Raio X

O raio X é um tipo de radiação eletromagnética com frequências superiores às radiações ultravioletas, ou seja, maiores que 1018 Hz. A Descoberta do raio X e a primeira radiografia da história ocorreram em 1895, pelo físico alemão Wilheelm Conrad Rontgen, fato esse que lhe rendeu o prêmio Nobel de física em 1901. Foi durante o estudo da luminescência por raios catódicos num tubo de Crookes que Conrad descobriu esse raio. A denominação “raio X” foi usada por Conrad porque ele não conhecia a natureza da luz que ele tinha acabado de descobrir, ou seja, para ele tratava-se de um raio desconhecido.Os raios X são obtidos através de um aparelho chamado de Tubo de Coolidge. Esse é um tubo oco, evacuado e que contém um cátodo em seu interior. Quando esse cátodo é aquecido por uma corrente elétrica, que é fornecida por um gerador, ele emite grande quantidade de elétrons que são fortemente atraídos pelo ânodo, chegando a este com grande energia cinética. Quando eles se chocam com o ânodo, transferem energia para os elétrons que estão nos átomos dos ânodos. Os elétrons com energia são acelerados e então emitem ondas eletromagnéticas que são os raios X.

Através de estudos sobre os raios X, Rontgen verificou que os mesmos têm a propriedade de atravessar materiais de baixa densidade, como os músculos, por exemplo, e são absorvidos por materiais com densidades mais elevadas como, por exemplo, os ossos. Foi em razão dessa descoberta que esses raios passaram a ser largamente utilizados para realização de radiografias. Hoje o raio X possui vasto campo de aplicação, além da aplicação nas radiografias. São utilizados, por exemplo, no tratamento de câncer, na pesquisa de estrutura cristalina dos sólidos, na indústria e em muitos outros campos da ciência e da tecnologia.

Os raios X propagam-se com a velocidade da luz e, como qualquer outra onda eletromagnética, esses raios estão sempre sujeitos aos fenômenos da refração, reflexão, difração, polarização e interferência.

Vale lembrar que, assim como outras coisas, esse raio possui ações benéficas e maléficas. A exposição demorada desse raio no corpo humano pode causar sérios danos à saúde como, por exemplo, lesões cancerígenas, morte de células, leucemia, entre outros.

Fonte: http://www.brasilescola.com/fisica/raios-x.htm

Tomografia computadorizada

Nos atuais tomógrafos computadorizados, um tubo de raios-X emite um feixe de radiação de forma laminar e de espessura muito fina, da ordem de milímetros, que atravessa o paciente indo sensibilizar um conjunto de detectores. Estes, por sua vez, se encarregam de transmitir o sinal em forma de corrente elétrica de pequena intensidade a um dispositivo eletrônico responsável pela conversão dos sinais elétricos em dígitos de computador.
Para que a imagem possa ser interpretada como uma imagem anatômica, múltiplas projeções são feitas a partir de diferentes ângulos. O computador de posse dos dados obtidos nas diferentes projeções constrói uma imagem digital representada por uma matriz.Cada elemento de imagem da matriz (pixel) se apresentará com um tom de cinza correspondente à sua densidade radiológica.A escala proposta por Hounsfield e largamente utilizada nos equipamentos atuais, associa as densidades das diferentes estruturas anatômicas a um grau específico na escala de cinza.

Características do Método : A Tomografia apresenta feixe de aspecto laminar e em forma de leque.
2. – A aquisição das imagens ocorre no plano do “gantry” o que, primariamente, gera cortes transversais ao plano do corpo.
3. – A imagem final é digital e pode ser facilmente manipulada por softwares.
4 .– Quanto maior a matriz melhor será a resolução da imagem.

Fonte: http://www.google.com.br/search?hl=pt-BR&q=Tomografia+Computadorizada&gs_sm=s&gs_upl=12574l12574l0l13232l1l1l0l0l0l0l330l330l3-1l1l0&bav=on.2,or.r_gc.r_pw.,cf.osb&biw=2488&bih=1397&um=1&ie=UTF-8&tbm=isch&source=og&sa=N&tab=wi

Ressonância Magnética

A ressonância magnética é um exame para diagnóstico por imagem que retrata imagens de alta definição dos órgãos através da utilização de campo magnético. A ressonância magnética não utiliza radiação, porém uma vez que o aparelho tem um potente campo magnético é preciso tomar cuidado para o que não utilizar durante o exame como: jóias, objetos metálicos, maquiagem e outros. A pessoa que passa pelo exame de ressonância magnética é orientada a ficar deitada e parada. Movimentos do paciente impossibilitam a captação de imagens precisas e geralmente um movimento de mais de 3 milímetros inutiliza os dados. O problema da movimentação afeta todas as pessoas, porém é mais acentuado em crianças e pacientes com algumas condições como doença de Alzheimer, esquizofrenia e outras. O exame de ressonância magnética geralmente dura entre 15 minutos e duas horas. Dependendo do objetivo da ressonância magnética o paciente pode ver filmes, escutar sons, sentir odores, realizar tarefas cognitivas, apertar botões ou fazer outras coisas. Quem realiza aressonância magnética deve dar instruções detalhadas do exame aos pacientes. A segurança é uma questão muito importante na ressonância magnética. O paciente deve certificar-se de ser capaz de entrar no ambiente da ressonância magnética. Devido à natureza do equipamento há um forte campo magnético, desta forma os pacientes devem ser examinados cuidadosamente para verificar se têm qualquer objeto metálico como óculos, grampo de cabelo, marca-passo, pinos, etc. A ressonância magnética é ideal para: • Diagnosticar esclerose múltipla • Diagnosticar tumores na glândula pituitária e no cérebro • Diagnosticar infecções no cérebro, medula espinal ou articulações • Visualizar ligamentos rompidos no pulso, joelho e tornozelo • Visualizar lesões no ombro • Diagnosticar tendinite • Avaliar massas nos tecidos macios do corpo • Avaliar tumores ósseos, cistos e hérnias de disco na coluna • Diagnosticar derrames em seus estágios iniciais.

Fonte:http://www.portaleducacao.com.br/farmacia/artigos/4739/o-que-e-ressonancia-magnetica

Ondas Mecânicas

As ondas estão presentes em todo o nosso cotidiano. Desde o acordar até o deitar, as ondas estão presentes em nossas vidas.No caso das ondas mecânicas, elas se comportam exatamente como os dominós. Uma perturbação em determinado meio material é causada por alguém ou por alguma fonte, e esta perturbação propaga-se de um ponto para o outro na forma de pulsos. Por exemplo:O efeito causado por uma pedra que é jogada nas águas calmas de um lago;Um terremoto no fundo do mar causa uma perturbação nas águas do oceano, e esta perturbação propaga-se até encontrar algum continente, causando ondas gigantes conhecidas como Tsunamis. Estas ondas causam muita destruição quando chegam às praias;Um alto falante causa uma perturbação nas moléculas de ar, e esta perturbação propaga-se até nossos ouvidos permitindo que possamos ouvir o som gerado pelo mesmo;O movimento de placas tectônicas que se propagam pela superfície terrestre causando os terremotos.O vácuo não permite a propagação de ondas mecânicas, uma vez que se entende o vácuo como ausência de ar e de matéria (pelo menos nos padrões conhecidos até os dia de hoje).O som é um dos principais representantes deste grupo de ondas. Pode assim ser considerado por que interfere diretamente na vida de todos os seres humanos e na grande maioria dos animais. Como uma onda mecânica não se propaga no vácuo, alguns filmes como Jornada nas Estrelas e Star Wars estão incorretos quando “mostram” explosões estrondosas acontecendo no vácuo. O filme 2001, uma Odisséia no espaço aborda o mesmo fenômeno por um padrão mais correto.Neste caso, as ondas se transmitem paralelamente à direção de propagação da própria onda. As ondas de som são chamadas também de ondas de compressão ou ondas de pressão.

Fonte: http://www.infoescola.com/fisica/ondas-mecanicas/

Ondas Eletromagnéticas

As ondas eletromagnéticas são ondas formadas pela combinação dos campos magnético e elétrico que se propagam no espaço perpendicularmente um em relação ao outro e na direção de propagação da energia. James Clerk Maxwell, físico escocês, ficou conhecido por desenvolver o trabalho mais notável na área do eletromagnetismo no século XIX. Maxwell se apoiou nas leis experimentais que foram descobertas pelos célebres cientistas Coulomb, Ampère, Faraday e deu a essas teorias uma nova visão, estruturando um conjunto de equações que resume todos os conhecimentos sobre o eletromagnetismo, as quais ficaram conhecidas como equações de Maxwell. As ondas de rádio são ondas eletromagnéticas utilizadas pelas emissoras de rádio e que possuem frequências que variam até cerca de108 hertz. Nas emissoras de rádio, existe um circuito elétrico que provoca a oscilação de elétrons na antena emissora, esses elétrons são acelerados e em decorrência desse acontecimento emitem ondas de rádio que se propagam transportando informações da estação até a antena receptora que existe, por exemplo, no radinho de pilha do vovô.As emissoras de TV utilizam esse mesmo princípio para realizar suas transmissões, no entanto as ondas eletromagnéticas que elas utilizam possuem frequências mais altas que as utilizadas pelas emissoras de rádio.

