Projeto e desenvolvimento de um sistema de irradiação multipropósito com diagnóstico de feixes para o acelerador de partículas cíclotron CV 28

O projeto e desenvolvimento de uma nova linha de feixe dotada de um sistema que viabilize a irradiação no Cíclotron CV-28 do Instituto de Engenharia Nuclear de alvos extensos e de geometria variável tornaram-se necessário para a realização de estudos e desenvolvimento de aplicações de técnicas nucleares e análises de materiais por ativação em condições de irradiação até então não disponíveis. Este sistema que poderá ser utilizado em irradiações com feixes de prótons, alfas, deutério e hélions (He3) a energias variáveis, é composto por dispositivos de: proteção, interceptação, colimação e medição da intensidade do feixe, de forma a possibilitar a realização de irradiações em condições controláveis e reprodutíveis. Para tanto, peças em alumínio e PVC-foram usinadas de forma a construir os componentes do sistema, notadamente colimadores com 13mm e 9mm de diâmetro, um dispositivo de colimação de quatro setores, um "beam stop", duas flanges de isolamento elétrico e um porta alvo (com janela degradadora). Identificou-se também a necessidade de se dotar o sistema aqui desenvolvido de um circuito de refrigeração próprio à água deionizada que é responsável pela refrigeração de todos os seus componentes que possam ter contato com o feixe. O sistema conta ainda com conexões para vácuo, que possibilitam fazer um pré-vácuo em sua câmara de irradiação, de forma que a mesma possa interligada a linha de transporte de feixe de Cíclotron CV-28, sem causar danos ao vácuo do mesmo. A condição para se fazer esta interligação é a obtenção de um pré-vácuo no ordem de 10-4 torr. Os resultados experimentais obtidos com a realização de irradiações de alvos metálicos especialmente desenvolvidos para testar o sistema, que é tema da presente dissertação, atestam a confiabilidade e reprodutibilidade das condições de irradiação, o que viabilizam o desenvolvimento e emprego de novas unidades de irradiação a serem incorporadas ao mesmo. Esse sistema de irradiação já está sendo utilizado na linha 2 do CV-28

Padronização de um método para mensuração das tábuas ósseas vestibular e lingual dos maxilares na Tomografia Computadorizada de Feixe Cônico (Cone Beam)

INTRODUÇÃO: a espessura das tábuas ósseas que recobrem os dentes por vestibular e lingual constitui um dos fatores limitantes da movimentação dentária. O avanço tecnológico em Imaginologia permitiu avaliar detalhadamente essas regiões anatômicas por meio da utilização da tomografia computadorizada de feixe cônico (TCFC). OBJETIVO: descrever e padronizar, pormenorizadamente, um método para mensuração das tábuas ósseas vestibular e lingual dos maxilares nas imagens de tomografia computadorizada de feixe cônico. METODOLOGIA: a padronização digital da posição da imagem da face deve constituir o primeiro passo antes da seleção dos cortes de TCFC. Dois cortes axiais de cada maxilar foram empregados para a mensuração da espessura do osso alveolar vestibular e lingual. Utilizou-se como referência a junção cemento-esmalte dos primeiros molares permanentes, tanto na arcada superior quanto na inferior. RESULTADOS: cortes axiais paralelos ao plano palatino foram indicados para avaliação quantitativa do osso alveolar na maxila. Na arcada inferior, os cortes axiais devem ser paralelos ao plano oclusal funcional. CONCLUSÃO: o método descrito apresenta reprodutibilidade para utilização em pesquisas, assim como para a avaliação clínica das repercussões periodontais da movimentação dentária, ao permitir a comparação de imagens pré e pós-tratamento.

Alterações dimensionais do côndilo mandibular em indivíduos de 3 a 20 anos de idade usando tomografia computadorizada de feixe cônico: um estudo preliminar

INTRODUÇÃO: o exame de tomografia computadorizada de feixe cônico (TCFC) oferece excelente representação dos tecidos duros da articulação temporomandibular (ATM). OBJETIVO: investigar as alterações morfológicas do côndilo mandibular, da infância à idade adulta, utilizando a TCFC. MÉTODOS: um estudo transversal foi conduzido envolvendo 36 côndilos de 18 indivíduos com idades variando entre 3 e 20 anos. As imagens dos côndilos foram obtidas por meio do sistema i-CAT e medidas com uma ferramenta do programa específica para ATM, que permite cortes perpendiculares à cabeça do côndilo, com correção individual em função das diferenças angulares de cada um. As maiores distâncias nas vistas lateral e frontal foram consideradas tanto para os côndilos do lado direto como para os do lado esquerdo. RESULTADOS: a dimensão lateral do côndilo mandibular parece ser estabelecida de maneira precoce, sofrendo poucas alterações com o passar dos anos, enquanto a dimensão frontal tende a aumentar. Assimetrias entre o côndilo esquerdo e o direito foram comumente observadas; no entanto, tais diferenças não apresentaram significância estatística para as vistas lateral (P=0,815) e frontal (P=0,374). CONCLUSÕES: os côndilos apresentaram simetria com relação ao tamanho, sendo observado crescimento apenas na dimensão frontal Os resultados sugerem que a TCFC constitui-se numa ferramenta útil na mensuração e avaliação das dimensões condilares.

