Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade Gama, Programa de Pós-Graduação, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-09-24T15:14:40Z No. of bitstreams: 1 2013_SamuelRamalhoAvelino.pdf: 5375020 bytes, checksum: 8541cfc24b9f1f1a8f15b1862ce6e9e0 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-10-22T10:42:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_SamuelRamalhoAvelino.pdf: 5375020 bytes, checksum: 8541cfc24b9f1f1a8f15b1862ce6e9e0 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-10-22T10:42:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_SamuelRamalhoAvelino.pdf: 5375020 bytes, checksum: 8541cfc24b9f1f1a8f15b1862ce6e9e0 (MD5) / A Radioterapia de Intensidade Modulada (IMRT) é uma importante ferramenta para o tratamento contra o câncer. A IMRT concentra altas doses de radiação em volumes alvo complexos, enquanto que consegue reduzir as doses em tecidos sadios adjacentes. A IMRT é feita tradicionalmente usando algum acessório na máquina de tratamento: Multi-leaf Collimator (MLC) ou blocos compensadores, sendo que o método convencional para confeccionar os blocos compensadores usa fresas. Isto representa uma desvantagem em relação ao método de IMRT por MLC, devido aos altos custos de operação e de produção. Nesse estudo, um método alternativo, que substitui a fresa por uma impressora 3D, foi desenvolvido para produzir blocos compensadores de IMRT feitos com a liga metálica de Cerrobend. O mapa de urgência, gerado por um Sistema de Planejamento de Tratamento (SPT) para um tratamento com IMRT do tipo Jaws-Only, foi convertido em um arquivo com formato STL representando um molde. Três algoritmos para confecção do molde foram desenvolvidos e avaliados: (1) considerando a atenuação exponencial nominal de um bloco atenuador feito com Cerrobend; (2) considerando o Coeficiente de Atenuação Linear (CAL) obtido experimentalmente, a partir do ajuste dos dados por uma equação exponencial; (3) considerando as dependências do tamanho de campo, da distância ao eixo central e da espessura do bloco no valor do CAL. Os moldes foram impressos por uma impressora 3D do tipo jato de tinta em todos os casos. Os blocos de IMRT foram alcançados preenchendo com Cerrobend cada molde gerado pelos algoritmos. Para validar esse método, Controles de Qualidade foram feitos usando uma matriz de detectores de radiação em 3 profundidades. As distribuições de dose previstas pelo SPT e medidas no CQ foram comparadas em 3 profundidades usando a função gamma-index (critério: desvios de dose até 3% e de posição de até 3 mm). Na profundidade de 6; 5 cm, os blocos de IMRT criados a partir dos modelos (1), (2) e (3) tiveram 93%, 100% e 95% dos pontos dentro do campo de tratamento aprovados, respectivamente. Nas profundidades de 2; 5 e 15; 5 cm o bloco feito com o algoritmo (1) não obteve resultados satisfatórios, enquanto que os demais modelos ainda alcançaram resultados que poderiam permitir o uso clínico. Medições adicionais de dose absoluta em 14 pontos foram feitas para o bloco de IMRT criado a partir do modelo (2). O desvio máximo na dose pontual foi de 1; 8%. A repetibilidade do método foi avaliada, a partir da confecção de 3 blocos de IMRT usando o mesmo arquivo STL. Os coeficientes de variação foram menores que 2% em 93% da área do campo. A principal vantagem do método proposto é que pode ser totalmente conduzido dentro de um departamento de radioterapia sem, o que resulta em menores custos e tempo de produção. Investigações estão sendo feitas para tornar o processo mais prático e permitir o uso clínico dos blocos de IMRT criados com o auxílio de impressoras 3D. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Intensity-Modulated Radiation Therapy (IMRT) is an important tool for cancer treatment. It concentrates high radiation doses in complex target volumes, while sparing the surrounding tissues. IMRT is traditionally performed using Multi-Leaf Collimators (MLC) or Compensator Blocks. The conventional way used to manufacture IMRT compensator blocks, which uses milling machines, is an important drawback over the MLC method, due to high operational and production costs. In this research, we developed a simpler alternative method to manufacture an IMRT compensator block from a Jaws-Only fluency map generated by a commercial Treatment Planning System (TPS). This map was converted into a mold, and then printed using an inkjet 3D printer. We filled the mold with Cerrobend alloy to achieve the final IMRT compensator block. This study investigated 3 different physical models to create the molds: (1) considering the nominal Linear Attenuation Coefficient (LAC) of Cerrobend; (2) using the measurements performed to define the CAL by an exponential function; (3) considering the effects of the field size, central-axis distance and block thicknesses in the CAL. These algorithms were assessed and the method was validated performing a dosimetric quality assurance. The dose distributions of all IMRT blocks were evaluated in 3 different depths (2:5, 6:5, 15:5 cm). We compared the measured dose distributions to those predicted by the TPS using the gamma-index function (criteria: dose deviation up to 3% and DTA up to 3 mm). At 6:5 cm depth, the dose evaluation of IMRT blocks manufactured from algorithms (1), (2), and (3) were 93%, 100% e 95% of the points inside the field passing, respectively. In the other depths, the IMRT block manufactured using algorithm (1) did not achieve clinical acceptable results, nonetheless the results of other IMRT blocks suggest the possibility of clinical use. Further absolute dose measurements performed in 14 regions, for the IMRT block manufactured using algorithm (2), showed a maximum dose deviation of 1:8%. We evaluated the repeatability of the method manufacturing 3 IMRT blocks from the same STL file. The coefficient of variation was lower than 2% for 93% of the exposed area. These results suggest that the 3D printers can be effectively used to manufacture IMRT compensator blocks. The main advantage to this approach is that it can be fully conducted inside a radiotherapy facility, which results in lower costs and production times.

