A HISTÓRIA DAS RADIAÇÕES NO DIAGNÓSTICO MÉDICO – MEDICINA NUCLEAR – SEGUNDA PARTE = BECQUEREL E OS RAIOS URÂNICOS = O CASAL CURIE E A DESCOBERTA DA RADIOATIVIDADE

A DESC0BERTA DA RADIOATIVIDADE

Prof. Dr. João Eduardo Irion

Médico Nuclear

do Serviço de Medicina Nuclear de Santa Maria

jirion @terra.com.br

joaoeduirion.blogspot.com.br

OS RAIOS URÂNICOS OU RAIOS DE BECQUEREL

Atribuem a descoberta da radioatividade a Antoine Becqueral, mas há quem o conteste porque quarenta anos antes dele, em 1857, Claude-Felix-Abel Niepce de Saint-Victor constatou que sais de urânio impressionavam chapas fotográficas. Saint-Victor relatou à Academia Francesa de Ciências que a “luz” emitida pelos sais não correspondia à fluorescência ou fosforescência, porque o efeito também ocorria após longo tempo depois de cessada a exposição dos sais à luz do sol.

Michel Eugène Chevreul, chefe de Niépce de Saint-Victor considerou o fenômeno como uma descoberta fundamental ("une découverte capitale"), declarando que os sais de urânio mantinham seu poder de impressionar chapas fotográficas ainda que permanecessem seis meses na completa escuridão ("encore actif six mois après son insolation").

Nos tubos de Crookes usados por Roentgen e pelos pesquisadores da época da descoberta dos raios X, o vidro da ampola situado à frente no cátodo tornava-se fluorescente no momento da emissão dos raios, porque esse local do vidro luminoso era o foco de onde se originava a radiação.

A coincidência entre o local de fluorescência do vidro com o foco de emissão dos raios X chamou a atenção do matemático e físico francês Jules Henri Poincaré. Ele expôs sua opinião sobre a origem dos raios X à Academia Francesa de Ciências usando as seguintes palavras:

“É, portanto, o vidro que emite os raios de Roentgen, e ele os emite tornando-se fluorescentes. Podemos nos perguntar se todos os corpos cuja fluorescência seja suficientemente intensa não emitiriam, além dos raios luminosos, os raios X de Roentgen, qualquer que seja a causa de sua fluorescência. Os fenômenos não seriam então associados a uma causa elétrica. Isso não é muito provável, mas é possível, sem dúvida, fácil de verificar”.

A autoridade de Poincaré levou imediatamente ao aparecimento de vários trabalhos sobre fluorescência, Entre eles, os trabalhos de autoria de Nordon, Moreau, Benoist, Hurmuszescu e, principalmente, os trabalhos de Charles Henry e de G. H. Nieweeglowki, e a maioria deles parecia confirmar a hipótese de Poincaré.

                                 

                                             Ilustração 1: Antoine Becquerel

Antoine Henri Becquerel, físico francês, interessou-se pela conjectura proposta por Poincaré e resolveu pesquisar o assunto. Em 24 de fevereiro de 1896, quatro meses depois da descoberta dos raios X, Becquerel fez à Academia sua primeira comunicação. Seu trabalho registra que a colocação de uma amostra de sulfato duplo de uranila e potássio sobre uma chapa fotográfica devidamente protegida da luz e se o conjunto é exposto ao sol durante várias horas, impressiona a chapa fotográfica que então apresenta uma mancha escura correspondente à posição do sal. Ele também relatou que a colocação de uma moeda ou de uma chapa metálica perfurada entre o sal e a chapa, a imagem desses objetos é registrada no negativo. Com isso Becquerel conclui:

“Pode-se concluir dessas experiências que a substância fosforescente em questão emite radiações que penetram o papel opaco à luz e reduzem os sais de prata”.

No dia 2 março de 1896, Becquerel fez a segunda comunicação na qual afirma que a radiação emitida pelo urânio é menos penetrante que os raios X e que tal radiação existe quando o sal de urânio é iluminado tanto diretamente pela luz do sol, como pela luz refletida ou refratada.

Ele assinala que, mesmo no escuro, o material continua a sensibilizar as chapas, usando as seguintes palavras:

 “Eis de que maneira fui levado a fazer essa observação: dentre as experiências precedentes, algumas foram preparadas na quarta-feira, 26, e na quinta-feira, 27 fevereiro, e como, nesses dias o sol apareceu apenas de modo intermitente, conservei as experiências que havia preparado e coloquei as placas com os envoltórios na obscuridade de uma gaveta de um móvel, deixando as lâminas de sal de urânio em seu lugar. Como o sol não apareceu de novo nos dias seguintes, revelei as placas fotográficas em 1º de março, esperando encontrar imagens muito fracas. Ao contrário, as silhuetas apareceram com grande intensidade.”

Como o fato chamou a atenção, Becquerel relata que resolveu fazer duas contraprovas. Na primeira, colocou no fundo de uma caixa de papelão opaco à luz sais de urânio sobre a chapa e manteve o conjunto dentro de uma gaveta. Na segunda, protegeu a chapa fotográfica envolvendo-a com alumínio e sobre essa capa colocou o sal de urânio. Os dois conjuntos foram fechados numa caixa de papelão e colocados dentro de uma gaveta. Após cinco horas, a chapa foi revelada e constatou que as chapas continuavam a ser impressionadas e que, no caso do invólucro com alumínio a ação era nítida, mas enfraquecida.

Nesse trabalho Becquerel informa:

“É importante notar que esse fenômeno não parece ser atribuído a radiações luminosas emitidas por fosforescência, já que após 1/100 de segundo essas radiações se tornam tão fracas que são quase imperceptíveis”.

E prossegue:

“Uma hipótese que surge muito naturalmente ao espírito seria a suposição de que essas radiações, cujos efeitos possuem uma forte analogia com os efeitos produzidos pelas radiações estudadas por Lenard e Roentgen, poderiam ser radiações invisíveis emitidas por fosforescência, cuja duração de persistência fosse infinitamente maior do que as radiações luminosas emitidas por essas substâncias. No entanto, as experiências presentes, sem serem contrárias a essa hipótese, não permitem formulá-la”.

No dia 9 de março de 1896, Becquerel apresentou a terceira comunicação à Academia, informando que os raios urânicos, assim como os raios X, são capazes de descarregar um eletroscópio. Assinala também que os raios urânicos se refletem em superfícies metálicas e se refratam no vidro comum e sensibilizam as chapas fotográficas mesmo quando guardados no escuro por sete dias.

A quarta comunicação de Becquerel foi feita no dia 23 de março de 1896 para informar que os mesmos sais de urânio que não têm propriedade de luminescência impressionam chapas fotográficas e que as radiações emitidas parecem não ter ligação com fosforescência ou fluorescência visível. Foi então que o físico inglês Silvanus Thompson criou o termo “hiperfosforescência” para ser aplicado à fosforescência invisível (que não existe) e para justificar a absorção de energia luminosa por um sal, onde se acumula e passa a ser liberada lentamente.

No seu último trabalho, apresentado em 18 de maio, Becquerel testou uma amostra de urânio metálico, preparada pelo químico Moissan, e verificou que o urânio puro emite radiações e, equivocadamente, concluiu que esse era o primeiro caso de um metal que apresentava fosforescência invisível.

