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Os nódulos de tireóide constituem patologia comum, com uma incidência entre 4- 7% na população brasileira. Embora a punção aspirativa por agulha fina (PAAF) seja um método com boa sensibilidade, a discriminação entre lesões benignas e neoplasias malignas não é possível em todos os casos, permitindo a incidência de diagnósticos falsos-positivos, o que conduz a tireoideotectomia pelo risco de carcinoma. O escopo deste estudo foi verificar se a espectroscopia de absorção no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) pode contribuir no diagnóstico diferencial entre neoplasias malignas e benignas de tecidos e aspirados. Amostras de PAAF, homogenatos e tecidos de nódulos de tireóide com o diagnóstico histopatológico foram obtidos e preparados para análise espectroscópica por FTIR. As punções e homogenatos foram medidas por -FTIR (entre 950 1750 cm-1, com resolução de 4 cm-1 e 120 varreduras). As amostras de tecido foram analisadas diretamente pela técnica de ATR-FTIR, com resolução de 2 cm-1, 60 varreduras, região entre 950 1750 cm-1.. Todos os espectros foram corrigidos pela linha base e normalizados pela área sob a banda das amidas (1550-1640 cm-1) de modo a minimizar as variações de homogeneidade das amostras. Os espectros foram então convertidos em segundas derivadas usando-se o filtro de Savitzk-Golay com 13 pontos na janela. A variância de Ward e distância euclidiana foram usadas para se processar a análise de clusters. As amostras de PAAF revelaram um complexo padrão espectral. Todas as amostras mostraram alguns aglomerados de células ou grande concentração de hormônios, tendo representação em algumas bandas em 1545 e 1655 cm-1. Foram também encontradas bandas em torno de 1409, 1412, 1414, 1578 and 1579 cm-1, indicando a possível presença de açúcares, DNA e ácido cítrico de produtos metabólitos. Neste estudo, foi obtida uma excelente separação entre bócio adenomatoso e neoplasias malignas para as amostras de tecido, com 100% de sensibilidade em determinado cluster, mas 67% no geral e 50% de especificidade. Nos homogenatos e aspirados este valor foi menor (76,2% de sensibilidade e 52,6% de especificidade) porque incluiu outros tipos de lesões. Para uma maior diferenciação das amostras de PAAF de padrão folicular, um maior número de amostras se faz necessário. Os resultados deste estudo sugerem que a espectroscopia FTIR pode ser útil na diferenciação de carcinomas da tiróide em amostras de tecidos. / Thyroid nodules are a common disorder, with 4-7% of incidence in the Brazilian population. Although the fine needle aspiration (FNA) is an accurate method for thyroid tumors diagnosis, the discrimination between benign and malignant neoplasm is currently not possible in some cases with high incidence of false negative diagnosis, leading to a surgical intervention due to the risk of carcinomas. The aim of this study was to verify if the Fourier Transform infrared spectroscopy (FTIR) can contribute to the diagnosis of thyroid carcinomas and goiters, using samples of tissue and aspirates. Samples of FNA, homogenates and tissues of thyroid nodules with histopathological diagnosis were obtained and prepared for FTIR spectroscopy analysis. The FNA and homogenates samples were measured by -FTIR (between 950 1750 cm-1), at a nominal resolution of 4 cm-1 and 120 scans). Tissue samples were analized directly by ATR-FTIR technique, at a resolution 2 cm-1, with 60 scans in the same region. All spectra were corrected by the baseline and normalized by amides area (1550-1640 cm-1) in order to minimize variations of sample homogeneity. Then, spectra were converted into second derivatives using the Savitzk-Golay algorithm with a 13 points window. The Ward\'s minimum variance algorithm and Euclidean distances among the points were used for cluster analysis. Some FNA samples showed complex spectral pattern. All samples showed some cell pellets and large amount of hormone, represented by the bands of 1545 and 1655 cm-1. Bands in 1409, 1412, 1414, 1578 and 1579 cm-1 were also found, indicating possible presence of sugar, DNA, citric acid or metabolic products. In this study, it was obtained an excellent separation between goiter and malign lesion for the samples of tissues, with 100% of specificity in specific cluster and 67% sensibility and 50 of specificity. In homogenate and FNA samples this sensibility and specificity were lower, because among these samples, it were included many types of thyroid lesions. To obtain a more precise diagnosis for FNA of follicular thyroid the sample size should be increased. The results of this study suggest that FTIR spectroscopy may be useful for discriminate thyroid carcinomas from goiters in tissue samples.

