O presente estudo consiste em analisar se o sistema atual de calibração das bombas de um determinado fabricante, baseado na entrada de parâmetros externos e consequente readequação interna por software é adequado para a correção dos volumes infundidos. A literatura carece de estudos sobre bombas de infusão peristálticas lineares, principalmente estudos metrológicos relacionados aos volumes infundidos. Esta carência relaciona-se entre outros fatores, pelos elevados custos das bombas de infusão, bem como à grande quantidade de horas de ensaios necessárias. Para isso, foram analisados os volumes infundidos em taxas mínima, intermediária e máxima de três bombas de infusão peristálticas lineares retiradas aleatoriamente de um hospital no estado do Paraná, que não passavam por manutenção havia exatos doze meses e estavam em uso contínuo no estabelecimento. Foram realizados ensaios em taxa fixa de 25 ml/h em 5 volumes diferentes ao longo da faixa habitual de uso. Também foram feitos ensaios em volume fixo de 10 ml variando-se a taxa de infusão entre 1 ml/h, 25 ml/h e 100 ml/h. Para análise estatística dos resultados, foi feito um teste de normalidade de Anderson-Darling, como a maioria dos resultados não apresentaram características de normalidade, foi feito uma análise do intervalo de confiança das medianas para análise dos resultados. Também foi necessário fazer uma ANOVA para verificação da influência das bombas e das taxas no volume infundido, seguido por uma análise de curva de erros e uma planilha para o cálculo de incertezas das medições. Foi possível verificar que os volumes infundidos pelas bombas deste fabricante, em sua maioria apresentaram mudanças significativas após o processo de calibração, com diminuição na variância e melhora na exatidão dos volumes programados. / This study examined whether the current system calibration of the pumps from a particular manufacturer, based on the input of external parameters and consequent internal readjustment by software, is suitable for the correction of infused volumes. The literature lacks studies on linear peristaltic pump infusion, especially metrological studies related to the infused volume. This deficiency relates among other factors, the high costs of infusion pumps as well as the large amount of hours required for testing. Therefore, the volumes were analyzed by infusing at minimum, intermediate and maximum rates of three linear peristaltic infusion pumps randomly taken from a hospital in the state of Paraná, which had not have maintenance in the latest 12 months and were in continuous use at the hospital. Assays were performed in flat rate of 25 ml / h in 5 different volumes over the usual range of use. Tests at a fixed volume of 10 ml varying the infusion rate at 1 ml/h, 25 ml/h and 100 ml/h were also made. For statistical analysis, an Anderson-Darling normality test was done, as most of the results did not show normal characteristics, an analysis of the confidence interval of the median for analysis of results was done. It was also necessary to do an ANOVA to check the influence of pumps and rates of infused volume, followed by a curve error analysis and a spreadsheet to calculate the measurements uncertainties. It was possible to verify that the volumes infused by the bombs from this manufacturer, at most, showed significant changes after the calibration process, decreasing variance and improving the accuracy of programmed volumes.

Imagens térmicas, ou infravermelhas, contém somente informações funcionais do corpo e nenhuma informação anatômica. A falta de um referencial anatômico pode dificultar a inspeção visual da imagem em diagnósticos, motivo pelo qual imagens médicas funcionais são combinadas com imagens anatômicas, como no caso da fusão de imagens anatômicas de ressonância ou ultrassom com imagens funcionais de tomografia computadorizada e PET. Considerando isso, este trabalho apresenta um método para registro e fusão de imagens térmicas com imagens anatômicas, a fim de acrescentar referências anatômicas a imagens térmicas e facilitar a sua analise em diagnósticos. Devido as diferenças morfológicas entre as imagens anatômicas e funcionais a deformação de ao menos uma delas e necessária. Para isso foi adotado o método de transformação não rígida por interpolação utilizando B-splines com marcadores manualmente posicionados. Não há relatos da aplicação desta abordagem no registro e fusão de imagens térmicas em imagens de atlas anatômicos, apesar desta ser utilizada em outras áreas. Foi realizada uma serie de testes com imagens térmicas e anatômicas, essas últimas provindas de atlas anatômicos e fotografias de luz visível, de diferentes partes do corpo humano. O método apresentado e capaz de incluir informações de imagens anatômicas em imagens térmicas pelo registro e fusão destas, apresentando erros de posicionamento da ordem de 5 mm. / Thermal images, or infrared images, contain only functional information about the body, without anatomical information. The lack of an anatomical reference can compromise visual inspection. For this reason, functional medical images are combined with anatomical images, as in the case of the fusion of magnetic resonance or ultrasound anatomical images and PET functional images. Considering this, the present work presents a method for registration and fusion of thermal and anatomical images, with the purpose of providing anatomical references to thermal images and facilitate its analysis in diagnoses. Due to the morphological differences between the anatomical and functional images, it is necessary to transform at least one of them. For this purpose a method of non-rigid transformation with B-splines and manual landmarks was adopted. There are no reports of the application of this technique to thermal images and images from anatomical atlas, despite being used in other fields. Experiments were performed with thermal and anatomical images, the latter from atlas and visible light photographs, from different parts of the human body. The proposed method is capable of including information from anatomical images to thermal images through their registration and fusion, with errors in the order of 5 mm.

