Monte Carlo simulations for dosimetric verification in photon and electron beam radiotherapy

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Biomédica

Determination of Threshold Dose of Photodynamic Therapy to Measure Superficial Necrosis

Background Data: Photodynamic therapy (PDT) involves the photoinduction of cytotoxicity using a photosensitizer agent, a light source of the proper wavelength, and the presence of molecular oxygen. A model for tissue response to PDT based on the photodynamic threshold dose (Dth) has been widely used. In this model cells exposed to doses below Dth survive while at doses above the Dth necrosis takes place. Objective: This study evaluated the light Dth values by using two different methods of determination. One model concerns the depth of necrosis and the other the width of superficial necrosis. Materials and Methods: Using normal rat liver we investigated the depth and width of necrosis induced by PDT when a laser with a gaussian intensity profile is used. Different light doses, photosensitizers (Photogem, Photofrin, Photosan, Foscan, Photodithazine, and Radachlorin), and concentrations were employed. Each experiment was performed on five animals and the average and standard deviations were calculated. Results: A simple depth and width of necrosis model analysis allows us to determine the threshold dose by measuring both depth and surface data. Comparison shows that both measurements provide the same value within the degree of experimental error. Conclusion: This work demonstrates that by knowing the extent of the superficial necrotic area of a target tissue irradiated by a gaussian light beam, it is possible to estimate the threshold dose. This technique may find application where the determination of Dth must be done without cutting the tissue.

Disponibilidade de metais pesados em Latossolo com aplicação superficial de escória, lama cal, lodos de esgoto e calcário

O objetivo deste trabalho foi avaliar alguns atributos químicos do solo e a disponibilidade de cádmio (Cd), cromo (Cr), níquel (Ni), mercúrio (Hg), chumbo (Pb) e arsênio (As), por meio da extração pelo DTPA,em conseqüência da aplicação superficial de escória de aciaria, lama cal e lodos de esgoto centrifugados e de biodigestores, nas doses 0 (testemunha), 2, 4 e 8 Mg ha-1 e um tratamento adicional composto pela calagem superficial na dose 2 Mg ha-1. O experimento foi conduzido em delineamento de blocos ao acaso, em condições de campo, em área sob sistema plantio direto, durante 2003 e 2004. A aplicação superficial de escória de aciaria,lama cal, lodo de esgoto centrifugado e de biodigestor, até a dose 8 Mg ha-1, assim como o calcário na dose 2 Mg ha-1, não trazem problemas de disponibilidade ao ambiente, com relação aos metais pesados Cd, Cr, Hg, Pb, Ni e As, quando aplicados sobre a superfície em Latossolo Vermelho distrófico, no sistema plantio direto. A fitodisponibilidade de metais pesados às culturas da soja e aveia-preta foi nula, quando foram aplicadas doses de até 8 Mg ha-1 de lodo de esgoto, escória e lama cal sobre a superfície do solo, no sistema plantio direto

Copper filtration in pediatric digital X-ray imaging: its impact on image quality and dose.

The effect of copper (Cu) filtration on image quality and dose in different digital X-ray systems was investigated. Two computed radiography systems and one digital radiography detector were used. Three different polymethylmethacrylate blocks simulated the pediatric body. The effect of Cu filters of 0.1, 0.2, and 0.3 mm thickness on the entrance surface dose (ESD) and the corresponding effective doses (EDs) were measured at tube voltages of 60, 66, and 73 kV. Image quality was evaluated in a contrast-detail phantom with an automated analyzer software. Cu filters of 0.1, 0.2, and 0.3 mm thickness decreased the ESD by 25-32%, 32-39%, and 40-44%, respectively, the ranges depending on the respective tube voltages. There was no consistent decline in image quality due to increasing Cu filtration. The estimated ED of anterior-posterior (AP) chest projections was reduced by up to 23%. No relevant reduction in the ED was noted in AP radiographs of the abdomen and pelvis or in posterior-anterior radiographs of the chest. Cu filtration reduces the ESD, but generally does not reduce the effective dose. Cu filters can help protect radiosensitive superficial organs, such as the mammary glands in AP chest projections.