Orientador: Rodrigo Máximo de Araújo / Banca: Eron Toshio Colauto Yamamoto / Banca: Eduardo Galera da Silva / Resumo: O objetivo desse estudo foi desenvolver uma infraestrutura de prótese total fixa sobre implantes em impressora 3D, elaborada em conjunto com uma guia cirúrgica digital, também impressa, diminuindo o número de sessões e substituindo a necessidade de moldagem logo após o procedimento cirúrgico. Para isso um paciente, sexo masculino, 60 anos de idade e apresentando apenas a presença do elemento dental 36 na arcada inferior, foi convidado a participar do estudo após leitura e assinatura de Termo de Consentimento Livre e Esclarecido. Foi realizada moldagem da arcada superior e inferior do paciente com alginato para confecção do modelo de estudo com gesso pedra especial. Os modelos foram escaneados com a utilização de scanner Xcad 3D, para a realização do planejamento cirúrgico e protético. A partir dos exames tomográficos foram obtidos os arquivos DICOM. Estes arquivos foram utilizados para o inicio do planejamento digital, sendo incluídos no software para planejamento específico. Foi realizado o planejamento virtual com o auxílio do software, sendo: instalação de 4 implantes do tipo hexágono externo de 13mm por 3,75mm cada, o que gerou automaticamente pelo software a guia cirúrgica para instalação dos mesmos. A mesma foi impressa com o uso de uma impressora 3D de polímeros. A guia cirúrgica continha quatro orifícios para instalação dos implantes planejados, permitindo também a instalação de a ut nts. p s a olo açāo dos implantes, foram instalados pilares cônicos de 4,1mm de diâme... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Digital planning and preparation of guides and prosthesis with the help of 3D printers is a reality on a daily basis, but in this study, we look for Develop a fully digitized and software-driven process to design and execute polymer and titanium printed guides and prostheses. Those Printed parts would already be structural parts of the final prosthesis, Cases of total fixed prostheses. With this we could exclude laboratory phases of the process of prosthetic preparation, optimizing time, cost and reducing everyday problems that affect clinicians in such processes as repetitions, lack of adaptation of the prosthesis structure, teeth assembly, among others. Titanium printing of such a final structure would allow an immediate installation, in Immediate loading surgeries, of the final prosthesis with the best possible adaptation, Enabling the clinician to execute cases of extreme challenges Without the need for castings and welds, thus Aesthetics to the patient reducing treatment time with assertiveness / Mestre

Orientador: Sandro Donnini Mancini / Banca: Gerson Araujo de Medeiros / Banca: José Lázaro Ferraz / Resumo: Os equipamentos eletroeletrônicos fazem parte de uma indústria em expansão na qual a constante inovação torna-se rapidamente obsoletos. O aumento de resíduos eletroeletrônicos incitou várias políticas de descarte e reciclagem, mas ainda faltam estudos qualitativos para que se possa entender quais são os maiores impactos no meio ambiente e o que se fazer para amenizá-los. A pesquisa consistirá na avaliação do desempenho ambiental de dois modelos de impressoras. Será baseada na metodologia de Avaliação de Ciclo da Vida e na posterior simulação de cenários de disposição final. Fez-se uma caracterização de materiais, peças e massas. A impressora A apresentou um impacto 35% maior que a impressora B devido às suas diferenças de composição e funcionalidades. Nos dois casos, o material em maior quantidade e responsável pela maior parcela do impacto calculado foi o HIPS (Poliestireno de Alto Impacto) e a maioria dos impactos pode ser vista na categoria de Combustíveis Fósseis / Abstract: The electronic equipments are part of a booming industry where constant innovation makes them quickly obsolete equipment. The increase of electronic waste concern generated various disposal and recycling policies but there is still a lak of quantitative studies on the impacts of such products so that they can understand what the major impacts on the environment and what can be done to mitigate the impacts. This research consisted in the characterization of two printers of different models regarding to materials, parts, and weight and using the tool life cycle analyses to quantify the environmental impact of each of them separately and combined. To complete the study a simulation disposal scenarios was made with one of the printers to understand the impacts of recycling, reuse and disposal in a sanitary landfill. The printer. A presented a 35% greater impact than printer B due to their differences in composition and functionality. In both cases the material in greater quantity and responsible for most of the impact was HIPS (High Impact Poltystyrene) and the largest share of the impacts can be seen in the category of fossil fuels / Mestre