Aceleradores de partículas compactos são fontes promissoras de raios X para imagens médicas

Ana Maia
20/03/2017

Foto do Munich Compact Light Source localizado na Universidade Tecnológica de Munique (TUM). [1]
Os equipamentos de raios X médicos produzem radiação por dois processos simultâneos e o de maior prevalência, a produção de radiação por freamento de elétrons acelerados, resulta em um feixe polienergético, ou seja, com fótons de várias energias. Embora seja evidente que este tipo de espectro é eficaz na produção de imagens, boa parte dos fótons não são úteis para a formação da imagem, contribuindo para degradação da qualidade da imagem e para o aumento da dose. Assim, um feixe monoenergético poderia trazer grandes avanços nas técnicas de imagens médicas.

Nesta direção, a grande promessa vem do avanço no desenvolvimento de aceleradores de partículas compactos, como o Munich Compact Light Source (MuCLS) [2], instalado no final de 2015. Neste tipo de instalação, é possível obter feixes quase monocromáticos de raios X por um fenômeno denominado de espalhamento Compton inverso. No espalhamento Compton, um fóton de alta energia interage com um elétron de baixa energia e, como resultado, a energia do elétron aumenta e a do fóton diminui. No efeito Compton inverso, um fóton de baixa energia interage com um elétron muito energético, com energia na faixa relativística, e o resultado é o aumento da energia do fóton e a diminuição da energia do elétron. Assim, é possível, em aceleradores de partículas, provocar a interação de um feixe de laser com um feixe de elétrons altamente energéticos e gerar um feixe de radiação X. A energia deste feixe pode ser modulada para a região de interesse a partir da alteração da energia do feixe de elétrons.

Pesquisadores envolvidos no projeto do acelerador compacto instalado em Munique fizeram os primeiros testes para obtenção de imagens em uma simulação de uma angiografia coronariana, utilizando um feixe de raios X com energia de pico de 35 keV e um coração de porco [3]. Os resultados são animadores, confirmam o aumento da qualidade da imagem e a diminuição significativa da necessidade do agente de contraste, no caso o iodo. O uso de agentes de contrastes em imagens, como iodo ou gadolínio, é muitas vezes um fator complicador, visto que alguns pacientes são alérgicos e também porque observa-se reações adversas.

Embora o caminho ainda seja longo, os avanços na tecnologia de aceleradores de partículas compactos apontam uma nova revolução nas imagens médicas com uso de raios X.

[1] Crédito da imagem: K Achterhold / Technical University of Munich (TUM). URL: https://www.ph.tum.de/latest/news/MuCLS/MuCLS-linear-gross.jpg.

[2] E Eggl et al. The Munich Compact Light Source: Initial performance measures. J Synchrotron Radiat 23, 1137 (2016).

[3] E Eggl et al. Mono-Energy Coronary Angiography with a Compact Synchrotron Source. Sci Rep 7, 42211 (2017).

Como citar este artigo: Ana Maia. Aceleradores de partículas compactos são fontes promissoras de raios X para imagens médicas. Saense. URL: http://www.saense.com.br/2017/03/aceleradores-de-particulas-compactos-sao-fontes-promissoras-de-raios-x-para-imagens-medicas/. Publicado em 20 de março (2017).

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Ana Maia

Ana Maia

Doutora em Tecnologia Nuclear. Professora da Universidade Federal de Sergipe. Escreve sobre Física Médica e Tecnologia Nuclear no Saense.

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