LA FISICA APPLICATA ALLA MEDICINA
La fisica medica applicata in ambito sanitario comprende l’impiego delle radiazioni utilizzate a scopo medico: in diagnostica e in terapia
START
APPLICAZIONI DELLE FISICA IN CAMPO MEDICO
- sviluppo di nuove tecnologie
- mezzi per la diagnostica
- cura dei tumori
- studio sugli effetti nocivi delle radiazioni
- protezione dalle radiazioni
SECTION 01
I PIONERI DELLE RADIAZIONI IONIZZANTI
Timeline
1905
1896
1895
Viene riconosciuta a livello scientifico l’azione benefica del trattamento col radium dei tumori della pelle
Wilhelm Conrad Röentgen scopre i raggi X e la possibilita’ di ottenere delle radiografie
Bequerel scopre la radioattività, la radiazione invisibile, emessa da sostanze fosforescenti
1898
1896
Il medico Victor Despeignes annuncia il primo trattamento del cancro con i raggi X.
Pierre e Marie Curie scoprono il radium
I RAGGI X E IL TUBO CATODICO
LE RADIAZIONI
LE RADIAZIONI NON IONIZZANTI
Esse agiscono principalmente inalzando la temperatura dei corpi.
MICRONDE
RAGGI INFRAROSSI
RADIAZIONE TERMICA
LE RADIAZIONI IONIZZANTI
Queste radiazioni possono essere molto pericolose per gli organismi viventi.
RAGGI Y
RAGGI ULTRAVIOLETTI
RAGGI X
RADIAZIONI IONIZZANTI IN TERAPIA
La radioterapia
La radioterapia è quella branca della medicina specialistica che impiega le radiazioni ionizzanti per produrre un effetto radiobiologico distruttivo sul tessuto neoplastico. LA DOSE ASSORBITA: E’ il rapporto tra l’energia ceduta dalle radiazioni ionizzanti alla materia in un dato elemento di volume e la massa di tale volume.
Terapia con i raggi x
Radioterapia esterna con fasci collimati
Radioterapia intraoperatoria
Brachiterapia
impiega isotopi radioattivi (Cs137, Ir192, I125…) che vengono posizionati a contatto o all’interno di una lesione neoplastica
Consiste nell’irradiazione del paziente durante l’intervento chirurgico con sorgenti di radiazioni esterne
Consiste nell’irradiazione del paziente con sorgenti di radiazioni esterne.
RADIAZIONI IONIZZANTI IN DIAGNOSTICA
Limitazioni della radiografia
- L' esposizione ai raggi X può essere pericolosa.
- L’elevata intensità dei raggi X non permette l’esame dei tessuti molli che vengono attraversati dalla radiazione.
- La radiografia produce un’immagini bidimensionale.
La tomografia assiale computerizzata-TAC
Queste immagini tomografiche disegnano gli organi e tessuti sulla base della loro densità, rilevata grazie all’attenuazione di raggi x che attraversano il paziente da differenti punti di vista.
SCOPO:
- per la diagnosi dei tumori.
- per l’individuazione di altre patologie.
- per ottenere una visualizzazione di un trauma cranico.
Diagnostica medico-nucleare
Le immagini medico-nucleari vengono ottenute per mezzo della rilevazione di radiazioni emesse da radiofarmaci distribuiti nell'organismo.
La scintigrafia
è un esame che viene eseguito dopo la somministrazione al paziente per via endovenosa di un adatto radiofarmaco.SCOPO:
- "illumina" i tessuti sani.
- consente di ottenere informazioni sul funzionamento di alcuni organi, per esempio cuore, polmone, tiroide, circolazione sanguigna.
I RADIOFARMACI emettono radiazioni beta che dissipano tutta la loro energia in uno spazio molto piccolo.
