A braquiterapia de alta taxa de dose é uma das modalidades mais utilizadas em braquiterapia para o tratamento de câncer. Os diversos avanços tecnológicos, bem como a evolução das técnicas de tratamento tornaram a braquiterapia de alta taxa de dose uma das modalidades de estado da arte para o tratamento de alguns cânceres. Parte deste avanço é creditada à melhoria na acurácia e na prescrição de dose absorvida recomendada ao paciente, ao longo dos anos. Este avanço permite que atualmente seja possível realizar os cálculos dosimétricos, por meio de sistemas de planejamento computadorizado, considerando as heterogeneidades dos pacientes, tais como: tecidos e órgãos com composições diferentes da água (meio de referência em radioterapia), contorno do paciente individualizado, introdução de aplicadores, dentre outros. Tais avanços demandam o controle de qualidade destas ferramentas, com objetivo de assegurar que todo o processo de tratamento seja satisfatório e acurado. Até o momento, a comunidade carece de um sistema experimental capaz de avaliar, considerando os níveis de incerteza, se os sistemas de planejamento computadorizados são aptos a considerar a heterogeneidade dos tratamentos. Neste trabalho, apresentamos o desenvolvimento de medidas experimentais em um objeto simulador, com capacidade de mensurar as diferenças introduzidas pela heterogeneidade por meio de três técnicas dosimétricas experimentais: termoluminescência, filmes radiocrômicos e ionométrica. Os resultados experimentais foram comparados com as simulações de Monte Carlo e com um sistema de planejamento computadorizado comercial, apto a realizar correções de heterogeneidade em braquiterapia. Discutimos as principais etapas de desenvolvimento deste objeto simulador, seus resultados experimentais e as comparações com os demais sistemas. As conclusões e as etapas futuras deste projeto também são apresentadas. / High dose rate brachytherapy is one of the most widely used modalities in brachytherapy for cancer treatment The various technological advances and the development of treatment techniques have made high dose rate brachytherapy as one of the state of the art methods for the treatment of some cancers. Part of this progress is credited to the improvement in the accuracy and absorbed dose prescription recommended to patients over the years. This advance currently allows the possibility of performing dosimetric calculations, by means of computerized planning systems, considering the heterogeneity of patients, such as: tissues and organs with different water compositions (reference medium in radiotherapy), individualized patient\'s contour and introduction of applicators, among others. Such advances require quality control of these tools, in order to ensure that the entire treatment process is satisfactory and accurate. Nowadays, the community needs an experimental system capable of evaluating, since the uncertainty levels if the computerized planning systems are able to consider the heterogeneity of treatments. In this project, we present the development of experimental measurements into a phantom, capable of measuring the differences introduced by heterogeneity through three experimental dosimetric techniques: thermoluminescence, radiochromic films and ionometric. The experimental results were compared with the Monte Carlo simulations and a commercial treatment planning system able to perform correction of heterogeneity in brachytherapy. We discuss the main stages of development of this phantom, their experimental results and comparisons with other systems. The conclusions and future steps to complete this project are also presented.

A braquiterapia de alta taxa de dose é uma das modalidades mais utilizadas em braquiterapia para o tratamento de câncer. Os diversos avanços tecnológicos, bem como a evolução das técnicas de tratamento tornaram a braquiterapia de alta taxa de dose uma das modalidades de estado da arte para o tratamento de alguns cânceres. Parte deste avanço é creditada à melhoria na acurácia e na prescrição de dose absorvida recomendada ao paciente, ao longo dos anos. Este avanço permite que atualmente seja possível realizar os cálculos dosimétricos, por meio de sistemas de planejamento computadorizado, considerando as heterogeneidades dos pacientes, tais como: tecidos e órgãos com composições diferentes da água (meio de referência em radioterapia), contorno do paciente individualizado, introdução de aplicadores, dentre outros. Tais avanços demandam o controle de qualidade destas ferramentas, com objetivo de assegurar que todo o processo de tratamento seja satisfatório e acurado. Até o momento, a comunidade carece de um sistema experimental capaz de avaliar, considerando os níveis de incerteza, se os sistemas de planejamento computadorizados são aptos a considerar a heterogeneidade