Medidas lineares dos estágios de desenvolvimento da dentição permanente humana usando Tomografia Computadorizada de Feixe Cônico: um estudo preliminar

OBJETIVO: determinar as medidas lineares dos estágios de desenvolvimento da dentição permanente humana, usando tomografia computadorizada de feixe cônico (TCFC). MÉTODOS: este estudo foi desenvolvido a partir de bancos de dados de clínicas radiológicas privadas, envolvendo 18 pacientes (13 do sexo masculino, 5 do sexo feminino, com idades variando entre 3 e 20 anos). As imagens das TCFC foram obtidas por meio do sistema i-CAT e medidas com uma função específica do programa desse mesmo sistema. Duzentos e trinta e oito dentes foram analisados, em diferentes estágios de desenvolvimento, nos planos coronal e sagital. O método foi baseado na delimitação e mensuração das distâncias entre pontos anatômicos correspondentes ao desenvolvimento das coroas e raízes dentárias. A partir dos valores obtidos, pôde-se desenvolver um modelo quantitativo para se avaliar os estágios inicial e final de desenvolvimento para todos os grupos dentários. RESULTADOS E CONCLUSÕES: as medidas obtidas dos diferentes grupos dentários estão de acordo com as estimativas das investigações publicadas previamente. As imagens por TCFC dos diferentes estágios de desenvolvimento podem contribuir no diagnóstico, planejamento e resultado dos tratamentos em diversas especialidades odontológicas. As dimensões das coroas e das raízes dentárias podem ter importantes aplicações clínicas e em pesquisas, constituindo uma técnica não invasiva que contribui com estudos in vivo. Entretanto, mais estudos são recomendados a fim de minimizar possíveis variáveis metodológicas.

Reconstrução do ligamento cruzado anterior com a técnica de duplo feixe - avaliação no laboratório de biomecânica

OBJETIVO: O objetivo deste estudo é descrever a metodologia da análise da rotação do joelho utilizando instrumentos do laboratório de biomecânica e apresentar os resultados preliminares de um estudo comparativo com pacientes submetidos à reconstrução do ligamento cruzado anterior com a técnica de duplo feixe. MÉTODOS: Descreveu-se o protocolo atualmente utilizado em nosso laboratório e realizou-se a análise cinemática tridimensional e medida da amplitude de rotação do joelho de oito pacientes normais (grupo controle) e 12 pacientes operados com a técnica de duplo feixe em três tarefas no laboratório de biomecânica. RESULTADOS: Não indicam diferenças significativas entre os lados operados e não operados em relação às amplitudes médias da marcha, da marcha com mudança de direção ou da marcha com mudança de direção ao descer a escada (p > 0,13). CONCLUSÕES: Os resultados preliminares não demonstraram diferença da técnica de reconstrução de LCA em duplo feixe em relação ao lado contralateral e ao grupo controle.

Caracterização do feixe de radiação X num bloco operatório em cirurgia ortop

RESUMO - Na radiologia de intervenção, e concretamente em ortopedia, os raios X são intensamente utilizados permitindo a visualização de diversas técnicas de intervenção cirúrgica. Do ponto de vista médico as vantagens dessa prática são enormes, contudo, os profissionais de saúde envolvidos são susceptíveis de estarem expostos a valores de dose de radiação que significam a sua classificação como trabalhadores expostos. O presente estudo realizou-se num hospital e teve como objectivo obter uma estimativa das doses envolvidas em ortopedia de intervenção, utilizando várias metodologias experimentais para caracterização do campo de radiação primário e secundário. Observaram-se distintos níveis de dose de acordo com a zona anatómica exposta à radiação X: (i) gónadas — 0,02 a 3 mGy/h; (ii) cristalino — 0,06 a 1 mGy/h e (iii) mãos — 0,6 mGy/h. Tais resultados evidenciam uma clara necessidade de utilização de equipamentos de protecção e de vigilância dosimétrica pelos profissionais de saúde envolvidos no acto cirúrgico.--------------------------ABSTRACT - In intervention radiology, and more specifically in orthopaedics, X-rays are intensely used allowing the visualization of many acts of clinical intervention. From a clinical perspective, the advantages of that practice are significant; however, involved health care professionals are susceptible of being exposed to radiation dose values that mean their classification as exposed workers. The present study, performed in a hospital, aimed to obtain an estimation of the doses involved in intervention orthopaedics through several experimental methodologies in order to characterise the primary and the secondary radiation fields. Different levels of dose were observed according to the anatomic area exposed to X radiation: (i) gonads — 0.02 a 3 mGy/h; (ii) crystalline lens — 0.06 a 1 mGy/h e (iii) hands – 0.6 mGy/h. Such results denote a clear need of protection equipment use and of dosimetric surveillance by the health