Utilizando amostras de vidro aluminossilicato, 21SiO2·9Al2O3·58Tb2O3·4,0MgO·3,0B2O3·2,0ZnO·1,0Sb2O3 (mol%) e fluorfosfato, 7,49NaPO3·16,45MgF2·16,38CaF2·17,66SrF2·11,63BaF2·30,39AlF3 (mol%) adicionado de 8Tb2O3 e 0,5Ce2O (mol), foram realizadas medidas de absorção óptica, tempo de vida de emissões e luminescência nas faixas do ultravioleta e visível dos íons Tb3+. As eficiências quânticas das emissões para o íon Tb3+, 0,90 (90 %), para o vidro aluminossilicato e 0,69 (69 %), para o vidro fluorfosfato, foram determinadas a partir das razões entre os tempos de vida experimentais, obtidos da experiência de tempo de vida e os tempos de vida teóricos, obtidos das informações de absorção óptica e teoria de Judd- Ofelt. As informações de absorção óptica também possibilitaram identificar as prováveis excitações e emissões observadas nos espectros de luminescência em ambos os vidros estudados. Para determinação dos tempos de vida teóricos, foi necessário calcular as probabilidades de transições radiativas que dependem dos parâmetros de Judd-Ofelt, cujos valores encontrados foram 2 = (2,4 ± 0,2)10-19 cm2, 4 = (3,4 ± 0,3)10-20 cm2 e 6 = (1,5 ± 0,2)10-20 cm2, para o vidro aluminossilicato, e 2 = (7,7 ± 0,6)10-20 cm2, 4 = (0,61 ± 0,05)10-20 cm2 e 6 = (0,69 ± 0,06)10-20 cm2, para o vidro fluorfosfato. Tais valores mostraram-se compatíveis aos da literatura pesquisada, confirmando os valores satisfatórios das eficiências quânticas das emissões dos íons Tb3+. / Samples of glasses 21SiO2·9Al2O3·58Tb2O3·4,0MgO·3,0B2O3·2,0Si2O·2,0ZnO·1,0Sb2O3 (mole %) aluminosilicate and 7,49NaPO3·16,45MgF2·16,38CaF2·17,66SrF2·11,63BaF2·30,39AlF3 (mole %) fluorphosphate added of 8Tb2O3 and 0,5Ce2O (mole) were studied by optical absorption, luminescence and emissions lifetime measurements for the Tb3+ ions. The quantum efficiencies of the Tb3+ emissions, 0,90 (90 %), for the aluminosilicate glass and 0,69 (69 %), for the fluorphosphate glass, were determined using the emissions lifetimes and theoretical lifetimes, obtained from the experimental optical absorption data and Judd-Ofelt theory. The information obtained from the optical absorption spectra allowed the identification of the more likely excitations and emissions observed in the luminescence spectra of the glasses. For the determination of the theoretical lifetimes it was necessary to calculate the radiactive transition probabilities which are dependent of the Judd-Ofelt parameters, whose values were found as 2 = (2,4 ± 0,2)10-19 cm2, 4 = (3,4 ± 0,3)10-20 cm2 and 6 = (1,5 ± 0,2)10-20 cm2, for the aluminosilicate, and 2 = (7,7 ± 0,6)10-20 cm2, 4 = (0,61 ± 0,05)10-20 cm2 and 6 = (0,69 ± 0,06)10-20 cm2, for the fluorphosphate glasses. The results are in good agreement literature examined, and confirm the satisfactory values of the quantum efficiency for the Tb3+ emissions.