Os raios descritos, sem que se determinasse sua natureza, passaram a ser conhecidos como raios urânicos ou raios de Becquerel. Becquerel acreditava na reflexão, difração e reflexão desses raios e por isso eram semelhantes à luz e diferentes dos raios X.

O CASAL CURIE E O CONCEITO DE RADIOATIVIDADE

Madame Curie descobriu dois novos elementos

químicos, o Polônio e o Radio, e seu trabalho foi decisivo

para o início da utilização da energia nuclear na medicina.

Em 1897, diversos pesquisadores com eletroscópios descobriram que os raios X tornavam o ar condutor de eletricidade. Joseph John Thomson em 27 de janeiro de 1986, fez a primeira comunicação sobre essa propriedade da nova radiação, seguida, em 9 de março, pelo próprio Roentgen com um trabalho sobre o mesmo tema. Becquerel e Lord Kelvin constataram que também os raios urânicos ionizavam o ar.

Três meses antes de Maria Curie, na Alemanha, Gerhard C. Schmidt usou o método elétrico e constatou que, além do urânio, o tório também emitia radiações.

No final do ano de 1898, Marie Curie iniciou, em uma pequena sala da École Municipale de Physique et de Chimie Industrielles, o estudo dos raios urânicos como tema de sua tese de doutoramento, usando um método elétrico de medida no lugar da chapas fotográficas utilizadas por Becquerel.

O aparelho escolhido para medir a ionização foi o eletrômetro de precisão, inventado quinze anos antes por Pierre Curie e Jacques Curie, seu irmão mais velho, baseado no efeito piezoelétrico e que era um equipamento com sensibilidade suficiente para medir correntes elétricas extremamente baixas.

A nova forma de medir radiação significou uma notável inovação na pesquisa, com a passagem da um método qualitativo (a fotografia) para um método quantitativo, com a vantagem do último fornecer resultados imediatos, precisos e comparáveis entre si. Além disso, Marie evitou os erros inerentes ao método fotográfico, tais como a demora nos resultados e a influência dos processos químicos de revelação, da pressão, da temperatura e da qualidade dos reagentes e de outros fatores de difícil controle, como ela disse:

“No lugar de fazer esses corpos agir sobre chapas fotográficas, eu preferi determinar a intensidade de sua radiação medindo a condutividade do ar exposto à ação dos raios”.

Existem três cadernos do casal Curie com anotações das experiências realizadas entre 1897 a 1900 e neles constam dados importantes. Os assentamentos nos cadernos indicam que Marie iniciou seu trabalho em 16 de dezembro de 1897, começando por aprender a dominar a técnica de medida com o eletrômetro, seguido pela medida da radiação dos compostos de urânio (oxido de urânio, uranato de amônia) e o urânio metálico, registrando as seguintes principais constatações:

- todos eles emitem radiação;

- o aquecimento não aumenta a intensidade da radiação do urânio;

- a luz e a exposição aos raios X não aumentam a radiação do urânio;

- a absorção dos raios urânicos pelo alumínio é maior do que a absorção dos raios x e por isso os raios urânicos se comparam como raios X moles;

- a emissão de radiação é proporcional ao volume da amostra,  isto é, à quantidade de urânio presente;

- a emissão de radiação não depende de propriedades moleculares porque não sofre influência da luz, da exposição ao sol, da variação de temperatura, da dissolução em água, da adição de impurezas, da forma física (estado sólido, líquido, em pó e outras) ou por reações químicas.

                                    

                                                  Ilustração 2: Marie Curie

Marie examinou grande numero de metais disponíveis na Escola de Física e Química Industrial. Ela constatou, com o eletrômetro, que nenhuma delas emitia radiação ionizante.

Na etapa seguinte, quando passou a examinar minérios, ela constatou que o mineral esquinita que contém tório, mas que não contém urânio emitia radiações. Sua descoberta da emissão de raios pelo tório aconteceu semanas depois da mesma descoberta feita por Schmidt, mas foi além porque constatou que a radioatividade do tório era maior do que a radioatividade do urânio metálico.

O conjunto de propriedades relatadas e a descoberta da radioatividade no tório levaram Marie Curie à convicção de que a radiação não era exclusiva do urânio e, como não estava entre as propriedades das moléculas, deveria ser propriedade do átomo. Foi assim que cunhou a palavra “radioatividade” para designar o fenômeno. O neologismo que constou do relatório de Marie Curie com o título “Rayons émis par lés composés de l’uranium et du thorium”, foi lido na Academia Francesa de Ciências em 12 de abril de 1898 pelo Professor Gabriel Lippmann, porque a autora não fazia parte da instituição por ser mulher. Consta do trabalho:

“Os raios urânicos foram frequentemente chamados de raios de Becquerel. Pode-se generalizar esse nome, aplicando-o não apenas aos raios urânicos, mas também aos raios tóricos e a todas as radiações semelhantes. Chamarei “radioativas” a todas as substâncias que emitem raios de Becquerel. O nome de “hiperfosforescência” que foi proposto para esse fenômeno, parece-me dar uma falsa ideia de sua natureza”

O passo seguinte na pesquisa foi verificar se outras substâncias emitiam radiações e para isso Marie examinou amostras de substâncias químicas puras fornecidas pelos químicos e nelas não constatou resultados significativos.

A seguir a pesquisa voltou-se para a avaliação da emissão de radiações pelos minérios de urânio. Em 17 de fevereiro de 1898, o exame da calcolita (fosfato cristalizado de cobre e urânio) mostrou que esse mineral era duas vezes mais radioativo que o urânio puro. Em 18 de fevereiro, a pechblenda (minério que contém óxido de urânio, cerca de 30 outros elementos)  mostrou radioatividade quatro vezes mais intensa do que o urânio metálico.

O fato de a calcolita natural ser duas vezes mais ativa do que o urânio metálico contrastava com os resultados anteriores que indicavam que a intensidade de radiação era proporcional à quantidade de tório ou de urânio existente nos compostos. Para verificar se esse resultado era devido à natureza química dos materiais, Madame Curie sintetizou a calcolita, usando substâncias químicas puras e constatou que a calcolita sintética também era ativa, porém sua radioatividade era menor do que a calcolita mineral.

Esses três fatos levaram à hipótese de que os minerais examinados podiam conter pequenas quantidades de algum elemento ainda desconhecido e mais radioativo que o urânio.

A partir desse instante, Pierre abandonou suas pesquisas e dedicou-se ao trabalho junto com Marie para isolarem, por meios químicos, essa substância desconhecida.

Em 18 de julho de 1898, depois de extrair todo o urânio e todo o tório da pechblenda, o resíduo permaneceu radioativo e, com métodos químicos, os Curies obtiveram um novo material cujo comportamento químico era similar ao bismuto, mas que tinha radioatividade 400 vezes maior que a do urânio puro. Esse novo elemento foi batizado com o nome de “polônio” em homenagem à terra natal de Marie Curie. A descoberta do polônio foi relatada em julho de 1968 no trabalho “Sur une nouvelle substance radio-ative, contenue dans la pechblende”.