dos tratamentos. Neste trabalho, apresentamos o desenvolvimento de medidas experimentais em um objeto simulador, com capacidade de mensurar as diferenças introduzidas pela heterogeneidade por meio de três técnicas dosimétricas experimentais: termoluminescência, filmes radiocrômicos e ionométrica. Os resultados experimentais foram comparados com as simulações de Monte Carlo e com um sistema de planejamento computadorizado comercial, apto a realizar correções de heterogeneidade em braquiterapia. Discutimos as principais etapas de desenvolvimento deste objeto simulador, seus resultados experimentais e as comparações com os demais sistemas. As conclusões e as etapas futuras deste projeto também são apresentadas. / High dose rate brachytherapy is one of the most widely used modalities in brachytherapy for cancer treatment The various technological advances and the development of treatment techniques have made high dose rate brachytherapy as one of the state of the art methods for the treatment of some cancers. Part of this progress is credited to the improvement in the accuracy and absorbed dose prescription recommended to patients over the years. This advance currently allows the possibility of performing dosimetric calculations, by means of computerized planning systems, considering the heterogeneity of patients, such as: tissues and organs with different water compositions (reference medium in radiotherapy), individualized patient\'s contour and introduction of applicators, among others. Such advances require quality control of these tools, in order to ensure that the entire treatment process is satisfactory and accurate. Nowadays, the community needs an experimental system capable of evaluating, since the uncertainty levels if the computerized planning systems are able to consider the heterogeneity of treatments. In this project, we present the development of experimental measurements into a phantom, capable of measuring the differences introduced by heterogeneity through three experimental dosimetric techniques: thermoluminescence, radiochromic films and ionometric. The experimental results were compared with the Monte Carlo simulations and a commercial treatment planning system able to perform correction of heterogeneity in brachytherapy. We discuss the main stages of development of this phantom, their experimental results and comparisons with other systems. The conclusions and future steps to complete this project are also presented.

As radiações ionizantes (RI) são amplamente utilizadas na área médica, principalmente para diagnóstico e terapia. Uma vez que a exposição às radiações implica em sérias complicações para a saúde humana e para o meio ambiente, torna-se relevante a compreensão dos mecanismos moleculares que coordenam as respostas em diferentes tipos celulares, especialmente em células normais. A taxa de dose (TD) é um importante fator a ser considerado em radiobiologia, com base em alguns estudos sobre a sua influência nas respostas celulares. Nesse contexto, duas TD distintas (0,5 e 2,0Gy/min) foram testadas para verificar a influência da TD na expressão gênica e protéica em fibroblastos e linfócitos humanos. Fibroblastos primários em estado de confluência foram irradiados com 4Gy e linfócitos com 2 Gy, sob as TDs de 0,5 e 2,0 Gy/min. Em fibroblastos, o RNA foi coletado 6 h após a irradiação, tempo em que foram analisados os níveis de expressão gênica pelo método de microarranjos de cDNA e, para alguns genes de reparo do DNA e algumas proteínas (H2AX, PCNA e FEN1) a expressão foi analisada por qPCR e Western blot, respectivamente, em ambos os tipos celulares, 2 e 6 h após a irradiação. A análise de expressão gênica por microarranjos de cDNA efetuada pelo programa SAM revelou 94 genes (FDR < 0.05) induzidos sob a TD de 0,5 Gy/min. Os principais processos biológicos associados aos genes modulados foram metabolismo, reparo do DNA, apoptose e resposta ao estresse. Por outro lado, 34 genes foram modulados nas células irradiadas sob a taxa de dose de 2,0 Gy/min. Nesta TD, os processos biológicos de maior importância foram: metabolismo, reparo do DNA, replicação, resposta ao estresse e apoptose. Na análise por qPCR, alguns genes de reparo (ERCC1, ERCC3 (ou XPB), XPF, XPA, FEN1) e ATM (sensor de dano) apresentaram uma ampla diferença na modulação gênica detectada em resposta à variação na TD, principalmente nos fibroblastos analisados 2 h após a irradiação. Entretanto, essa diferença foi menor nos linfócitos. Em linfócitos houve um maior número de genes do NER reprimidos relativamente aos fibroblastos, principalmente quando se consideram as células analisadas 2 h após a irradiação, sugerindo que em linfócitos irradiados sob a menor TD, outras vias alternativas de reparo do DNA podem ter ocorrido, possivelmente para lesões do tipo quebra dupla, que