Fonte:http://www.brasilescola.com/fisica/o-que-sao-ondas-eletromagneticas.htm

A Ressonância Magnética é um dos mais significativos avanços do século no que diz respeito a diagnósticos médicos por imagem. Permite imagens em duas ou três dimensões, de qualquer parte do corpo.Sob efeito de um potente campo magnético, prótons do corpo humano são sensibilizados de maneira uniforme, principalmente os presentes nos átomos de Hidrogênio (a água perfaz 69% do volume corporal). Em seguida um campo magnético oscilatório (rádio frequência) é emitido, obedecendo o ritmo desses prótons (em ressonância com esses) que, uma vez cessado, "devolve" a energia absorvida nesse processo, permitindo a formação da imagem através da decodofocação de sinais por computadores. As imagens produzidas são de alta resolução.
Além de não irradiar o paciente, pois não utiliza o Raio X, método disponível e mais difundido até há pouco, a Ressonância Magnética na medicina contemporânea, tornou-se um dos métodos mais estudados nos grandes centro médicos mundiais.
Não causa qualquer desconforto ao paciente, sendo necessário apenas que se permaneça imóvel durante o exame. Não apresenta contra indicações, exceto a portadores de marca-passos cardíacos e materiais metálicos (clips metálicos e outros) que possam sofrer indução eletromagnética.


Princípios físicos da Ressonância Magnética (RM)
Dra. Maria García Otaduy
Profa. Dra. Claudia da Costa Leite

Na técnica de Ressonância Magnética (RM) aplicada à medicina trabalha-se principalmente com as propriedades magnéticas do núcleo de hidrogênio (1H), que é o menor núcleo que existe e consta de um próton. O próton tem carga positiva, e devido ao movimento giratório deste em torno do seu próprio eixo, gera-se um pequeno campo magnético, isto é, para cada próton temos também o que chamamos de um spin magnético. Como descrito acima, a imagem de ressonância magnética baseia-se no sinal proporcionado pelo núcleo de hidrogênio 1H, por duas razões: o sinal magnético do núcleo do 1H é bem superior ao de outros núcleos magnéticos, e, o hidrogênio é o átomo mais abundante no corpo humano, principalmente devido à concentração da água. No corpo humano temos milhões e milhões de prótons. Quando os prótons não se encontram sob a influência de nenhum campo magnético exterior, o spin magnético de cada um deles esta apontando para uma direção diferente, de maneira que a soma vetorial de todos eles é igual a zero. Fala-se que a magnetização total Mtot é igual a zero (Mtot =0).

Para podermos obter um sinal de RM precisamos colocar o paciente a ser examinado dentro de um campo magnético alto, o qual pode variar de 0.2 a 3.0 T (1 T = 104 Gauss) dependendo do aparelho. Este campo magnético, chamado de campo magnético externo B0, é gerado pela corrente elétrica circulando por um supercondutor que precisa ser continuamente refrigerado ate uma temperatura de 4K (Kelvin), por meio de hélio líquido, a fim de manter as características supercondutoras do magneto. O campo magnético é maior e mais homogêneo no centro do magneto, onde o paciente será posicionado, mas não devemos esquecer que também existe um campo magnético em volta do magneto, o suficientemente forte para causar estragos se algum objeto metálico ficar por perto.
Após o paciente ser posicionado no centro do magneto, os spins começam a “sentir” o efeito do campo magnético externo B0 e orientam-se em paralelo ou anti-paralelo ao B0. Só existem estas duas possibilidades e cada uma destas orientações corresponde a um nível energético diferente. Para os spins poderem ficar em anti-paralelo ao B0 eles precisam de um pouco mais de energia. Por isso, no estado de equilíbrio, temos um pequeno excesso de spins em paralelo ao B0. O resultado é que a soma vetorial de todos os spins já não é zero: temos uma magnetização total (Mtot) em paralelo ao B0. O B0 tem um efeito a mais sobre os spins. Eles começam a fazer um movimento de precessão em torno do B0, com uma freqüência determinada, a freqüência de Larmor wL, a qual é proporcional ao B0 e à constante giromagnética g de cada núcleo (wL=-gB0), isto é, cada núcleo tem uma wL característica. A wL do hidrogênio num B0 de 1.5 T é de aprox. 63 MHz, isto é, o spin dá 63 milhões de voltas em torno do B0 por segundo.


Além das imagens morfológicas através da técnica de Ressonância Magnética (RM) também podem se obter imagens pesadas em fluxo (angiografias), difusão, perfusão ou imagens funcionais (através das quais pode se estudar a ativação cerebral). Outra aplicação da RM é a espectroscopia que representa um análise bioquímica do tecido “in vivo”.


http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/ressonancia-magnetica/ressonancia-magnetica.php

http://www.hcnet.usp.br/inrad/departamento/graduacao/mdr609.htm

O QUE É TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA?
A Tomografia Computadorizada é um exame diagnóstico que produz imagens com grande clareza de qualquer parte do interior do corpo humano. É totalmente indolor e não apresenta nenhuma contra-indicação, qualquer paciente pode realizá-lo.

COMO É FEITO O EXAME DE TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA?
O paciente permanecerá deitado e imagens da região a ser estudada são captadas através de um arco que emitirá as imagens para um computador. A duração do exame é de apenas 15 minutos. O único desconforto será o de permanecer imóvel para que as imagens possam ser reproduzidas com qualidade. O técnico responsável poderá se comunicar com você durante toda a realização do exame.

O QUE É MEIO DE CONTRASTE?
Poderá haver a necessidade de se utilizar um meio de contraste a fim de aumentar a capacidade diagnóstica da região a ser analisada. O Contraste é uma substância líquida, segura que será injetada na veia durante a realização do exame. Em alguns casos, poderá ocorrer gosto metálico na boca e calorões, que passarão em alguns instantes. Os técnicos e os médicos estarão disponíveis para responder a quaisquer dúvidas sobre o procedimento.

COMO O PACIENTE DEVE SE PREPARAR PARA O EXAME?
No momento da marcação do seu exame você recebeu algumas orientações sobre o preparo antialérgico, que devem ser seguidas rigorosamente. O paciente precisa informar se possui qualquer tipo de doença ou alergia. Deve-se iniciar o preparo 2 dias antes do exame ser realizado. Será necessário tomar 1 comprimido de 12 em 12 horas até o dia do exame e no dia, 2 comprimidos 1 hora antes da realização do mesmo, fazendo jejum total de 6 horas.

É NECESSÁRIO SUSPENDER O USO DE OUTROS MEDICAMENTOS DURANTE O PREPARO ANTIALÉRGICO?
Geralmente não é necessário suspender nenhuma outra medicação. Porém, se o paciente for diabético e fizer uso de Glucoformin, será necessário parar por 6 dias (3 antes e 3 dias após o exame) com esta medicação para realizar a Tomografia Computadorizada com o uso do contraste.

EXISTE ALGUMA FORMA DO PACIENTE AJUDAR NA REALIZAÇÃO DO EXAME?
O paciente possui um papel fundamental para o sucesso do exame. Quanto mais tranqüilo e confortável estiver, maior será a probabilidade do resultado ser bem sucedido. Recomenda-se fechar os olhos e pensar em algo agradável. Você deve permanecer imóvel e respeitar as solicitações feitas pelo Técnico responsável. Caso seja necessário, você poderá se comunicar com o Técnico durante a realização do exame.

http://www.radicom.com.br/tomo.htm

Ressonância Magnética

Os princípios da RNM são bastante complexos e envolvem conhecimentos em diversas áreas das ciências exatas.
A grande vantagem da RNM reside na sua segurança, já que não usa radiação ionizante, nas diversas capacidades em promover cortes tomográficos em muitos e diferentes planos, dando uma visão panorâmica da área do corpo de interesse e, finalmente, na capacidade de mostrar características dos diferentes tecidos do corpo.

A estrutura do átomo
Da estrutura básica do átomo, é sabido que uma nuvem de elétrons (partículas negativamente carregadas) orbita em torno de uma massa nuclear, formada de prótons (positivamente carregados) e nêutrons (eletricamente neutros).
Diferentemente das imagens de Raios-X, relacionadas com elétrons orbitais, o sinal da RNM surge a partir do centro do átomo, ou núcleo. Embora as propriedades químicas de um átomo dependam da estrutura de seus elétrons, as propriedades físicas dependem largamente do seu núcleo, que é responsável por quase a totalidade da massa do átomo. Embora prótons nucleares e elétrons orbitais possuam cargas opostas e de mesma intensidade, a fim de manter neutralidade elétrica do átomo, o número de prótons e nêutrons é freqüentemente desigual.
Esse principio de desigualdade no núcleo do átomo invoca uma definição em física, chamada de "momento angular" do núcleo. Se o núcleo contem desigual número de prótons e nêutrons, então, ele possui um momento angular ou uma resultante angular. Se não existe desigualdade entre o número de prótons e nêutrons, o momento é zero. Qualquer outra combinação, terá uma resultante diferente de zero.
Somente aqueles átomos que possuem número impar de prótons e/ou nêutrons serão capazes de produzir um sinal em RNM. Embora uma variedade de mais de 300 diferentes tipos de núcleos possuam momento angular, apenas um seleto grupo tem utilidade em medicina. Dentre esses: Hidrogênio, Carbono, Sódio, Fósforo, Flúor.
De todos os átomos, o Hidrogênio é o mais simples, pois ele possui apenas um próton. Ele é o mais importante átomo para a RNM, sobretudo porque em humanos, ele corresponde a mais de dois terços do número de átomos encontrados em nosso corpo. Além de sua abundância nos sistemas biológicos, o hidrogênio é altamente magnético, o que o torna extremamente sensível a RNM. Outros núcleos também podem gerar imagens em RM, mas, porém possuem imagens mais pobres comparadas às do Hidrogênio.