Em dezembro de 1898, continuando a investigação do resíduo do minério foi isolado outro elemento com propriedades químicas similares às propriedades do bário, e cuja atividade medida era um milhão de vezes maior do que a mesma quantidade de urânio puro. A quantidade desse novo material era extremamente pequena no resíduo e por isso foi preciso tratar uma tonelada de resíduo para a extração de 0,2 a 0,3 g de rádio. O casal Curie deu o nome de rádio (do latim – raio) a esse novo elemento. [1] A descoberta do rádio foi comunicada no trabalho “Sur une nouvelle substance fortement radioactive, contenue dans la pechblende”.

O casal Curie não conseguiu isolar o polônio do bismuto, porém em 1900 Crookes, por meio da espectroscopia, confirmou existência desse novo elemento.. Após três anos de trabalho, eles isolaram o rádio do bário e obtiveram 0,1 g de cloreto de rádio quase puro e com essa amostra foi possível determinar o peso atômico do rádio em aproximadamente 225. Eugène Demarçay, químico especialista em espectroscopia que trabalhava na Escola, demonstrou as raias espectrais do rádio, mas não conseguiu obter o espectro do polônio. É possível que o fracasso no isolamento do polônio puro e a demonstração do seu espectro se devem ao fato de que esse elemento tem uma meia vida curta de apenas 138 dias.

O trabalho sobre a descoberta do rádio foi lido na Academia de Ciências de Paris um dia depois do Natal, em 26 de dezembro de 1898.

Considerando a radiação emitida pelo urânio, tório, polônio e rádio como uma propriedade do átomo, sem relação com o estado físico ou químico (que caracterizam as propriedades das moléculas), Maria Curie tentou explicar como um átomo poderia estar continuamente emitindo energia sem uma fonte permanente de abastecimento. Foi assim que formulou a seguinte hipótese para explicar a origem da energia que é continuamente emitida pelo urânio e pelo tório:

“Para interpretar a radiação espontânea do urânio e tório poder-se-ia imaginar que o espaço está constantemente atravessado por raios análogos aos raios de Roentgen, porém mais penetrantes e que só poderiam ser absorvidos por certos elementos de grande peso atômico, tais como o urânio e o tório”.

A RADIOATIVIDADE E O PRÊMIO NOBEL

                                

                      Ilustração 3: Selo sueco da série comemorativa de Prêmios Nobel 

Antoine Henri Becquerel, Pierre Curie e Marie Curie receberam o prêmio Nobel de Física de 1903 pela descoberta da radioatividade. Em 1911, Marie Curie recebeu o Prêmio Nobel de Química pela descoberta do rádio.

MARIE CURIE

            Ilustração 4: Assinatura de Marie Curie usando o apelido polonês – Manya

Marie Curie criou o termo radioatividade; descobriu o polônio e o rádio; foi a primeira mulher da Europa a receber o grau de Doutora em Ciência; única mulher que recebeu dois Prêmios Nobel; a primeira mulher a lecionar e ter um laboratório na Universidade de Sorbonne em Paris (1908); a primeira Diretoras do Instituto de Rádio de Paris (1918); eleita para a Academia Francesa de Medicina (1922); recebeu 15 medalhas e outros 19 graus e honras; a primeira mulher que recebeu a Medalha de Ouro da Radiological Society of North America (1922), e a Medalha do American College of Radiology (1931); a primeira mãe agraciada com Prêmio Nobel cuja filha Irène recebeu o Prêmio Nobel de Química (1935), a primeira mulher que, por seus méritos, tem seus restos mortais, juntos com o de Pierre no Panteon de Paris. Maire Curie morreu de anemia aplástica vítima da radiação em Sallanches, França e 4 de julho de 1934.

Postagens anteriores:

 

HISTÓRIA DAS RADIAÇÕES NO DIAGNÓSTICO MÉDICO –

ONDAS DE CHOQUE - RUÍDO E SOM - PERCUSSÃO E AUSCULTA.

HISTÓRIA DAS RADIAÇÕES NO DIAGNOSTICO MÉDICO = ONDAS DE CHOQUE - PULSO E PRESSÃO ARTERIAL.

HISTÓRIA DAS RADIAÇÕES NO DIAGNÓSTICO MÉDICO – ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO = RAIOS X

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A HISTÓRIA DAS RADIAÇÕES NO DIAGNÓSTICO MÉDICO - AS PRIMEIRAS RADIOGRAFIAS, A CHEGADA DOS RAIOS X NO BRASIL - OS RAIOS X NAS GUERRAS - A HISTÓRIA DA EVOLUÇÃO DOS TUBOS DE RAIOS X - A HISTÓRIA DA FLUOROSCOPIA - A HISTÓRIA DA ABREUGRAFIA

A HISTÓRIA DOS FILMES RADIOGRÁFICOS

A HISTÓRIA DOS ÉCRANS REFORÇADORES

A HISTÓRIA DO DIAFRAGMA POTTER-BUCKY

A HISTÓRIA DOS MEIOS DE CONTRASTE EM RADIOLOGIA

A HISTÓRIA DA TOMOGRAFIA CONVENCIONAL – A HISTÓRIA DA TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA

A HISTÓRIA DA MEDICINA NUCLEAR – A DESCOBERTA DA RADIOATIVIDADE = BECQUEREL = MARIE E PIERRE CURIE 

Próxima postagem:

A HISTÓRIA DA MEDICINA NUCLEAR– A NATUREZA DAS RADIAÇÕES α, β e γ

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[1] Mais tarde M. Debierne isolou do mesmo resíduo da pechbenda o elemento para qual deu o nome de actínio.

A HISTÓRIA DAS RADIAÇÕES NO DIAGNÓSTICO MÉDICO – MEDICINA NUCLEAR – PRIMEIRA PARTE = INTRODUÇÃO = CLASSIFICAÇÕES DOS ELEMENTOS= CLASSIFICAÇÕES DOS NUCLÍDEOS

INTRODUÇÃO

Prof. Dr. João Eduardo Irion

Aposentado da Faculdade de Medicina

Universidade Federal de Santa Maria – RS – BR

Médico Nuclear

do Serviço de Medicina Nuclear de Santa Maria

jirion @terra.com.br

joaoeduirion.blogspot.com.br

 "A única coisa nova no mundo é a história que você não conhece” Harry Truman

A LINHA DO TEMPO

Na linha do tempo da Society of Nuclear Medicine and Molecular Image em sua home page, http://interactive.snm.org/index.cfm?PageID=1107, aparecem 100 datas históricas da especialidade entre os anos de 1896 e 2008.

Dentre essas datas, para contar a história da especialidade, selecionei três momentos que balizam sua evolução. São os seguintes:

1896 – A descoberta da radioatividade;

1934 – A descoberta dos radioisótopos artificiais;

1950 – A invenção do cintilógrafo;

AS FASES

As datas selecionadas geram, por sua vez, três períodos históricos que graduam a expansão do campo de ação da especialidade e para os quais proponho as seguintes denominações:

Entre 1896-1934 – Os pródromos da Medicina Nuclear na fase da descoberta da radioatividade;

1934-1950 – O inicio da Medicina Nuclear com a fase da terapia com radioisótopos artificiais;

Depois de 1950 – A Medicina Nuclear consolidada ou a fase do diagnostico funcional, da cintilografia e da terapia com radioisótopos artificiais

OS CENÁRIOS

Para facilitar essa exposição, considero que a história da Medicina Nuclear desenvolveu-se em três cenários: no primeiro, os acontecimentos predominam na Europa com início na descoberta da radiação do urânio por Becquerel e término na produção dos isótopos artificiais pelo casal Irene e Frederic Joliot. O segundo cenário está nos Estados Unidos, começando com a invenção do cíclotron até a invenção da câmara de cintilação. O terceiro cenário é o mundo no qual se difundiu a pesquisa na Medicina Nuclear, consolidou-se o raciocínio clínico da especialidade e consolidaram-se as técnicas de terapia com radioisótopos como fontes não seladas.

