Sistema computacional para dosimetria de nêutrons e fótons baseado em métodos estocásticos aplicado a radioterapia e radiologia

OBJETIVO: Este artigo mostra um procedimento de conversão de imagens de tomografia computadorizada ou de ressonância magnética em modelo de voxels tridimensional para fim de dosimetria. Este modelo é uma representação personalizada do paciente que pode ser usado na simulação, via código MCNP (Monte Carlo N-Particle), de transporte de partículas nucleares, reproduzindo o processo estocástico de interação de partículas nucleares com os tecidos humanos. MATERIAIS E MÉTODOS: O sistema computacional desenvolvido, denominado SISCODES, é uma ferramenta para planejamento computacional tridimensional de tratamentos radioterápicos ou procedimentos radiológicos. Partindo de imagens tomográficas do paciente, o plano de tratamento é modelado e simulado. São então mostradas as doses absorvidas, por meio de curvas de isodoses superpostas ao modelo. O SISCODES acopla o modelo tridimensional ao código MCNP5, que simula o protocolo de exposição à radiação ionizante. RESULTADOS: O SISCODES vem sendo utilizado no grupo de pesquisa NRI/CNPq na criação de modelos de voxels antropomórficos e antropométricos que são acoplados ao código MCNP para modelar braquiterapias e teleterapias aplicadas a tumores em pulmões, pelve, coluna, cabeça, pescoço, e outros. Os módulos atualmente desenvolvidos no SISCODES são apresentados junto com casos exemplos de planejamento radioterápico. CONCLUSÃO: O SISCODES provê de maneira rápida a criação de modelos de voxels personalizados de qualquer paciente que podem ser usados em simulações por códigos estocásticos tipo MCNP. A combinação da simulação via MCNP com um modelo personalizado do paciente traz grandes melhorias na dosimetria de tratamentos radioterápicos.

Software livre e de código aberto para avaliação de imagens de angiotomografia de coronárias

FUNDAMENTO: A estandardização do padrão de imagens utilizada dentro da medicina foi realizada em 1993 por meio do padrão DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine). Diversos exames utilizam esse padrão e cada vez mais são necessários softwares capazes de manipular esse tipo de imagem, porém esses softwares geralmente não têm o formato livre e de código aberto, e isso dificulta o seu ajuste para os mais diferentes interesses. OBJETIVO: Desenvolver e validar um software livre e de código aberto capaz de manipular imagens DICOM de exames de angiotomografia de coronárias. MÉTODOS: Desenvolvemos e testamos o software intitulado ImageLab na avaliação de 100 exames selecionados de forma randômica por meio de um banco de dados. Foram realizadas 600 análises divididas por dois observadores utilizando o ImageLab e um outro software comercializado junto a aparelhos de tomografia computadorizada Philips Brilliance, na avaliação da presença de lesões e placas coronarianas nos territórios do Tronco da Coronária Esquerda (TCE) e na Artéria Descendente Anterior (ADA). Para avaliar as concordâncias intraobservador, interobservadores e intersoftware, utilizamos concordância simples e estatística Kappa. RESULTADOS: As concordâncias observadas entre os softwares foram em geral classificadas como substancial ou quase perfeitas na maioria das comparações. CONCLUSÃO: O software ImageLab concordou com o software Philips na avaliação de exames de angiotomografia de coronárias especialmente em pacientes sem lesões, com lesões inferiores a 50% no TCE e inferiores a 70% na ADA. A concordância para lesão >70% na ADA foi menor, porém isso também é observado quando se utiliza o padrão de referência anatômico.

Dosimetria em folículos tireoidianos devido aos elétrons de baixa energia do iodo usando o método Monte Carlo

OBJETIVO: Avaliar a dose absorvida em folículos tireoidianos devido aos elétrons de baixa energia, como os elétrons Auger e os de conversão interna, além das partículas beta, para os radioisótopos de iodo (131I, 132I, 133I, 134I e 135I) usando o método Monte Carlo. MATERIAIS E MÉTODOS: O cálculo da dose foi feito ao nível folicular, simulando elétrons Auger, conversão interna e partículas beta, com o código MCNP4C. Os folículos (colóide e células foliculares) foram modelados como esferas, com diâmetros do colóide variando de 30 a 500 mm. A densidade considerada para os folículos foi a da água (1,0 g.cm-³). RESULTADOS: Considerando partículas de baixa energia, o percentual de contribuição do 131I na dose total absorvida pelo colóide é de aproximadamente 25%, enquanto os isótopos de meia-vida física curta apresentaram contribuição de 75%. Para as células foliculares, esse percentual é ainda maior, chegando a 87% para os iodos de meia-vida curta e 13% para o 131I. CONCLUSÃO: Com base nos resultados obtidos, pode-se mostrar a importância de se considerar partículas de baixa energia na contribuição para a dose total absorvida ao nível folicular (colóide e células foliculares) devido aos radioisótopos de iodo (131I, 132I, 133I, 134I e 135I).

