Análise da viabilidade de simulações com feixes de prótons de 100, 150, 200 e 250 MeV em alvos heterogêneos

In the recent years, the use of proton beams in radiotherapy has been an outstanding progress (SMITH, 2006). Up to now, computed tomography (CT) is a prerequisite for treatment planning in this kind of therapy because it provides the electron density distribution required for calculation of dose and the interval of doses. However, the use of CT images for proton treatment planning ignores fundamental differences in physical interaction processes between photons and protons and is, therefore, potentially inaccurate (SADROZINSKI, 2004). Proton CT (pCT) can in principle directly measure the density distribution needed in a patient for the dose distribution (SCHULTE, et al, 2004). One important problem that should be solved is the implementation of image reconstruction algorithms. In this sense, it is necessary to know how the presence of materials with different density and composition interfere in the energy deposition by ionization and coulomb excitation, during its trajectory. The study was conducted in two stages, was used in both the program SRIM (The Stopping and Range of Ions in Matter) to perform simulations of the interaction of proton beams with pencil beam type. In the first step we used the energies in the range of 100-250 MeV (ZIEGLER, 1999). The targets were set to 50 mm in length for the beam of 100 MeV, due to its interaction with the target, and short-range, and 70 mm for 150, 200 and 250 MeV The target was composed of liquid water and a layer of 6 mm cortical bone (ICRP). It were made 9 simulations varying the position of the heterogeneity of 5 mm. In the second step the energy of 250 MeV was taken out from the simulations, due to its greater energy and less interaction. The targets were diminished to 50 mm thick to standardize the simulations. The layer of bone was divided into two equal parts and both were put in the ends of the target... (Complete abstract click electronic access below)

Emaranhamento de feixes de fótons por meio do campo magnético

Foi proposta uma experiência na qual seria possível produzir um emaranhamento quântico de feixes de fótons com diferentes frequências, movendo-se em uma mesma direção, controlado por meio de um campo magnético externo. Nessa experiência, a interação entre o campo magnético e fótons é realizada por intermédio de elétrons, que interagem tanto com os fótons quanto com o campo magnético externo. Foi desenvolvida uma teoria que descreve processos físicos. Derivamos medidas de emaranhamento de informação e de Schmidt para um sistema geral de dois qubits e a medida residual para um sistema geral de três qubits. Usando a informação obtida da análise dos sistemas de dois e de três quase-fótons, calculamos medidas de emaranhamento. Criamos um programa para cálculo numérico, nesses casos, através do qual construímos gráficos de dependência das medidas de emaranhamentos em feixes de dois e de três fótons. Os resultados obtidos nos permitem ver como a medida de emaranhamento depende dos parâmetros, que caracterizam o sistema em questão. Por exemplo, se ambas as polarizações dos fótons coincidem, então, nenhum emaranhamento ocorre. O emaranhamento acontece apenas se as polarizações do fóton forem opostas.

Desenvolvimento e caracterização de câmaras de ionização especiais para feixes de tomografia computadorizada

O uso de Tomografia Computadorizada (CT) para procedimentos de imagiologia vem crescendo cada vez mais devido aos avanços da tecnologia dos equipamentos de CT, que permitem a obtenção de imagens com melhor resolução do que por outras técnicas, sendo consequentemente responsável pelo aumento da dose de radiação no paciente durante o procedimento. Isso acarretou uma maior preocupação com as doses recebidas pelos pacientes que se submetem a esse tipo de exame. Para a realização da dosimetria de feixes de CT, o instrumento mais utilizado é a câmara de ionização do tipo lápis, pois este dosímetro apresenta uma resposta uniforme ao feixe de radiação incidente em todos os ângulos. A câmara convencional que se encontra disponível no mercado apresenta um comprimento de volume sensível de 10 cm; entretanto, alguns estudos têm mostrado que esse dosímetro tem subestimado os valores de dose. Portanto, neste trabalho optou-se por desenvolver no Laboratório de Calibração de Instrumentos do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (LCI-IPEN/CNEN) duas câmaras de ionização, fazendo uso de materiais nacionais de baixo custo, com comprimentos de volume sensível de 10 cm e 30 cm. A caracterização destas câmaras foi realizada e os resultados se apresentaram dentro dos limites recomendáveis internacionais. Como uma aplicação, as câmaras desenvolvidas, juntamente com uma câmara comercial, foram testadas em um tomógrafo clínico. As câmaras de ionização desenvolvidas foram analisadas de maneira completa, para os seus possíveis usos.