A ABRANGÊNCIA

Considerando-se o uso dos radioisótopos artificiais é possível se dividir a história da especialidade em dois períodos. No primeiro período, a terapia era o alvo principal e tem início com o uso do fósforo 32 e do estrôncio 89. No segundo período a terapia se amplia, mas o diagnóstico com as avaliações funcionais e a analise das imagens torna-se o campo de ação mais amplo da especialidade.

ÁTOMOS  E ELEMENTOS

A palavra átomo, significando "indivisível", tem origem no grego e é formada pelo antepositivo “a” (que significa "não") e o pós-positivo “tomo” (cujo significado é "cortar"). O primeiro conceito de átomo surgiu, no passado remoto entre filósofos gregos e indianos porque o raciocínio indicava a existência obrigatória de um limite para a divisão da matéria.

No início do século XIX, John Dalton retomou ao conceito de átomo, porém o fundamentou em métodos científicos oriundos da química, concluindo também pela existência de um limite na divisão dos elementos. Chega-se, assim, à convergência do conceito filosófico com o conceito científico de átomo.

A Lei das proporções definidas formulada por Joseph Louis Proust e Lei da conservação da massa, de autoria de Lavoisier, formaram a base da teoria atômica de Dalton.

O átomo como unidade indivisível e a Lei das Proporções Múltiplas permitiram a Dalton calcular as massas atômicas dos elementos, então existentes, em relação à massa do hidrogênio, tomada como unidade.

CLASSIFICAÇÕES DOS ELEMENTOS

A história sintética da classificação periódica inicia esta exposição, porque a palavra “isótopo” de uso rotineiro em Medicina Nuclear surgiu em função dessa tabela. No fim do ano de 1912, Kasimir Fajans assinalou que mais de um elemento radioativo podia ocupar o mesmo lugar na classificação periódica e, no fim de 1913, Frederic Soddy concluiu que o mesmo podia ocorrer entre todos os elementos. Foi assim que Soddy, e para designar tal situação, criou o termo “isótopo”, para qualificar elementos com o mesmo número atômico, mas com diferentes pesos atômicos. Em 1928 o químico inglês A.W. Stewart deu o nome de isóbaros para a espécie de átomos com o mesmo peso atômico, mas com diferente número atômico. Depois da descoberta dos nêutrons, os conceitos mudaram e o termo isótopo passou a ser definido como espécies nucleares com igual número de prótons (identidade química) e “isóbaros”, como espécie de átomos com igual número de prótons acrescida do numero de nêutrons (identidade atômica). Em 1914, o físico alemão K Guggenhiemer assinalou a existência de um terceiro tipo de espécie nuclear com igual número de neutros e deu a esses átomos o nome de isótones.

Para designar cada espécie de núcleo atômico, em 1941, C. Möller criou o termo “nucleon”. Essa palavra foi substituída pelo termo “nuclídeo”, proposto por Truman P. Kohman em 1947. Mais tarde, no conceito de nuclídeo foi incluído o estado da energia nuclear do núcleo.

A primeira relação de elementos e substâncias classificadas por massa atômica está incluída no trabalho que Dalton apresentou em 21 de outubro de 1803 à Literary and Philosophical Society de Manchester, com o título “Absorption of Gases by Water and Other Liquids ”.

                             Ilustração nº 1 - Relação dos elementos segundo Dalton.

AS TRÍADES, AS TÉTRADES E AS PÊNTADES

Depois de Dalton, em 1817, ocorreu a tentativa de classificação dos elementos simples por Johann Nolfgang Döberreiner. Ele verificou que a massa atômica do estrôncio era a media da massa atômica do cálcio e do bário e constatou que esses dois últimos elementos tinham propriedades químicas similares. Em 1929, descobriu fato similar entre lítio, sódio e potássio e também entre cloro, bromo e iodo. A partir desses dados, Döberreiner formou grupos de três elementos que chamou de “tríades”.

Elementos e massas			Média das massas
Ca	Sr	Ba
40	88	13	(40+137)÷2= 88
Li	Na	K
7	23	39	(7+39) ÷ = 23
Cl	Br	I
35	80	127	(255+127) ÷ 81

                           Ilustração nº2 - As triades.

No mesmo ano, Max Von Pottenkofer agrupou elementos com propriedades químicas semelhantes em grupo de quatro, criando o conceito de tétrades. Em 1857, Jean Baptistes Dumas, comparando propriedades químicas avançou para o conceito de pêntades.

O PARAFUSO TELÚRICO

O geólogo Alexandre-Émile Béguyer de Chancourtois foi o primeiro a classificar todos os elementos que eram conhecidos na época em ordem crescente de massa atômica relativa. Ele apresentou seu trabalho em 1892, antes de Johan Newland criar a Lei das Oitavas e antes mesmo de Mendeleev criar a Classificação Periódica.

                                                     Ilustração nº 3 - O parafuso telúrico

Chancourtois tomou por referência a massa atômica do oxigênio (16) e constituiu, na face externa de um cilindro, uma tabela em espiral com ângulo de 45˚, colocando os elementos por ordem crescente de massa atômica relativa ao oxigênio, de tal forma, que a cada volta, a massa atômica de cada elemento crescia em múltiplos de 16. Chancourtois chamou seu diagrama de “vis tellurique”, “parafuso telúrico” ou “espiral telúrico”, isso porque o elemento telúrio ocupava o meio do diagrama e o nome do elemento telúrio para um geólogo chama a atenção porque significa Terra. Chancourtois  apresentou seu trabalho à Academia Francesa de Ciências em 1892, mas os cientistas de língua francesa e os químicos de outros países não entenderam o diagrama e não lhe deram o devido valor.

A LEI DAS OITAVAS

Em 1863, Johan Alexander Reina Newlands usou a massa atômica como critério de classificação e relacionou os sessenta e dois elementos então conhecidos, em grupos de 8, comparando as sequências obtidas com a escala das notas musicais. Nessa classificação, as propriedades químicas dos elementos se repetiam em sequência com intervalos de oito elementos, e Newlands deu à tabela o nome de Lei das Oitavas.

A classificação não era perfeita e foi ridicularizada pela comparação com as notas musicais e a tabela não foi aceita. Depois que foi estabelecida a teoria da valência por Gilbert N. Lewis e a teoria da ligação química por Irving Langmuir, a periodicidade em oito das propriedades químicas dos elementos foi aceita. Newlands foi o primeiro pesquisador a chamar atenção para a periodicidade das propriedades dos elementos e por isso o desagravo veio em 1887, quando Newlands foi condecorado pela Royal Society of London por sua contribuição à ciência.