Simulação computacional de um feixe de fótons de 6 MV em diferentes meios heterogêneos utilizando o código PENELOPE

OBJETIVO: Utilizar o código PENELOPE e desenvolver geometrias onde estão presentes heterogeneidades para simular o comportamento do feixe de fótons nessas condições. MATERIAIS E MÉTODOS: Foram feitas simulações do comportamento da radiação ionizante para o caso homogêneo, apenas água, e para os casos heterogêneos, com diferentes materiais. Consideraram-se geometrias cúbicas para os fantomas e geometrias em forma de paralelepípedos para as heterogeneidades com a seguinte composição: tecido simulador de osso e pulmão, seguindo recomendações da International Commission on Radiological Protection, e titânio, alumínio e prata. Definiram-se, como parâmetros de entrada: a energia e o tipo de partícula da fonte, 6 MV de fótons; a distância fonte-superfície de 100 cm; e o campo de radiação de 10x 10 cm². RESULTADOS: Obtiveram-se curvas de percentual de dose em profundidade para todos os casos. Observou-se que em materiais com densidade eletrônica alta, como a prata, a dose absorvida é maior em relação à dose absorvida no fantoma homogêneo, enquanto no tecido simulador de pulmão a dose é menor. CONCLUSÃO: Os resultados obtidos demonstram a importância de se considerar heterogeneidades nos algoritmos dos sistemas de planejamento usados no cálculo da distribuição de dose nos pacientes, evitando-se sub ou superdosagem dos tecidos próximos às heterogeneidades.

Dosimetria comparativa de braquiterapia de próstata com sementes de I-125 e Pd-103 via SISCODES/MCNP

OBJETIVO: O presente artigo visa apresentar um estudo dosimétrico comparativo de braquiterapia de próstata com sementes de I-125 e Pd-103. MATERIAIS E MÉTODOS: Um protocolo adotado para ambos os implantes com 148 sementes foi simulado em um fantoma tridimensional heterogêneo de pelve por meio dos códigos SISCODES/MCNP5. Histogramas dose-volume na próstata, bexiga e reto, índices de doses D10, D30, D90, D0,5cc, D2cc e D7cc, e representações de distribuição espacial de dose foram avaliados. RESULTADOS: A atividade inicial de cada semente de I-125, para que D90 seja equivalente à dose de prescrição, foi calculada em 0,42 mCi, e de Pd-103, em 0,94 mCi. A dose máxima na uretra foi 90% e 108% da dose de prescrição para I-125 e Pd-103, respectivamente. A D2cc para I-125 foi 30 Gy no reto e 127 Gy na bexiga, e para Pd-103 foi 29 Gy no reto e 189 Gy na bexiga. A D10 no osso do púbis foi 144 Gy para I-125 e 66 Gy para Pd-103. CONCLUSÃO: Os resultados indicam que os implantes de Pd-103 e I-125 puderam depositar a dose prescrita no volume alvo. Entre os achados, observou-se excessiva exposição de radiação nos ossos da pelve, principalmente no protocolo com I-125.

Uso de hardware de código fonte aberto "Arduino" para acionamento de dispositivo solenoide em sistemas de análises em fluxo

This paper describes the use of the open source hardware platform, denominated "Arduino", for controlling solenoid valves for solutions handling in flow analysis systems. System assessment was carried out by spectrophotometric determination of iron (II) in natural water. The sampling rate was estimated as 45 determinations per hour and the coefficient of variation was lower than 3%. Per determination, 208 µg of 1-10-phenanthroline and ascorbic acid were consumed, generating 1.3 mL of waste. "Arduino" proved a reliable microcontroller with low cost and simple interfacing, allowing USB communication for solenoid device switching in flow systems.

Código Florestal brasileiro: impactos econômicos e sociais no município de Bandeirantes – PR

RESUMOO trabalho teve como objetivo analisar os impactos econômicos e sociais provocados pela recomposição florestal do município de Bandeirantes – PR, considerando dois cenários: o Código Florestal vigente e a proposta de alteração. No município, 83,63% dos imóveis rurais enquadram-se na categoria de agricultura familiar, com predomínio de minifúndios e pequenas propriedades, nos quais, problemas sociais poderão surgir caso as alterações na legislação ambiental não apresentem alternativas justas e viáveis economicamente. Se aprovada a proposta, as áreas de mata ciliar ao longo dos córregos serão reduzidas de 4.270,74 ha para 2.122,18 ha; enquanto nas nascentes e nos rios principais, que não sofrerão alteração, serão de 434,17 ha e 1.152,32 ha, respectivamente. Pelo Código atual, os imóveis com área de até 72 ha deverão recompor 3.939,66 ha, enquanto os maiores, 3.740,31 ha. Pela proposta em trâmite, aqueles recomporiam 1.352,19 ha, e estes, 2.558,99 ha, traduzindo-se em ganho de área produtiva para ambos; entretanto, esse aumento pode não compensar os danos ambientais provocados.

