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.

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

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

Próxima postagem:

 

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

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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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

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            A HISTÓRIA DA MEDICINA NUCLEAR

A HISTÓRIA DAS RADIAÇÕES NO DIAGNÓSTICO MÉDICO - RAIOS X - QUINTA PARTE = HISTÓRIA DOS MEIOS DE CONTRASTES NA RADIOLOGIA

OS MEIOS DE CONTRASTE  NA RADIOLOGIA

Prof. DR. João Eduardo Irion

A PRIMEIRA ANGIOGRAFIA

A radiografia da mão da Sra. Anna Bertha mostrou a diferença de absorção dos raios X entre os ossos e tecidos moles e não se sabe quem cunhou o termo “contraste” para expressar o fato. Logo após as primeiras radiografias do esqueleto, os pesquisadores procuraram alargar o campo de ação da nova radiação em medicina com a criação de contrastes artificiais para estudar os órgãos e os tecidos moles. A primeira tentativa nesse sentido ocorreu em Viena em janeiro de 1896, onde Eduard Haschek e Otto Lindenthal realizaram a primeira angiografia, injetando na mão de um cadáver, uma mistura de cal, mercúrio e petróleo.

O CONTRASTE NO TUBO DIGESTIVO

A seguir começaram as tentativas de opacificar, por meio de injeção de substâncias contrastadas, as cavidades do tubo digestivo e também da bexiga. Já em 1896, Walter Cannnon na Harvard Medical School, usou cápsulas de bismuto para estudar a fisiologia da deglutição em gansos por meio de radiografias.

Em 1904, Reider em Viena usou uma mistura radiopaca para exame do estômago e duodeno. Inicialmente foi empregado bismuto que, a partir de 1910, foi sucedido pelo sulfato de bário, cuja tendência para a precipitação foi resolvida pela indústria farmacêutica em 1920, com a suspensão coloidal estável desse sal.

A primeira tentativa de examinar o intestino grosso ocorreu por meio de um enema aplicado com uma mistura de óleo e bismuto. Depois veio o enema com bário. O enema baritado com duplo contraste foi criado por Laurel em Uppsala, na Suécia, em 1921.

Entre as décadas de 30 e 60, um outro tipo de contraste foi utilizado: o dióxido de tório coloidal, o qual produzia imagens nítidas e consistentes e reduzia a chance de consti­pação intestinal. Esse produto também foi empregado como contraste vascular, mas seu uso foi suspenso porque o tório é um elemento radioativo emissor de radiação α e seu acúmulo no fígado e na medula óssea causou cânceres em pessoas entre 20 e 30 anos depois que realizaram o exame radiológico..

A PNEUMOVENTRICULOGRAFIA

Em novembro de 1912, Lachett Estenvard descobriu ar nos ventrículos em um paciente com fratura de crânio.

Cabe a Valter Dandy, cirurgião de Baltimore, a realização da primeira pneumoventriculografia. Ele começou suas pesquisas fazendo experiências em cães injetando-lhes substâncias radiopacas nos ventrículos (tório, potássio, sais de bismuto), mas os animais morriam. Decidiu então usar gás e depois de novas experiências bem sucedidas em animais, Dandy realizou a primeira pneumoventriculografia numa criança hidrocefálica em 1918. Em 1920 Dandy publicou o trabalho "Localization or elimination of cerebral tumor by ventrieulography".

A PRIMEIRA RADIOGRAFIA CONTRASTADA DO SISTEMA CIRCULATÓRIO “IN VIVO”

A primeira radiografia feita com o uso de contraste, administrado por via vascular “in vivo” foi realizada, em 1919, pelo Dr. Carlos Heuser, radiologista argentino. Ele fez com sucesso uma flebografia, injetando na mão de um paciente uma solução de iodeto de potássio. O “mundo científico da época” não tomou conhecimento dessa experiência porque ela foi escrita em espanhol e publicada numa revista que circulou somente na Argentina. [1]

A ANGIOGRAFIA CEREBRAL

A angiografia cerebral foi criada pelo médico português Egaz Moniz que por seu trabalho recebeu o Prêmio Nobel de Medicina e Fisiologia em 1949. A primeira angiografia cerebral foi feita por Muniz em um paciente, com injeção de iodeto de sódio na carótida.

A MIELOGRAFIA

Em 1921, o Dr. J. Forestier e o Dr. J Sicard criaram o Lipiodol um óleo iodado que permitiu a opacificação do espaço epidural e a realização da mielografia. Aprimeira mielografia foi realizada por J. Licord em m1931, injetando contraste no espaço subaracnoideo.

O CATETERISMO CARDÍACO

O pioneiro do cateterismo cardíaco foi o alemão Werner Frosmann, Prêmio Nobel de Medicina e Fisiologia em 1929, ano em que introduziu um cateter na própria veia, levando-o até a aurícula direita e confirmou sua posição por meio de radiografias.

A UROGRAFIA EXCRETORA

O exame contrastado do sistema urinário passou por duas fases: na primeira fase, houve o uso de contrastes iodados inorgânicos para a realização de cistografia retrograda; na segunda fase, passou-se a usar contrastes iodados orgânicos para realização da urografia excretora.

A urografia excretora foi desenvolvida pelo Dr. Moses Swick, urologista do Mount Sinai Hospital, depois de tentativas sem sucesso de outros pesquisadores. Em 1929, o Dr. Moses apresentou seu trabalho sobre o uso do Uroselectan (ou Iopax) na realização da urografia excretora.

A COLECISTOGRAFIA

A colecistografia (depois chamada de colecistograma) foi desenvolvida a partir das pesquisas em coelhos e cães que Warren Henri Cole, então estudante de medicina, realizou usando compostos iodados opacos aos raios X que eram eliminados pela bile. Em 1923, ele obteve a primeira imagem da vesícula de um cão depois da aplicação endovenosa de tetrabromofenolftaleína.

Em 1924, o método foi empregado pela primeira vez no ser humano. Inicialmente, as colecistografias eram feitas depois da injeção intravenosa de tetrabromofenolftaleína de cálcio, e depois com a administração intravenosa de tetraiodofenolftaleína de sódio que produzia menos efeitos colaterais.

Quando Cole verificou que o contraste eliminado na bile era reabsorvido no intestino e reexcretado, mantendo a opacidade da vesícula por mais de um dia, mudou a via de administração de venosa pela via oral.

O colecistograma passou a ser o exame rotineiro de vesícula a partir de 1925, e, como tal, se manteve até o advento do uso do ultrassom no diagnóstico médico. A partir década de 70, a colecistografia foi gradativamente substituída pela ultrassonografia.

BIBLIOGRAFIA

Taming the Rays: A hisitory of radiation and protection – Editora www.lulu. Com 2008.

http://www.arrs.org/publications/HRS/diagnosis/RCI_D_c15.pdf

COLE, W.H. - Historical features of cholecystography. Radiology 76: 354-375, 1961.
GOODMAN, P.C. - Historia. In MAARGULIS, A.R., BURHENNE, H.J.(org.) - Radiologia del aparato digestivo (trad.), 4.^. ed., Buenos Aires, Ed. Medica Panamericana, 1991.

http://en.wikipedia.org/wiki/Werner_Forssmann

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[1] Segundo Geoff Meggitt no livro “Taming the Rays”.