Abstract: Existe na indústria o interesse em utilizar as informações da tomografia computadorizada a fim de conhecer o interior (i) dos objetos industriais fabricados ou (ii) das máquinas e seus meios de produção. Nestes casos, a tomografia tem como finalidade (a) controlar a qualidade do produto final e (b) otimizar a produção, contribuindo na fase piloto dos projetos e na análise da qualidade dos meios sem interromper a produção. O contínuo controle de qualidade dos meios de produção é a chave mestra para garantir a qualidade e a competitividade dos produtos. O Centro de Tecnologia das Radiações (CTR), do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN/CNEN-SP) vem desenvolvendo esta tecnologia para fins de análises de processos industriais há algum tempo. Atualmente, o laboratório tem desenvolvido três gerações de tomógrafos: (i) primeira geração; (ii) terceira geração; e (iii) tomógrafo Instant Non-Scanning. Os algoritmos de reconstrução de imagens tomográficas tem uma importância relevante para o funcionamento ideal desta tecnologia. Nesta tese, foram desenvolvidos e analisados os algoritmos de reconstrução de imagens tomográficas para serem implementados aos protocolos experimentais dos tomógrafos. Os métodos de reconstrução de imagem analítico e iterativo foram desenvolvidos utilizando o software Matlab® r2013b. Os algoritmos iterativos apresentaram imagens com melhor resolução espacial comparado com as obtidas pelo método analítico. Entretanto as imagens por método analítico apresentaram menos ruídos. O tempo para obtenção de imagem pelo método iterativo é relativamente elevado, e aumenta conforme aumenta a matriz de pixels da imagem. Já o método analítico fornece imagens instantâneas. Para as reconstruções de imagens utilizando o tomógrafo Instant Non-Scanning, as imagens pelo método analítico não apresentaram qualidade de imagem satisfatória comparada aos métodos iterativos.

Palavras-Chave: image processing; tomography; computerized tomography; emission computed tomography; fourier transformation; industrial plants; quality control; engineering; optical systems; spatial distribution; transfer matrix method; frequency modulation; diffraction methods; interference; interferometers; impurities algorithms; analytical solution; iterative methods

VELO, ALEXANDRE F. Análise da aplicação de diferentes algoritmos de reconstrução de imagens tomográficas de objetos industriais. Orientador: Carlos Henrique de Mesquita. Coorientador: Margarida Mizue Hamada. 2018. 122 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2019.tde-08022019-142220. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29784. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A epidemiologia dos agravos por peixes peçonhentos é pouco relatada, apesar da elevada morbidade e relevância para a saúde. Na região central do Brasil, as bacias do Tocantins e do rio Araguaia são muito utilizadas para atividades recreativas, especialmente entre junho e agosto. Apesar da dificuldade da identificação do animal causador do acidente por parte do acidentado, a maioria dos trabalhos cita que o gênero Potamotrygon é o mais relacionado a estes agravos. Por outro lado, arraias do gênero Paratrygon embora apresentem um ferrão menor que arraias de outros gêneros, causam bastante acidentes por se camuflarem com facilidade devido a sua cor clara, se confundindo com o fundo dos rios e lagos. O objetivo foi identificar atividades biológicas do muco da arraia Paratrygon aiereba. Os desenhos experimentais utilizando a secreção epidérmica foram a atividade edemaciante, por meio de Pletismografia, a dinâmica da alteração no sistema microcirculatório usando a microscopia intravital, a atividade nociceptiva através de estímulos químicos, o dano celular e atividade necrosante. Analisando o comportamento da atividade edemaciante em relação ao tempo, nota-se que o efeito do edema é mais acentuado nas primeiras horas do acidente, entretanto averígua-se que após 4h do acidente esta ação tende a diminuir. O modelo proposto aponta que o tempo é um fator determinante na formação do edema (p<0.0001), posto isso, realizou-se um teste para verificar se entre os tempos estudados havia diferença significativa, sendo que há uma forte significância (p<0.0001), entre os volumes das patas que receberam o muco e as patas que receberam PBS Com relação a atividade nociceptiva pode-se notar que as concentrações testes apresentaram diferença significativa em relação ao controle PBS (p<0,05). Foi verificado que a atividade nociceptiva não apresentou uma relação dose dependente direta, posto que as maiores médias foram detectadas nas menores concentrações. Com relação a dinâmica do rolamento de leucócito, verificou-se que ao final dos 30 minutos do experimento, notou-se que na concentração de 25 μg de muco, houve um aumento de aproximadamente 4 vezes em relação ao tempo basal. Nos tempos (10, 20 e 30 minutos), ao comparar a quantidaade de 12,5 μg com as concentrações de 100 μg e 200μg, apresentaram diferenças estatísticas (p<0,0001), sendo o efeito da concentração foi considerado extremamente significante. Foram determinados os níveis de lesão celular com liberação de conteúdo citoplasmático, sendo que há uma significância extremamente forte (p< 0,0001) entre os tratamentos. Foi verificado que o muco de arraia Paratrygon aiereba não causou atividade necrosante no modelo e na concentração utilizada neste trabalho. Por fim, conclui-se que o muco da arraia Paratrygon aiereba pode causar atividade edemaciante, atividade nociceptiva, interação leucócito-endotélio e danos celulares. Entretanto, não foi verificado atividade necrosante, com o modelo experimental adotado, causado pelo muco da arraia Paratrygon aiereba.