Comparação entre as características do sêmen humano preservado a +4ºC e -196ºC por 24 horas

OBJETIVOS: avaliar as características do sêmen humano preservado a +4ºC e a -196ºC por 24 h e determinar a técnica ideal para utilização em procedimentos específicos. MÉTODOS: amostras de sêmen de 24 voluntários foram analisadas após a coleta e divididas em duas alíquotas, uma resfriada em a +4ºC e outra congelada a -196ºC. As amostras foram mantidas em baixas temperaturas por 24 h e então em temperatura ambiente por 30 minutos (T1), capacitadas (T2) e incubadas a +37ºC por 90 minutos (T3), sendo avaliadas quanto à concentração e motilidade progressiva em T1, T2 e T3. Para análise dos resultados obtidos com as duas diferentes técnicas foi utilizado o Modelo Linear Geral e para análise dos dados obtidos com a mesma técnica, em dois diferentes momentos de observação, foi utilizado o teste de Wilcoxon (a de 5% e p<0,05). RESULTADOS: houve perda de dados em uma amostra de sêmen fresco, em uma amostra após preservação, em 5 amostras após capacitação e em duas amostras após incubação. A média do número total de espermatozóides móveis/mL (NTEM) nas amostras de sêmen fresco foi 39,7 milhões (1,3-104,0). Após preservação, o NTEM médio no sêmen resfriado foi 9,6 milhões (0-37,4) e no congelado 8,7 milhões (0-41,2). Após capacitação, o NTEM médio foi 5,4 milhões no sêmen resfriado (0-21,7) e no congelado (0-28). Após incubação, o NTEM médio no sêmen resfriado foi 9,8 milhões (0-40,5) e no congelado 4,4 milhões (0-25,6). Não houve diferença significativa (p>0,05) quanto à concentração, motilidade e NTEM entre as técnicas nos três momentos de observação. Tampouco houve diferença entre as variáveis após capacitação e após incubação no sêmen resfriado, mas, no congelado, a concentração foi significativamente superior após capacitação. CONCLUSÕES: embora a concentração e a motilidade progressiva não tenham diferido em ambas as técnicas, sugere-se o uso do resfriamento em procedimentos específicos a curto prazo, devido à simplicidade e baixo custo. Quando o sêmen congelado for necessário, recomenda-se a utilização logo após a capacitação para evitar redução da qualidade do mesmo.

Refrigeração do epidídimo canino a 4ºC e recuperação dos espermatozoides epididimários utilizando ACP-106c

Objetivou-se avaliar a qualidade dos espermatozoides recuperados da cauda do epidídimo após a refrigeração do complexo testículo-epidídimo (CTE) de cães usando o diluidor ACP-106c. Foram utilizados 60 cães machos adultos, com peso de 10-20 kg. Após a eutanásia, removeu-se o CTE que foi imerso em solução fisiológica 0,9% e transportado em caixa térmica ao laboratório a 30ºC. Para a refrigeração e recuperação dos espermatozoides epididimários, os 60 pares do CTE foram divididos em 4 grupos, de acordo com o tempo de refrigeração do CTE e posterior recuperação espermática: G0h, G6h, G12h e G18h, em que cada par do CTE permaneceu por zero, seis, doze ou dezoito horas a 4ºC, respectivamente. A recuperação dos espermatozoides da cauda do epidídimo foi realizada pela técnica de flutuação utilizando-se o diluidor ACP-106c ou Tris. Para cada epidídimo foi adicionado 1,0 mL de um dos dois diluidores, pré-aquecidos a 37ºC por 5 minutos. Em seguida foram centrifugados a 800g/5 minutos para remoção dos resíduos celulares. Avaliou-se a morfologia, funcionalidade e motilidade espermática total e progressiva, além de parâmetros obtidos pelo CASA. Os dados foram submetidos à ANOVA seguido do teste de Turkey (P < 0,05). Em todos os parâmetros avaliados, não houve diferença entre os diluidores testados (P>0,05). Os valores de motilidade total nos grupos G0h, G6h, G12h, e G18h para o ACP-106c foram 84,4±7,7; 81,6±11,6; 88,3±6,5 e 69,5±16,9, respectivamente, e para o Tris 85,2±8,7; 77,4±14,3; 79,0±17,8 e 65,4±17,9, respectivamente. Um decréscimo na qualidade espermática foi observado após 18 horas de refrigeração em ambos os diluidores. Dessa forma pode-se concluir que o ACP-106c pode ser utilizado para recuperar os espermatozoides epididimários refrigerados e podem ser viáveis por até 12h de refrigeração.