O nódulo atrioventricular e o feixe de his no homem

A demonstração do nódulo atrioventricular e do feixe de His, no coração humano, não oferece dificuldade especial, uma vez que seja seguida a técnica consagrada. A negação da sua existência, feita há cêrca de 20 anos atraz, é atribuível à não observância dêsse cuidado. A documentação apresentada refere-se a um paciente do sexo feminino, de côr branca, com 36 anos de idade, não infectado pelo Schizotrypanum cruzi, cujo coração pesava 310 g, sendo considerado macro e microscòpicamente, normal. Destina-se ela a servir de têrmo de comparação para a que será publicada, oportunamente, sôbre a cardiopatia crônica na doença de Chagas. Confirmamos o que dizem muitos autores quando assinalam a ausência completa de células ganglionares e de nervos, no nódulo atrioventricular, no tronco comum do feixe His e em seus dois ramos, quando observados no homem. Contrasta isso, fortemente, com o que existe, nas mesmas estruturas, no coração dos ungulados. Verificamos, não raramente, continuidade entre fibras musculares do tecido específico, no ramo esquerdo do feixe de His e fibras musculares ventriculares, sendo o ramo esquerdo constituído, em certa proporção, por fibras com caracters intermediários entre fibras musculares ordinárias e fibras de Purkinje (fibras de transição). Algumas vêzes fibras com características das de Purkinie aparecem em grupos musculares do septo ventricular imediatamente adjacentes ao ramo esquerdo, dificultando a demarcação exata daquele ramo. Reproduzimos, textualmente, pontos de mior interêsse, na literatura consultada, quando receavamos que a tradução não pudesse traduzir o pensamento exato do autor ou pudesse dar tal impressão.

Dosimetria dos cones radiocirúrgicos Radionics de diâmetros de 5 mm a 50 mm para um feixe de 6 MV de um acelerador linear Mevatron MD digital

Os parâmetros dosimétricos de um feixe de raios X de pequeno diâmetro para um sistema de radiocirurgia comercial foram medidos em água com um detector de diodo de Si do tipo p. As razões tecido-máximo, o fator de espalhamento total e os perfis dos feixes a profundidades de 5 e 10 cm foram medidos para 17 feixes de diâmetros circulares de 5 mm a 50 mm, em incrementos de 2,5 mm. Os fatores de espalhamento totais caíram lentamente, de 0,947 para 0,888 entre os cones de 50 mm e 12,5 mm de diâmetro (variação de 7%); para os cones entre 10 mm e 5 mm de diâmetro, esta queda foi bem maior, de 0,854 para 0,666 (variação de 28%). Os valores obtidos para a relação tecido-máximo são consistentes com dados publicados. Os perfis dos feixes foram medidos nas direções x e y, e estão dentro de 0,2 mm para todos os cones entre as duas direções. A medida da largura à meia-altura se encontra dentro de 1 mm com o diâmetro nominal dos cones.

Verificação do fator de calibração e indicador da qualidade do feixe de aceleradores lineares

Um programa de garantia da qualidade é um pré-requisito obrigatório para a exatidão necessária em radioterapia. Este trabalho relata parte dos testes de rotina mensal do controle da qualidade dos aceleradores lineares do Instituto Nacional do Câncer, relativos à calibração dos feixes de fótons e elétrons, no período de dois anos. Os resultados foram comparados com as recomendações do protocolo AAPM TG-40. Na análise do fator de calibração para o feixe de fótons foi encontrado um desvio máximo de 12%; para o feixe de elétrons o maior desvio encontrado foi 10%. A flutuação observada no indicador da qualidade do feixe para os feixes de elétrons foi maior que para os feixes de fótons. Os resultados confirmam a importância de um programa de garantia da qualidade em um serviço de radioterapia, permitindo correções rápidas da dose administrada ao paciente.