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

Influência de feixes de condutores em linhas de transmissão UAT CA

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2015.

SVR-GARCH com misturas de kernels gaussianos

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Departamento de Administração, Programa de Pós-graduação em Administração, 2016.

Desenvolvimento de um sistema de detecção fotoacústico utilizando dois microfones: aplicações em medidas de difusividade térmica

Neste trabalho, desenvolveu-se um sistema de detecção fotoacústico para medidas simultâneas e independentes dos sinais fotoacústicos dianteiro e traseiro, utilizando dois microfones e um único feixe de excitação. Utiliza-se a diferença de fase entre estes sinais para a determinação da difusividade térmica de materiais, com base na abordagem teórica da técnica da Diferença de Fase dos Dois Feixes (T2F). Na metodologia apresentada não há a necessidade de se alternar o feixe de excitação entre as faces da amostra. Esta característica torna mais rápido o procedimento de medida e simplifica o monitoramento automatizado de processos dinâmicos que afetam a difusividade térmica do material, como a cura de resinas poliméricas. É apresentado o procedimento utilizado para determinar a diferença entre as fases intrínsecas dos microfones e o método empregado para compensar tal diferença e, assim, obter a defasagem entre os sinais fotoacústicos dianteiro e traseiro. O sistema de detecção desenvolvido é avaliado em medidas de difusividade térmica de amostras metálicas (aço inoxidável AISI 304 e aço SAE 1020) e poliméricas (polipropileno e polietileno de baixa densidade). Os resultados obtidos concordam de forma satisfatória com dados disponíveis na literatura. Finalmente, a aplicação do sistema proposto ao monitoramento de cura de amostras de resina epóxi indicou sua potencialidade de acompanhar, em tempo real, este tipo de processo dinâmico.

Biocompatibilidade do polissacarídeo celulósico sintetizado por zoogloea sp.: um estudo em bexigas de coelho

Atualmente, o material utilizado para o tratamento endoscópico é o Deflux, porém este é um material não-biológico. Sabe-se que a substância ideal deve ser atóxica, biocompatível, não-migratória, não-antigênica e deve causar o mínimo possível de inflamação no local do implante. A bactéria Zoogloea sp. produz um exopolissacarídeo celulósico (CEP) com baixa citotoxicidade e alto biocompatibilidade. O objetivo deste estudo é investigar, na bexiga de coelho, a biocompatibilidade de implantes de exopolissacarídeo de celulose, produzidos pela Zooglea sp. Foram utilizados como modelo experimental, 20 coelhos adultos da raça Califórnia, com média de seis meses de idade. Os animais foram divididos em dois grupos, sendo o grupo G1, composto por animais mortos três dias após a aplicação do implante (n=9), e o grupo G2, composto por animais mortos três meses após a aplicação do implante (n=11). Cada animal recebeu, no total, quatro implantes, sendo dois de gel de biopolímero e dois de gel Deflux. Foram realizadas as técnicas imunohistoquímicas para marcação de colágeno tipos I e III, alfa-actina de músculo liso, PCNA e reação química TUNEL. Nas amostras de três dias, os implantes de CEP e deflux, eram estruturalmente homogêneos e livres de células inflamatórias ou vasos sanguíneos. Por outro lado, nas amostras de três meses, com exceção de algumas áreas, o CEP estava organizado como feixes curtos que eram sugestivos de um tecido fibroso. Apesar disso, o implante de CEP corou negativamente para colágenos tipos I e III, fibras elásticas, enquanto que o tricrômico de masson, não indicou a presença de colágeno. Em contraste as áreas de implante de deflux nas amostras de três meses estavam fragmentadas, mas ainda eram homogêneas, e ainda não havia nenhuma célula nem vaso sanguíneo em seu interior. As células positivas para PCNA podiam ser claramente percebidas dentro dessas ilhotas, dessa forma indicando um processo inflamatórioproliferativo, em curso. No grupo sacrificado aos três meses, os implantes de deflux ainda estavam negativos, mas em torno das áreas de CEP algumas células positivas para a técnica do TUNEL eram perceptíveis. Nos implantes de CEP de três meses, muitos vasos sanguíneos eram visualizados, e a sua densidade era de 23.865.48. A densidade de microvasos na lâmina própria (41.5111.19) foi significativamente diferente (p<0.001) daquela no implante de CEP. Nossos resultados mostraram que o CEP possui pouca imunogenicidade e se integra melhor no tecido hospedeiro quando comparado ao deflux. Portanto o CEP deve ser um material eficiente em casos em que a incorporação ao tecido é desejada como por exemplo em estruturas de suporte na cirurgia de reconstrução