CAPES / Apesar de mais de cem anos de eletrocirurgia, a regulação de potência ativa a ser entregue ao tecido orgânico ainda é um desafio para a engenharia. Poucos fabricantes de equipamentos eletrocirúrgicos possuem métodos para regular potência ativa. Aqueles que possuem, apenas ajustam grosseiramente a potência a ser entregue ao redor de um setpoint. Na verdade, não pôde ser evidenciado um fabricante com um processo para medir a potência ativa de fato entregue à carga. Isso pode ser constatado pelo fato de não haver ainda instrumentação no mercado capaz de satisfazer a exigência normativa, conforme item 201.7.4.2 da norma específica, NBR IEC 60.601.2-2 Equipamento eletromédico Parte 2-2: Prescrições particulares para segurança do equipamento cirúrgico de alta frequência, que impõe a não apresentação no painel do valor de potência em watts a não ser que essa potência seja entregue com uma exatidão de ± 20 % sobre a faixa de resistência da carga total. O desconhecimento da potência ativa pode causar queimaduras e danos ao tecido, que pode receber energia além do necessário. O desafio é medir tensão e corrente e calcular a potência rápido o suficiente para tornar possível uma realimentação e um controle a tempo de impedir a carbonização do tecido. Este trabalho apresenta uma abordagem para cálculo de potência ativa para tentar suprimir o problema descrito, e apresenta o setup de medição utilizado. O processo é baseado na interpretação matemática da potência ativa, determinada através de tensão e corrente conhecidas. Demonstrou-se que o processo é constituído de cálculos matemáticos ordinários com base em simples processo de multiplicação de variáveis discretizadas no domínio da frequência, obtidas através da Transformada Discreta de Fourier (DFT), aplicada aos vetores de tensão e corrente amostrados no tempo. A forma de cálculo proposta é executada em valores próximos a 4 ms, seis vezes mais rápido do que os 25 ms estipulados inicialmente (Apêndice A) para evitar a carbonização do tecido. Simulações e experimentos práticos de ablação – remoção de uma parte do corpo, seja por excisão ou por amputação - de tecido são utilizados e comparados para validação do procedimento. A determinação da potência ativa entregue por unidade eletrocirúrgica comercial foi realizada com o método proposto e comparada com dados de potência do fabricante. As maiores discrepâncias de valor encontraram-se nos testes sem faiscância. Além disso, demonstrou-se que a abordagem sugerida pode avaliar se a entrega de resultados pelo equipamento está dentro dos padrões normativos exigidos. Adicionalmente, é apresentado um modelo de espaço faiscante, válido para curvas de corte, coagulação e blend (que combina características das ondas de corte e coagulação), que possibilita o estudo da tensão e corrente sobre a carga. Este modelo vincula o aparecimento do valor DC para corrente ou tensão, dependendo do circuito de saída, à faiscância apresentada pelos processos eletrocirúrgicos. Este fato é desconsiderado nos processos de certificação eletromédica, que consideram apenas situações com contatos ôhmicos. / Despite of more than a hundred years of electrosurgery, regulation of active power to be delivered to the body tissue is still an engineering challenge. Few electrosurgical equipment manufacturers have developed methods to regulate active power. Those who did, just roughly adjust the power to be delivered around a predefined setpoint. In fact, a manufacturer with a process to measure the active power actually delivered to the load could not be evidenced. This can be verified by the fact that there is still no instrumentation in the market capable of satisfying the regulatory requirement - item 201.7.4.2 of the NBR standard NBR IEC 60.601.2-2 Equipamento eletromédico Parte 2-2: Prescrições particulares para segurança do equipamento cirúrgico de alta frequência - that prohibits presenting in the equipment panel the power value in watts unless such power