Propriedades Magnéticas Do Átomo
O núcleo do átomo de Hidrogênio é formado por um próton, que é uma pequena partícula positivamente carregada associada a um momento angular (ou "spin"). A situação representada leva a formação de uma estrutura imaginária semelhante a uma barra magnética com dois pólos orientados (norte e sul). Todos os núcleos tem essa propriedade. Pensemos nos átomos como setas apontando em uma direção. Na ausência de um campo magnético, as setas estarão apontando aleatoriamente no espaço.
A fim de produzir uma imagem em RNM, o paciente é exposto a um poderoso e uniforme campo magnético. Os campos magnéticos são medidos em unidades de Tesla (T). Na maioria dos sistemas médicos em uso atualmente esses campos variam de 0,2 T a 2,0 T de intensidade. Para comparar, o campo magnético do planeta Terra é de aproximadamente 0,00005 T, com pequenas variações em torno da Linha do Equador e dos Pólos Glaciais.
Quando submetidos a um campo magnético, esses prótons (setas) tendem a alinharem-se contra ou a favor desse campo. Na verdade, aproximadamente metade desses prótons alinham-se contra e metade a favor do campo magnético, com discreta predominância de prótons na mesma direção do campo. A diferença depende do campo magnético aplicado, mas é mínima em qualquer circunstância. Embora incrivelmente pequena, essa diferença é suficiente para produzir um sinal em RNM.
Deveremos sempre ter em mente o número de prótons existentes, que é da ordem de bilhões e bilhões, 10 elevado a 23ª potência em um cm3 de água, para ser mais exato. A somatória de todos esses momentos (setas) resultará em uma única seta, também chamada de vetor resultante.
Como a discreta maioria da população de prótons submetidas a um campo magnético tende a seguir a direção do campo aplicado, o vetor resultante também estará com essa orientação.

http://www.tecnologiaradiologica.com/materia_rnmconceito.htm

Ondas Mecanicas

São perturbações que precisam de um meio material elástico para se propagarem, e através desse meio transpota energia e quantidade de movimento. Como exemplo de ondas mecânicas temos ondas em cordas e o Som. Para os seres humanos a percepção de uma onda sonora depende, basicamente da freqüência e da intensidade do som essa ondas são produzidas por corpos oscilantes. O ouvido humano só é capaz de perceber ondas sonoras entre 20 Hz e 20.000 Hz. As ondas eletromagnéticas não necessitam de meio material para se propagarem, se propagam também no vácuo. É o caso das lâmpadas fluorescentes.
As cordas vocais, as cordas da guitarra, a membrana do tambor ao serem perturbados, isto é, ao serem acionados emitem sons, os quais atingem nossos tímpanos fazendo-os vibrar, captando essas freqüencias.

http://www.cepa.if.usp.br/energia/energia2000/turmaA/grupo6/onda_mecanica.htm

Ondas Eletromagnéticas

É importante tomarmos consciência de como estamos imersos em ondas eletromagnéticas. Iniciando pelos Sol, a maior e mais importante fonte para os seres terrestres, cuja vida depende do calor e da luz recebidos através de ondas eletromagnéticas.
Além de outras, recebemos também: a radiação eletromagnética emitida, por átomos de hidrogênio neutro que povoam o espaço interestelar da nossa galáxia; as emissões na faixa de radiofreqüências dos "quasares" (objetos ópticos que se encontram a enormes distâncias de nós, muito além de nossa galáxia, e que produzem enorme quantidade de energia); pulsos intensos de radiação dos "pulsares" (estrelas pequenas cuja densidade média é em torno de 10 trilhões de vezes a densidade média do Sol).
Essas radiações são tão importantes que deram origem a uma nova ciência, a Radioastronomia, que se preocupa em captar e analisar essas informações obtidas do espaço através de ondas.
Há ainda as fontes terrestres de radiação eletromagnética: as estações de rádio e de TV, o sistema de telecomunicações à base de microondas, lâmpadas artificiais, corpos aquecidos e muitas outras.
A primeira previsão da existência de ondas eletromagnéticas foi feita, em 1864, pelo físico escocês, James Clerk Maxwell . Ele conseguiu provar teoricamente que uma perturbação eletromagnética devia se propagar no vácuo com uma velocidade igual à da luz.
E a primeira verificação experimental foi feita por Henrich Hertz, em 1887. Hertz produziu ondas eletromagnéticas por meio de circuitos oscilantes e, depois, detectou-se por meio de outros circuitos sintonizados na mesma freqüência. Seu trabalho foi homenageado posteriormente colocando-se o nome "Hertz" para unidade de freqüência.

http://www.algosobre.com.br/fisica/ondas-eletromagneticas.html

Ondas Mecanicas

São perturbações que precisam de um meio material elástico para se propagarem, e através desse meio transpota energia e quantidade de movimento. Como exemplo de ondas mecânicas temos ondas em cordas e o Som. Para os seres humanos a percepção de uma onda sonora depende, basicamente da freqüência e da intensidade do som essa ondas são produzidas por corpos oscilantes. O ouvido humano só é capaz de perceber ondas sonoras entre 20 Hz e 20.000 Hz. As ondas eletromagnéticas não necessitam de meio material para se propagarem, se propagam também no vácuo. É o caso das lâmpadas fluorescentes.
As cordas vocais, as cordas da guitarra, a membrana do tambor ao serem perturbados, isto é, ao serem acionados emitem sons, os quais atingem nossos tímpanos fazendo-os vibrar, captando essas freqüencias.

Tomografia Computadorizada

A Tomografia Computadorizada (TC) se constitui num aparelho de Raios X muito mais complexo que o convencional. Uma imagem de Raios X normal é plana, sendo que o paciente fica posicionado entre o tubo ou ampola que emite Raios X e o filme fotográfico que receberá esses raios. O que se obtém é uma projeção em duas dimensões do interior do corpo do paciente.
Nas máquinas de tomografia a ampola que emite os Raios X gira totalmente em volta do corpo do paciente e, à medida em que gira, emite Raios X em 360 graus, ou seja, fazendo uma circunferência complete em torno do paciente. Essa técnica foi chamada de Tomografia Computadorizada e foi criada por Godfrey Houndsfield e Allan Cormack em 1972. Por esse trabalho esses pesquisadores receberam o prêmio Nobel de Medicina de 1979. Na TC o Raio X é concentrado num feixe estreito que passa apenas por uma pequena parte (fatia) do corpo.
Além da ampola emissora de Raios X que gira em torno do paciente, há também um complexo conjunto de detectores de Raios X vai simultaneamente recolhendo esses raios do lado oposto à ampola, portanto, girando também nos 360 graus. A intensidade do Raio X que chega em um detector é convertida em um sinal digital e se chama de “varredura” do feixe. Os Raios X recolhidos pelos detectores são variavelmente atenuados pelo corpo do paciente, cuja variação na densidade dos diversos tecidos corpóreos deixam passar maior ou menor quantidade de raios.
O sinal de recepção dos Raios X gerado pelos detectores é processado por um computador para formar as imagens em alta resolução e de aspecto espacial. O computador processa essas informações do detector e reconstrói uma imagem tri-dimensional do interior do corpo do paciente. Portanto, a Tomografia Computadorizada foi desenvolvida graças à tecnologia da informática, por isso o “sobrenome” Computadorizada.
A Tomografia Computadorizada tornou possível uma visualização tridimensional dos órgãos em geral e, em particular do cérebro, de nosso interesse. Embora o resultado visual da Tomografia Computadorizada seja monocromático, ou seja, mostra apenas os vários tons do cinza, indo do totalmente preto ao branco, mesmo assim são muito mais numerosas que as variações de tons de cinza do Raio X convencional. Uma imagem de Raios X convencional tem uma variação de 30 escalas de cinza no máximo, enquanto as imagens de Tomografia Computadorizada possuem uma variação que chega a 200 escalas de cinza. Essa variação da cor é que permite identificar a densidade do tecido examinado, sua constituição óssea, tumoral, líquida, etc.
A Tomografia Computadorizada e, mais recentemente, a Ressonância Nuclear Magnética, têm ajudado significativamente o estudo do Sistema Nervoso Central, notadamente a perfeita localização, caracterização e delimitação de tumores. esse objetivo com raios-X de alta intensidade e focalização precisa.

http://dicasderadiologia.com.br/site/2011/01/o-que-e-tomografia-computadorizada/

Raio X

Os raios X são radiações da mesma natureza da radiação gama (ondas eletromagnéticas), com características semelhantes. Só diferem da radiação gama pela origem, ou seja, os raios X não são emitidos do núcleo do átomo.
Os raios X são radiações de natureza eletromagnética, que se propagam no ar (ou vácuo). Essa radiação é produzida quando ocorre o bombardeamento de um material metálico de alto número atômico (tungstênio), resultando na produção de radiação X por freamento ou ionização.