Este trabalho apresenta a implementação de um sistema de velocimetria de imagens de partícula (VIP) para estudo do escoamento do sangue em um dispositivo de assistência ventricular para uso pediátrico (DAVP). O sistema VIP implementado é constituído por uma fonte de iluminação composta por um par de lasers de Nd:YAG (pulso de aproximadamente 18mJ de energia e duração de 5ns), um sistema óptico contendo duas lentes convergentes, uma câmera CCD e uma câmara para visualização. O DAVP estudado foi construído em acrílico transparente e é constituído de uma câmara de sangue e uma câmara pneumática, divididas por uma membrana flexível. A câmara sanguínea possui dois orifícios dotados de válvulas de tecido biológico para a entrada e saída de sangue. A câmara pneumática é conectada a um gerador de pulsos de pressão positiva. O fluido foi semeado com esferas de poliestireno (10 \"mu\" de diâmetro). Foram determinadas as distribuições de velocidades instantâneas nas freqüências de batimento de 80, 100 e 120 bpm em três campos (65 mm x 65mm) da câmara paralelos à membrana e um campo situado no canal de entrada do DAVP, usando correlação cruzada com base na transformada rápida de Fourier. Um gerador de pulsos foi utilizado para sincronizar a detecção das imagens pelo sistema VIP com as fases de interesse no ciclo de bombeamento. Na freqüência de batimentos de 80 bpm as velocidades máximas foram de 1,94 m/s no canal de entrada durante o período de enchimento e 1,66 m/s nas regiões próximas à membrana durante o período de ejeção. Em 100 bpm, as velocidades máximas foram de 1,68 m/s no canal de entrada e 1,15 m/s nas regiões próximas a membrana. As distribuições de velocidades instantâneas mostram a ocorrência de pequenos vórtices, principalmente durante a fase de enchimento. Estes vórtices apresentam grande variabilidade ciclo-a-ciclo produzindo turbulências no fluxo e tensões de Reynolds elevadas. No ciclo a 80 bpm, ) parte da energia cinética turbulenta é dissipada devido à desaceleração do fluxo na câmara sanguínea antes do inicio da fase de ejeção. Isto ocorre para as freqüências de 100 e 120 bpm. A máxima tensão de Reynolds foi observada no canal de entrada do DAVP no valor de 222 N/m2 durante o enchimento, persistindo por 25 ms. No plano da membrana a maior tensão encontrada foi igual a 250 N/m2 durante o enchimento, persistindo por 25 ms. O campo de velocidades media contém vórtices permanentes durante a fase de enchimento que influenciam significativamente o fluxo na câmara e cujo numero aumenta com a freqüência de batimentos, provocando aumento de turbulências. Estes resultados indicam que existe maior possibilidade de ocorrer o processo de hemólise durante o enchimento do que durante a ejeção. Vetores com baixas velocidades foram observados na região compreendida entre os canais de entrada e saída do fluxo na câmara sanguínea no período de ejeção, sugerindo a possibilidade de ocorrer à formação de trombos nesta. / --

Neste trabalho é realizado o estudo das etapas de fabricação de um dispositivo eletro-termo-óptico. O dispositivo baseia-se em um interferômetro Mach-Zehnder (IMZ) onde um micro-resistor é colocado em um dos braços do IMZ. Este interferômetro foi construído usando guias de onda ARROW (Anti-Resonant Reflecting Optical Waveguide) onde filmes de oxinitreto de silício e carbeto de silício amorfo hidrogenado foram utilizados como materiais constituintes. Estes materiais foram depositados pela técnica de PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) a baixas temperaturas (~300°C) usando silano (SiH4), nitrogênio (N2), hidrogênio (H2), oxido nitroso (N2O) e metano (CH4) como gases precursores. Para isolar termicamente a região de aquecimento do dispositivo, parte do braço sensor do IMZ foi suspenso através da corrosão superficial do substrato de silício em solução de hidróxido de potássio (KOH). Basicamente o dispositivo termo-eletroóptico utiliza para seu funcionamento o efeito termo-óptico dos materiais constituintes. Neste caso, com a aplicação de uma corrente elétrica no micro-resistor localizado em uma pequena região de um dos braços do IMZ é produzido uma variação na temperatura e no índice de refração dos filmes próximos ao microresistor. Com isto, o aparecimento de uma diferença de fase entre as ondas propagantes dos dois braços do IMZ é ocasionado e, como conseqüência, uma interferência eletromagnética dependente da diferença de fase das ondas propagantes causada pela variação de temperatura é originado. Dessa maneira, é possível fabricar um dispositivo termo-eletro-óptico onde uma variação da corrente aplicada no micro-resistor produz uma alteração da potência óptica na saída do interferômetro. / In this work, a study of the steps to fabricate an electro-thermo-optical device is realized. This device is based in a Mach-Zehnder interferometer (IMZ) where a micro-resistor is placed in one of the IMZ arms. The Mach-Zehnder interferometer was fabricated using Anti-Resonant Reflecting Optical Waveguide (ARROW) where oxinytride and amorphous hydrogenated silicon carbide films were used as constituent materials. These materials were deposited by PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) technique at low temperatures (~300°C) using silane (SiH4), nitrogen (N2), hydrogen (H2), nitrous oxide (N2O) and methane (CH4) as precursor gases. In order to isolate thermally the heating region of the structure, part of the IMZ sensor arm was suspended by the surface etching of the silicon substrate in KOH solution. Basically, the electro-thermo-optical device is based in the Thermo- Optic Effect of the constituent materials. In this case, with the application of an electrical current in the micro-resistor located in a small region of the sensor arm of the IMZ, a change in the temperature and in the refractive index of the films close to the micro-resistor is produced. So, a phase difference between the electromagnetic waves that travel by the two arms of the IMZ is produced and, as consequence, an electromagnetic interference dependent of the temperature variation is originated. In this way, it is possible fabricate an electro-thermo-optical device where the optical power output depends of the electrical current applied to a micro-resistor.