                                 

                                        Ilustração nº4 - lei das oitavas

A CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA

Trabalhando de forma independente, entre 1869-1870, Dmitri Ivanovich Mendeleev, um siberiano, desconhecido supervisor d pesos e medidas (Prêmio Nobel de Química de 1905) e, simultaneamente, Lothar Mayer organizaram tabelas dos elementos então conhecidos. Mendeleev ordenou os elementos com base nas propriedades químicas e Mayer o fez com base nas propriedades físicas.

Ao escrever seu livro “Os Princípios da Química”, Mendeleev colou os elementos em uma linha horizontal e verificou que aqueles com propriedades químicas similares apareciam de forma regular, de oito em oito, o que originou o termo “Tabela Periódica” para a classificação. Mendeleev verificou a necessidade de deixar locais vagos nas colunas verticais, reservados para elementos ainda não descobertos.

A Tabela criada por Mendeleev era mais perfeita do que a de Mayer porque previa a existência de elementos ainda desconhecidos, reservava locais para eles e predizia as respectivas propriedades químicas.

O próprio Mendeleev fez a primeira modificação na tabela para nela incluir o rádio (usando o símbolo Rd), depois que Marie Curie descobriu esse elemento. Com o tempo, a Tabela Periódica de Mendeleev foi repetidamente revista com o preenchimento dos espaços vazios, na medida em que novos elementos foram descobertos.

                                                 Ilustração nº 5 - Classificação Periódica original

                                                          Ilustração nº 6 - primeira modificação na Classificação Periódica

A PRIMEIRA MODIFICAÇÃO DA CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA

O meio científico reconheceu o valor da tabela, mas também identificou alguns problemas relacionados à classificação com base na massa atômica. Por exemplo, o peso atômico do argônio, um gás que não reage quimicamente com outros elementos, determinava sua colocação no mesmo grupo de elementos quimicamente muito ativos como o lítio e o sódio.

Em 1913, o físico britânico Henry Moseley descobriu a relação entre linhas espectrais fora da região da luz visível com um número ordinal inteiro e deu a ele o nome de “número atômico”, valor que mais tarde foi relacionado com o número de prótons contidos nos núcleos dos átomos. A partir desse novo conceito, a tabela passou a ser ordenada segundo a carga elétrica nuclear, isto é, segundo o número de prótons que por sua vez reflete o número de elétrons de cada elemento. Com esse novo critério, as inconsistências do existente no arranjo original de Mendeleev desapareceram.

                                 Ilustração n°7 - Classificação periódica com a série dos actinídeos.

A última modificação na tabela ocorreu em 1944 quando Glenn T. Seaborg (Prêmio Nobel de Química em 1.951) formulou o conceito de actinídeos (ou actinóides) para encaixar os elementos transurânicos na tabela. O resultado foi a extensão da Tabela Periódica com a colocação de uma nova série, a série dos actinídeos (composta pelos elementos de número atômico entre 89 e 103), que foi abaixo da série dos lantanídeos. Mais tarde, Seaborg propôs a série dos transactinídeos (composta por elementos de número atômico entre 104 e 121), e a série superactinídeos (para abranger elementos de numero atômico entre 122 e 153).

CLASSIFICAÇÕES DOS NUCLÍDEOS

A CARTA TRILINEAR DE NUCLÍDEOS

Durante a Segunda Guerra Mundial, apareceu grande número de nuclídeos e então William H. Sullivan, um químico do Clinton Laboratory, tentou organizá-los numa carta onde pudessem ser facilmente identificados em sequência, em função de três parâmetros: o número de neutros, o numero de prótons e número de massa.

Para conseguir organizar uma carta com três coordenadas, Sullivan decidiu colocar cada nuclídeo dentro de um hexágono que é uma figura com três eixos, criando uma carta cuja aparência se assemelha a uma colméia.

                                        Ilustração nº 7 - Classificação Trilinear de nuclideos

Assim, todos os isótopos de um determinado elemento (mesmo número atômico, Z) figuram em uma linha inclinada em 30º acima da horizontal; todos os isóbaros (com o mesmo número de massa, A) aparecem numa linha vertical; todos os isótones (com o mesmo número de nêutrons) ficam numa linha inclinada 30º abaixo da horizontal; todos os isodiáferos (com números N-Z iguais) ficam numa linha horizontal.

                                             

                                Ilustração nº 8 esquema da posição dos nuclídeos na classificação trilinear.

A primeira carta foi publicada em 1949, após dois anos de trabalho, impressa em 4 cores com 13 tipos de dados, contendo 935 hexágonos e, quando era desenrolada, media 4,90m de comprimento. A segunda edição, de 1957, tinha 5,20m de comprimento e continha 1.349 hexágonos. Nessa carta, o termo “espécie de núcleos” foi substituído pelo termo “nuclídeo”. Para manter a carta de 1957 atualizada, eram vendidos em separados hexágonos de novos nuclídeos para serem colados à carta. Até 1961, foram lançadas nove edições de hexágonos coláveis e o número de hexágonos chegou a 1.349 hexágonos, com muitos isômeros duplos ou triplos. Em 1979, foi publicada pela Mallinckordt uma carta mais simplificada com 2.250 hexágonos, incluindo 250 para isótopos estáveis e 39 para elementos com meia vida acima de 1 milhão de anos. A edição de 2005, publicada pela Radiochemistry Society, continha 3.015 hexágonos.

A CARTA DE KARLSRUHE

Em 1947, Truman P. Kohman criou a palavra nuclídeo para designar cada espécie de núcleo atômico em função do número de prótons acrescido do número de nêutrons e, mais tarde no conceito de nuclídeo foi incluído o estado da energia nuclear do núcleo.

Em 1956, no Radiochemistry Institute no Karlsruhe Nuclear Research Centre (Instituto Radioquímica do Centro de Investigação Nuclear) da Universidade Técnica de Karlsruhe então dirigido pelo Professor Walter Seelmann-Eggebert, começou a ser organizada uma carta, não de elementos, mas de nuclídeos. Essa classificação recebeu o nome de Carta de Nuclídeos de Karlsruhe. O propósito era dar uma visão estruturada e completa das propriedades essenciais dos nuclídeos então conhecidos para servir de ferramenta de ensino durante um Curso sobre Isótopos e Radioquímica. A carta é essencialmente um gráfico no qual o número de nêutrons está colocado na abscissa e o número de prótons figura na ordenada. Em cada ponto de intersecção do número de prótons com o número de nêutrons há uma caixa. Contendo, entre outros, os dados característicos de cada nuclídeo, incluindo meia-vida, modos de decaimento, energias das partículas e radiação gama emitidas pelo nuclídeo, o modo de decaimento..

As caixas são coloridas e a cor indica o modo de decaimento do nuclídeo. Na tabela abaixo estão as cores das caixas e que correspondentes às 9 formas de decaimento dos nuclídeos:

próton = laranja

α = amarelo

β- = azul,

nêutron = azul claro

particular pesada (cluster) = violeta

β+ e ε – captura de elétron = ambos em vermelho,

fissão espontânea = verde

transição isomérica = branco

Nuclídeos estáveis = preto.

Quando o nuclídeo tem só uma forma de decaimento, a caixa tem só uma cor. Quando existe mais de uma forma de decaimento, o fato é indicado pelas respectivas cores.

Nas várias edições da Carta, os novos nuclídeos foram incluídos depois que suas meia-vidas ou sua massas foram medidas ou depois que o nuclídeo foi claramente identificado.

