A. Ana 2

INTERAÇÃO LUZ-TECIDOS Reflexão e refração Espalhamento Transmissão Absorção Laser atinge o tecido alvo e é refletido Cuidados: Olhos Espelhos Restaurações metálicas Queimaduras 3

REFLEXÃO E REFRAÇÃO radiação eletromagnética que incide numa superfície e retornaparaomeiodeorigem superfície refletora: é uma interface física entre dois materiais deíndicesderefraçãodiferentes->are tecido reflexão especular: ocorre em superfífices cujas irregularidades são pequenas quando comparadas ao comprimento de onda da radiação incidente 4

REFLEXÃO E REFRAÇÃO Reflexão difusa: quando a rugosidade da superfície é igual ou maior que o comprimento de onda da radiação incidente Frequente nos tecidos biológicos 5

REFLEXÃO E REFRAÇÃO Refração: superfície refletora separa dois meios com índices de refração diferentes. Ocorre em conseqüência da mudança de velocidade da luz incidente. 6

INTERAÇÃO LUZ-TECIDOS Reflexão Espalhamento Transmissão Absorção Feixe atinge o tecido e atravessa, sem causar nenhum tipo de efeito superficial 7

INTERAÇÃO LUZ-TECIDOS Reflexão Espalhamento Transmissão Absorção Tecido alvo sofre interação pelo feixe de laser, originando diversos tipos de efeitos. 1mm 8

ABSORÇÃO conversão parcial de energia luminosa em calor ou certa vibração das moléculas no material absorvedor ocorre quando a onda eletromagnética não retorna a partir da superfície incidente e nem se propaga no meio freqüência da onda incidente é igual à freqüência natural das vibrações livres das partículas -> ressonância, acompanhada por quantidade considerável de absorção 9

ABSORÇÃO A absorção por um dado tecido é função do comprimento de onda(λ) da radiação incidente e dos cromóforos presentes O processo de absorção pode ser modelado pelo coeficiente de absorção α ou pelo seu recíproco α -1 denominado comprimento de absorção 10

ABSORÇÃO Absorbância: razão das intensidades absorvida e incidente meio transparente: permite a passagem da luz sem qualquer absorção, ou seja, a energia radiante total que entra e sai dessemeioéamesma meio opaco: reduz a energia da radiação incidente praticamente a zero 11

ABSORÇÃO A propriedade de transparência ou opacidade dependem do comprimento de onda. Ex.AcórneaétransparentenovisíveleabsorvedoranoUV 12

ABSORÇÃO Depende de: constituição eletrônica de átomos e moléculas do tecido λdaradiação espessura da camada absorvedora temperatura de agentes absorvedores concentração de agentes absorvedores 13

ABSORÇÃO Lei de Lambert Efeito da espessura ( z ) = I e αz I = 0 z: eixo óptico = distância I(z): intensidade na distância z; I 0 :intensidadeincidente; α: coeficiente de absorção do meio. 14

ABSORÇÃO LeideBeer Efeito da concentração ( z ) I e κ cz I = 0 z: eixo óptico = distância I(z): intensidade na distância z; I 0 :intensidadeincidente; c: concentração de agentes absorvedores; κ : depende dos demais parâmetros internos. 15

ABSORÇÃO Lei de Beer-Lambert ambas as leis descrevem o mesmo comportamento de absorção z 1 = ln α I I 0 ( z ) z: eixo óptico = distância I(z): intensidade na distância z; I 0 :intensidadeincidente; α: coeficiente de absorção do meio. 16

ABSORÇÃO Lei de Beer-Lambert A = εlc A: absorção L: caminho óptico(cm) C: concentração(m) ε:coef.absortividademolar(cm -1 M -1 ) 17

DEPOSIÇÃO DA ENERGIA LeideBeer 0 1 2 α 0 (t) α 1 (t) α 2 (t) I 0 I 1 I 2 I 1 = I 0 e - α 0 t I 2 = I 1 e - α 0 t A lei de Beer determina a fração de energia depositada em cada camada, e o coeficiente de absorção de uma célula particular muda consequentemente a deposição de energia

ATENUAÇÃO DE UM FEIXE DURANTE ABSORÇÃO I 0 I 0 /2 I 0 /4 I 0 /8 I 0 /16 Fração absorvida = (I saída - I entrada )/ I entrada

ABSORÇÃO Comprimento de absorção = distância média percorrida por um fóton no interior do tecido antes de ser absorvido Traduz a profundidade média a que ocorre a transferência deenergiaparaotecido Oinversodocoeficientedeabsorção α L = 1 α α: coeficiente de absorção do meio. 20

ABSORÇÃO Comprimento de absorção medeadistânciazqueteráintensidadei(z)reduzidaa1/e, queéiguala37%deseuvalorincidentei 0 21

ABSORÇÃO Comprimento de absorção é 1/ α e corresponde à distância x na qual a intensidade cai para 1/e do seu valor de incidência I 0. 22