Alterações de atributos do solo pela calagem superficial e incorporada a partir de pastagem natural

A aplicação superficial de calcário pode ser uma alternativa para a correção da acidez do solo sob plantio direto. Este trabalho avaliou as modificações em alguns atributos químicos provocadas pela aplicação de calcário superficial e incorporado ao solo a partir de pastagem natural. O experimento foi feito na área Experimental do Departamento de Solos da Universidade Federal de Santa Maria (RS), num Argissolo Acinzentado distrófico plíntico. Os tratamentos, com 0,0, 2,0, 8,5 e 17,0 t ha-1 de calcário incorporado na camada de 0-20 cm e em superfície, foram distribuídos em blocos ao acaso, com quatro repetições. Aos 24 meses, reaplicou-se em superfície a dose no tratamento de 2,0 t ha-1. Aos 6, 18, 36 e 48 meses da aplicação do calcário, coletaram-se amostras de solo nas profundidades de 0,0-2,5; 2,5-5,0; 5,0-10,0 e 10,0-15,0 cm. Avaliaram-se os atributos químicos relacionados com a acidez do solo. A correção da acidez do solo foi proporcional à dose de calcário aplicada, independentemente do modo de aplicação. A aplicação de calcário superficial criou uma frente de correção da acidez em profundidade proporcional à dose e ao tempo. Foram necessários 36 meses para que a saturação com alumínio atingisse nível próximo de zero na camada de 0,0-2,5 cm com a aplicação de 2,0 + 2,0 t ha-1; 36 meses para a camada 2,5-5,0 cm com 8,5 t ha-1; e 48 meses para a camada 5,0-10,0 cm com 17,0 t ha-1.

Eficiência da calagem superficial e incorporada precedendo o sistema plantio direto em um argissolo sob pastagem natural

A calagem altera os atributos químicos do solo, permitindo o crescimento radicular e sua eficiência em profundidade no perfil do solo. Este trabalho foi realizado com objetivo de avaliar a eficiência da calagem superficial e incorporada sobre atributos da acidez em profundidade, passados sete anos de sua aplicação, em área sob sistema plantio direto (SPD). O experimento foi instalado na área experimental do Departamento de Solos da Universidade Federal de Santa Maria, em um Argissolo Acinzentado distrófico plíntico, textura média relevo suave ondulado com substrato aluviais recentes. Os tratamentos consistiram da aplicação superficial e incorporação do calcário (uma aração e duas gradagens) nas doses de 0,0; 2,0; 8,5 e 17,0 Mg ha-1, sendo a dose 2,0 Mg ha-1 reaplicada a cada 24 meses na superfície, independentemente da incorporação inicial, totalizando 2 + 2 + 2 + 2 Mg ha-1. Em outubro de 2001, sete anos após a aplicação de calcário, foram abertas três trincheiras por parcela e coletadas amostras de solo em camadas de 1 até 10 cm de profundidade; de 2,5 até 25 cm e de 5 até 40 cm. Os resultados obtidos mostraram que a eficiência da calagem se manteve por período superior a sete anos da sua aplicação em SPD, independentemente da forma de aplicação. As doses integrais da necessidade de calcário de solos promoveram maior avanço da frente de neutralização da acidez no solo, e a incorporação do calcário antes da instalação do SPD neutralizou a acidez em profundidades maiores e mostrou-se mais eficiente do que a aplicação superficial.

Mobilidade de cátions e correção da acidez de um Cambissolo em função da aplicação superficial de calcário combinado com sais de potássio

A menor reatividade do calcário abaixo dos locais de aplicação deve-se principalmente à sua baixa solubilidade, ao aumento das cargas negativas nas camadas aplicadas devido ao aumento do pH e à pequena permanência dos ânions adicionados na solução do solo. O presente trabalho teve por objetivo avaliar o efeito da adição de ânions a partir de sais de K sobre a superfície do solo, no incremento da reatividade do calcário e na mobilidade de seus cátions em um Cambissolo Húmico. O experimento foi realizado em 2005, em solo com 360 g kg-1 de argila, 60 g kg-1 de matéria orgânica e pH 4,1. Foram utilizadas três doses de calcário dolomítico (0, 0,74 e 1,48 kg m-2), combinadas com 40 g m-2 de K, na forma de KCl ou de KNO3, e com uma testemunha sem K, todos incorporados no primeiro centímetro da coluna do solo. As unidades experimentais (colunas de PVC com 10 x 30 cm, contendo 1,5 kg de solo) foram percoladas 21 vezes, a cada sete dias, com 300 mL de água destilada por semana, totalizando o equivalente a 800 mm de chuva. Os sais potássicos lixiviaram muito mais Ca e Mg do que o calcário. Na média dos três tratamentos de calagem, a adição dos sais aumentou a lixiviação total de Ca, Mg e K, respectivamente de 36 para 132 mg, de 5,8 para 26 mg e de 25 para 51 mg/coluna, relativamente ao tratamento sem adição de sal. Na ausência dos sais, a aplicação da maior dose de calcário dolomítico lixiviou apenas 5 mg de Ca e 1,2 mg/coluna de Mg, em relação ao tratamento sem calcário. A calagem superficial afetou o pH do solo e a concentração de Ca, Mg e Al trocável até a profundidade máxima de 5,0 cm, cujas alterações foram quase sempre proporcionais à dose aplicada, porém não foram influenciadas pela adição dos sais. A aplicação dos fertilizantes potássicos não influenciou a capacidade reativa do calcário aplicado na superfície do solo.