is delivered with an accuracy of ± 20 % over the full load resistance range. Not knowing the active power can cause burns and damage the tissue, which receives more power than necessary. The challenge is to measure voltage and current and calculate power fast enough to prevent tissue carbonization. This paper presents an approach to calculate active power in order to address the described problem and shows the setup for measuring used. The process is based on the mathematical interpretation of active power, determined by known voltage and current. It has been shown that the process consists of ordinary mathematical calculations based on simple multiplication process of variables discretized in the frequency domain obtained through the Discrete Fourier Transform (DFT) applied to the vectors of voltage and current sampled in time. The proposed calculation method is performed close to 4 ms, six times faster than 25 ms initially stipulated to avoid carbonization of the tissue(Appendix A). Simulations and practical ablation experiments have been performed and compared to validate the proposed method. The determination of active power delivered by a commercial electrosurgical unit using the proposed method has been performed and compared to manufacturer's power data. The highest discrepancies lie in the tests with no sparking. In addition, it has been demonstrated that the proposed approach can assess whether the delivery results by the equipment are within the required regulatory standards. Furthermore, a model of sparking space has been presented, valid for cutting, coagulation and blend curves, allowing the study of voltage and current on the load. This model links the appearance of the DC value to current or voltage, depending of the output circuit, to the sparking presented by the surgical procedures. This fact is disregarded in the processes of electromedical equipment certification, which only considers situations with ohmic contacts.

As infecções respiratórias agudas são uma importante causa de morbidade e mortalidade infantil em todo o mundo. Algumas dessas infecções podem resultar em Síndrome Respiratória Aguda Grave (SRAG). Os vírus respiratórios são os principais responsáveis por esta doença. O monitoramento e a vigilância das SRAG e dos vírus respiratórios são importantes para a gestão em saúde minimizando o impacto destas infecções respiratórias. O presente estudo buscou analisar a sazonalidade e impacto clínico das infecções causadas por vírus respiratórios em crianças internadas em hospital pediátrico do Paraná. Foram incluídos no estudo 229 pacientes de 0 até 15 anos de idade, de janeiro de 2012 a dezembro de 2015, com diagnóstico clínico de SRAG e amostra respiratória coletada e enviada ao Laboratório Central do Estado do Paraná para diagnóstico do agente etiológico. A busca dos casos de SRAG foi realizada utilizando o prontuário eletrônico GSUS (Gestão da Assistência de Saúde do SUS), arquivos do setor de fisioterapia e informações do Núcleo de Controle de Infecções hospitalares do hospital do estudo. Dos pacientes incluídos na pesquisa, foi preenchido um formulário de coleta de dados e posteriormente estes foram analisados de acordo com os objetivos da pesquisa. As análises estatísticas foram efetuadas com o pacote estatístico GRAPHPAD PRISM e foi considerado um nível de significância de 5%. A maioria dos pacientes da amostra pertencia à faixa etária de 0 a 6 meses de idade, não houve sexo predominante. No presente estudo as amostras positivas para pelo menos um agente etiológico contabilizaram 76,41%, e o vírus mais prevalente foi o Vírus Sincicial respiratório (VSR). Quanto à sazonalidade da detecção viral, houve predominância no final de outono e início do inverno, mais acentuada para o VSR. Quando analisada as três temperaturas ambientais da região, a incidência de SRAG foi significativamente maior no quartil descendente da temperatura média para mínima. Não foi observada diferença significativa entre