são eficientemente induzidas por 2 Gy. A análise protéica de expressão da proteína PCNA indicou que esta se mostrou reprimida nos fibroblastos irradiados com a maior TD, enquanto que a expressão de H2AX nos linfócitos diminuiu 6 h após a irradiação. A proteína PCNA apresentou potencial como um bom indicador dos efeitos de diferentes TDs em fibroblastos irradiados. Em conjunto, os resultados do presente trabalho mostraram uma ampla variedade de processos biológicos envolvidos na resposta ao estresse gerado pela irradiação sob duas diferentes TDs em células humanas (linfócitos e fibroblastos) demonstrando que a TD realmente é capaz de influenciar as respostas celulares em nível transcricional e protéico, o que ainda não foi descrito na literatura. Assim, os resultados constituem informações relevantes que podem contribuir para o esclarecimento das respostas moleculares e vias de sinalização em células normais irradiadas. / Ionizing radiation (IR) has been widely applied in medicine, mainly in diagnosis and therapy purposes. Considering that the exposure to radiation lead to serious complications to human health and environment, it has been relevant to study molecular mechanisms underlying cell responses to gamma-rays in different cell types, especially in normal cells. In radiobiology, dose rate (DR) is an important factor to be taken in account, on the basis of previous results in the literature. In this context, two distinct DR (0.5 and 2.0Gy/min.) were tested aiming to verify the influence of DR on profiles of gene and protein expression displayed by human fibroblasts and lymphocytes. Confluent primary fibroblasts were irradiated with 4Gy and lymphocytes with 2 Gy of -rays, doses delivered at 0.5 and 2.0 Gy/min. RNA was extracted at 6 h post-irradiation for the expression analysis by the cDNA array method in fibroblasts. Few DNA repair genes and proteins (H2AX, PCNA and FEN1) were analyzed by qPCR and Western blot, respectively, in both cell types, at two time-points (2 and 6 h post-irradiation). Results on gene expression were analyzed by the SAM method, which indicated 94 up-regulated genes (False discovery rate < 0.05) at 0.5 Gy/min. The most significant biological processes associated with modulated genes were metabolism, DNA repair, apoptosis signaling and stress response. On the other hand, 34 genes were modulated in cells irradiated at 2.0 Gy/min. (4 up-regulated and 30 down-regulated genes). For such DR, the major biological processes were metabolism, DNA repair, replication, stress response and apoptosis. By using qPCR method, some DNA repair genes (ERCC1, ERCC3 (or XPB), XPF, XPA, FEN1) and ATM (damage sensor) were studied. A wide difference in gene modulation was detected in response to different DR, mainly for fibroblasts analyzed at 2 h post-irradiation. However, this difference was slight in lymphocytes, suggesting that other alternative repair pathways could occurr in irradiated lymphocytes under low TD, possibly in consequence of DNA lesions such as double strand breaks, which are efficiently induced by 2 Gy. Interestingly, the expression of PCNA was down-regulated in fibroblasts irradiated at 2.0 Gy/min, while the expression of H2AX in lymphocytes decreased at both DR 6 h post-irradiation, These findings indicated several biological processes involved in stress responses generated by irradiation at two different DR in human cells. Actually, DR influenced cellular responses at transcriptional and protein levels. These data obtained at molecular level provide relevant information towards clarifying the mechanisms underlying cellular responses displayed by irradiated- normal cells.

As radiações ionizantes (RI) são amplamente utilizadas na área médica, principalmente para diagnóstico e terapia. Uma vez que a exposição às radiações implica em sérias complicações para a saúde humana e para o meio ambiente, torna-se relevante a compreensão dos mecanismos moleculares que coordenam as respostas em diferentes tipos celulares, especialmente em células normais. A taxa de dose (TD) é um importante fator a ser considerado em radiobiologia, com base em alguns estudos sobre a sua influência nas respostas celulares. Nesse contexto, duas TD distintas (0,5 e 2,0Gy/min) foram testadas para verificar a influência da TD na expressão gênica e protéica em fibroblastos e linfócitos humanos. Fibroblastos primários em estado de confluência foram irradiados com 4Gy e linfócitos com 2 Gy, sob as TDs de 0,5 e 2,0 Gy/min. Em fibroblastos, o RNA foi coletado 6 h após a irradiação, tempo em que foram analisados os níveis de expressão gênica pelo método de microarranjos de cDNA e, para alguns genes de reparo do DNA e algumas proteínas (H2AX, PCNA e FEN1) a expressão foi analisada por qPCR e Western blot, respectivamente, em ambos os tipos celulares, 2 e 6 h após a