Propriedade dos raios X
Os raios X são produzidos quando elétrons em alta velocidade, provenientes do filamento aquecido, chocam-se com o alvo (anodo) produzindo radiação. O feixe de raios X pode ser considerado como um “chuveiro” de fótons distribuídos de modo aleatório. Os raios X possuem propriedades que os tornam extremamente úteis.
- Enegrecem filme fotográfico;
- Provocam luminescência em determinados sais metálicos;
- São radiação eletromagnética, portanto não são defletidos por campos elétricos ou magnéticos pois não tem carga;
- Tornam-se “duros” (mais penetrantes) após passarem por materiais absorvedores;
- Produzem radiação secundária (espalhada) ao atravessar um corpo;
- Propagam-se em linha reta e em todas as direções;
- Atravessam um corpo tanto melhor, quanto maior for a tensão (voltagem) do tubo (kV);
- No vácuo, propagam-se com a velocidade da luz;
- Obedecem a lei do inverso do quadrado da distância (1/r2), ou seja, reduz sua intensidade dessa forma;
- Podem provocar mudanças biológicas, que podem ser benignas ou malignas, ao interagir com sistemas biológicos.
As máquinas de raios X foram projetadas de modo que um grande número de elétrons são produzidos e acelerados para atingirem um anteparo sólido (alvo) com alta energia cinética. Este fenômeno ocorre em um tubo de raios X que é um conversor de energia. Recebe energia elétrica que converte em raios X e calor. O calor é um subproduto indesejável no processo. O tubo de raios X é projetado para maximizar a produção de raios X e dissipar o calor tão rápido quanto possível.

Elementos do tubo de raios X
O tubo de raios X possui dois elementos principais e que serão a partir de agora objeto de estudo: catodo e anodo.
O catodo é o eletrodo negativo do tubo. É constituído de duas partes principais: o filamento e o copo focalizador. A função básica do catodo é emitir elétrons e focalizá-los em forma de um feixe bem definido apontado para o anodo. Em geral, o catodo consiste de um pequeno fio em espiral (ou filamento) dentro de uma cavidade (copo de focagem) como mostrado na figura anterior.
O filamento é normalmente feito de Tungstênio (com pequeno acréscimo de Tório) Toriado, pois esta liga tem alto ponto de fusão e não vaporiza facilmente (a vaporização do filamento provoca o enegrecimento do interior do tubo e a conseqüente mudança nas características elétricas do mesmo). A queima do filamento é, talvez, a mais provável causa da falha de um tubo.
O corpo de focagem serve para focalizar os elétrons que saem do catodo e fazer com que eles “batam” no anodo e não em outras partes. A corrente do tubo é controlada pelo grau de aquecimento do filamento (catodo). Quanto mais aquecido for o filamento, mais elétrons serão emitidos pelo mesmo, e maior será a corrente que fluirá entre anodo e catodo. Assim , a corrente de filamento controla a corrente entre anodo e catodo.
O anodo é o pólo positivo do tubo, serve de suporte para o alvo e atua como elemento condutor de calor. O anodo deve ser de um material (tungstênio) de boa condutividade térmica, alto ponto de fusão e alto número atômico, de forma a otimizar a relação de perda de energia dos elétrons por radiação (raios X) e a perda de energia por aquecimento. Existem dois tipos de anodo: anodo fixo e anodo giratório.
Os tubos de anodo fixo são usualmente utilizados em máquinas de baixa corrente, tais como: raios X dentário, raios X portátil, máquinas de radioterapia, raios X industrial, etc.
Os tubos de anodo giratório são usados em máquinas de alta corrente, normalmente utilizadas em radiodiagnóstico. Ele permite altas correntes pois a área de impacto dos elétrons fica aumentada. Como exemplo, tomemos um alvo fixo, cuja área de impacto é de 1mm x 4 mm, isto é, 4 mm2. Se este alvo girar com um raio de giro igual 30mm, a área de impacto seria aproximadamente: 754mm2; nestas condições, o tubo giratório teria cerca de 200 vezes mais área do que o tubo fixo.
O anodo e o catodo ficam acondicionados no interior de um invólucro fechado (tubo ou ampola), que está acondicionado no interior do cabeçote do RX. A ampola é geralmente constituída de vidro de alta resistência e mantida em vácuo, e tem função de promover isolamento térmico e elétrico entre anodo e catodo. O cabeçote contém a ampola e demais acessórios. É revestido de chumbo cuja função é de blindar a radiação de fuga e permitir a passagem do feixe de radiação apenas pela janela radiotransparente direcionando desta forma o feixe. O espaço é preenchido com óleo que atua como isolante elétrico e térmico.


http://tecnologiaradiologica.com/materia_fisica_rx.htm

Raio X

Em 1995 comemoramos os 100 anos do descobrimento dos raios X por Wilhelm Konrad Roentgen (1845-1923), físico alemão, o que foi um dos marcos na história da ciência.

O uso dos raios x possibilitou um grande impulso nas técnicas de diagnose, devido a uma de suas características: a de poder penetrar nos materiais. Na biologia e medicina, permite observar os órgãos internos sem que se tenha que abrir (fazer uma cirurgia) o paciente. Na indústria podemos citar a irradiação de alimentos por raios x para prolongar o período de conservação, e a análise de estruturas de engenharia, como determinar trincas internas ao concreto, entre outras. Nas ciências, entre outras coisas, auxilia a entender como os átomos e moléculas estão ligados, o que tem ajudado muito o desenvolvimento dos dispositivos eletrônicos, aplicados amplamente em computadores e nos mais variados aparelhos eletrônicos. Ainda há outras aplicações (máquinas de raios x em aeroportos, monitoração ambiental, terapias, etc.) que não cabem ser descritas aqui.

Os raios X nada mais são do que um tipo de luz que não podemos ver, assim como acontece com a radiação infravermelha (IR) e radiação ultravioleta (UV) que são invisíveis também. Para cada tipo de luz (radiação) podemos associar uma quantidade de energia: a luz (radiação) infravermelha tem uma menor energia do que a luz visível; o visível tem menor energia que o ultravioleta; e o ultravioleta menor que os raios x. Esta propriedade dos raios x de ter maior energia do que a luz visível é que os torna interessante nas aplicações acima citadas e em muitas outras.

O fato da luz ter uma certa quantidade de energia associada não é de se estranhar. Basta lembrar dos painéis solares nos telhados das casas que convertem a energia da luz em energia elétrica e/ou calor (esquentando a água que passa por tubos, por exemplo). Esses aquecedores só funcionam bem de dia e à luz do sol; sem luz não há energia e o sistema (coletor solar) fornece apenas o que foi armazenado durante o dia em baterias e/ou reservatórios de água quente.

Se a energia associada à luz for suficientemente alta, ela pode quebrar as ligações químicas entre moléculas e/ou átomos, como é o caso da luz ultravioleta e dos raios x. Quando uma quebra de ligação química ocorre, encontramos átomos que perderam elétrons (chamamos de íons positivos) e/ou ganham elétrons (íons negativos); por esta razão, muitas vezes, luz com energia razoavelmente alta é chamada de radiação ionizante.

A quebra em grande quantidade de ligações químicas em um organismo vivo pode ser nociva. É esta a razão do caráter nocivo de se expor intensamente à luz ultravioleta e aos raios x. Por isso recomenda-se protetor solar que possui em sua composição filtros que bloqueiam boa parte da radiação ultravioleta (UVA e UVB) proveniente do Sol. Como os raios x têm uma energia associada mais alta que a radiação ultravioleta, usualmente são utilizados materiais mais densos ("pesados") para bloqueá-los, como o chumbo.

Existem muitos estudos para tentar determinar os limites seguros de exposição dos seres vivos à radiação, porém isto é muito difícil de se estabelecer devido à grande quantidade de variáveis envolvidas. Contudo, existem normas muito bem estabelecidas de proteção radiológica, envolvendo métodos e equipamentos, que fornecem uma boa confiabilidade em termos de segurança, e que, se obedecidas, mantêm as exposições a radiação abaixo do limite onde os danos se tornam importantes.

Podemos fazer uma comparação com o monóxido de carbono (CO), que é emitido pelos escapamentos dos automóveis, que é altamente tóxico, e nem por isto deixamos de andar pelas ruas das cidades. Mas devemos evitar situações, por exemplo, de garagens fechadas sem ventilação forçada, com o motor do carro em funcionamento!

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Tomografia Computadorizada

A Tomografia Computadorizada (TC) se constitui num aparelho de Raios X muito mais complexo que o convencional. Uma imagem de Raios X normal é plana, sendo que o paciente fica posicionado entre o tubo ou ampola que emite Raios X e o filme fotográfico que receberá esses raios. O que se obtém é uma projeção em duas dimensões do interior do corpo do paciente.