A proposta principal deste trabalho foi a preparação e caracterização de novas composições vítreas óxidos e oxifluoretos baseadas nos formadores vítreos TeO2 e Pb(PO3)2 e contendo fluoreto de chumbo PbF2 para obtenção de materiais amorfos e policristalinos úteis para óptica. Primeiramente, foi explorado o novo sistema binário TeO2-Pb(PO3)2 para obtenção de vidros estáveis. Vidros foram obtidos em uma ampla faixa deste sistema binário. Estas composições vítreas foram caracterizadas utilizando técnicas tradicionais no estudo de materiais não-cristalinos como Análise Térmica (DSC), difração de raios X assim como Espectroscopia vibracional (IV e Raman) e Ressonância magnética nuclear no estado sólido de 31P. Os resultados obtidos por análise térmica permitiram a determinação das temperaturas características, que foram utilizadas para avaliar a estabilidade térmica dos vidros frente à cristalização. As investigações estruturais por espectroscopia vibracional permitiram avaliar as mudanças estruturais na rede vítrea em função da composição. Após determinação destas propriedades térmicas e estruturais, um estudo sistemático de cristalização foi realizado para determinar as fases cristalinas precipitadas por tratamento térmico nas amostras vítreas do sistema TeO2-Pb(PO3)2, e o mecanismo de cristalização dominante (superfície ou volume) de cada fase. Esses resultados foram utilizados para determinar quais composições seriam mais promissoras para obtenção de vitrocerâmicas transparentes. Em uma segunda etapa, o sistema ternário TeO2-Pb(PO3)2-PbF2 foi explorado para avaliar a possibilidade de incorporação de fluoretos de metais pesados na matriz de fosfato de telúrio. Composições vítreas contendo até 35% de PbF2 podem ser obtidas neste sistema ternário. Um estudo sistemático de cristalização foi realizado para este sistema onde foram identificadas as fases cristalinas precipitadas em amostras com alta concentração de PbF2. Ensaios de preparação de vitrocerâmicas também foram realizados e os materiais foram caracterizados por difração de raios X. Testes de nucleação usando dopagem com ouro foram ainda realizados para induzir uma etapa de nucleação mais eficiente e precipitação preferencial das fases desejadas. / The main purpose of this work was the preparation and characterization of new oxide and oxyfluoride glasses compositions based on glass formers such as TeO2 and Pb(PO3)2 and lead fluoride PbF2 for obtaining amorphous and polycrystalline materials useful in optics. First, we explored the new binary system TeO2-Pb(PO3)2 and obtained stable glasses. Glassy samples can be obtained over a wide range of this binary system. These glass compositions were characterized using traditional techniques in the study of non-crystalline materials such as thermal analysis (DSC), X-ray diffraction and vibrational spectroscopy (IR and Raman) and nuclear magnetic resonance in solid state of 31P. The results obtained from thermal analysis allowed the determination of the characteristic temperatures, which were used to evaluate the thermal stability of the glass against crystallization. The structural investigations by vibrational spectroscopy allowed evaluating structural changes in the glass network as a function of composition. After thermal and structural characterizations, a systematic crystallization study has been conducted to determine the crystalline phases precipitated by heat treatment in glass samples of the system TeO2-Pb(PO3)2, and the dominant crystallization mechanism (surface or volume) of each phase. These results were used to determine which compositions should be promising for obtaining transparent glass ceramics. In a second step, the ternary system TeO2-Pb(PO3)2-PbF2 was explored to evaluate the possibility of heavy metal fluoride incorporation in the phosphate tellurium matrix. Glass compositions containing up to 35% PbF2 can be obtained from the ternary system. A systematic crystallization study was realized in this system with an identification of the crystalline phases precipitated in samples with high PbF2 concentrations. Nucleation tests using gold doping were also realized for a more efficient nucleation step and preferential precipitation. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