La PET
Si avvale di radiofarmaci, che permettono di osservare alcune strutture di organi particolari e riesce a riconoscere alcuni processi metabolici.SCOPO:
- fornisce informazioni precise sulle cellule maligne e sul loro progressivo sviluppo
- verifica la presenza di malattia neurologiche
- studia l’attività del cervello
- controlla il funzionamento del cuore
SECTION 01
ALTRI STRUMENTI DI INDAGINE CHE NON RICHIEDONO L’UTILIZZO DI RADIAZIONI IONIZZANTI
La risonanza magnetica nucleare
La risonanza magnetica è una tecnologia che permette di ottenere immagini di sezioni dell’organismo di un paziente (immagini tomografiche) in modo incruento e non invasivo, ovvero senza la necessità di somministrare al paziente alcuna sostanza.
Ecografia
- è una tecnica diagnostica per immagini che utilizza ultrasuoni (onde elastiche) per produrre in tempo reale immagini di sezioni delle strutture corporee.
- Tecnica che si definisce OPERATORE INDIPENDENTE
Termografia
Magnetoencefalografia
Le variazioni locali di temperatura del nostro corpo, in forma di radiazioni elettromagnetiche infrarosse, possono essere rilevate con la termografia.
Il cervello ha un’attività magnetica che può essere misurata attraverso dispositivi molto sensibili a semiconduttore.
SECTION 01
EFFETTI DELLA CORRENTE ELETTRICA SUL CORPO UMANO
Quando una corrente attraversa il corpo umano può produrre azioni dirette su varie parti di esso:
- vasi sangugni e cellule nervose
- sistema cardiaco
- sistema nervoso centrale
- vari apparati (uditivo, visivo, epidermide...)
Arresto della respirazione
Tetanizzazione
+ info
+ info
Ustioni
Fibrillazione ventricolare
+ info
+ info
Soglia di percezione
- stimoli elettrici trasmessi al sistema nervoso controllano il funzionamento di vari organi
- stimoli esterni superiori alla soglia di percezione possono influire negativamente sull'organismo
- la PERICOLOSITA' dipende da:
- intensità e natura della corrente
- durata del contatto
- costituzione fisica del soggetto
- frequenza
- il valore percepibile varia di soggetto in soggetto
Correnti ad alta frequenza
Nonostante produca gravi effetti all'organismo, la corrente ad altra frequenza è MENO PERICOLOSA di quella a bassa frequenza al crescere della frequenza aumenta l'intensità dello stimolo necessario a produrre un eccitamento
Resistenza elettrica del corpo umano
- E' una grandezza che varia in base a diversi fattori
- E' concentrata negli arti superiori e inferiori di sezione ridotta costituiti di muscoli ed ossa
Stato della pelle
Pressione di contatto
Tensione di contatto
Superficie di contatto
umidità, sudore, tagli e ferite diminuiscono R
al suo aumento, diminuisce R
all'aumentare dell'una aumenta l'altra
R diminuisce all'aumentare della tensione
Frequenza
Attività neurologica
Durata del contatto
Densità di corrente
all'aumentare della frequenza R si riduce
dipende dal rapporto tra corrente e superificie di contatto
un'elevata attività cerebrale aumenta R
più dura il contatto, minori sono i valori di R
Capacità del corpo umano
- risiede nella pelle che funge da isolante tra l'elettrodo e il tessuto sottostante
- dipende dal valore della frequenza della corrente che attraversa il corpo
- normalmente ha un valore nullo, ad alte frequenze agisce come un corto circuito
- in termini circuitali il corpo è una impendenza capacitiva
Percorso della corrente
Tragitti più pericolosi:
- mani-torace
- mano sx-torace
- mano dx-torace
- mani-piedi
Tragitti meno pericolosi:
- mano dx-dorso
- mano sx-dorso
- mani-mani
Traumi da elettricità
Elettrocuzione
Folgorazione
- una scossa molto forte attraverso l'organismo
- tra gli effetti: paralisi muscolare, gravi ustioni, arresto respiratorio e cardiaco
- una scarica accidentale di corrente attraverso l'organismo umano
- tra gli effetti: crampi alle mani, alla gola, paralisi nervosa
+ info
Attività elettrica del cervello
Il nostro cervello e tutto il sistema nervoso formano un insieme di conduttori nei quali viaggiano segnali basati su fenomeni elettrochimici. E' come se fosse un circuito elettrico molto complesso che ci permette di percepire la realtà
Elettroencefalografia (ECG)
- Nel 1929 Haus Berger, un medico tedesco, scoprì che inserendo due aghi nel cuoio capelluto, in posizioni diverse, tra esse si creava una differenza di potenziale
- questa scoperta venne sfruttata per misurare l'attività elettrica cerebrale tramite la tecnica dell'encefalografia
Onde cerebrali
Durante la normale attività cerebrale ci sono piccole variazioni di potenziale con un andamento osciallante, le onde cerebrali
Neurotrasmettitori
- sono sostanze responsabili del passaggio di informazioni da un neurone all'altro (adrenalina,dopamina,insulina...)