irradiação. A análise de expressão gênica por microarranjos de cDNA efetuada pelo programa SAM revelou 94 genes (FDR < 0.05) induzidos sob a TD de 0,5 Gy/min. Os principais processos biológicos associados aos genes modulados foram metabolismo, reparo do DNA, apoptose e resposta ao estresse. Por outro lado, 34 genes foram modulados nas células irradiadas sob a taxa de dose de 2,0 Gy/min. Nesta TD, os processos biológicos de maior importância foram: metabolismo, reparo do DNA, replicação, resposta ao estresse e apoptose. Na análise por qPCR, alguns genes de reparo (ERCC1, ERCC3 (ou XPB), XPF, XPA, FEN1) e ATM (sensor de dano) apresentaram uma ampla diferença na modulação gênica detectada em resposta à variação na TD, principalmente nos fibroblastos analisados 2 h após a irradiação. Entretanto, essa diferença foi menor nos linfócitos. Em linfócitos houve um maior número de genes do NER reprimidos relativamente aos fibroblastos, principalmente quando se consideram as células analisadas 2 h após a irradiação, sugerindo que em linfócitos irradiados sob a menor TD, outras vias alternativas de reparo do DNA podem ter ocorrido, possivelmente para lesões do tipo quebra dupla, que são eficientemente induzidas por 2 Gy. A análise protéica de expressão da proteína PCNA indicou que esta se mostrou reprimida nos fibroblastos irradiados com a maior TD, enquanto que a expressão de H2AX nos linfócitos diminuiu 6 h após a irradiação. A proteína PCNA apresentou potencial como um bom indicador dos efeitos de diferentes TDs em fibroblastos irradiados. Em conjunto, os resultados do presente trabalho mostraram uma ampla variedade de processos biológicos envolvidos na resposta ao estresse gerado pela irradiação sob duas diferentes TDs em células humanas (linfócitos e fibroblastos) demonstrando que a TD realmente é capaz de influenciar as respostas celulares em nível transcricional e protéico, o que ainda não foi descrito na literatura. Assim, os resultados constituem informações relevantes que podem contribuir para o esclarecimento das respostas moleculares e vias de sinalização em células normais irradiadas. / Ionizing radiation (IR) has been widely applied in medicine, mainly in diagnosis and therapy purposes. Considering that the exposure to radiation lead to serious complications to human health and environment, it has been relevant to study molecular mechanisms underlying cell responses to gamma-rays in different cell types, especially in normal cells. In radiobiology, dose rate (DR) is an important factor to be taken in account, on the basis of previous results in the literature. In this context, two distinct DR (0.5 and 2.0Gy/min.) were tested aiming to verify the influence of DR on profiles of gene and protein expression displayed by human fibroblasts and lymphocytes. Confluent primary fibroblasts were irradiated with 4Gy and lymphocytes with 2 Gy of -rays, doses delivered at 0.5 and 2.0 Gy/min. RNA was extracted at 6 h post-irradiation for the expression analysis by the cDNA array method in fibroblasts. Few DNA repair genes and proteins (H2AX, PCNA and FEN1) were analyzed by qPCR and Western blot, respectively, in both cell types, at two time-points (2 and 6 h post-irradiation). Results on gene expression were analyzed by the SAM method, which indicated 94 up-regulated genes (False discovery rate < 0.05) at 0.5 Gy/min. The most significant biological processes associated with modulated genes were metabolism, DNA repair, apoptosis signaling and stress response. On the other hand, 34 genes were modulated in cells irradiated at 2.0 Gy/min. (4 up-regulated and 30 down-regulated genes). For such DR, the major biological processes were metabolism, DNA repair, replication, stress response and apoptosis. By using qPCR method, some DNA repair genes (ERCC1, ERCC3 (or XPB), XPF, XPA, FEN1) and ATM (damage sensor) were studied. A wide difference in gene modulation was detected in response to different DR, mainly for fibroblasts analyzed at 2 h post-irradiation. However, this difference was slight in lymphocytes, suggesting that other alternative repair pathways could occurr in irradiated lymphocytes under low TD, possibly in consequence of DNA lesions such as double strand breaks, which are efficiently induced by 2 Gy. Interestingly, the expression of PCNA was down-regulated in fibroblasts irradiated at 2.0 Gy/min, while the expression of H2AX in lymphocytes decreased at both DR 6 h post-irradiation, These findings indicated several biological processes involved in stress responses generated by irradiation at two different DR in human cells. Actually, DR influenced cellular responses at transcriptional and protein levels. These data obtained at molecular level provide relevant information towards clarifying the mechanisms underlying cellular responses displayed by irradiated- normal cells.