A primeira edição da carta surgiu em 1958 e era de autoria de Walter Seelmann-Eggebert e Gerda Pfennig do Instituto Radioquímica. Nessa edição, constavam os 102 elementos conhecidos na época (do hidrogênio ao nobélio), os 267 nuclídeos estáveis e 1.030 nuclídeos instáveis.

A última edição, publicada em 2012, relacionava 116 elementos (do hidrogênio ao livermório de símbolo Lv), 267 nuclídeos estáveis e 3.847 nuclídeos instáveis.

Entre as duas datas ocorreram: a 2 ª edição em 1961, a 3 ª edição em 1968, a 4 ª edição em 1974, a 5 ª edição em 1981, a 6 ª edição em 1995, a 7 ª edição em 2006 e a 8 ª edição em 2012.

Hoje, além do ensino, a carta é usada em física médica, proteção das radiações, física nuclear, radioquímica, Medicina Nuclear, biologia, agricultura, geologia, astrofísica e outras ciências.

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HISTÓRIA DAS RADIAÇÕES NO DIAGNÓSTICO MÉDICO –

ONDAS DE CHOQUE - RUÍDO E SOM - PERCUSSÃO E AUSCULTA.

HISTÓRIA DAS RADIAÇÕES NO DIAGNOSTICO MÉDICO = ONDAS DE CHOQUE - PULSO E PRESSÃO ARTERIAL.

HISTÓRIA DAS RADIAÇÕES NO DIAGNÓSTICO MÉDICO – ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO = RAIOS X

HISTÓRIA DAS RADIAÇÕES NO DIAGNÓSTICO MÉDICO – ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO

A HISTÓRIA DAS RADIAÇÕES NO DIAGNÓSTICO MÉDICO - AS PRIMEIRAS RADIOGRAFIAS, A CHEGADA DOS RAIOS X NO BRASIL - OS RAIOS X NAS GUERRAS - A HISTÓRIA DA EVOLUÇÃO DOS TUBOS DE RAIOS X - A HISTÓRIA DA FLUOROSCOPIA - A HISTÓRIA DA ABREUGRAFIA

A HISTÓRIA DOS FILMES RADIOGRÁFICOS

A HISTÓRIA DOS ÉCRANS REFORÇADORES

A HISTÓRIA DO DIAFRAGMA POTTER-BUCKY

A HISTÓRIA DOS MEIOS DE CONTRASTE EM RADIOLOGIA

A HISTÓRIA DA TOMOGRAFIA CONVENCIONAL – A HISTÓRIA DA TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA

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SINAIS ENCONTRADOS NA CINTILOGRAFIA DO ESQUELETO COM 99m Tc-MDP

Prof. João Eduardo Irion

Contribuição especial publicada no

ALABISMNJOURNAL de 15 de outubro de 2013

Resumo

Este trabalho apresenta vinte e um sinais cintilográficos constantes da literatura e propõe o uso de novos sinais. As imagens obtidas de estudos ósseos com ^99mTc-MDP são confrontadas com os objetos de comparação que originam os nomes dos sinais, acompanhado de uma breve explicação do significado clinico.

             Para ver o trabalho click aquí: http://www.alasbimnjournal.net/contenidos/sinais-encontrados-na-cintilografia-do-esqueleto-com-sup-99m-sup-tc-mdp-125?cap

Abstract

This work includes twenty-one scintigraphic signs with constant citation in the literature, and proposes the use of additional signs. Nuclear bone images obtained with ^99mTc-MDP are confronted with objects from which they take the name, and a brief explanation of their clinical significance is given.

Introdução

Não se sabe quando a radiologia começou a usar analogias das imagens das lesões identificadas nas radiografias com pessoas, animais, alimentos ou objetos para memorizar o significado e auxiliar na interpretação dos exames. A literatura e o exercício da clínica classificaram como sinais essas analogias, algumas relativamente específicas e outras são patognomônicas. A Medicina Nuclear herdou essa prática. Neste trabalho, o autor reúne vinte e um sinais consagrados na literatura e apresenta a sugestão de treze novos sinais. O trabalho consta das imagens cintilográficas confrontadas com os objetos de comparação, descrevendo-os e especificando os respectivos significados clínicos.

To see this work click here: http://www.alasbimnjournal.net/contenidos/sinais-encontrados-na-cintilografia-do-esqueleto-com-sup-99m-sup-tc-mdp-125?cap

A HISTÓRIA DAS RADIAÇÕES NO DIAGNÓSTICO MÉDICO - RAIOS X - SEXTA PARTE = A HISTORIA DA TOMOGRAFIA CONVENCIONAL E A HISTORIA DA TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA

HISTÓRIA DA TOMOGRAFIA

Prof. Dr. João Eduardo Irion

No início do século XX, pesquisadores de vários países, mesmo sem se comunicarem, trabalharam com um propósito comum que era encontrar alguma forma de desfazer as superposições das sombras nas radiografias convencionais bidimensionais. A necessidade de uma solução existia porque as radiografias em incidências ortogonais ou a fluoroscopia não eram métodos satisfatórios para determinar a profundidade ou a localização de lesões ou corpos estranhos nos pacientes.

ESTEREOSCOPIA E ESTEREOGRAFIA

As primeiras tentativas de solução do problema fundamentaram-se nos princípios da visão binocular e da estereoscopia formulados por Sir Charles Weaststone em 1840. A aplicação do procedimento em radiologia exigia a tomada de duas radiografias obtidas depois de determinado deslocamento do tubo de raios X e, a seguir, o uso de equipamentos para a visão binocular estereoscópica das duas radiografias.

A primeira referência sobre o uso da estereoscopia na radiologia ocorreu um 11 de março de 1896, quando T. Tompson publicou no “Electric Engineer” o trabalho intitulado “Steroscopic Roentgen Pictures”. No início de 1896, G. Countermulins opacificou vasos em cadáveres para estudar a estereografia com raios X.

Em 1900, E. Henrard, médico do exército belga, formulou os princípios para localizar projéteis em feridos de guerra mediante o uso da estereoscopia com raios X e, com isso, foram criados equipamentos estereoscópicos usados durante a I Guerra Mundial. Entre eles, o mais comum era fabricado pela Weatstone e vendido pela empresa Victor dos Estados Unidos.

Os resultados da estereoscopia nunca foram satisfatórios, e por isso ela foi superada pela tomografia, porém permaneceu em uso até os fins dos anos 20, na radiologia cardiovascular.

PARALAXE

Outra forma de desfazer as superposições de sombras usa os princípios da paralaxe (palavra grega que quer dizer movimento) e que, em radiologia, significa o deslocamento de uma sobra quando o tubo de raios X muda de posição, e o filme e o paciente permanecem imóveis. O primeiro trabalho sobre o tema foi publicado em 1915, por Karol Mayer em Poznam, Alemanha, intitulado “Diferencial Radiologic Diagnosis in Diseases of Herat and Aorta”.

Os procedimentos que usam a paralaxe para desfazer superposição de sombras não se enquadram na definição da tomografia, pois essa se baseia no fato de que do trio tubo-paciente-filme, obrigatoriamente, dois deles se movem durante a tomada das imagens.