- sono di due tipi, inibitori ed eccitatori
- è possibile favorire o sfavorire la trasmissione di impulsi introducendo sostanze artificiali (morfina), il cui abuso può nuocere all'organismo
Defibrillatore cardiaco
Video
La defibrillazione è una tecnica medica che prevede l'invio di una precisa scarica elettrica al cuore per porre termine ad una aritmia o ad un arresto cardiaco mortale
GLI EFFETTI BIOLOGICI ASSOCIATI ALL’IMPIEGO DEI CAMPI ELETTROMAGNETICI E I RISCHI PER L’UOMO
I campi elettromagnetici sono sommariamente suddivisi in:
2. Campi elettromagnetici a radiofrequenza e microonde (100 kHz-300 GHz)
1. Campi elettrici e magnetici statici (0Hz- 100 kHz)
Gli effetti sul corpo umano da esposizione a campi elettromagnetici esterni
- Gli effetti dipendono dalla: frequenza dei campi e dalla loro intensità.
- A basse frequenze, i campi magnetici inducono la circolazione di correnti all’interno del corpo.
il sistema nervoso è uno dei “bersagli” dell’interazione tra corpo umano e campi elettromagnetici di intensità bassa
Gli effetti delle radiofrequenze
Alle radiofrequenze, i campi penetrano soltanto per piccole profondità del corpo e l’energia trasportata viene convertita in un aumento della temperatura del corpo: il valore limite di riscaldamento è detto LIMITE DI SICUREZZA.
Effetti a breve termine dei campi elettromagnetici a radiofrequenza
- Gli standard internazionali di protezione definiscono limiti di esposizione ai campi elettromagnetici.
- per i sistemi fissi per le telecomunicazioni e radiotelevisivi sono previsti:
- limiti di esposizione
- valori di attenzione (da rispettare nei luoghi adibiti a permanenze prolungate dei soggetti della popolazione)
sono gli unici effetti biologici accertati dalla ricerca scientifica. Sono di natura termica e causano:
- aumento della temperatura corporea (L’organismo può tollerare aumenti di temperatura inferiori a 1°C)
- sudorazione
- aumento della circolazione sanguigna
- respirazione accelerata.