Alteração de atributos físicos em latossolo com aplicação superficial de escória de aciaria, lama cal, lodos de esgoto e calcário

Os resíduos industriais e urbanos podem atuar como condicionadores do solo, pois possuem a capacidade de alterar suas propriedades físicas. Contudo, não há referência para os atributos físicos do solo quando esses resíduos são aplicados sobre a superfície do solo no sistema plantio direto. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da aplicação superficial de escória de aciaria, lama cal, lodos de esgoto e calcário nos atributos físicos de um Latossolo Vermelho distrófico sob sistema plantio direto. Os tratamentos foram constituídos por quatro resíduos: lodos de esgoto centrifugado - LC e de biodigestor - LB, escória de aciaria - E, e lama cal - Lcal, interagindo com quatro doses (0, 2, 4 e 8 t ha-1, aplicadas na forma seca) mais uma testemunha (controle), constituída da aplicação de 2 t ha-1 de calcário. O delineamento experimental foi em blocos casualizados no esquema fatorial 4 x 4 + 1, com quatro repetições. A presença de Ca na composição de lama cal, lodo de esgoto centrifugado, escória de aciaria e calcário permite o aumento da agregação das partículas, diâmetro médio ponderado, índice de estabilidade de agregados, porosidade e retenção de água, sendo essas alterações distintas para cada fonte, dose e profundidade de reação no solo. A aplicação superficial da lama cal na dose de 8 t ha-1, após 27 meses de reação, proporcionou a maior agregação das partículas no solo, desde a superfície até 40 cm de profundidade.

Fondaparinux for the treatment of superficial-vein thrombosis in the legs.

BACKGROUND: The efficacy and safety of anticoagulant treatment for patients with acute, symptomatic superficial-vein thrombosis in the legs, but without concomitant deep-vein thrombosis or symptomatic pulmonary embolism at presentation, have not been established. METHODS: In a randomized, double-blind trial, we assigned 3002 patients to receive either fondaparinux, administered subcutaneously at a dose of 2.5 mg once daily, or placebo for 45 days. The primary efficacy outcome was a composite of death from any cause or symptomatic pulmonary embolism, symptomatic deep-vein thrombosis, or symptomatic extension to the saphenofemoral junction or symptomatic recurrence of superficial-vein thrombosis at day 47. The main safety outcome was major bleeding. The patients were followed until day 77. RESULTS: The primary efficacy outcome occurred in 13 of 1502 patients (0.9%) in the fondaparinux group and 88 of 1500 patients (5.9%) in the placebo group (relative risk reduction with fondaparinux, 85%; 95% confidence interval [CI], 74 to 92; P<0.001). The incidence of each component of the primary efficacy outcome was significantly reduced in the fondaparinux group as compared with the placebo group, except for the outcome of death (0.1% in both groups). The rate of pulmonary embolism or deep-vein thrombosis was 85% lower in the fondaparinux group than in the placebo group (0.2% vs. 1.3%; 95% CI, 50 to 95; P<0.001). Similar risk reductions were observed at day 77. A total of 88 patients would need to be treated to prevent one instance of pulmonary embolism or deep-vein thrombosis. Major bleeding occurred in one patient in each group. The incidence of serious adverse events was 0.7% with fondaparinux and 1.1% with placebo. CONCLUSIONS: Fondaparinux at a dose of 2.5 mg once a day for 45 days was effective in the treatment of patients with acute, symptomatic superficial-vein thrombosis of the legs and did not have serious side effects. (Funded by GlaxoSmithKline; ClinicalTrials.gov number, NCT00443053.)