Palavras-Chave: aquatic organisms; secretion; toxins; venoms; fresh water; bioassay; biochemistry; biological effects; blood circulation; blood vessels; microstructure; protein engineering; necrosis; edema; leukocytes; animal cells; damage; nervous system; sense organs; mice; light transmission; optical systems; electron microscopy; image processing

TURIBIO, THOMPSON de O. Caracterização biológica do muco epidérmico da arraia de água doce Paratrygon aiereba. Orientador: Delvonei Alves de Andrade. 2018. 83 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2020.tde-04022020-161042. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/30810. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O presente trabalho apresenta um aperfeiçoamento e validação qualitativa de um método para obtenção de glioxal - GLI (gás) em escala laboratorial através de solução aquosa de GLI 40%, a qual também se aplica na obtenção de metilglioxal - MGLI em mesmas condições. As obtenções exitosas de GLI, bem como a provável aquisição da outra espécie serão utilizadas para testes futuros no microrreator. Em seguida, dois tipos de microcircuitos com misturadores foram propostos e produzidos para sistema bifásico (gás-líquido), sendo estes, um circuito Duplo - T com misturador do tipo serpentina e o microcircuito - II composto do Misturador de Quebra e Recombinação Rápida (MQRR). Os misturadores desenvolvidos foram capazes de diminuir o tamanho das bolhas formadas em certos fluxos aplicáveis à cinética de reação de um microrreator, a qual mediante a técnica de derivatização tornará possível a identificação e quantificação de GLI e MGLI na amostra gasosa. A técnica de ablação com laser de pulsos ultracurtos foi aplicada para a confecção dos microcircuitos propostos. Também foram desenvolvidos para esta técnica, melhorias na microusinagem de geometrias complexas em superfícies de vidro óptico de borosilicato - BK7, as quais apresentaram ótimos resultados. Posteriormente, foi implementada uma técnica de validação e análise das velocidades, tamanho e número de bolhas através de um sistema de captura de imagem (Embedded Supervisory Optical System "ESOS"). O sistema de captura validado, foi a principal ferramenta na caracterização e definição do tipo de circuito que melhor pode ser aplicado ao microrreator em função do seu volume máximo e o tempo de residência para a técnica de derivatização. Por fim, um laser randômico microfluídico foi desenvolvido com o mesmo processo de microusinagem em superfície translúcida, sendo apresentado como candidato para análise do material derivatizado contendo GLI na saída do microrreator.