Nas máquinas de tomografia a ampola que emite os Raios X gira totalmente em volta do corpo do paciente e, à medida em que gira, emite Raios X em 360 graus, ou seja, fazendo uma circunferência complete em torno do paciente.Essa técnica foi chamada de Tomografia Computadorizada e foi criada por Godfrey Houndsfield e Allan Cormack em 1972. Por esse trabalho esses pesquisadores receberam o prêmio Nobel de Medicina de 1979. Na TC o Raio X é concentrado num feixe estreito que passa apenas por uma pequena parte (fatia) do corpo.

Além da ampola emissora de Raios X que gira em torno do paciente, há também um complexo conjunto de detectores de Raios X vai simultaneamente recolhendo esses raios do lado oposto à ampola, portanto, girando também nos 360 graus. A intensidade do Raio X que chega em um detector é convertida em um sinal digital e se chama de “varredura” do feixe. Os Raios X recolhidos pelos detectores são variavelmente as.tenuados pelo corpo do paciente, cuja variação na densidade dos diversos tecidos corpóreos deixam passar maior ou menor quantidade de raio.

O sinal de recepção dos Raios X gerado pelos detectores é processado por um computador para formar as imagens em alta resolução e de aspecto espacial. O computador processa essas informações do detector e reconstrói uma imagem tri-dimensional do interior do corpo do paciente. Portanto, a Tomografia Computadorizada foi desenvolvida graças à tecnologia da informática, por isso o “sobrenome” Computadorizada.

A Tomografia Computadorizada tornou possível uma visualização tridimensional dos órgãos em geral e, em particular do cérebro, de nosso interesse. Embora o resultado visual da Tomografia Computadorizada seja monocromático, ou seja, mostra apenas os vários tons do cinza, indo do totalmente preto ao branco, mesmo assim são muito mais numerosas que as variações de tons de cinza do Raio X convencional. Uma imagem de Raios X convencional tem uma variação de 30 escalas de cinza no máximo, enquanto as imagens de Tomografia Computadorizada possuem uma variação que chega a 200 escalas de cinza. Essa variação da cor é que permite identificar a densidade do tecido examinado, sua constituição óssea, tumoral, líquida, etc.

A Tomografia Computadorizada e, mais recentemente, a Ressonância Nuclear Magnética, têm ajudado significativamente o estudo do Sistema Nervoso Central, notadamente a perfeita localização, caracterização e delimitação de tumores. esse objetivo com raios-X de alta intensidade e focalização precisa.

Uma tomografia Computadorizada da cabeça

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Ressonância Magnética

Em 3 de julho de 1977, ocorreu algo que mudaria o cenário da medicina moderna, embora mal tenha sido notado fora da comunidade de pesquisas médicas: foi feito o primeiro exame de ressonância magnética em um ser humano.

Foram necessárias quase cinco horas para produzir uma imagem. E se compararmos com os padrões atuais, as imagens eram bem feias. Dr. Raymond Damadian, médico e cientista, e seus colegas Dr. Larry Minkoff e Dr. Michael Goldsmith trabalharam durante sete longos anos para chegar a esse ponto. Eles chamaram a primeira máquina de "Indomável", numa forma de captar o espírito de sua luta para fazer o que todos diziam ser impossível.

Agora, essa máquina se encontra na Smithsonian Institution (Instituto Smithsonian). Até 1982, havia poucosaparelhos de ressonância magnética nos EUA. Hoje, há milhares. Hoje podemos gerar em segundos as mesmas imagens que levavam horas antigamente.

A tecnologia deste exame é bastante complicada e nem todos a compreendem bem. Neste artigo, você vai aprender como funciona uma dessas grandes e barulhentas máquinas de ressonância magnética. O que acontece com o seu corpo enquanto você está na máquina? O que você pode ver com ela e por que tem de ficar tão imóvel durante o exame? Você vai encontrar as respostas para essas e muitas outras perguntas aqui - não perca tempo!

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RESSONÂNCIA MAGNÉTICA FUNCIONAL: AS FUNÇÕES DO CERÉBRO REVELADAS POR SPINS NUCLEARES

Roberto Covolan, Dráulio B. de Araújo, Antonio Carlos dos Santos e Fernando Cendes

A técnica de imagens por ressonância magnética explora um fenmeno quântico bastante curioso, que ocorre em escala nuclear, e que foi descoberto de forma independente por Felix Bloch e Edward Purcell, logo depois da II Guerra Mundial. Essa descoberta lhes valeu o prêmio Nobel de Física de 1952. Porém, os desenvolvimentos que levaram a aplicação desse fenômeno quântico à geração de imagens tomográficas só aconteceram na década de 1970. Recentemente, os principais responsáveis por esses desenvolvimentos, Paul Lauterbur e Peter Mansfield, foram também agraciados com o prêmio Nobel, dessa vez em Medicina e Fisiologia.

Trata-se essencialmente do seguinte: quando a amostra de uma determinada substância (ou mesmo tecido vivo) é colocada sob a ação de um intenso campo magnético, ela adquire uma tênue magnetização, resultante do alinhamento de seus spins nucleares com a direção desse campo. No caso do hidrogênio, por exemplo, cujo núcleo consiste de um único próton, há apenas duas possibilidades de orientação: paralela e anti-paralela. Na condição de equilíbrio térmico com o ambiente, ocorre uma pequena predominância de estados paralelos ao campo magnético externo, de forma que essa magnetização muito sutil se estabelece.

Um pulso de radiofreqüência (RF) lançado sobre a amostra desloca esses spins da direção em que se encontravam predominantemente orientados, levando-os a um estado de energia excitado. Esse pulso de RF é composto por ondas eletromagnéticas semelhantes àquelas emitidas por uma emissora de radio FM, sendo, portanto, totalmente inofensivas. Tendo sido excitados por esse pulso de RF, os spins nucleares tendem a retornar à sua condição inicial, em um estado de energia mais baixa, mas, ao fazerem isso, emitem a energia excedente também na forma de radiação eletromagnética. É essa energia que, ao ser detectada pelo equipamento, permite a formação de imagens anatômicas.

Descobriu-se, porém, há cerca de dez anos, que se poderia utilizar essas imagens para detectar pequenas alterações hemodinâmicas localizadas naquelas regiões predominantemente envolvidas com determinadas funções cerebrais e, assim, produzirem imagens funcionais do cérebro. Essa técnica é conhecida na literatura especializada como fMRI, de functional Magnetic Resonance Imaging e será referida aqui como Ressonância Magnética funcional (RMf). Dentre as técnicas utilizadas em RMf, a mais empregada atualmente baseia-se no chamado efeito Bold. O termo Bold é uma sigla para Blood Oxygenation Level Dependent effect, isso porque esse método baseia-se no nível de oxigenação do sangue. O uso da técnica Bold é tão difundido atualmente que sempre que se fala em RMf, considera-se, implicitamente, que o método seja esse, a não ser que um outro seja especificado.

Embora os mecanismos que conectam ativação neuronal e a fisiologia cerebral sejam ainda objeto de intensa pesquisa, é bem sabido que ativação neuronal leva a um aumento no consumo de ATP (adenosina trifosfato), o que implica em um aumento na demanda por glicose e oxigênio. Para suprir a necessidade desses substratos básicos, ocorre uma elevação do nível de perfusão local, ou seja, um aumento localizado de atividade neuronal leva a um aumento local no volume e no fluxo de sangue . Essas alterações fisiológicas associadas à atividade cerebral acabam sendo fundamentais para a RMf em razão das propriedades magnéticas da hemoglobina (Hb), componente do sangue responsável pelo transporte e difusão de oxigênio no nível celular.

O que ocorre é que, ao atravessar a rede de vasos capilares, a oxihemoglobina (hemoglobina carregando oxigênio) libera O2, transformando-se em desoxihemoglobina (dHb), cujas propriedades paramagnéticas atuam no sentido de reforçar localmente os efeitos do campo magnético externo. Portanto, naquelas regiões do cérebro em que se dá momentaneamente uma atividade neuronal mais elevada, a passagem de hemoglobina do estado HbO2 para dHb é também mais pronunciada, levando a um súbito aumento da concentração local de dHb. Para suprir esse déficit momentâneo de O2, ocorre um aumento no volume e no fluxo sanguíneo locais, o que leva a uma posterior diminuição na concentração de dHb em relação ao nível basal. Essas alterações na concentração de dHb funcionam como um agente de contraste endógeno, permitindo a geração de imagens funcionais. Embora a teoria acima tenha sido aceita (e "praticada") por quase uma década, apenas recentemente a correlação entre o efeito Bold e atividade neuronal foi demonstrada experimentalmente. Isso foi feito através da realização de medidas simultâneas dos sinais de RMf e da atividade elétrica de neurônios do córtex visual do macaco (1). Contudo, detalhes do mecanismo gerador do efeito Bold continuam sendo ainda objeto de intensa investigação (2). A despeito de se tratar de uma técnica incipiente, RMf tem sido aplicada a uma grande variedade de estudos funcionais, que vão desde experimentos tão simples quanto a aposição ritmada do polegar contra o indicador, até investigações neuropsicológicas envolvendo reações emocionais e julgamentos morais (3), passando por estudos ligados a funções cognitivas como linguagem (4) e memória (5).