Effetti a lungo termine dei campi elettromagnetici a radiofrequenza
ipotesi di cancerogenicità dei campi elettromagnetici
rischio di glioma (tumore maligno nel cervello)
neurinoma del nervo acustico (un tumore benigno)
Emissioni elettromagnetiche del 5G
- tecnologia di telefonia mobile di quinta generazione (5G) a campi elettromagnetici a radiofrequenza emessi in bande di frequenza diverse dalle precedenti
novità del 5G:
- "internet delle cose"
- "onde millimetriche" di frequenza appartenente alla banda 26,5-27,5 GHz
- small cells, causa della “proliferazione di antenne”
Possibili rischi per la salute connessi al 5G
aumento di rischio di tumori intracranici negli utilizzatori di telefoni cellulari
LA FISICA APPLICATA ALLA MEDICINA
Ilaria Moda
Created on April 20, 2021
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LA FISICA APPLICATA ALLA MEDICINA
La fisica medica applicata in ambito sanitario comprende l’impiego delle radiazioni utilizzate a scopo medico: in diagnostica e in terapia
START
APPLICAZIONI DELLE FISICA IN CAMPO MEDICO
SECTION 01
I PIONERI DELLE RADIAZIONI IONIZZANTI
Timeline
1905
1896
1895
Viene riconosciuta a livello scientifico l’azione benefica del trattamento col radium dei tumori della pelle
Wilhelm Conrad Röentgen scopre i raggi X e la possibilita’ di ottenere delle radiografie
Bequerel scopre la radioattività, la radiazione invisibile, emessa da sostanze fosforescenti
1898
1896
Il medico Victor Despeignes annuncia il primo trattamento del cancro con i raggi X.
Pierre e Marie Curie scoprono il radium
I RAGGI X E IL TUBO CATODICO
LE RADIAZIONI
LE RADIAZIONI NON IONIZZANTI
Esse agiscono principalmente inalzando la temperatura dei corpi.
MICRONDE
RAGGI INFRAROSSI
RADIAZIONE TERMICA
LE RADIAZIONI IONIZZANTI
Queste radiazioni possono essere molto pericolose per gli organismi viventi.
RAGGI Y
RAGGI ULTRAVIOLETTI
RAGGI X
RADIAZIONI IONIZZANTI IN TERAPIA
La radioterapia
La radioterapia è quella branca della medicina specialistica che impiega le radiazioni ionizzanti per produrre un effetto radiobiologico distruttivo sul tessuto neoplastico. LA DOSE ASSORBITA: E’ il rapporto tra l’energia ceduta dalle radiazioni ionizzanti alla materia in un dato elemento di volume e la massa di tale volume.
Terapia con i raggi x
Radioterapia esterna con fasci collimati
Radioterapia intraoperatoria
Brachiterapia
impiega isotopi radioattivi (Cs137, Ir192, I125…) che vengono posizionati a contatto o all’interno di una lesione neoplastica
Consiste nell’irradiazione del paziente durante l’intervento chirurgico con sorgenti di radiazioni esterne
Consiste nell’irradiazione del paziente con sorgenti di radiazioni esterne.
RADIAZIONI IONIZZANTI IN DIAGNOSTICA
Limitazioni della radiografia
La tomografia assiale computerizzata-TAC
Queste immagini tomografiche disegnano gli organi e tessuti sulla base della loro densità, rilevata grazie all’attenuazione di raggi x che attraversano il paziente da differenti punti di vista.
SCOPO:
Diagnostica medico-nucleare
Le immagini medico-nucleari vengono ottenute per mezzo della rilevazione di radiazioni emesse da radiofarmaci distribuiti nell'organismo.
La scintigrafia
è un esame che viene eseguito dopo la somministrazione al paziente per via endovenosa di un adatto radiofarmaco.SCOPO:
I RADIOFARMACI emettono radiazioni beta che dissipano tutta la loro energia in uno spazio molto piccolo.
La PET
Si avvale di radiofarmaci, che permettono di osservare alcune strutture di organi particolari e riesce a riconoscere alcuni processi metabolici.SCOPO:
SECTION 01
ALTRI STRUMENTI DI INDAGINE CHE NON RICHIEDONO L’UTILIZZO DI RADIAZIONI IONIZZANTI
La risonanza magnetica nucleare
La risonanza magnetica è una tecnologia che permette di ottenere immagini di sezioni dell’organismo di un paziente (immagini tomografiche) in modo incruento e non invasivo, ovvero senza la necessità di somministrare al paziente alcuna sostanza.
Ecografia
Termografia
Magnetoencefalografia
Le variazioni locali di temperatura del nostro corpo, in forma di radiazioni elettromagnetiche infrarosse, possono essere rilevate con la termografia.