os grupos etiológicos pesquisados com relação ao tempo desde o início dos sintomas até a internação. Houve predominância de internamentos em Unidade de Terapia Intensiva. O tempo de internamento foi significativamente maior naqueles pacientes com doença de base e não alterou conforme os agentes etiológicos identificados ou presença de codetecção. Os pacientes que apresentaram padrão misto na radiografia de tórax tiveram um tempo de internamento significativamente maior do que aqueles que apresentaram o padrão infiltrado intersticial. O tempo total foi significativamente menor no grupo Metapneumovírus em relação aos grupos Bordetella pertussis, Influenza, Rinovírus e grupo dos pacientes sem agentes infecciosos detectados. O tempo de ventilação mecânica não apresentou diferenças significativas entre os grupos etiológicos nem com relação à presença ou não de codetecção. A maior parte dos pacientes recebeu alta hospitalar, mas ocorreram três óbitos devido a SRAG, todos em pacientes com alguma doença de base ou condições de risco. / Acute respiratory infections are the most important cause of children morbidity and mortality worldwide. Some of these infections can result in Severe Acute Respiratory Syndrome (SARS). Respiratory viruses are primarily responsible for SARS. The monitoring and surveillance of SARS and respiratory viruses are important for health management, minimizing the impact of these respiratory infections. The present study was about the seasonality and clinical impact of respiratory viruses in children admitted to a pediatric reference hospital. The study included 229 children from 0 to 15 years old, from January 2012 to December 2015, with clinical diagnosis of SARS and respiratory sample collected and sent to the Central Laboratory of the State of Paraná for etiological agent analysis. The search for SARS cases was performed using the GSUS (Health Care Management of SUS) electronic filesystem, records of the center of physiotherapy and information of the Hospital Infection Control Center of the studied hospital. Of the patients included in the research, data collection forms were filled out and later analyzed according to the research objectives. Statistical analyzis were performed with the statistical package GRAPHPAD PRISM and a significance level of 5% was considered. The majority of patients in the sample belonged to the age group 0-6 months of age, and there was no predominant sex. Regarding the risk factors for viral infection, the presence of comorbidity or underlying disease was the most prevalent factor. In the present study, the positive samples for at least one etiological agent accounted for 76.41%, and the most prevalent virus was Respiratory Syncytial Virus (RSV). As for the seasonality of viral detection, there was a predominance in the late fall and early winter, which was more pronounced for RSV. When the environmental temperatures of the region were analyzed, the incidence of SARS was significantly higher in the descending quartile of the average minimum temperature. No significant difference was observed between the studied etiological groups in relation to the time from the beginning of the symptoms until the hospitalization. There was a predominance of hospitalizations in the Intensive Care Unit. The hospitalization time was significantly higher in patients with underlying disease or comorbidities and did not change according to the identified etiological agents or the presence of codetection. Patients who presented a mixed pattern on chest radiography had a significantly longer hospitalization time than those who had the interstitial infiltrate pattern. The total time was significantly lower in the Metapneumovirus group than in the Bordetella pertussis, Influenza, Rhinovirus and group of patients without detected infectious agents. Most patients were discharged from hospital, but there were three deaths due to SARS, all in patients with some underlying disease or risk conditions.