Estudo da quantificação de incertezas para o problema de contaminação de meios porosos heterogêneos

As técnicas de injeção de traçadores têm sido amplamente utilizadas na investigação de escoamentos em meios porosos, principalmente em problemas envolvendo a simulação numérica de escoamentos miscíveis em reservatórios de petróleo e o transporte de contaminantes em aquíferos. Reservatórios subterrâneos são em geral heterogêneos e podem apresentar variações significativas das suas propriedades em várias escalas de comprimento. Estas variações espaciais são incorporadas às equações que governam o escoamento no interior do meio poroso por meio de campos aleatórios. Estes campos podem prover uma descrição das heterogeneidades da formação subterrânea nos casos onde o conhecimento geológico não fornece o detalhamento necessário para a predição determinística do escoamento através do meio poroso. Nesta tese é empregado um modelo lognormal para o campo de permeabilidades a fim de reproduzir-se a distribuição de permeabilidades do meio real, e a geração numérica destes campos aleatórios é feita pelo método da Soma Sucessiva de Campos Gaussianos Independentes (SSCGI). O objetivo principal deste trabalho é o estudo da quantificação de incertezas para o problema inverso do transporte de um traçador em um meio poroso heterogêneo empregando uma abordagem Bayesiana para a atualização dos campos de permeabilidades, baseada na medição dos valores da concentração espacial do traçador em tempos específicos. Um método do tipo Markov Chain Monte Carlo a dois estágios é utilizado na amostragem da distribuição de probabilidade a posteriori e a cadeia de Markov é construída a partir da reconstrução aleatória dos campos de permeabilidades. Na resolução do problema de pressão-velocidade que governa o escoamento empregase um método do tipo Elementos Finitos Mistos adequado para o cálculo acurado dos fluxos em campos de permeabilidades heterogêneos e uma abordagem Lagrangiana, o método Forward Integral Tracking (FIT), é utilizada na simulação numérica do problema do transporte do traçador. Resultados numéricos são obtidos e apresentados para um conjunto de realizações amostrais dos campos de permeabilidades.

O domínio público no direito autoral brasileiro estrutura e função

O estudo do domínio público no direito autoral não se resume a analisar os prazos de proteção conferido às obras intelectuais. De tratamento escasso pela doutrina, o tema é bem mais complexo do que aparenta em um primeiro momento, abrangendo diversas áreas do direito e tendo implicações diretas na vida da sociedade. Uma vez que o direito autoral é composto de dois feixes distintos de direitos o patrimonial e o moral compreender o domínio público é, em primeiro lugar, determinar que efeitos decorrem do ingresso de determinada obra em domínio público quanto a cada um de tais grupos de direitos. Além disso, o impacto do domínio público se faz sentir em outras áreas jurídicas, como direito contratual, direito de propriedade, direito do consumidor, direito de família, direito das sucessões. Sem contar com a relação inevitável a aspectos econômicos e sociais relacionados ao uso de obras em domínio público.Esta tese procura determinar a estrutura jurídica do domínio público no direito autoral brasileiro a partir das leis atualmente em vigor, bem como traçar a função do instituto, a fim de dar ao domínio público a importância devida e estimular o desenvolvimento sócio-cultural do país.