Escoamento superficial e desagregação do solo em entressulcos em solo franco-argilo-arenoso com resíduos vegetais

A presença de resíduos vegetais sobre a superfície do solo altera as características do escoamento superficial gerado pela chuva e a desagregação e transporte de sedimento resultantes do processo erosivo. O objetivo deste trabalho foi avaliar as condições hidráulicas e as relações de desagregação do solo e de resistência ao escoamento com a presença de resíduos vegetais na erosão em entressulcos. O experimento foi realizado no laboratório, com um Argissolo Vermelho distrófico típico, em parcelas com 0,10 m m-1 de declive sob chuva simulada. O solo foi coberto por resíduos vegetais de palha de soja, nas doses de 0, 0,05, 0,1, 0,2, 0,4 e 0,8 kg m-2. O aumento na cobertura do solo (CS) com resíduos vegetais elevou a altura da lâmina de escoamento e a rugosidade hidráulica e reduziu a velocidade média do escoamento, provocada pelo aumento das forças viscosas promovida pela interposição física dos resíduos ao escoamento. O resultado é a redução na taxa de desagregação do solo (Di). A Di foi de 5,35x10-4 kg m-2 s-1 para solo descoberto e 1,50x10-5 kg m-2 s-1 em solo com 100% de cobertura na maior dose de palha. Os modelos de Laflen e potencial foram adequados para estimar o coeficiente de cobertura para resíduo em contato direto com a superfície do solo em função da cobertura do solo.

Rugosidade superficial do solo sob diferentes doses de resíduo de milho submetido à chuva simulada

O objetivo deste trabalho foi avaliar a rugosidade e a tortuosidade da superfície do solo, preparado com diferentes doses de resíduo cultural de milho, e relacioná-las com o volume de chuva simulada. Em um Cambissolo, em La Coruña, Espanha, em agosto de 2005, avaliou-se a rugosidade superficial, no preparo mínimo sob chuva simulada, com as doses de 0, 2, 4, 6 e 8 t ha-1 de resíduo de milho picado e semi-incorporado ao solo. Aplicaram-se oito testes de chuva simulada, com 65 mm h-1 e 60 min cada um. A rugosidade e a tortuosidade, ao acaso, foram menores do que na condição linear e, as desta condição foram menores do que na condição original. A redução da rugosidade e da tortuosidade, em decorrência das chuvas, diminuiu com o aumento da dose de resíduo de milho. A rugosidade superficial foi mais fortemente influenciada quando se eliminou o efeito da declividade do terreno do que quando se eliminaram, simultaneamente, os efeitos da declividade e das marcas de preparo do solo para o seu cálculo.

Correção da acidez e mobilidade de íons em Latossolo com aplicação superficial de escória, lama cal, lodos de esgoto e calcário

Com o objetivo de avaliar a correção da acidez, saturação por bases e a mobilidade de nitrato, cálcio e magnésio no perfil de um Latossolo Vermelho distrófico, foi conduzido experimento em condições de campo, em área sob sistema plantio direto, de 2002 a 2005. A possível interferência dos ácidos orgânicos, provenientes da aveia-preta, decorrentes da aplicação superficial de escória de aciaria, lama cal e lodos de esgoto centrifugado e de biodigestor, foram igualmente avaliadas nas doses de 0 (testemunha), 2, 4 e 8 t ha-1 e um tratamento adicional composto pela calagem superficial na dose de 2 t ha-1. A aplicação superficial de doses crescentes de escória de aciaria, lama cal e lodo de esgoto centrifugado permitiu verificar aumento do valor de pH no solo. Esses resíduos e o lodo de esgoto de biodigestor elevaram a saturação por bases e a disponibilidade de nitrato, cálcio e magnésio até a profundidade de 40 cm no solo, com apenas três meses de reação. A pequena quantidade de ácidos orgânicos na parte aérea da aveia-preta não justificou o rápido deslocamento dos nutrientes e da neutralização do solo em subsuperfície. Os resíduos escória de aciaria, lama cal e lodo de esgoto centrifugado podem ser utilizados como corretivos da acidez e aplicados sobre a superfície do solo no sistema de plantio direto.