A possibilidade de se realizar estudos dessa natureza, de forma não-invasiva e livre de riscos com material radioativo, abre a perspectiva de serem criados novos padrões para se avaliar pessoas com disfunções neuro-psiquiátricas e pacientes neurológicos, sobretudo aqueles passíveis de serem submetidos a intervenções cirúrgicas (6). Além disso, pode-se estudar voluntários sadios para elucidar interessantes aspectos neurofisiológicos cerebrais, como diferentes tipos de memória, o processo de localização espacial e navegação, por exemplo (7). De fato, um dos aspectos de RMf mais voltados para aplicações clínicas, tem sido a avaliação de seu potencial em planejamento cirúrgico. Nesses casos, pacientes candidatos a neurocirurgia são submetidos a testes realizados através de RMf, a fim de mapear as regiões cerebrais responsáveis por funções primárias sensório-motoras ou pela linguagem, memória ou outras funções, visando minimizar os riscos de déficits funcionais pós-operatórios. Classicamente, a localização dessas áreas é obtida através de referenciais anatômicos conhecidos, o que é facilitado pelo uso de técnicas de neuroimagem de alta resolução espacial, como a ressonância magnética. Entretanto, a presença de tumores, malformações artério-venosas (MAV) ou defeitos anatômicos pós-traumáticos, pode deformar a topografia cerebral, resultando em uma conseqüente dificuldade na localização dos limites anatômicos. Além disso, lesões ocorrendo precocemente no desenvolvimento do sistema nervoso central estão ligadas à reorganização funcional cortical por processos de plasticidade neuronal, podendo determinar uma modificação na localização de áreas funcionais.

Para contornar esta limitação, o mapeamento de funções tem sido realizado por meio da estimulação elétrica cortical direta, intra ou extraoperatória. Neurologistas, neurocirurgiões e neuropsicólogos avaliam a localização de regiões funcionais importantes por meio da aplicação de pulsos elétricos focais, de baixa intensidade, na superfície do córtex. Observa-se, então, a reação exibida pelo paciente em resposta ao estímulo específico a uma determinada região cerebral.

Ainda que a localização funcional pela estimulação direta seja precisa, esses métodos são altamente invasivos ou, quando realizados intraoperatoriamente, ficam limitados pelo tempo cirúrgico e, em alguns casos, pela necessidade de se superficializar a anestesia durante o procedimento. Outra limitação é que, algumas vezes, é necessário fazer estimulações do lado contralateral, o que exigiria uma segunda abertura craniana, inviabilizando o procedimento. Assim, o desenvolvimento de métodos não-invasivos é, portanto, bastante desejável.

Essa linha de investigação tem procurado comparar os resultados obtidos através de RMf com métodos tradicionais de mapeamento funcional, como por exemplo eletroencefalograma (EEG), teste de injeção intra-carotídea de amital, estimulação cortical intraoperatória e outros. Embora seja evidente que cada patologia requeira um conjunto próprio de técnicas de diagnóstico, pode-se fazer uma idéia do impacto potencial do uso clínico de RMf considerando, por exemplo, o caso específico da epilepsia.

Para a maioria dos pacientes com epilepsia, o EEG é ainda a técnica mais adequada para se localizar o foco gerador de crises. Esse método consiste, essencialmente, em se registrar as linhas de evolução temporal de potenciais elétricos gerados pela atividade neuronal, que chegam à superfície do escalpo. Anomalias encontradas nos traçados de EEG servem para ajudar a identificar a natureza da patologia e a região mais provável de sua ocorrência. Contudo, para vários pacientes que necessitam de um tratamento cirúrgico para epilepsia de difícil controle é necessário uma série de exames complementares a fim de se localizar, com a maior precisão possível, a chamada zona epileptogênica. Alguns destes exames de natureza invasiva trazem riscos e desconforto para os pacientes (por exemplo, implantação de eletrodos intracranianos). No Brasil, só para se ter uma idéia, aproximadamente 1% da população é acometida por epilepsia e 105 a 15% dos pacientes precisam de tratamento cirúrgico.

Por razões como essa, torna-se evidente a necessidade de se buscar técnicas alternativas e RMf é certamente uma das principais.

Atualmente, existe um considerável repertório de estratégias em desenvolvimento que permitem avaliar os sistemas sensorial e motor, além de funções como linguagem e memória, em pacientes com epilepsias de difícil controle com medicamentos e, conseqüentemente, candidatos a intervenção cirúrgica (8). Essa é, hoje, uma das áreas mais promissoras da pesquisa visando aplicações clínicas de RMf. Outras aplicações envolvem a investigação de processos de readaptação cortical secundária a lesões resultantes de patologias como esquizofrenia, doença de Alzheimer, esclerose múltipla, acidentes vasculares cerebrais, além de desordens neuro-psiquiátricas causadas por traumas cerebrais (6).

Do ponto de vista da pesquisa básica e do desenvolvimento tecnológico, os últimos anos também têm sido marcados por importantes realizações nessa área. O trabalho citado acima (1) sobre as bases neurofisiológicas de RMf é um bom exemplo de como esses dois fatores têm sido combinados para produzir resultados novos e fundamentais. E isso aponta para uma das direções em que os métodos de RMf estão sendo aprimorados: aumento de resolução espacial e temporal.

A resolução espacial da RMf, que, tipicamente, situa-se na faixa de 4-6 mm2 em uma imagem plana, é relativamente pobre se comparada às imagens anatômicas convencionais obtidas através de ressonância magnética. Isso ocorre principalmente porque, em experimentos funcionais, há necessidade de se adquirir um número muito grande de imagens num curto período de tempo. Contudo, em trabalhos recentes, já se conseguiu que essa definição fosse reduzida para a escala submilimétrica de 0.25 mm2 em imagens geradas com seres humanos (9) e para incríveis 0.015 mm2 em experimentos realizados com animais (10), permitindo, nesse caso, a observação de pequenas estruturas intracorticais, como vasos sanguíneos minúsculos, que normalmente seriam observáveis apenas com o uso de microfotografias e injeção de contrastes. Para isso, porém, fez-se uso de um procedimento que está longe de poder ser considerado não-invasivo, com a implantação de bobinas de RF, responsáveis pela localização do sinal de RMf, diretamente no crânio dos animais estudados (10).

A despeito do esforço empregado nesse sentido, é bem sabido que a resolução espacial em RMf não pode aumentar indefinidamente, pelo menos aquela baseada em alterações hemodinâmicas, de que estamos tratando aqui. Evidências de que o mecanismo regulador de fluxo sanguíneo local se dá dentro de um domínio submilimétrico (11), próprio de colunas corticais, estabelece esse nível como limite intrínseco em termos de resolução espacial para qualquer método de neuroimagem baseado em hemodinâmica, incluindo obviamente a RMf.

A resolução temporal também é limitada por fatores intrínsecos a essa metodologia. Isso porque as respostas hemodinâmicas evocadas por ativação neuronal apresentam um período de latência que pode chegar a alguns segundos até que atinjam sua amplitude máxima. Contudo, Ogawa (um dos pioneiros em RMf) e colaboradores demonstraram recentemente que é possível planejar experimentos criativos que permitam obter informações na escala de milisegundos (11).

Na esteira dos avanços científicos e tecnológicos mais recentes, o uso de técnicas multimodais surgiu como uma abordagem inovadora, permitindo ampliar as possibilidades de uso da RMf, combinando-o com outros métodos dotados de capacidades complementares. O uso combinado de eeg e RMf é um bom exemplo nesse sentido. As alterações de potenciais elétricos registrados pelo eeg, além de estarem diretamente associadas à atividade neuronal, podem ser medidas com precisão de milisegundos, ao passo que sua resolução espacial é bastante pobre. O RMf, como vimos, é uma medida indireta da atividade neuronal e sem grande resolução temporal, mas permite produzir mapas da atividade cerebral de boa resolução espacial. A aplicação simultânea dessas duas técnicas em um único experimento tem sido vista como uma forma de superar suas limitações intrínsecas e de potencializar suas virtudes.

Um estudo recente (12), realizado com o uso combinado de eeg e RMf, permitiu obter, pela primeira vez, detalhes das respostas hemodinâmicas geradas através do efeito Bold e associadas a alterações da atividade cerebral relacionadas a epilepsia. Observou-se que tais respostas hemodinâmicas apresentam aspectos bastante diferentes do padrão habitual, observado em situações normais. É bem possível que essas respostas hemodinâmicas alteradas venham a se constituir em pistas fundamentais no esforço para se desvendar os mecanismos de base subjacentes a essas disfunções cerebrais. Resultados como esses, além de demais aspectos mencionados anteriormente, permitem vislumbrar um grande potencial para o estudo in vivo da dinâmica cerebral através do uso de RMf, tanto em situações normais como patológicas, o que a torna desde já uma técnica indispensável para o avanço da Neurociência.

