Qual é o papel da física na medicina nuclear?
Em termos mais amplos, os estudos de física se concentram nos objetos físicos, em sua matéria de composição e em suas interações e movimentos no espaço e no tempo. A física é usada como um meio de explicar eventos e situações que ocorrem no mundo natural, e as teorias da física são, portanto, um forte componente de várias disciplinas científicas, incluindo astronomia, biologia e estudos nucleares. O uso da física na medicina nuclear envolve a aplicação de princípios e teorias da física, como decaimento radioativo e fusão ou fissão para gerar tecnologia médica. Estudar a matéria nos níveis mais básicos das células de partículas é a pedra angular da física na medicina nuclear. Os princípios da física nuclear são mais frequentemente usados clinicamente em testes de imagem e criação de produtos farmacêuticos.
A medicina nuclear é uma forma de física aplicada. As aplicações da física na medicina nuclear fazem uso de teorias e subdisciplinas da física para projetar e criar objetos de trabalho ou novos métodos para a execução de tarefas. Eles usam métodos científicos rigorosamente testados e tentam aplicar leis científicas estáveis e imutáveis. A mecânica quântica, por exemplo, é um subcampo da física que aborda como partículas como as geradas no decaimento radioativo também têm propriedades semelhantes a ondas e como essas partículas interagem entre si e com as forças de energia.
A física nuclear é a base da tecnologia nuclear, incluindo a medicina nuclear. Esse amplo campo está focado nos núcleos encontrados nos átomos, particularmente em sua estrutura e interações. Os cientistas podem manipular as partes internas dessas células e criar reações poderosas, que geralmente produzem radiação - um princípio básico da física da energia que se move pelo espaço. As atividades de pesquisa nuclear que podem gerar energia incluem acelerar, aquecer, transferir, deteriorar, dividir e fundir. As últimas atividades são especialmente importantes na medicina nuclear.
Fissão e fusão são reações nucleares que podem ser usadas para gerar energia para a física na medicina nuclear. O primeiro evento envolve a divisão de partículas atômicas, enquanto o último envolve a combinação de material atômico. Os físicos induzem essas reações em dispositivos chamados reatores nucleares. No campo da medicina, os reatores de pesquisa são frequentemente usados para análise, teste e produção de radioisótopos ou material nuclear de átomos.
Um componente principal da física nuclear na medicina está relacionado à imagem de diagnóstico. Esses processos - também chamados de imagens de nuclídeos - ocorrem quando o médico injeta partículas de nuclídeos no corpo. À medida que essas partículas se decompõem, elas geram formas radioativas de energia chamadas raios gama. Equipamentos específicos, como câmeras gama, detectam diferenças na radioatividade. Variações geralmente dão uma idéia das capacidades funcionais de diferentes regiões e partes do corpo.
Em decaimento radioativo, como o encontrado nas práticas de imagem, as atividades das partículas são conhecidas na física como interações fracas, porque não criam um efeito forte e vinculativo. Outros tipos de tipos básicos de interação na física incluem eletromagnetismo e gravidade. Os médicos usam as interações de partículas eletricamente carregadas no eletromagneticismo para criar máquinas de ressonância magnética (MRI).
Outra aplicação da física na medicina nuclear ocorre quando materiais nuclídicos são usados para tratamentos médicos. Por exemplo, quando o material de radionuclídeo é combinado com certos tipos de drogas, o resultado dessa interação são os radiofármacos. Esses tratamentos são usados com mais frequência para tipos específicos de condições, como o câncer. Fontes de radiação de energia direta também podem ser usadas em tratamentos de terapia de radiação do câncer, nos quais feixes de radiação são direcionados para áreas-alvo do corpo na esperança de que destruam substâncias nocivas.