Monitoramento de cura e fotocura de resinas epóxi através da espectroscopia fotoacústica

Neste trabalho foi proposto o monitoramento do processo de cura e fotocura de resinas epóxi através da Espectroscopia Fotoacústica. Nos experimentos, foram utilizados dois tipos de resinas epóxi: A resina Epoxtec 331, com o endurecedor DER 24, e a resina fotocurada EBECRYL 3720-TP25, com o fotoiniciador OMNIRAD 808. Foram utilizados dois modelos de células fotoacústicas: uma baseada na técnica de diferença de fase dos dois feixes (T2F); e outra convencional. São apresentadas as montagens experimentais desenvolvidas para os monitoramentos da cura e fotocura das resinas. O estudo foi realizado monitorando o sinal fotoacústico fazendo varredura em comprimentos de onda. Também foi monitorado o sinal fotoacústico em função do tempo durante as curas e fotocuras. Foi estudado o efeito de luz saturante, não modulada, nos processos de fotocura. Tanto a amplitude quanto a fase do sinal fotoacústico revelaram-se boas ferramentas para o monitoramento proposto. Apesar de muitos dos efeitos encontrados, nos estudos realizados, ainda não terem explicação, o presente trabalho mostrou a potencialidade da espectroscopia fotoacústica para esta área de pesquisa.

Efeitos tardios no tecido ovariano de ratas Wistar após tratamento com Docetaxel e Ciclofosfamida

O câncer de mama (CM) é o segundo tipo de câncer mais comum no mundo. Sabe-se que a maior incidência de CM ocorre nas mulheres pós-menopausa, entretanto é crescente o número de mulheres jovens acometidas por esta doença. O tratamento do CM pode incluir: quimioterapia, radioterapia e/ou hormonioterapia. A quimioterapia, por se ser um tratamento sistêmico, pode causar importantes efeitos colaterais, entre eles a falência ovariana induzida por quimioterapia (FOIQ). As principais consequências da FOIQ são a infertilidade, além de complicações tardias relacionadas à diminuição do estrogênio, como a osteoporose e doenças cardiovasculares. O regime quimioterápico TC, adota a associação do docetaxel com a ciclofosfamida, como uma opção por fármacos que resultem numa taxa de sobrevida livre do câncer, e menores efeitos colaterais. Este trabalho teve como objetivo estudar os efeitos tardios no ovário causados pelo tratamento com a associação dos quimioterápicos docetaxel e ciclofosfamida (TC), em modelo animal com ratos Wistar. Para verificar o sinergismo desses quimioterápicos e assim analisar o efeito da administração conjunta, ratos Wistar fêmeas foram divididos em dois grupos: um grupo controle e um grupo que recebeu quimioterapia (TC). Os animais foram submetidos a eutanasia cinco meses após o fim do tratamento, e foram recolhidos o plasma e os ovários. Foram observadas alterações importantes. O nível de estradiol no plasma foi significativamente reduzido no grupo de TC em comparação com o grupo controle. Além disso, o número de núcleos apoptóticos foi maior no grupo TC. O papel da resposta inflamatória no desenvolvimento da lesão ovariana foi também investigado, e notou-se um aumento do número de mastócitos, e aumento da expressão de Fator de Necrose Tumoral-α (TNF-α) no grupo TC. O envolvimento de fibrose nesse processo, foi também investigado. Os resultados mostraram que níveis de expressão de Fator de Crescimento Tumoral-β1 (TGF-β1), Colágeno Tipo I (Col-I) e Colágeno Tipo III (Col-III) estavam maiores no grupo TC em comparação com o grupo de controle. A análise ultraestrutural revelou a presença de feixes de colágeno no grupo tratado, e mostrou que a arquitetura do tecido do ovário estava mais desorganizada neste grupo comparado ao grupo controle. Os resultados obtidos neste trabalho indicam que a combinação de ciclofosfamida e docetaxel, um recente regime quimioterápico proposto para o tratamento do CM, pode levar a importantes alterações no ovário. O processo inflamatório, desencadeado pela administração dos quimioterápicos, estimula a apoptose e liberação de TGF-β no estroma ovariano, que induz a produção de matriz extracelular e subsequente, substituição do tecido sadio por tecido fibrótico. A principal consequência deste processo é a diminuição, ou perda, da função ovariana, levando à menopausa precoce e possível infertilidade. É importante compreender os mecanismos envolvidos na infertilidade provocada pelo regime TC, a fim de estudar novos métodos que evitem este efeito indesejável em mulheres submetidas a tratamento do CM.