A primeira aproximação das pesquisas com a tomografia ocorreu em 1915 quando Carlo Baese, um médico militar de Florença, inventou o aparelho (usado na Primeira Grande Guerra) para localizar corpos estranhos metálicos que chamou de radioesterômetro. Ele consistia em mover o tubo e écran fluoroscópico unidos por um braço fazendo uma espécie de tomografia fluoroscópica.

A TOMOGRAFIA CONVENCIONAL

A tomografia é, na essência, a aplicação mais avançada da paralaxe para registrar, num mesmo filme, a imagem de um corte longitudinal do corpo, desfazendo a superposição de sombras. Na tomografia, a imagem é obtida quando, no momento da exposição, movem-se ao mesmo tempo dois dos componentes da tríade “tubo-paciente-filme”.

O primeiro a entender esse princípio foi André Edmund Marie Bocage, um dermatologista francês. Bocage como médico militar na Primeira Guerra Mundial, localizava projéteis em feridos mediante cálculos trigonométricos realizados em várias imagens obtidas com o deslocamento do tubo e do filme. Ele, em 1917, em plena guerra, concebeu a ideia de obter imagens radiográficas de cortes longitudinais do corpo humano. Mais tarde, em 1920, trabalhando no Hospital Salpètrière em Paris, ele retornou à ideia e então uniu tubo e filme por um braço para que os dois, no momento da exposição, fizessem um deslocamento sincrônico e linear, mas movendo-se em sentido oposto.

Bocage patenteou o método em 1922, t5odavia não teve recursos para fabricar o invento e nem meios para pagar a anuidade da patente, e por isso ela caiu em domínio público. Em 1937, vinte anos depois da concepção do tomógrafo, um aparelho foi comercializado pela fábrica Massiot da França com o nome de Biotome.

Cabe a Bocage o mérito do invento dos cortes tomográficos e a formulação dos princípios da tomografia tais como: a trajetória do deslocamento do tubo e do filme, a relação entre a posição do eixo de rotação do sistema e a profundidade de corte, a importância do uso de grades antidifusoras e a influência do tamanho do foco na qualidade das imagens.

O engenheiro holandês Bernard George Ziedses Des Plantes, que mais tarde se formaria médico para chegar à posição de Professor de Radiologia da Universidade de Amsterdã, começou a se preocupar com a dissociação das sombras nas imagens radiológicas ainda como estudante de medicina. Em 1930, ele criou um aparelho no qual o tubo e o filme descreviam um movimento circular ou um movimento em espiral. O protótipo do aparelho foi concluído em 1931 e recebeu o nome de planígrafo. Em 1936, coube mais uma vez, à companhia Massiot lançar no comércio o primeiro equipamento baseado na tecnologia de Ziedses.

Assim como os demais inventores que ignoravam o trabalho de outros pesquisadores, o holandês de Nijmegen, D.L. Baterlinck construiu um tomógrafo cujas primeiras imagens foram apresentadas em novembro de 1930, em uma reunião de radiologistas em Amsterdã.

Na Itália, a preocupação com a dissociação das sombras por meio de cortes tomográficos coube a Alessandro Vallebona, Diretor do Departamento de Radiologia da Universidade de Gênova. Ele batizou seu método com o nome de estratigrafia, cujas primeiras imagens foram mostradas ao Nono Congresso Italiano de Radiologia em 1930. Vallebona fez com o primeiro aparelho somente tomografias de fantomas, mas em 1932-1933, usou na clínica o segundo equipamento. Vallebona desenvolveu duas técnicas de aquisição das imagens: na primeira, o tubo e o filme faziam um movimento circular em torno do paciente imóvel; na segunda, o paciente girava em torno do eixo de corte enquanto o tubo e filme permaneciam imóveis.

O desenvolvimento europeu da tomografia não era conhecido na América do Norte. Em 1928, nos Estados Unidos, o técnico de radiologia Jean Kieffer foi hospitalizado para tratar tuberculose pulmonar e durante a permanência no hospital, preocupado com sua doença, idealizou um aparelho para fazer cortes tomográficos de seu pulmão, eliminando a superposição de sombras. O protótipo do equipamento foi montado em 1934, no qual o tubo e o filme descreviam um movimento de trajetória circular ou elíptica e recebeu o nome de “Máquina de raios X focados”. Em 1938, a Keleket Company lançou no comércio o equipamento com a tecnologia de Kieffer com o nome de laminógrafo.

Embora se soubesse que os cortes tomográficos de melhor qualidade fossem os obtidos com equipamentos dotados de movimentos complexos (movimento circular, em espiral, hipociclóide, em forma de 8 e outros) da tríade tubo-paciente-filme, até a década de 60, a preferência recaiu sobre o movimento linear porque os aparelhos com movimento complexos eram mais caros e irradiavam mais os pacientes. Além disso, o movimento unidirecional permitiu a comercialização de tomógrafos para mesas radiológicas convencionais ou o uso de adaptadores nos moldes dos criados por W. Twinning em 1936.

Em resumo, nos primórdios da história da tomografia, vários pesquisadores, em pelo menos quatro países, trabalhando de forma independente estruturaram a técnica tomográfica e, como as pesquisas simultâneas ocorreram em locais diferentes, sugiram para ela várias denominações: radiografia seccional, tomografia, (Bocage), estratigrafia, (Vallebona), planigrafia (Ziedes), laminografia (Kieffer). Intraskop (Siemens), Sectógrafo (Medical Supply Association), mas o uso consagrou o termo tomografia para a técnica.

A TOMOGRAFIA MULTIDIRECIONAL

O ápice do uso da tomografia convencional ocorreu com o lançamento do extraordinário equipamento, o tomógrafo multidirecional denominado Polytome. O modelo experimental do Polytome foi criado em 1949 pelos engenheiros Raymond Sans e Jean Porcher no Hospital Salpètière em Paris. O aparelho foi apresentado pela companhia Massiot em julho de 1951, em Bruxelas, na Primeira Convenção dos Radiologistas de Língua Francesa. O Polytome era muitas vezes superior aos tomógrafos convencionais, fazendo cortes com espessura de 1 mm, com alto contraste, grande resolução espacial e precisão de detalhes, permitindo levar a tomografia para zonas mais complexas do corpo como, por exemplo, o osso temporal. Tudo porém foi superado pela tomografia computadorizada.

TOMOGRAFIA NÃO COMPUTADORIZADA DE CORTES TRANSVERSAIS

Antes de ser inventada a tomografia computadorizada existiu a tomografia de cortes transversais ao eixo longitudinal do corpo. O inventor da tomografia transversa não-computadorizada com a mesma orientação do CT de hoje foi o inglês William Watson. Em 1937, ele construiu um aparelho para a tomografia transversa que foi patenteado nos Estados Unidos em 1936 e na Inglaterra em 1939.

Ele explicou os princípios desse tipo de tomografia numa conferência na Royal Society of Health em 1939.

Vallebona também trabalhou na busca da tomografia transversa e fez as primeiras imagens em 1947. No Japão, a tomografia de cortes transversais foi estudada por Shinji Takahashi que iniciou os trabalhos nesse sentido em 1949, mas suas pesquisas somente se tornaram conhecidas em 1957, depois que foram publicadas em inglês.

