Aplicații ale Fizicii în Medicină

Aplicațiile fizicii nucleare sunt foarte diverse. Aceasta este folosită în:

• Astrofizica :doar pentru explicarea formării corpurilor în univers și a apariției materiei.
• Arheologie : se face datarea radioactiva a artefactelor.
• Medicina : se studiază interacțiunea radioactivă cu țesuturile umane în vederea găsirii de tratamente sau diagnosticare: radioterapie si radiologie.

Radioterapia

Radioterapia se referă la direcționarea controlată a radiației (de obicei radiații Gamma sau, radiații X) către o anumită parte a corpului unui pacient pentru a trata cancerul sau alte boli.

RADIOTERAPIA (RT) este metoda fizica de tratament a bolii canceroase constand in administrarea.unei cantitati de energie radianta unui volum tinta definit, concomitent cu protejarea tesuturilor sanatoase invecinate. RT ca metoda de tratament cu radiatii ionizante (RI), trebuie justificata prin analiza critica a raportului dintre beneficiile individuale sau sociale si detrimentul pe care il poate cauza utilizarea radiatiilor.

Scopul tratamentului este administrarea in volumul tinta definit a unei doze prestabilite de radiatii ionizante cu efecte secundare minime pentru tesuturile sanatoase din jur, avand ca rezultat: – distrugerea celulelor tumorale – mai buna calitate a vietii pacientului – cresterea duratei de supravietuire – tratament paliativ eficient – ameliorarea si prevenirea aparitiei simptomelor date de boala neoplazica Scopul poate fi: CURATIV cand exista probabilitatea unei supravietuiri pe termen lung dupa aplicarea tratamentului PALIATIV cand speranta de viata este redusa; se utilizeaza in scopul ameliorarii simptomatologiei si imbunatatirii calitatii vietii

Iradierea poate fi urmata de moarte celulara imediata, lucru ce se produce in general la doze extrem de ridicate, superioare celor utilizate in mod curent in radioterapie. Celula lezata prin iradiere isi pierde integritatea reproductiva. In timpul diviziunii celula lezata poate urma mai multe cai:

• poate muri in timpul incercarilor de diviziune

• poate produce forme neobisnuite ca rezultat al incercarilor aberante de diviziune poate ramane incapabila de diviziune dar functionala pe perioada lunga de timp

• se poate divide dand nastere uneia sau mai multor generatii de celule fiice, inainte ca unele sau chiar toate sa devina sterile

• alterari minore

In mod obisnuit, o anumita intarziere in diviziune se poate produce si la celulele care nu sunt lezate letal. Se poate defini moartea celulara intarziata ca fiind pierderea capacitatii de multiplicare cvasiindefinita si are mai multe consecinte cinice: viteza de regresie a unei tumori dupa iradiere reprezinta durata necesara pentru atingerea mortii efective a descendentilor celulari si este in mod esential legata de activitatea mitotica a tumorii pentru tesuturile sanatoase faptul ca disparitia celulara este intarziata prin moarte tardiva evita o depletie celulara brusca. Se considera supravietuitoare, celulele iradiate a caror descendenta a depasit net a 5-a generatie (ceea ce nu exclude prezenta anomaliilor cromozomiale compatibile cu supravietuirea). Apoptoza (moartea celulara programata) este recunoscuta ca un raspuns important la actiunea radiatiei ionizante asupra celulei. Proportia relativa de celule care merg pe calea apoptozei poate fi un determinant important al curabilitatii tumorii.

Radiologia

Radiologia este specialitatea medicală ce utilizează imagistica atât in diagnosticarea, cât și în tratamentul bolii vizualizate în corpul uman. Radiologii utilizează o serie de tehnologii imagistice (precum ultrasonografia, tomografia computerizată (CT), medicina nucleară, tomografia prin emisie de pozitroni (PET, positron emission tomography) și rezonanța magnetică nucleară (RMN)) pentru a diagnostica sau trata boli. Radiologia intervențională reprezintă efectuarea de proceduri medicale (de regulă minim invazive) folosind pentru orientare tehnologii imagistice. Achiziția imaginilor medicale este efectuată de obicei de către radiolog sau tehnicianul de radiologie.

Radiografia de proiectie (simpla)

Radiografiile (sau roentgenografiile, dupa numele descoperitorului razelor X, Wilhelm Conrad Roentgen) sunt produse prin transmiterea de raze X printr-un pacient catre un dispozitiv de captare, apoi convertite intr-o imagine pentru diagnostic. Imagistica originala si inca larg utilizata produce filme prin impregnare argentica. In radiografia Film-Ecran un tub de raze X genereaza un fascicul de raze X care este indreptat catre pacient. Razele X ce trec prin pacient sunt filtrate pentru a reduce imprastierea si zgomotul, apoi lovesc un film nedevelopat strans legat de un ecran de fosfori emitatori de lumina intr-o caseta fotosigilata. Filmul este apoi developat chimic si o imagine apare pe film. Inlocuind acum radiografia Film-Ecran este Radiografia Digitala, RD, in care razele X lovesc o placa de senzori care apoi converteste semnalele generate in informatie digitala si o imagine pe ecranul computerului. Radiografia simpla a fost singura modalitate imagistica disponibila de-a lungul primilor 50 de ani de radiologie. Inca este primul studiu cerut in evaluarea plamanilor, inimii si scheletului datorita disponibilitatii sale largi, vitezei si costului relativ scazut.

Fluoroscopia

Fluoroscopia si angiografia sunt tehnici speciale de imagistica folosind raze X in care un ecran fluorescent si tub intensificator al imaginii este conectat la un sistem de televiziune in circuit inchis. Aceasta permite vizualizarea in timp real a structurilor in miscare sau augumentate cu un agent de radiocontrast. Agentii de radiocontrast sunt administrati, adesea oral sau injectati in corpul pacientului, pentru a contura anatomia si functionarea vaselor de sange, sistemului genitourinar sau tractului gastrointestinal. In uzul curent se afla 2 agenti de radiocontrast. Bariul (BaSO4) poate fi dat oral sau rectal pentru evaluarea tractului gastrointestinal. Iodul, sub forma a multiple preparate, poate fi dat pe cale orala, rectala, intraarteriala sau intravenoasa. Acesti agenti de radiocontrast absorb sau imprastie puternic radiatia X, si folosite impreuna cu imagistica in timp real permit demonstrarea de procese dinamice, precum peristaltismul la nivelul tractului GI sau fluxul sangvin in artere si vene. Iodurile se pot concentra in regiunile anormale mai mult sau mai putin decat in tesuturile normale si fac anomaliile (tumori, chiste, inflamatie) mai evidente. Mai mult, in circumstante specifice aerul poate fi folosit drept agent de contrast in sistemul venos; in aceste cazuri, agentul de contrast atenueaza radiatia X mai putin decat tesuturile inconjuratoare.