Avaliação da indução de lesões no DNA por lasers terapêuticos de baixa potência

Na medicina regenerativa há uma crescente utilização de lasers de baixa intensidade em protocolos terapêuticos para tratamento de doenças em tecidos moles e no tecido ósseo. Lasers emitem feixes de luz com características específicas, nas quais o comprimento de onda, a frequência, potência e modo de missão são propriedades determinantes para as respostas fotofísica, fotoquímica e fotobiológica. Entretanto, sugere-se que lasers de baixa potência induzem a produção de radicais livres, que podem reagir com biomoléculas importantes, como o DNA. Essas reações podem causar lesões e induzir mecanismos de reparo do DNA para preservar a integridade do código genético e homeostase celular. Portanto, o objetivo deste trabalho foi avaliar lesões no DNA de células do sangue periférico de ratos Wistar e a expressão dos genes ERCC1 e ERCC2 em tecidos biológicos expostos a lasers de baixa intensidade em comprimentos de onda, fluências, potências e modos de emissão utilizados em protocolos terapêuticos. Para tal, amostras de sangue periférico foram expostas ao laser vermelho (660 nm) e infravermelho (808 nm) em diferentes fluências, potências e modos de emissão, e a indução de lesões no DNA foi avaliada através do ensaio cometa. Em outros experimentos, lesões no DNA foram analisadas através do ensaio cometa modificado, utilizando as enzimas de reparo: formamidopirimidina DNA glicosilase (FPG) e endonuclease III. Pele e músculo de ratos Wistar foram expostos aos lasers e amostras desses tecidos foram retiradas para extração de RNA, síntese de cDNA e avaliação da expressão dos genes por PCR quantitativo em tempo real. Os dados obtidos neste estudo sugeriram que a exposição aos lasers induz lesões no DNA dependendo da fluência, potência e modo de emissão, e que essas lesões são alvos da FPG e endonuclease III. A expressão relativa do RNAm de ERCC1 e de ERCC2 foi alterada nos tecidos expostos dependendo do comprimento de onda e fluência utilizada. Os resultados obtidos neste estudo sugerem que danos oxidativos no DNA poderiam ser considerados para segurança do paciente e eficácia terapêutica, bem como alterações na expressão dos genes de reparo do DNA participariam dos efeitos de bioestimulação que justificam as aplicações terapêutica de lasers de baixa potência.

Anatomia foliar nos sucessivos ciclos de seleção do milho Saracura sob alagamento intermitente do solo.

No Brasil, as planícies de inundação ou áreas de várzeas trazem restrições à produtividade de milho. Por esse motivo, a Embrapa Milho e Sorgo desenvolveu, por meio da seleção recorrente fenotípica estratificada, uma variedade de milho conhecida como Saracura - BRS 4154, com capacidade de sobreviver e produzir em períodos temporários de alagamento do solo. Esse trabalho foi realizado com o objetivo de conhecer a plasticidade foliar adquirida pelo efeito dos sucessivos ciclos de seleção do milho BRS 4154 - Saracura sob alagamento intermitente do solo em condições de campo. O alagamento do solo iniciou-se no estádio de seis folhas, com a aplicação de uma lâmina de 20 cm de água três vezes por semana. No florescimento, amostras de folhas foram retiradas e fixadas, realizando-se secções paradérmicas e transversais para observação em microscópio fotônico. Foram observados, ao longo dos ciclos de seleção, modificações no número e tamanho dos estômatos, maior quantidade de feixes vasculares, metaxilema menores, diminuição da cutícula e da epiderme, diminuição no número e tamanho das células buliformes, aumento da espessura do floema, menor área de esclerênquima e diminuição da distância entre os feixes no limbo foliar. Os sucessivos ciclos de seleção do milho Saracura, portanto, levaram a mudanças na plasticidade foliar, as quais favorecem sua tolerância ao alagamento intermitente do solo.