A cirurgia geral tem experimentado após a década de noventa, com o desenvolvimento da laparoscopia, espetacular melhoria em todos os resultados. Uma menor morbimortalidade se deve ao menor trauma cirúrgico causado pelas cirurgias feitas por pequenos orifícios. O desenvolvimento tecnológico de endoscópios rígidos e flexíveis, propiciou aos médicos um acesso direto às patologias abdominais sem a necessidade de grandes aberturas da cavidade celômica. Assim, houve grande melhoria não somente dos resultados estéticos, mas principalmente na redução de morbidade. Nas cirurgias das vias biliares isso não foi diferente. Com o aprimoramento da técnica cirúrgica laparoscópica, a via de acesso cirúrgico endoscópica passou a ser preferida. Entretanto, a realidade da laparoscopia em muitos locais não se faz presente no tratamento da coledocolitíase, principalmente quando tal patologia é tratada em centros com menor aporte de recursos financeiros. A retirada de cálculos da via biliar principal exige o uso de fibroscópios de alto custo, bem como dispositivos descartáveis de alto valor, forçando o cirurgião desprovido de tais recursos muitas vezes a realizar a cirurgia de maneira convencional ou, no mínimo, aumentado a dificuldade do procedimento por via laparoscópica. Com o intuito de equacionar tal dificuldade, propõe-se com este dispositivo, mais um conceito de abordagem para este problema, inédito, testado em macroambiente, com utilização de cateter contendo balão com polímero autoexpansivo capaz de apreender os cálculos da via biliar principal por meio de inclusão. Utilizando os preceitos da colangiografia per operatória, o novo método propõe a retirada dos cálculos da via biliar principal de maneira indireta com auxílio de métodos de imagem comuns à maioria dos hospitais de média complexidade. / General surgery has experienced after the nineties, with the development of laparoscopy, spectacular improvement in outcomes. Lower morbidity and mortality is due to less surgical trauma caused by surgeries performed by small orifices. The technological development of rigid and flexible endoscopes gave doctors direct access to abdominal pathologies without the need for large openings in the coelomic cavity. Thus, there was a great improvement not only in the aesthetic results, but mainly in the reduction of morbidity. In biliary surgeries this was not different. With the improvement of the laparoscopic surgical technique, the endoscopic cirurgical approach was favored. However, the reality of laparoscopy in many places is not present in the treatment of choledocholithiasis, especially when such pathology is treated in centers with lower financial resources. Removal of stones from the main biliary tract requires the use of high-cost fibroscopes as well as high-value disposable devices, forcing the surgeon devoid of such resources, many times undergoing conventional surgery or at a minimum, increasing the difficulty of the procedure by laparoscopic approach. With the purpose of equating this difficulty, it is proposed with this device, another concept of approach to this problem, novel, tested in macro environment, with the use of balloon catheter containing self expanding polymer capable of grasping the calculi of the common bile duct by inclusion. Using the trans-operative cholangiography precepts, the new method proposes to extract the principal biliary tract calculi indirectly with the help of imaging methods common to the most hospitals.

CAPES / O presente trabalho tem por objetivo apresentar uma nova técnica de instrumentação para estudo dos diferentes tipos de andaduras realizadas por equinos, utilizando sistemas baseados na tecnologia de sensoriamento ótico quase-distribuído, redes de Bragg em fibra ótica-FBG. Essa técnica poderá ser usada como ferramenta auxiliar de diagnóstico precoce de lesões relacionadas ao sistema locomotor do cavalo, principalmente na porção distal do dígito, uma das causas mais comuns de aposentadoria destes quando atletas. São apresentadas, portanto, duas técnicas de instrumentação in vivo: a primeira t´técnica consiste na fixação de FBGs sem encapsulamento, diretamente na parede dorsal do casco em cada um dos membros de três cavalos atletas em treinamento; a segunda técnica apresentada ´e o desenvolvimento de um protótipo sensor com formato de ferradura encapsulado em material compósito reforçado com fibra de carbono, este método foi utilizado na instrumentação de dois equinos também em fase de treinamento. O primeiro método permite avaliar o comportamento do casco em diferentes fases da passada, durante as andaduras passo e trote. A segunda técnica, com o elemento sensor encapsulado, permite avaliar diferentes tipos de andadura, como passo, trote e galope sob condições de treinamento. Estas duas técnicas de instrumentação, utilizando sensores FBGs, se mostram promissoras para o estudo clínico e biomecânico de equinos, em avaliações m´médicas ou até mesmo durante treinamentos ou competições. / The main goal of this paper is to study the viability of the application of the system based on the optic sensing almost distribute (Fiber Bragg Gratings-FBG) technology, to study different kinds of equine gaits and how it is a possible helpful tool to early diagnose of injuries related to the locomotor system of the horse, mainly the distal part of the digit, which is one of the most common reasons for retire of athlete horses. Two different technics are presented in vivo: The first one consists in the attachment of the FBGs without encapsulation, directly on the wall of the hoof of each member of three athlete horses during training; the second technic presented, is the development of a prototype sensor with the same form of a horse shoe, encapsulated in a composite material reinforced with Carbon Fiber, this method was used in two horses during training as well. The first method allowed evaluate the behavior of the hoof in different phases of the horse gaits, such as walk and trot. The second technic, with the sensor element now encapsulated, allowed to evaluate different types of equine gaits, like walk, trot and run under training conditions. Both of the instrumentation using FGBs sensors technics were considered promising to clinical and biomechanics equine study in the medical evaluations or even during training or competition.