A HISTORIA DA TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA

Em 1955, Allan McLeod Cormack trabalhou como físico no Departamento de Radioterapia do hospital Cidade do Cabo, onde se preocupou em achar um meio de calcular com precisão a intensidade da energia do feixe de raios X usado em radioterapia e que chega a um ponto determinado do corpo.

Cormack procurou fazer um mapa da distribuição da absorção dos raios X aplicados no corpo em diferentes ângulos para, desse modo, obter uma imagem de um corte com alta definição por meio de cálculos de triangulação. Pensando que esse método já estivesse em uso, ele fez uma extensa pesquisa na literatura sobre o tema e ficou surpreso porque ninguém tentara estudar o assunto. Mais tarde, ele encontrou um longo trabalho de autoria do matemático Johan Randon que fora escrito no inÍcio do século sobre o mesmo problema.

Em 1956, Cormack foi para a Universidade de Harvard e, no ano seguinte, concluiu o desenvolvimento de uma fórmula matemática para compilar e gerar com precisão uma imagem por meio dos dados obtidos com a passagem de raios X pelo corpo com incidência em diferentes ângulos. Resolvido o problema teórico, ele passou à pesquisa experimental. Ele mesmo construiu um aparelho e com esse equipamento ele mediu, com sucesso, a absorção dos raios X em cortes de carne de cavalo e de porcos, processando os resultados com uma simples calculadora manual. Cormack publicou os resultados de sua pesquisa no artigo intitulado "Representation of Function by its Line Integrals,” no The Journal of Applied Physics e, mais tarde, no Physics of Medical Biology. Como físico teórico, Cormack não se preocupou com o uso prático de duas pesquisas.

GODFREY NEWBOLD HOUNSFIELD

Em meados da década de sessenta, o engenheiro Godfrey Newbold Hounsfield (mais tarde foi agraciado com o título de Sir) trabalhava no THORN EMI (Central Research Laboratories da Electric and Musical Industries Ltd. - EMI) e começou, independentemente de Cormack, a pesquisar sobre tomografia e reconstrução de imagens. Para isso, ele usou uma técnica e um equipamento diferente, utilizando a capacidade dos computadores existentes na época na reconstituição de imagens.

As pesquisas iniciais foram realizadas com um equipamento simples, composto de somente um detector (válvula fotomultiplicadora) e uma pastilha de amerício 95 como fonte de raios gama. Nesse equipamento, a fonte e o detector moviam-se em torno do objeto, usando o princípio de rotação-translação de grau em grau num total de180˚. A coleta de dados durava 9 dias devido à baixa intensidade da fonte de radiação. A seguir, as imagens eram reconstruídas num computador mainframe ICL 1905 que levava duas horas e meia para completar o processamento. Mais tarde. a fonte de radiação foi substituída por um tubo de raios X e o tempo de escaneamento ficou reduzido para nove horas.

As primeiras imagens foram obtidas de um cérebro de boi e o corpo de um porco obtidos num açougue.

Em 1971, Hounsfield mostrou as imagens ao neuroradiologista Dr. James Abraham Edward Ambrose e esse conseguiu, emprestado de um museu, um cérebro humano conservado em formol para ser tomografado. Ambrose ficou admirado com as imagens digitalizadas que Hounsfield lhe mostrou cinco semanas depois.

Uma vez que ficou provada a utilidade da tomografia computadorizada o passo seguinte foi a construção de um protótipo para uso clínico. O aparelho então construído recebeu o nome de EMI MARK I e seu detector era uma válvula fotomultiplicadora com iodeto de sódio. O tomógrafo foi instalado em setembro de 1971, no Atkinson Morley´s Hospital do sul de Londres com o apoio dos neuroradiologistas James Ambrose e Louis Kreel. A primeira tomografia clínica foi feita em 1˚ de outubro de 1971 de uma paciente com tumor cerebral. O cirurgião que retirou o tumor disse que a massa tinha exatamente a mesma aparência da imagem tomográfica.

A abertura do aparelho era pequena e só permitia escanear a cabeça do paciente e, além disso, era necessário envolver o crânio com uma touca de borracha cheia de água (mais tarde substituída por lâminas de carbono) para atenuar a radiação. O tempo de aquisição da tomografia era de 4minutos e meio.

Em 20 de abril de 1972, no 32˚ British Institute of Radiology, Haunsfield apresentou os resultados do aparelho da EMI numa palestra com o título "Tomografia Computadorizada (uma nova forma de demonstrar alguns tecidos moles do cérebro sem uso de meios de contraste)". Antes disso, Hounsfield apresentara no 2˚ Congresso de Radiologia de Amsterdã algumas imagens experimentais sem despertar interesse e o mesmo aconteceu no Curso de Pós-graduação em Neurologia no Albert Einstein College of Medicine em Nova Iorque, em 15 de maio de 1972, onde foram mostradas as primeiras imagens de uso na clínica.

A primeira tomografia computadorizada de corpo inteiro foi a do engenheiro Tony Willians, da equipe da EMI, porque ele era suficientemente magro para caber na abertura do aparelho.

Hounsfiedl e seu grupo continuaram as pesquisas no Atkinson Morley´s Hospital e no National Hospital of Neurology and Neurosurgery de Londres.

A primeira descrição da técnica da Tomografia Axial Transversa foi publicada no British Journal of Radiology, em 1973. Nesse mesmo ano, o primeiro aparelho foi lançado no comércio com a sigla EMI CT 1000 que era um aperfeiçoamento do Mark I. Esse novo aparelho já estava equipado com 30 detectores, reduzindo o tempo de aquisição das imagens para 20 segundos.

Em 1974, o Dr. Robert Ledley Professor de Radiologia, Biofísica e Fisiologia da Georgetown University desenvolveu o primeiro aparelho para tomografia computadorizada de corpo inteiro que tinha a sigla ACTA (Automatic Computed Transverse Axial) equipado com 30 válvulas fotomultiplicadoras e que já dispensava o uso da touca de borracha.

EVOLUÇÃO DOS EQUIPAMENTOS

Os equipamentos evoluíram na seguinte sequência:

Primeira geração - um detector móvel;

Segunda geração - de 8 a 30 detectores móveis;

Terceira geração - de 500 a 700 detectores móveis;

Quarta geração - 2.400 detectores fixos.

O PRÊMIO NOBEL DE MEDICINA E FISIOLOGIA

Em 1979, Hounfield e Cormark receberam o Prêmio Nobel de Medicina e Fisiologia por seus trabalhos na invenção e no desenvolvimento da tomografia computadoriza. Eles foram os primeiros não médicos a receber a distinção . Os dois se encontraram pela primeira vez no dia da entrega do Prêmio.

BIBLIOGRAFIA

Allan Cormack, 74, Nobelist Who Helped Invent CAT Scan - New ...www.nytimes.com › ...http://www.nytimes.com/1998/05/09/us/allan-cormack-74-nobelist-who-helped-invent-cat-scan.html

Conventional tomography J.T.Littlelton M.D. and M.I. Durizch Littleton , R. T. M. B. A -  http://www.arrs.org/publications/HRS/diagnosis/RCI_D_c15.pdf

In search for the third dimension: from radioestereoscopy to Treee-dimensional imaging - http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12463506

A história da tomografia computadorizada – Antgonio Carlos Pires /carvalho – Rev. Imagem 2007,29(2)61-66

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