Il cervello ha un’attività magnetica che può essere misurata attraverso dispositivi molto sensibili a semiconduttore.
SECTION 01
EFFETTI DELLA CORRENTE ELETTRICA SUL CORPO UMANO
Quando una corrente attraversa il corpo umano può produrre azioni dirette su varie parti di esso:
Arresto della respirazione
Tetanizzazione
+ info
+ info
Ustioni
Fibrillazione ventricolare
+ info
+ info
Soglia di percezione
Correnti ad alta frequenza
Nonostante produca gravi effetti all'organismo, la corrente ad altra frequenza è MENO PERICOLOSA di quella a bassa frequenza al crescere della frequenza aumenta l'intensità dello stimolo necessario a produrre un eccitamento
Resistenza elettrica del corpo umano
Stato della pelle
Pressione di contatto
Tensione di contatto
Superficie di contatto
umidità, sudore, tagli e ferite diminuiscono R
al suo aumento, diminuisce R
all'aumentare dell'una aumenta l'altra
R diminuisce all'aumentare della tensione
Frequenza
Attività neurologica
Durata del contatto
Densità di corrente
all'aumentare della frequenza R si riduce
dipende dal rapporto tra corrente e superificie di contatto
un'elevata attività cerebrale aumenta R
più dura il contatto, minori sono i valori di R
Capacità del corpo umano
Percorso della corrente
Tragitti più pericolosi:
- mani-torace
- mano sx-torace
- mano dx-torace
- mani-piedi
Tragitti meno pericolosi:Traumi da elettricità
Elettrocuzione
Folgorazione
+ info
Attività elettrica del cervello
Il nostro cervello e tutto il sistema nervoso formano un insieme di conduttori nei quali viaggiano segnali basati su fenomeni elettrochimici. E' come se fosse un circuito elettrico molto complesso che ci permette di percepire la realtà
Elettroencefalografia (ECG)
Onde cerebrali
Durante la normale attività cerebrale ci sono piccole variazioni di potenziale con un andamento osciallante, le onde cerebrali
Neurotrasmettitori
Defibrillatore cardiaco
Video
La defibrillazione è una tecnica medica che prevede l'invio di una precisa scarica elettrica al cuore per porre termine ad una aritmia o ad un arresto cardiaco mortale
GLI EFFETTI BIOLOGICI ASSOCIATI ALL’IMPIEGO DEI CAMPI ELETTROMAGNETICI E I RISCHI PER L’UOMO
I campi elettromagnetici sono sommariamente suddivisi in:
2. Campi elettromagnetici a radiofrequenza e microonde (100 kHz-300 GHz)
1. Campi elettrici e magnetici statici (0Hz- 100 kHz)
Gli effetti sul corpo umano da esposizione a campi elettromagnetici esterni
il sistema nervoso è uno dei “bersagli” dell’interazione tra corpo umano e campi elettromagnetici di intensità bassa
Gli effetti delle radiofrequenze
Alle radiofrequenze, i campi penetrano soltanto per piccole profondità del corpo e l’energia trasportata viene convertita in un aumento della temperatura del corpo: il valore limite di riscaldamento è detto LIMITE DI SICUREZZA.
Effetti a breve termine dei campi elettromagnetici a radiofrequenza
sono gli unici effetti biologici accertati dalla ricerca scientifica. Sono di natura termica e causano:
Effetti a lungo termine dei campi elettromagnetici a radiofrequenza
ipotesi di cancerogenicità dei campi elettromagnetici
rischio di glioma (tumore maligno nel cervello)
neurinoma del nervo acustico (un tumore benigno)
Emissioni elettromagnetiche del 5G
- tecnologia di telefonia mobile di quinta generazione (5G) a campi elettromagnetici a radiofrequenza emessi in bande di frequenza diverse dalle precedenti
novità del 5G:Possibili rischi per la salute connessi al 5G
aumento di rischio di tumori intracranici negli utilizzatori di telefoni cellulari