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BIANCA RIBEIRO

Ondas Eletromagnéticas

INTRODUÇÃO

É importante tomarmos consciência de como estamos imersos em ondas eletromagnéticas. Iniciando pelos Sol, a maior e mais importante fonte para os seres terrestres, cuja vida depende do calor e da luz recebidos através de ondas eletromagnéticas.

Além de outras, recebemos também: a radiação eletromagnética emitida, por átomos de hidrogênio neutro que povoam o espaço interestelar da nossa galáxia; as emissões na faixa de radiofreqüências dos "quasares" (objetos ópticos que se encontram a enormes distâncias de nós, muito além de nossa galáxia, e que produzem enorme quantidade de energia); pulsos intensos de radiação dos "pulsares" (estrelas pequenas cuja densidade média é em torno de 10 trilhões de vezes a densidade média do Sol).

Essas radiações são tão importantes que deram origem a uma nova ciência, a Radioastronomia, que se preocupa em captar e analisar essas informações obtidas do espaço através de ondas.

Há ainda as fontes terrestres de radiação eletromagnética: as estações de rádio e de TV, o sistema de telecomunicações à base de microondas, lâmpadas artificiais, corpos aquecidos e muitas outras.

A primeira previsão da existência de ondas eletromagnéticas foi feita, em 1864, pelo físico escocês, James Clerk Maxwell . Ele conseguiu provar teoricamente que uma perturbação eletromagnética devia se propagar no vácuo com uma velocidade igual à da luz.

E a primeira verificação experimental foi feita por Henrich Hertz, em 1887. Hertz produziu ondas eletromagnéticas por meio de circuitos oscilantes e, depois, detectou-se por meio de outros circuitos sintonizados na mesma freqüência. Seu trabalho foi homenageado posteriormente colocando-se o nome "Hertz" para unidade de freqüência.

LEIS DE MAXWELL

Maxwell estabeleceu algumas leis básicas de eletromagnetismo, baseado nas já conhecidas anteriormente, como a Lei de Coulomb, a Lei de Ampère, a Lei de Faraday, etc.

Na realidade , Maxwell reuniu os conhecimentos existentes e descobriu as correlações que havia em alguns fenômenos, dando origem à teoria de que eletricidade, magnetismo e óptica são de fato manifestações diferentes do mesmo fenômeno físico.

O físico inglês Michael Faraday já havia afirmado que era possível produzir um campo a partir de um campo magnético variável.

Imagine um imã e um anel:

Considere o imã perpendicular ao plano do anel. Movendo-se ou o imã ou o anel, aparecerá uma corrente no anel, causado por um campo elétrico criado devido à variação do fluxo magnético no anel.

Maxwell verificou que o contrário também era possível. Um campo elétrico variável podia gerar um campo magnético.

Imagine duas placas paralelas sendo carregadas progressivamente:

Ao crescerem as cargas das placas, o campo elétrico aumenta, produzindo uma campo magnético (devido a variação do campo elétrico).

Embora Maxwell tenha estabelecido quatro equações para descrever os fenômenos eletromagnéticos analisados, podemos ter uma noção de sua teoria baseados em duas conclusões:

• Um campo elétrico variável no tempo produz um campo magnético.
• Um campo magnético variável no tempo produz um campo elétrico.

A GERAÇÃO DE ONDAS ELETROMAGNÉTICAS

Imagine uma antena de uma estação de rádio:

Na extremidade da antena existe um fio ligado pelo seu centro a uma fonte alternada (que inverte o sentido a intervalos de tempo determinados). Num certo instante, teremos a corrente num sentido e, depois de alguns instantes, a corrente no outro sentido.

A velocidade de propagação de uma onda eletromagnética depende do meio em que ela se propaga.

Maxwell mostrou que a velocidade de propagação de uma onda eletromagnética, no vácuo, é dada pela expressão:

onde é a permissividade elétrica do vácuo e é a permeabilidade magnética do vácuo.

Aplicando os valores de e de na expressão acima, encontra-se a velocidade:

ou

(valor exato)

que é igual a velocidade da luz. Nisso Maxwell se baseou para afirmar que a luz também é uma onda eletromagnética.

Podemos resumir as características das ondas eletromagnéticas no seguinte:

• São formadas por campos elétricos e campos magnéticos variáveis.
• O campo elétrico é perpendicular ao campo magnético.
• São ondas transversais (os campos são perpendiculares à direção de propagação).
• Propagam-se no vácuo com a velocidade "c" .
• Podem propagar-se num meio material com velocidade menor que a obtida no vácuo.

Com isto, o campo elétrico ao redor do fio em um certo instante estará apontando num sentido e, depois, no sentido contrário.

Esse campo elétrico variável (E) irá gerar um campo magnético (B) , que será também variável. Por sua vez, esse campo magnético irá gerar um campo elétrico. E assim por diante .... Cada campo varia e gera outro campo que, por ser variável, gera outro campo: e está criada a perturbação eletromagnética que se propaga através do espaço, constituída pelos dois campos em recíprocas induções.

Note que o campo elétrico é perpendicular à direção de propagação e o campo magnético também, o que comprova que a onda eletromagnética é uma onda transversal.

Além disso, o campo elétrico é perpendicular ao campo magnético, o que podemos verificar facilmente: quando um fio é percorrido por cargas em movimento, o campo elétrico num ponto próximo ao fio pertence ao plano do fio, enquanto o campo magnético está saindo ou entrando neste plano.

ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO

A palavra espectro (do latim "spectrum", que significa fantasma ou aparição) foi usada por Isaac Newton, no século XVII, para descrever a faixa de cores que apareceu quando numa experiência a luz do Sol atravessou um prisma de vidro em sua trajetória.

Atualmente chama-se espectro eletromagnético à faixa de freqüências e respectivos comprimentos de ondas que caracterizam os diversos tipos de ondas eletromagnéticas.

As ondas eletromagnéticas no vácuo têm a mesma velocidade , modificando a freqüência de acordo com espécie e, conseqüentemente, o comprimento de onda.

** As escalas de freqüência e comprimento de onda são logarítmicas.

Fisicamente, não há intervalos no espectro. Podemos ter ondas de qualquer freqüências que são idênticas na sua natureza, diferenciando no modo como podemos captá-las.

Observe que algumas freqüências de TV podem coincidir com a freqüência de FM. Isso permite algumas vezes captar uma rádio FM na televisão ou captar um canal de TV num aparelho de rádio FM.

CARACTERÍSTICAS DAS PRINCIPAIS RADIAÇÕES

Ondas de Rádio

"Ondas de rádio" é a denominação dada às ondas desde freqüências muito pequenas, até 1012 Hz , acima da qual estão os raios infravermelhos.

As ondas de rádio são geradas por osciladores eletrônicos instalados geralmente em um lugar alto, para atingir uma maior região. Logo o nome "ondas de rádio" inclui as microondas, as ondas de TV, as ondas curtas, as ondas longas e as próprias bandas de AM e FM.

Ondas de rádio propriamente ditas

As ondas de rádio propriamente ditas, que vão de 104 Hz a 107 Hz , têm comprimento de onda grande, o que permite que elas sejam refletidas pelas camadas ionizadas da atmosfera superior (ionosfera).

Estas ondas, além disso, têm a capacidade de contornar obstáculos como árvores, edifícios, de modo que é relativamente fácil captá-las num aparelho rádio-receptor.

Ondas de TV

As emissões de TV são feitas a partir de 5x107 Hz (50 MHz) . É costume classificar as ondas de TV em bandas de freqüência (faixa de freqüência), que são:

• VHF : very high frequency (54 MHz à 216 MHZ è canal 2 à 13)
• UHF : ultra-high frequency (470 MHz à 890 MHz è canal 14 à 83)
• SHF : super-high frequency
• EHF : extremely high frequency
• VHFI : veri high frequency indeed

As ondas de TV não são refletidas pela ionosfera, de modo que para estas ondas serem captadas a distâncias superiores a 75 Km é necessário o uso de estações repetidoras.

Microondas

Microondas correspondem à faixa de mais alta freqüência produzida por osciladores eletrônicos. Freqüências mais altas que as microondas só as produzidas por oscilações moleculares e atômicas.

As microondas são muito utilizadas em telecomunicações. As ligações de telefone e programas de TV recebidos "via satélite" de outros países são feitas com o emprego de microondas.

As microondas também podem ser utilizadas para funcionamento de um radar. Uma fonte emite uma radiação que atinge um objeto e volta para o ponto onde a onda foi emitida. De acordo com a direção em que a radiação volta pode ser descoberta a localização do objeto que refletiu a onda.

Luz visível

Note que nosso olho só tem condições de perceber freqüências que vão de 4,3x1014 Hz a 7x1014 , faixa indicada pelo espectro como luz visível.

Nosso olho percebe a freqüência de 4,3x1014 como a cor vermelha. Freqüências abaixo desta não são visíveis e são chamados de raios infravermelhos , que têm algumas aplicações práticas.

A freqüência de 7x1014 é vista pelo olho como cor violeta. Freqüências acima desta também não são visíveis e recebem o nome de raios ultravioleta. Têm também algumas aplicações.