Palavras-Chave: atmospheric chemistry; nanofluidics; fluid-structure interactions; fluid poison control; electromagnetic pulses; randomness; lasers; scattering; glyoxal; dimethylglyoxime; ablation; superconducting composites; optical systems; image processing; process development units

GOMES, ANTONIO A. Desenvolvimento de um circuito microfluídico para análise atmosférica através de microusinagem com laser de pulsos ultracurtos. Orientador: Wagner de Rossi. 2020. 188 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-06112020-114714. Disponível em: http://200.136.52.105/handle/123456789/31714. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Nos tratamentos modernos de radioterapia (RT), campos pequenos e distribuições de dose complexas requerem técnicas de dosimetria adequadas e precisas. Filmes radiocrômicos e arranjos de câmaras de ionização (CI) apresentam limitações, como alto custo, precisão dependente da variabilidade de produção dos filmes e resolução limitada (arranjo de CI). Estudos recentes demonstraram que sistemas de luminescência opticamente estimulada (do inglês optically stimulated luminescence -OSL) permitem a avaliação de doses para mapeamento 2D de forma relativamente rápida e simples e os resultados mostram resolução submilimétrica. Este trabalho apresenta, pela primeira vez, um dosímetro de luminescência opticamente estimulada (OSLD) na forma de um filme flexível feito com partículas de CaSO4:Eu embebidas em uma matriz de elastômero de silicone. O filme OSLD foi produzido por uma metodologia relativamente simples e de baixo custo. Esse filme é reutilizável e o sinal pode ser limpo satisfatoriamente com uso de LEDs azuis. As principais propriedades dosimétricas foram avaliadas utilizando o leitor TL/OSL Risø com estimulação azul e filtro Hoya U-340. A investigação mostra repetibilidade dentro de 3% ao medir com a mesma amostra de filme. Em relação à homogeneidade do filme OSLD, foi observada uma mudança de sensibilidade de aproximadamente 12% ao longo do filme OSLD de 5 x 5 cm2. Além disso, a curva de resposta em função da dose mostra linearidade de 5 a 25 Gy. O desvanecimento do sinal OSL é relativamente alto, cerca de 50% nas primeiras 48h, e depois fica estável. Um filme OSLD de 3 x 3 cm2 foi usado com sucesso para mapear a distribuição de dose em radiocirurgia (feixe de fótons de 6 MV). Este trabalho demonstra a viabilidade da dosimetria 2D usando filmes OSLD reutilizáveis baseados em CaSO4:Eu.

Palavras-Chave: luminescence; optical systems; dosimetry; radiation doses; films; calcium sulfates

GASPARIAN, PATRICIA B.R. Desenvolvimento, produção e caracterização de filmes OSLD baseados em CaSO4 para aplicação em dosimetria das radiações. Orientador: Letícia Lucente Campos Rodrigues. 2022. 126 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-18082022-155232. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33275. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Novos materiais estão sendo amplamente estudados e aplicados na área da saúde, estes são denominados biomateriais. Diferentes métodos são utilizados para esterilização de materiais, dentre eles a radiação ionizante vem sendo utilizada pela sua eficácia em eliminar contaminantes biológicos diversos. Para a utilização deste tipo de radiação deve-se avaliar não apenas a eficácia de seu poder esterilizante, mas a influência que esta pode exercer sobre as cadeias poliméricas, a fim de avaliar possíveis perdas ou modificações que alterem o material a ser utilizado. Desta forma, no presente trabalho, o filme de poliuretano do tipo termoplástico com base policarbonato foi submetido a tratamento com solvente orgânico, em ambiente com temperatura e umidade controladas, sendo avaliada por meio da caracterização química, físico-química e mecânica, a extensão das alterações causadas no material pela radiação ionizante. Também foi avaliado se o material apresenta as características necessárias para ser utilizado em testes clínicos, por meio de ensaios de biocompatibilidade descritos pela ISO 10993. Para estudo da esterilização, o filme foi submetido a doses crescentes de radiação gama (15, 25 e 50 kGy), Óxido de Etileno e plasma, caracterizados com técnicas comparativas, reavaliando possíveis alterações. Os filmes após os processos de esterilização mantiveram as características muito próximas ao material manufaturado, demonstrando que a radiação ionizante na dose de 25 kGy é a ideal para a esterilização deste tipo de material. A metodologia empregada na fabricação dos filmes pode levar a confecção de stents esofágicos, recobrimento de marca-passos, substituição de tecidos biológicos lesados, dentre outros. O estudo permitiu a criação da metodologia de processo que gerou a patente de invenção com numeração BR 1020170202658.