ABSORÇÃO 10 7 Coeficiente de absorção (cm -1 ) 10 6 10 5 10 4 10 3 10 2 10 1 10 0 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 Adenina Photofrin Hemoglobina Oxihemoglobina Proteína 0,1µm 1µm Melanina Água 10 µm 0,1 mm 1 mm 1 cm Hidroxiapatita 10 cm 1 m 10 m 100 m 0.2 0.4 0.6 0.8 1 2 3 4 6 8 10 20 Profundidade de Transmissão Comprimento de onda (µm) 23

INTERAÇÃO LUZ-TECIDOS Reflexão Espalhamento Transmissão Absorção Energia atinge o tecido alvo e é espalhada P. A. Ana 24

ESPALHAMENTO ocorre quando a freqüência da onda incidente não corresponde à freqüência natural das partículas do tecido oscilação resultante é determinada pela vibração forçada -> mesma freqüência e direção daquela da força elétrica da radiação incidente, porém com menor amplitude fótons diminuem a velocidade 25

ESPALHAMENTO limita a penetração da radiação. Permite que os fótons atinjam regiões distantes do ponto de aplicação. Ex. Para o comprimento de onda de 1 µm, em tecidos moles, o espalhamento limita a profundidade de penetração a uns poucos milimetros. Espalhamento Absorção Decaimento de intensidade de um feixe colimado

ESPALHAMENTO ELÁSTICO: fótons incidente e espalhado têm a mesma energia, apenas mudam de direção λ i = λ f É inversamente proporcional à quarta potência de λ -> lei de Rayleigh I a = 1 λ 4 27

ESPALHAMENTO INELÁSTICO: partículas espalhadas têm comprimento de onda menor que o da radiação incidente-> aumenta energia 28

ESPALHAMENTO INELÁSTICO: partículas espalhadas têm comprimento de onda menor que o da radiação incidente 29

ESPALHAMENTO O grau de espalhamento depende do comprimento de onda do laser e das propriedades ópticas do tecido. Para os comprimentos de onda UV (190-300nm) e IR(2-10µm): a profundidade de penetração no tecido está entre 1 e 20 µm(abs >> espalhamento) 30

ESPALHAMENTO Para os comprimentos de onda entre 450 e 590 nm: a profundidade de penetração no tecido está entre 0,5-2,5mm(abs~espalhamento) Para os comprimentos de onda entre 590 nm e 1,5 µm: a profundidade de penetração no tecido está entre2-8mm(abs<<espalhamento) 31

ESPALHAMENTO I = I 0 e - α 0 x A lei de Lambert-Beer pode ser aplicada no caso da absorção predominar sobre o espalhamento, e é relativamente precisa para materiais homogêneos Ex. Na pele a absorção é predominante na epiderme e derme superior enquanto o espalhamento pelas fibras colágenas em camadas mais profundas predomina. 32

ESPALHAMENTO 33

ABSORÇÃO X ESPALHAMENTO Coeficientes de absorção para o comprimento de onda do laserdeco 2 Tecido Espessura(µm) Coef. Absorção médio(α) cm -1 Cartilagem 80-120 210 130-140 500 Osso 200-250 230 130-150 510 34

FUNDAMENTAL! absorção penetração absorção Penetração Temperatura Efeito térmico não térmico P. A. Ana coagulação, corte, vaporização, ablação ou carbonização fotoquímicos bioestimulação, analgésico e antiinflamatório 35

EXERCÍCIO Sabendo que o limiar de ablação para o laser de CO 2 de tecidos duros está na entre 1,8 e 7,4 J/cm 2 use a lei de Beer para estimar a intensidade de um feixe comintensidade5j/cm 2 em: cartilagem com130µmdeespessura espessura ossocom130µmdeespessura I = I 0 e - α 0 x Dados: α cartilagem = 500 cm -1 (130 µm); α osso = 510 cm -1 (130 µm) 36

SOLUÇÃO I = I 0 e - α 0 x I 0 = 5 J/cm 2, α cartilagem = 500 cm -1 (130 µm) α -1 osso = 510 cm (130 µm) α osso -4 I cartilagem = 5. e - (500.130.10 cm) = 5. e -6,5 I cartilagem = 5. 1,5.10-3 = 7,5 mj/cm 2 I osso1 = 5. e -6,63 = 5. 1,32.10-3 = 6,6 mj/cm 2 Intensidade ~ 1000 vezes menor!!!

EXERCÍCIO PARA CASA Os componentes dos tecidos biológicos que têm relevância para a absorção de radiação luminosa são chamados cromóforos. Considerando a concentração destes componentes nos principais tecidos humanos (pesquise), e considerando a radiação eletromagnética na faixa do ultravioleta ao infravermelho próximo, como você classificaria opticamente os diversos tecidos (moles e duros) do corpo humano para cada região espectral? Transparente fracamente absorvedor altamente absorvedor 38