A faixa correspondente à luz visível pode ser subdividida de acordo com o espectro a seguir.

Raios X

Os raios X foram descobertos, em 1895, pelo físico alemão Wilhelm Röntgen. Os raios X têm freqüência alta e possuem muita energia. São capazes de atravessar muitas substâncias embora sejam detidos por outras, principalmente pelo chumbo.

Esses raios são produzidos sempre que um feixe de elétrons dotados de energia incidem sobre um obstáculo material. A energia cinética do feixe incidente é parcialmente transformada em energia eletromagnética, dando origem aos raios X.

Os raios X são capazes de impressionar uma chapa fotográfica e são muito utilizados em radiografias, já que conseguem atravessar a pele e os músculos da pessoa, mas são retidos pelos ossos.

Os raios X são também bastante utilizados no tratamento de doenças como o câncer. Têm ainda outras aplicações: na pesquisa da estrutura da matéria, em Química, em Mineralogia e outros ramos.

Raios Gama

As ondas eletromagnéticas com freqüência acima da dos raios X recebe o nome de raios gama (g ).

Os raios g são produzidos por desintegração natural ou artificial de elementos radioativos.

Um material radioativo pode emitir raios g durante muito tempo, até atingir uma forma mais estável.

Raios g de alta energia podem ser observados também nos raios cósmicos que atingem a alta atmosfera terrestre em grande quantidade por segundo.

Os raios g podem causar graves danos às células, de modo que os cientistas que trabalham em laboratório de radiação devem desenvolver métodos especiais de detecção e proteção contra doses excessivas desses raios.

www.algosobre.com.br/fisica/ondas-eletromagneticas.html

BIANCA RIBEIRO

Ondas Eletromagnéticas

A radiação eletromagnética é uma oscilação, em fase, dos campos elétricos e magnéticos. As oscilações dos campos magnéticos e elétricos são perpendiculares entre si e podem ser entendidos como a propagação de uma onda transversal, onde as oscilações são perpendiculares à direção do movimento da onda (como as ondas da superfície de uma lâmina de água), que pode se deslocar através do vácuo, ou entendidos como o deslocamento de pequenas partículas, dentro do ponto de vista quântica, chamadas fótons.

O espectro visível, ou simplesmente luz visível, é apenas uma pequena parte de todo o espectro da radiação eletromagnética possível, que vai desde as ondas de rádio aos raios gama. A existência de ondas eletromagnéticas foi prevista por James Clerk Maxwell e confirmada experimentalmente por Heinrich Hertz. A radiação eletromagnética encontra aplicações como a radiotransmissão, seu emprego no aquecimento de alimentos (fornos de microondas), em lasers para corte de materiais ou mesmo na simples lâmpada incandescente.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Radia%C3%A7%C3%A3o_eletromagn%C3%A9tica

Ondas Mecânicas

Antes de tratar exatamente do que seja uma onda mecânica, é preciso relembrar o que é uma onda.Não é incomum, em alguns programas de televisão, pessoas ordenando fileiras de dominó para, em determinadomomento, a partir da queda de um deles, todos os outros caem em sequência, ou seja, ao derrubar o primeiro, podemos dizer que foi causada uma perturbação somente no primeiro dominó. No entanto, é lógico que todos os outros irão cair em seguida. A este efeito chamamos de “efeito dominó”. Pode-se perceber neste caso o que é uma perturbação se propagando de um lugar para o outro. O efeito causado no primeiro dominó chegou ao último sem que nenhum dos dois tenha saído do lugar. O que foi transportado do primeiro ao último dominó, chamamos de energia.Esse efeito acontece não somente com dominós. As ondas estão presentes em todo o nosso cotidiano. Desde o acordar até o deitar, as ondas estão presentes em nossas vidas.No caso das ondas mecânicas, elas se comportam exatamente como os dominós. Uma perturbação em determinado meio material é causada por alguém ou por alguma fonte, e esta perturbação propaga-se de um ponto para o outro na forma de pulsos. Por exemplo:O efeito causado por uma pedra que é jogada nas águas calmas de um lago;Um terremoto no fundo do mar causa uma perturbação nas águas do oceano, e esta perturbação propaga-se até encontrar algum continente, causando ondas gigantes conhecidas como Tsunamis. Estas ondas causam muita destruição quando chegam às praias;Um alto falante causa uma perturbação nas moléculas de ar, e esta perturbação propaga-se até nossos ouvidos permitindo que possamos ouvir o som gerado pelo mesmo;O movimento de placas tectônicas que se propagam pela superfície terrestre causando os terremotos.O vácuo não permite a propagação de ondas mecânicas, uma vez que se entende o vácuo como ausência de ar e de matéria (pelo menos nos padrões conhecidos até os dia de hoje).O som é um dos principais representantes deste grupo de ondas. Pode assim ser considerado por que interfere diretamente na vida de todos os seres humanos e na grande maioria dos animais. Como uma onda mecânica não se propaga no vácuo, alguns filmes como Jornada nas Estrelas e Star Wars estão incorretos quando “mostram” explosões estrondosas acontecendo no vácuo. O filme 2001, uma Odisséia no espaço aborda o mesmo fenômeno por um padrão mais correto.Neste caso, as ondas se transmitem paralelamente à direção de propagação da própria onda. As ondas de som são chamadas também de ondas de compressão ou ondas de pressão.

Fonte:http://www.infoescola.com/fisica/ondas-mecanicas/

Ondas Mecânicas [VIDEO]

Vídeo bem explicativo e simples para a compreensão das Ondas Mecânicas e até um pouco mais!

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Tomografia Computadorizada

A tomografia computadorizada é um método médico de imagens que utiliza a tomografia, na qual o processamento geométrico digital é usado para gerar imagens tridimensionais do interior de objetos a partir de grandes quantidades de raios-x tirados ao redor. A tomografia computadorizada produz um volume de dados que pode ser manipulado para demonstrar várias estruturas. A tomografia computadorizada moderna permite que esse volume de dados seja reformatado em vários planos, e até em representações em 3 dimensões das estruturas.Uso da tomografia computadorizada no diagnóstico médico

Desde a sua introdução nos anos 70, a tomografia computadorizada tornou-se um importante instrumento de imagem suplementando os raios-x e ultra-sonografia. Embora a tomografia computadorizada seja bem cara, ela é importante no diagnóstico de vários problemas médicos. Mais recentemente, a tomografia computadorizada também tem sido utilizada na medicina preventiva.Uso da tomografia computadorizada no crânio

O diagnóstico de acidentes cerebrovasculares e hemorragia intracranial é a razão mais comum para o uso de tomografia computadorizada cerebral, a qual pode ser feita como ou sem agente de contraste intravenoso. Para a detecção de tumores, a tomografia computadorizada com contraste é ocasionalmente usada, porém é menos sensível que a ressonância magnética. Tomografia computadorizada também é útil para avaliação de traumas decorrentes de fraturas na face e crânio. Pode-se usar também a tomografia computadorizada para planejamento de cirurgia para deformidades craniofaciais e dentofaciais, diagnóstico de causas da sinusite crônica e planejamento de implantes dentaisUso da tomografia computadorizada no peito

A tomografia computadorizada é excelente para detectar alterações agudas ou crônica na parênquima pulmonar (setor de troca de gases do aparelho respiratório) como as decorrentes de enfisema ou fibrose. Usa-se também a tomografia computadorizada na região do peito para diagnóstico de pneumonia e câncer. Tomografia computadorizada do peito está tornando-se o método principal para detectar embolia pulmonar e dissecção da aorta.Tomografia computadorizada para avaliação cardíaca

A tomografia computadorizada cardíaca resulta em alta exposição à radiação, então o risco potencial deve ser pesado em relação aos benefícios de diagnosticar problemas de saúde importantes como doença da artéria coronária.Tomografia computadorizada abdominal e pélvica

A tomografia computadorizada é um método sensível para diagnosticar doenças abdominais. Ela é freqüentemente usada para determinar o estágio do câncer e seu progresso. Também é útil para investigar dor abdominal aguda. Pedras nos rins, apendicite, pancreatite, diverticulite, aneurisma da aorta abdominal e obstrução dos intestinos são condições imediatamente diagnosticadas com tomografia computadorizada. Para a avaliação do pélvis, a tomografia computadorizada têm aplicações limitadas, mas pode ser usada como parte do rastreamento abdominal para tumores e para estimar a magnitude de fraturas.Tomografia computadorizada das extremidades

Tomografia computadorizada é muitas vezes usada para criar imagens de fraturas complexas, especialmente ao redor das articulações.Reações adversas aos agentes de contraste usados na tomografia computadorizada

Uma vez que a tomografia computadorizada depende da administração intravenosa de agentes de contraste para uma qualidade de imagem superior, há um risco pequeno, mas não negligenciável, associado. Certos pacientes podem sofrer reações alérgicas graves ao contraste. Também pode haver dano aos rins, especialmente em pacientes que já tem insuficiência renal, diabetes ou volume intravascular reduzido. Em pacientes com a função renal normal, o risco é extremamente reduzido.

Fonte:http://www.copacabanarunners.net/tomografia.html