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.

Irradiação de polímeros com feixe de elétrons: caracterização de íons positivos através da técnica de tempo-de-vôo

With the aim of studying the interaction of fast electrons with solid surfaces we have developed an experimental set-up based on electron stimulated desorption (ESD) coupled to time-of-flight (TOF) mass spectrometry. Poly(methyl methacrylate) and poly(vynil chloride) samples have been irradiated by a pulsed electron beam of 1.2 keV and 0.18 µs FWHM. The results show that H+ is the main ionic species to desorb after electron bombardment. In addition, other ionic fragments were also observed and assigned. These results show the potentiality of this technique in the study of ESD of polymers.

Espectrofotometria de longo caminho óptico em espectrofotômetro de duplo-feixe convencional: uma alternativa simples para investigações de amostras com densidade óptica muito baixa

We describe the design and tests of a set-up mounted in a conventional double beam spectrophotometer, which allows the determination of optical density of samples confined in a long liquid core waveguide (LCW) capillary. Very long optical path length can be achieved with capillary cell, allowing measurements of samples with very low optical densities. The device uses a custom optical concentrator optically coupled to LCW (TEFLON® AF). Optical density measurements, carried out using a LCW of ~ 45 cm, were in accordance with the Beer-Lambert Law. Thus, it was possible to analyze quantitatively samples at concentrations 45 fold lower than that regularly used in spectrophotometric measurements.

Tomografia computadorizada de feixe cônico na odontologia veterinária: descrição e padronização da técnica

Onze cães e quatro gatos, portadores de alterações buco-dentárias e atendidos no Centro Veterinário do Gama, em Brasília, DF, foram submetidos à tomografia computadorizada de feixe cônico. Os exames foram realizados em um tomógrafo i-CAT, utilizando para aquisição das imagens, altura de seis centímetros, tempo de 40 segundos, 0,2 voxel, 120 kilovolts e 46,72 miliampéres por segundo. O melhor posicionamento dos animais para realização do exame foi definido neste estudo. Esse é um fator fundamental para a realização do exame, que necessitou um protocolo anestésico simples e seguro, em função do tempo mínimo necessário à obtenção das imagens. Várias alterações e enfermidades foram identificadas, com extrema acurácia, credenciando a tomografia computadorizada de feixe cônico como um exame seguro, acessível e exeqüível e que pode ser incorporado à rotina odontológica das clínicas de pequenos animais.

Obtenção das freqüências naturais em torres estaiadas pelo método da matriz de transferência, representando o feixe de cabos por uma rigidez horizontal dinâmica

O objetivo do presente trabalho é o estudo do comportamento, em termos de freqüências naturais de estruturas de torres estaiadas, para diversas situações de serviço. Para isso criou-se uma formulação para a determinação dessas freqüências, utilizando o método da matriz de transferência. O procedimento consiste na discretização da estrutura em elementos de barras, massas discretas, molas e amortecedores viscosos, para a representação da estrutura. Com relação aos cabos da torre estaiada, desenvolveu-se uma expressão que nos fornece a rigidez completa dos mesmos, apoiados nos extremos, com amortecimento viscoso e as propriedades físicas e geométricas uniformes. Além disso, os cabos podem ser inclinados e sujeitos à excitação horizontal harmônica no apoio superior. Nesse caso, considera-se uma deformada parabólica do cabo na posição de equilíbrio estático, e por outro lado, os deslocamentos dinâmicos são considerados pequenos. A rigidez do cabo é válida para um ângulo de inclinação que varia de zero (0) a noventa (90) graus. Esse método é aplicável a microcomputadores devido a pouca memória empregada no processamento de dados. Com esse intuito, foi elaborado um programa para microcomputadores de 16 bits, que possibilita o estudo da estrutura da torre sobre o efeito de flexão pura, torção pura ou acoplamento de ambos. Exemplos numéricos de torres estaiadas e do comportamento da rigidez de cabos foram desenvolvidos para as mais diversas situações de cálculo.

Estabilidade não linear de um feixe de partículas carregadas sujeito a um campo magnético focalizador

Uma análise da estabilidade não-linear de feixes com seção transversal circular considerando perturbações sem simetria axial é executada. Mostra-se que as oscilações simétricas oficialmente circulares de um feixe podem induzir oscilações não-lineares do tipo anti-simétrica(elípticas), com um conseqüente aumento do tamanho do feixe ao logo de uma direção preferencial. O mecanismo da instabilidade e sua relevância às perdas de partícula no feixe são discutidos.