CNPq / Este trabalho apresenta o estudo de um método para a determinação da posição e orientação de uma bobina implantável em relação à bobina transmissora localizada externamente ao paciente. No aspecto elétrico, conhecer a posição e orientação da bobina implantada permite um maior domínio sobre o posicionamento do enlace e, consequentemente, das características de eficiência e potência entregue ao secundário, i.e. ao IMD. Já no aspecto clínico, detectar e determinar a posição da bobina implantável e, se possível, do IMD, pode auxiliar na determinação de possíveis movimentações do dispositivo na região implantada que podem influenciar o seu desempenho. Neste sentido, realizou-se análises teóricas a cerca da indutância mútua, do coeficiente de acoplamento magnético e de sistemas de transferência de energia sem fio (WPT) a duas bobinas. Por meio do modelo matemático implementado no software Matlab e o projeto experimental de sistemas de WPT a duas bobinas, avaliou-se a influência de desalinhamentos laterais e angulares sobre o acoplamento magnético. A partir das características observadas, descreveu-se os procedimentos necessários para estimar a posição e orientação relativa da bobina do dispositivo implantável apenas mensurando os parâmetros elétricos do primário. Em uma avaliação preliminar, por meio de testes virtuais, observou-se um erro médio e incerteza padrão na determinação da posição relativa de 2,4 mm e 1,1 mm, respectivamente, que se comparada às dimensões das bobinas (40 mm de diâmetro para bobina externa e 5,5 mm para a bobina implantável) indicam uma exatidão adequada. Para a determinação do ângulo relativo o método também apresentou resultados promissores, uma vez que o erro médio foi de 7º e a incerteza padrão obtida de 8,2º. Desta forma, o método estudado possibilita o desenvolvimento de equipamentos para determinação da posição e orientação relativa de uma bobina implantável mensurando apenas a corrente no primário, sem a necessidade de circuitos adicionais no IMD ou a utilização de equipamentos de imagem médicos. / This paper presents the study of a method for determining the implanted coil position and orientation relative to the transmitter coil externally located to the patient. In the electrical aspect, knowing the implanted coil position and orientation allows greater control over the placement of the link and thus the efficiency of features and power delivered to the secondary, i.e. the IMD. In the clinical aspect, detect and determine the implantable coil position, if possible, the IMD can assist in determining possible device movements in the implanted area that can influence their performance. In this sense, a theoretical analysis about the mutual inductance, the magnetic coupling coefficient and two coils wireless power transfer (WPT) systems was realized. Through mathematical model implemented in Matlab and experimental design of two coil WPT systems, the influence of lateral and angular misalignment on the magnetic coupling was assessed. From the observed characteristics, was described the necessary procedures to estimate the relative position and orientation of the implantable device coil only measuring the primary electrical parameters. In a preliminary evaluation, through virtual testing, there was an average error and standard deviation in determining the relative position of 2.4 mm and 1.1 mm, respectively, compared to the dimensions of the coils (40 mm diameter to external coil and 5.5 mm for implantable coil) indicate adequate accuracy. To the relative angle the method also yielded promising results, since the average error was 7° and the standard deviation obtained 8.2°. Thus, the method studied enables the development of equipment for determining the implanted coil relative position and orientation measuring only the primary current without the need for additional circuitry in IMD or the use of medical imaging equipment.