Disponibilidade de metais pesados em Latossolo com aplicação superficial de escória, lama cal, lodos de esgoto e calcário

O objetivo deste trabalho foi avaliar alguns atributos químicos do solo e a disponibilidade de cádmio (Cd), cromo (Cr), níquel (Ni), mercúrio (Hg), chumbo (Pb) e arsênio (As), por meio da extração pelo DTPA, em conseqüência da aplicação superficial de escória de aciaria, lama cal e lodos de esgoto centrifugados e de biodigestores, nas doses 0 (testemunha), 2, 4 e 8 Mg ha-1 e um tratamento adicional composto pela calagem superficial na dose 2 Mg ha-1. O experimento foi conduzido em delineamento de blocos ao acaso, em condições de campo, em área sob sistema plantio direto, durante 2003 e 2004. A aplicação superficial de escória de aciaria, lama cal, lodo de esgoto centrifugado e de biodigestor, até a dose 8 Mg ha-1, assim como o calcário na dose 2 Mg ha-1, não trazem problemas de disponibilidade ao ambiente, com relação aos metais pesados Cd, Cr, Hg, Pb, Ni e As, quando aplicados sobre a superfície em Latossolo Vermelho distrófico, no sistema plantio direto. A fitodisponibilidade de metais pesados às culturas da soja e aveia-preta foi nula, quando foram aplicadas doses de até 8 Mg ha-1 de lodo de esgoto, escória e lama cal sobre a superfície do solo, no sistema plantio direto.

Tensão superficial dinâmica e ângulo de contato de soluções aquosas com surfatantes em superfícies artificiais e naturais

O trabalho objetivou avaliar o efeito de surfatantes em soluções aquosas sobre a tensão superficial dinâmica e ângulo de contato das gotas em diferentes superfícies: artificiais (lâmina de vidro e de óxido de alumínio) e naturais (superfícies adaxiais de folhas de Euphorbia heterophylla, Ipomoea grandifolia e Brachiaria plantaginea). Seis formulações de surfatantes (Antideriva®; Uno®; Pronto 3®; Li-700®; Supersil® e Silwet L-77®), respectivamente nas doses recomendadas do produto comercial (0,050; 0,025; 0,100; 0,250; 0,100 e 0,100 % v v-1) e o dobro delas, foram avaliadas em soluções aquosas. A tensão superficial dinâmica e o ângulo de contato formado sobre as superfícies naturais foram medidos por tensiômetro. Os ângulos de contato formados pelas gotas nas superfícies artificiais foram obtidos por análise de imagens capturadas por uma câmera digital. Os surfatantes influenciam nas propriedades físico-químicas de soluções aquosas. As soluções contendo os surfatantes Silwet L-77® e Supersil®; nas doses de 0,100 e 0,200% v v-1; proporcionaram maiores reduções na tensão superficial dinâmica e menores ângulos de contato das gotas sobre as superfícies artificiais e naturais. Os surfatantes organossiliconados em solução aquosa foram mais eficientes na redução da tensão superficial e proporcionaram maior molhamento de superfícies natural e artificial. em alvos naturais, essas propriedades obtidas com organossiliconados são dependentes das características de superfície das espécies vegetais.

Alteração de atributos físicos em latossolo com aplicação superficial de escória de aciaria, lama cal, lodos de esgoto e calcário

Os resíduos industriais e urbanos podem atuar como condicionadores do solo, pois possuem a capacidade de alterar suas propriedades físicas. Contudo, não há referência para os atributos físicos do solo quando esses resíduos são aplicados sobre a superfície do solo no sistema plantio direto. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da aplicação superficial de escória de aciaria, lama cal, lodos de esgoto e calcário nos atributos físicos de um Latossolo Vermelho distrófico sob sistema plantio direto. Os tratamentos foram constituídos por quatro resíduos: lodos de esgoto centrifugado - LC e de biodigestor - LB, escória de aciaria - E, e lama cal - Lcal, interagindo com quatro doses (0, 2, 4 e 8 t ha-1, aplicadas na forma seca) mais uma testemunha (controle), constituída da aplicação de 2 t ha-1 de calcário. O delineamento experimental foi em blocos casualizados no esquema fatorial 4 x 4 + 1, com quatro repetições. A presença de Ca na composição de lama cal, lodo de esgoto centrifugado, escória de aciaria e calcário permite o aumento da agregação das partículas, diâmetro médio ponderado, índice de estabilidade de agregados, porosidade e retenção de água, sendo essas alterações distintas para cada fonte, dose e profundidade de reação no solo. A aplicação superficial da lama cal na dose de 8 t ha-1, após 27 meses de reação, proporcionou a maior agregação das partículas no solo, desde a superfície até 40 cm de profundidade.