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Fonte de cobalto de radioterapia. O cobalto-60 foi a mais importante fonte de radiação terapêutica no século XX.

O que é radioterapia?

A radioterapia é uma forma de tratamento de câncer que utiliza a radiação ionizante para causar dano aos tecidos. A emissão de radiação é uma característica física de alguns elementos da natureza e de alguns criados em laboratório, em condições especiais – os elementos radioativos. Em medicina, na prática, o elemento radioativo utilizado é o cobalto-60 (Co 60), por fornecer um feixe de energia alta o suficiente para ser útil no tratamento. Modernamente, os aparelhos de radioterapia de cobalto-60 estão sendo substituídos por aceleradores lineares.

Modelo eletrônico do átomo de rádio, o primeiro elemento radioativo estudado. O ponto azul no centro representa o núcleo, os pontos dourados dispostos em camadas, os elétrons.

Quais são as formas de radiação utilizadas no tratamento do câncer?

A radiação ionizante pode se apresentar de diversas formas. Os raios-X foram a primeira fonte utilizada de radiação para aplicações médicas. Os raios-X são produzidos quando é retirado todo o ar de dentro de um tubo de vidro e ele é lacrado, de forma que não ocorra trocas de gás entre o  ambiente externo e o interno. Em um dos pólos desse tubo, fica um eletrodo negativo, ou cátodo, e um eletrodo positivo, ou ânodo. Quando é aplicada uma diferença de voltagem entre o cátodo o ânodo, por exemplo, ao se passar uma corrente elétrica pelo cátodo, são emitidos elétrons do cátodo em direção ao ânodo, dentro do tubo de vidro, e colidem com um alvo metálico. Essa colisão produz os raios-X, que são utilizados em inúmeros equipamentos de diagnóstico por imagem até hoje.

Para o tratamento, é bastante importante a quantidade de energia que os raios-X carregam. Ao partirem do alvo metálico, os raios-X tem diversas quantidades diferentes de energia. A quantidade máxima de energia é dada pela diferença de voltagem aplicada entre o cátodo e o ânodo. Assim, um pico de voltagem de 250 quilovolts, ou 250.000 volts (250kV), os elétrons vão atingir o alvo com energia máxima de 250 quiloeletron-volts (250eV) e os raios-X terão energia máxima de 250quilovolts (250kV).

Os aceleradores lineares, mencionados na entrada anterior, funcionam pelo mesmo princípio que os tubos de raios-X. O cátodo dos aceleradores lineares é aquecido a temperaturas muito altas, de até 1000 graus Celsius, o que possibilita um feixe com maior quantidade de elétrons do que o tubo de raios-X. A maior quantidade de elétrons no feixe dá maior intensidade de energia, já que há mais elétrons para a colisão com o alvo. O feixe passa por uma série de câmaras com diferenças de voltagem capazes de acelerá-lo à velocidade aproximada da luz, e vai de encontro a um alvo de tungstênio (ou cabeça), que produz fótons de alta energia. Os fótons de alta energia vão de 1mega-eletronvolt (1MeV) até 25 mega-eletronvolts (25MeV), ou  de 1 milhão a 25 milhões eletronvolts.

Foto de um acelerador linear. O braço em forma de C movimenta-se ao redor do leito para direcionar o feixe de fótons em direção ao tumor.

Os fótons de maior energia têm maior penetração nos tecidos e fornecem quantidades de energia maiores para tratamento do câncer. Além disso, por suas propriedades físicas, eles têm a capacidade de “selecionar” e atingir preferencialmente os tecidos moles, em oposição aos ossos.

Alternativamente, os aceleradores lineares podem fornecer feixes de elétrons de alta energia. Os feixes de elétrons têm como característica a baixa penetração tecidual, o que pode ser útil no tratamento de tumores superficiais.

Existem outras formas de radiação ionizante?

Sim. A radiação gama também é formada por fótons e é produzida pelo cobalto-60 e pelas fontes de braquiterapia, como irídio-192 e césio-137. O iodo-125 também emite radiação, porém é do tipo beta e tem baixa voltagem (elétrons). Ele é utilizado no tratamento do câncer de tireóide. Existem outras fontes de radiação utilizadas em diagnóstico na medicina que podem ser consultadas em outras fontes.

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