Palavras-Chave: polyurethanes; thermoplastics; ionizing radiations; infrared thermography; fourier transformation; sterilization; biological materials; films; interaction range; thermal gravimetric analysis; calorimetry; x-ray diffractometers; optical systems; materials testing

MASSEI, MARIANA G.R. Estudo da interação da radiação ionizante como método de esterilização de filmes de poliuretano termoplástico aplicados como biomaterial. Orientador: Monica Beatriz Mathor. 2021. 115 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2021.tde-18082022-153425. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33273. Acesso em: $DATA.

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Abstract: As lesões vasculares estão entre as anormalidades congênitas e neonatais mais comuns. Cerca de 60% estão localizadas na região da cabeça e pescoço. A identificação e a classificação adequadas de cada tipo de lesão, tem um impacto direto no diagnóstico e, no tratamento destes pacientes. A técnica de Tomografia por Coerência Óptica (Optical coherence tomography: OCT) obtém imagens em alta resolução, geradas em tempo real que permitem visualizar de forma não invasiva, estruturas celulares e extracelulares, com uma resolução espacial da ordem de 10μm, que é 20 vezes maior que a de um ultrassom, aproximando-se do nível histológico convencional, razão pela qual é considerada biópsia óptica. Com o objetivo de fornecer imagens que possibilitassem avaliar as diferenças na arquitetura dos vasos em diferentes tipos de lesões localizadas, no tecido cutâneo e na mucosa, em regiões da cabeça e pescoço, foram tomadas imagens de lesões de 27 pacientes usando um sistema de OCT com Doppler (1325nm). Os resultados deste estudo clínico comprovaram a viabilidade da OCT permitindo distinguir entre a pele normal e a pele com lesão. Na má-formação capilar, os vasos sanguíneos tiveram diâmetro médio de 114\μm ± 92μm e apresentaram uma profundidade média de 304 μm ± 99 μm. Os hemangiomas apresentaram vasos sanguíneos com diâmetro médio de 39μm ± 19 μm e profundidade média de 298 μm ± 133 μm. Nas lesões diagnosticadas pelo clínico como Hemangioma da mucosa labial, medimos diâmetro médio dos vasos de 45μm ± 16 μm com profundidade média de 520,5μm ± 189,5μm. Na má-formação linfática de lábio, os vasos sanguíneos apresentaram diâmetro médio de 157,5μm ± 90μm e, uma profundidade média 695μm ± 136μm. Na má-formação vascular de lábio, os vasos sanguíneos apresentaram diâmetro médio de 128μm±63μm e, uma profundidade média 689 μm ± 217μm. Com estas informações obtidas das imagens de OCT indicando fluxo, foi possível avaliar diferenças peculiares da lesão de cada paciente, promovendo o diagnóstico diferencial das lesões vasculares da superfície tecidual da pele e mucosa oral.

Palavras-Chave: face; oral cavity; vascular diseases; angiomas; carcinomas; evaluation; control; tomography; optical systems; coherence length; doppler effect lasers; infrared radiation; diagnostic techniques

TEIXEIRA, LUCIA R. de A.C. Tomografia por coerência óptica para avaliação de lesões vasculares na face e cavidade oral. Orientador: Denise Maria Zezell. 2017. 103 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2019.tde-30042019-101834. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29915. Acesso em: $DATA.

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