CAPES / Em vista do grande número de casos de câncer de mama e sua crescente taxa de incidência, novas técnicas de imagem estão sendo estudadas. No intuito de proporcionar melhores condições de visualização e detecção dessa doença, em complemento às informações obtidas por mamografia, as técnicas de imagem por contraste de fase vêm sendo investigadas. Assim, o objetivo do presente estudo, foi desenvolver um phantom de mama para aplicação em imagens por contraste de fase. Este phantom, é um cilindro com algumas inserções preenchidas por materiais equivalentes a tecidos mamários normais e patológicos, como: polimetilmetacrilato (PMMA), água, etanol, dimetilformamida e glicerol. Estes materiais foram escolhidos pela similaridade nas propriedades de atenuação e espalhamento dos tecidos mamários. Dentre as técnicas para evidenciar contraste de fase, foi utilizada a técnica de propagação. O arranjo experimental foi elaborado levando em consideração os cálculos para obtenção do contraste de fase utilizando a instrumentação para microtomografia de raios X do Instituto Lactec. Imagens radiográficas e microtomográficas foram adquiridas por transmissão e por contraste de fase e posteriormente comparadas. A comparação entre as imagens analisadas apresentaram significativas melhoras no contraste, principalmente nas bordas dos cilindros presentes no phantom. Portanto, o phantom desenvolvido neste trabalho pode ser utilizado para otimizar os parâmetros de aquisição e tratamento de imagens por contraste de fase para aplicação na detecção do câncer de mama. / Because of the large number of cases of breast cancer and its increasing incidence rate, new techniques of imaging are being studied. With the aim to provide better conditions for visualization and detection of this disease, in complement of the information obtained by mammography, the techniques of phase contrast imaging have been studied. Thus, the objective of the present study was to develop a breast phantom for application in phase contrast images. This phantom is a cylinder with some inserts filled with equivalent materials to normal and pathological breast tissues, such as: polymethylmethacrylate (PMMA), ethanol, dimethylformamide and glycerol. These materials were chosen due to the similarity in the attenuation and scattering properties of breast tissues. Among the techniques to demonstrate phase contrast, it was used the propagation technique. The experimental arrangement was elaborated taking into account the calculations to obtain the phase contrast using the instrumentation for X-ray microtomography of the Lactec Institute. Radiographic and microtomographic images were acquired by transmission and by phase contrast and then compared. The comparison between the analyzed images showed significant improvements in the contrast, mainly in the edges of the cylinders present in the phantom. Therefore, the phantom developed in this work can be used to optimize the acquisition and treatment parameters of phase contrast images for application in the detection of breast cancer.

FUMDES/UNIEDU; FITEJ; / Este trabalho apresenta a concepção de estruturas eletrônicas que podem ser utilizadas para a leitura de tensão e de corrente em conversores estáticos de energia, chaveados ou não, que trabalham em frequências superiores a 100 kHz, em especial as frequências eletrocirúrgicas (300 kHz..5 MHz). Além das estruturas de leitura, também a potência instantânea e a potência ativa são determinadas de forma analógica, possibilitando o futuro desenvolvimento de um sistema de controle da potência ativa de saída de um equipamento eletrocirúrgico. O objetivo é apresentar uma estrutura cuja reatância seja desprezível na faixa de frequências considerada, ou cujo efeito possa ser compensado, possibilitando a criação de circuitos amostradores de sinais complexos, de alta frequência, com um baixo custo de implementação, e usar estas amostras para determinar a potência ativa entregue. Um breve estudo das características reais dos resistores axiais de sinal (resistores com corpo cilíndrico, revestido por um filme de carbono ou filme metálico e com fixação por terminais através de furos na placa de circuito impresso, do inglês Pin Through Hole - PTH), de superfície (Surface Mounted Device - SMD) e resistores de potência de fio também é apresentado. Em seguida, dois modelos simplificados, porém realísticos, são apresentados, sendo um para resistências inferiores a 100 Ohms (Ω) e outro para resistências superiores a 100 Ω. Na sequência, um sistema analógico que realiza a amostragem dos sinais de tensão e de corrente de saída é proposto, bem como um sistema que determina a potência ativa em tempo real. Cada sistema é desenvolvido e testado individualmente, sendo que os resultados validados de um estágio são utilizados para aferir a eficácia do estágio subsequente. Ao final, o conjunto é testado, por meio de uma sequência de ensaios, cujos resultados são analisados e as considerações acerca do sistema como um todo são apresentadas, enfatizando que o erro máximo no cálculo da potência ativa ficou abaixo de 20%, como exige a norma NBR IEC 60601-2-2, assim como o baixo custo de implementação foi alcançado. Por fim, estes resultados mostram uma maneira viável de implementar um sistema de medição de potência ativa para saídas de equipamentos eletrocirúrgicos. / This work presents the design of electronic structures that can be used for voltage and current probing in static power converters, switched or not, which work at frequencies above 100 kHz, in particular electrosurgical frequencies (300 kHz..5 MHz). In addition, also the instantaneous power and the active power are determined analogically, allowing the development of a control system that stabilizes active output power of an electrosurgical unit. The purpose of this work is to find a structure with neglectable reactance in the frequency band considered, or compensate them, creating low cost sampler circuits for complex high frequency signals. A brief study of Pin Through Holes (PTH) signal resistors, Surface Mounted Devices (SMD) signal resistor, and power wire resistors above 100 Ω characteristics is presented. Two realistic simplified models are proposed. One for signal resistances lower than 100 Ω and power wire resistors lower than 100 Ω. Another one for signal resistance greater than 100 Ω. Further, an analog system for reading the output voltage and current are proposed as well as one for real time active power determination. Each system is individually designed and tested. Validated results of one stage are used to assess the effectiveness of the subsequent stage. In the end, the full circuit is tested, and the results are analyzed demonstrating that a lower than 20% error is achieved as well as the low implementation cost. Finally, these results show a way to implement an active power measurement system for electrosurgical units that is unprecedented up to now.