A caracterização de feixes de laser é imprescindível para que suas aplicações sejam bem sucedidas. Nos métodos tradicionais, essa caracterização envolve um processo lento e exaustivo, uma vez que são necessárias múltiplas medições do diâmetro do feixe em diversas posições ao longo do eixo de propagação. Por esta razão, neste trabalho, apresenta-se um método novo de caracterização baseado no espalhamento Rayleigh. As vantagens deste método são o fato de permitir múltiplas medidas do diâmetro do feixe em apenas uma medição, com precisão igual ou melhor do que os métodos tradicionais, e de possibilitar sua execução em tempo real. Esta única medição é feita a partir da imagem do perfil lateral do feixe, propagando-se num meio espalhador. O desenvolvimento deste novo método envolveu estudos de adequação dos meios espalhadores e a adaptação de sistemas ópticos de obtenção de imagem. Os resultados teóricos e experimentais comprovaram a viabilidade do método baseado no espalhamento Rayleigh para a caracterização de um feixe do laser de HeNe.

Sensores interferométricos a fibra óptica vêm sendo largamente utilizados em aplicações que demandam elevado desempenho. Este trabalho apresenta um novo sensor interferométrico a fibra bimodal com núcleo elíptico que, numa configuração particular, pode ser convenientemente utilizado como acelerômetro. Testes elásticos e dinâmicos foram realizados de forma a caracterizarem-se parâmetros importantes desse sensor, tais como: sensibilidade estática, fator de escala, deriva, faixa dinâmica e freqüência de ressonância. São também apresentadas formas de se adequar o dispositivo aos vários parâmetros de projeto relacionados a aplicações específicas.

Neste trabalho apresentamos o estudo, o desenvolvimento e a caracterização de acopladores direcionais, polarizadores e filtros de modos fabricados com fibras ópticas. O funcionamento destes dispositivos se baseia na interação dos campos evanescentes dos modos de propagação da fibra, propiciando divisão de potência, atenuação de um determinado estado de polarização e filtragem de modos, de acordo com o tipo de dispositivo. Estes dispositivos são necessários para a implementação de circuitos ópticos a fibra, tais como giroscópios, acelerômetros, sensores de deformação, de temperatura e outros. Foram obtidos acopladores com fibras convencionais monomodo e com fibras birrefringentes, ambos com 3 dB de razão de acoplamento, perda intrínseca menor que 0,3 dB e cerca de 50 dB de diretividade. Os acopladores com fibra birrefringente apresentaram ainda um acoplamento de polarização cruzada em torno de 28 dB. Obtivemos ainda polarizadores com razões de extinção maiores que 20 dB. Os filtros de modos, feitos com fibra bimodal, apresentaram cerca de 25 dB de atenuação do segundo modo de propagação.

Dispositivos feitos totalmente em fibra optica possuem umagrande aplicacao nos campos de sensores e de comunicacoes. Dentre os diversos dispositivos a fibra existentes, sao largamente empregados aqueles que convertem um modo optico em outro devido a um efeito externo. Fez-se uma analise detalhada e generalizada da interacao de ondas acústicas flexurais com os modos opticos propagantes em um cilindro composto. A teoria pode ser aplicada tanto em materiais solidos quanto em fluidos, desde que sejam lineares, homogeneos, isotropicos e sem perdas. As densidades dos materiais do cilindro afetam significativamente os coeficientes de acoplamento entre os modos, enquanto que as velocidades transversais em cada material sao os fatores preponderantes na definicao da frequencia acústica necessaria a uma conversao eficiente dos modos opticos. Sem perda degeneralidade, concentrou-se este trabalho na conversao do modo optico LP01 em LP11 atraves do emprego do modo acustico flexural de ordem mais baixa.