A terapia com prótons está presente em 16 países e até 2015 tratou mais de 130 mil pacientes. No entanto, no Brasil essa terapia ainda não está presente por diversos motivos, sendo o principal o alto custo. Antes de realizar tratamentos, é necessário fazer alguns testes para verificação da entrega de energia dos feixes de prótons. Como as medidas de microdosimetria são muito caras, a principal alternativa é a realização de simulações em programas computacionais, como o GEANT4 e SRIM. O GEANT4 é um programa que permite simular geometrias complexas, enquanto que o SRIM realiza simulações mais simples e ambas trabalham com o método de Monte Carlo. Neste trabalho foram utilizadas estas duas ferramentas para realizar simulações de feixes de prótons em fantomas com três diferentes composições (água, água e tecido ósseo, tecido ósseo e cerebral). Para realizar a análise da entrega de energia dos feixes de prótons ao longo destes fantomas, tornou-se necessário criar um programa denominada “Programa de Processamento de Dados em Próton Terapia Simulada”, que proporcionou criar matrizes, além dos cálculos dos picos de Bragg para avaliação da interação. Além disso, foi analisada a homogeneidade da interação de um feixe de prótons em um detector, em que foi verificado que as simulações em GEANT4 são homogêneas, não tendo uma tendência do feixe em se localizar em uma determinada região, assim como as energias depositadas são iguais nas regiões do fantoma. Também foram avaliados os valores do alcance de profundidade dos picos de Bragg em fantomas cilíndricos com três diferentes densidades: 1,03 g/cm³, 1,53 g/cm³ e 2,03 g/cm³, sendo a primeira, a densidade fornecida pelo GEANT4 para tecido cerebral. Foi verificado que as distâncias do alcance de profundidade dos picos de Bragg são iguais nestas três diferentes densidades. / Proton therapy is present in 16 countries and by 2015 has treated more than 130,000 Patients. However, in Brazil this therapy is not yet present for several reasons, Being the main the high cost. Before performing treatments, it is necessary to do some tests to verify the energy delivery of the proton bundles. As the Microdosimetry are very expensive, the main alternative is to carry out simulations in Programs such as GEANT4 and SRIM. GEANT4 is a program that Allows you to simulate complex geometries, while SRIM performs more complex simulations. Simple and both work with the Monte Carlo method. On this work were used these twain tools to perform a proton beam simulation in phantom with three different compositions (water, bones and water, brain and bones). To perform the energy delivery analysis of the proton beams along these phantoms, has become necessary create a program denominated “Data Processing Program Proton Therapy Simulated”, which allowed to create matrices, beyond the calculations of the Bragg peaks for interaction evaluation. Besides that, it was analyzing the homogeneity of the integration of a proton beam into a detector, in which it was verified that the simulations on GEANT4 are homogeneous, not having a tendency of the beam in locating in a certain region, just as the energies deposited are equal. The value of the depth range of the Bragg peaks were also evaluated in cylindrical phantoms with three different densities: 1,03 g/cm³, 1,53g/cm³ and 2,03 g/cm³, the first being the density provided by GEANT4 for brain tissue. It has been found that the depth range distances of the Bragg peaks are the same at these three different densities.