Neste trabalho foram determinadas as concentrações dos radionuclídeos naturais 226Ra, 232Th e 40K em amostras de areias superficiais para 16 localizações ao longo da costa da Grande Vitória, região metropolitana do estado do Espírito Santo, sudeste do Brasil. As áreas de estudo compreendem as praias de Manguinhos e Jacaraípe no município da Serra, Camburi, Praia do Canto e Curva da Jurema no município de Vitória, Praia da Costa e Praia de Itapuã no município de Vila Velha, Praia de Setibão, Setibinha, Praia do Morro, Praia das Castanheiras e Praia da Areia Preta no Município de Guarapari e areia da Reserva Paulo Cesar Vinha também localizada no município de Guarapari. Para cada sítio de estudo, três amostras foram seladas em frascos de 100 ml de polietileno de alta densidade. Após espera de aproximadamente 4 semanas para atingir o equilíbrio secular das séries do 238U e 232Th, as amostras foram medidas por espectrometria gama de alta resolução e o espectro analisado com o software WinnerGamma. A correção da auto-absorção foi realizada para todas as amostras. A concentração do 226Ra foi determinada pela média ponderada das concentrações do 214Pb e 214Bi, a concentração de 232Th pela média ponderada das concentrações dos 228Ac, 212Pb e 212Bi e a concentração de 40K pela sua transição única de 1460 keV. O equivalente em rádio e o índice gama foram obtidos a partir das concentrações de 226Ra, 232Th e 40K. As concentrações de 226Ra variaram de 3 ± 1Bq.kg-1 a 738 ± 38Bq.kg-1, com o maior valor na localidade central da Praia de Camburi. As concentrações de 232Th variaram de 7 ± 3Bq.kg-1 a 7422 ± 526Bq.kg-1, com o maior valor na Praia da Areia Preta. As concentrações de 40K variaram de 14 ± 6Bq.kg-1 a 638 ± 232Bq.kg-1, com o maior valor na Praia da Areia Preta. O cálculo do equivalente em rádio e do índice gama mostrou duas faixas distintas. Na primeira, para a maioria das praias, o equivalente em rádio variou de 15 ± 6Bq.kg-1 a 257 ± 18Bq.kg-1, abaixo do limite inferior de 370Bq.kg-1 recomendado pela OECD como adequado para uso em material de construção e o índice gama externo foi inferior ao limite aceitável de 1 sugerido pelo UNSCEAR. Na segunda, para as praias de Setibinha, Curva da Jurema, Camburi Sul e Camburi Central e Praia da Areia Preta, o equivalente em rádio variou de 820 ± 40Bq.kg-1 até 11200 ± 580Bq.kg-1, excedendo de 2 a 30 vezes o limite mínimo recomendado para aplicação na construção civil e o índice gama superou de 3 até quase 40 vezes o limite sugerido pelo UNSCEAR. / In this work the concentrations of natural radionuclides 226Ra, 232Th and 40K were determined in superficial sand samples for 16 locations throughout the coast of the Great Victory, metropolitan region of the state of Espírito Santo, Southeast of Brazil. The assessed beaches were Manguinhos and Jacaraípe in Serra county, Camburi, Praia do Canto and Curva da Jurema in Vitória county, Praia da Costa and Itapuã in Vila Velha county, Setibão, Setibinha, Praia do Morro, Praia das Castanheiras and Areia Preta in Guarapari county and sand of the Paulo Cesar Vinha Reserve also located in Guarapari county. Three sand samples of each beach were sealed in 100 mL high density polyethylene flasks. After approximately 4 weeks in order to reach secular equilibrium in the 238U and 232Th series, the samples were measured by high resolution gamma spectrometry and the spectra analyzed with the WinnerGamma software. The selfabsorption correction was performed for all samples. The 226Ra concentration was determined from the weighted average concentrations of 214Pb and 214Bi, the 232Th concentration was determined from the weighted average concentrations of 228Ac, 212Pb and 212Bi and the concentration of 40K is determined by its single gamma transition of 1460 keV. The radium equivalent concentration and the external hazard index where obtained from the concentrations of 226Ra, 232Th and 40K. 226Ra concentrations show values varying from 3 ± 1Bq.kg-1 to 738 ± 38Bq.kg-1, with the highest values for the central locality of the Camburi beach. 232Th concentrations show values varying from 7 ± 3Bq.kg-1 to 7422 ± 526Bq.kg-1, with the highest values for Areia Preta beach. 40K concentrations show values varying from 14 ± 6Bq.kg-1 to 638 ± 232Bq.kg-1, with the highest values for Areia Preta beach. Calculation of the radium equivalent and the external hazard index showed two distinct groups. In the first one, for the majority of the beaches, the radium equivalent activities are in the range from 15 ± 6Bq.kg-1 to 257 ± 18Bq.kg-1, below the lower limit of 370Bq.kg-1 recommended by OECD for the safe use of building materials and external hazard index was below the acceptable limit of 1 suggested by UNSCEAR. In the second one, for Setibinha, Curva da Jurema, South and Central locations of Camburi and Areia Preta beaches, the radium equivalent results are in the range from 820 ± 40Bq.kg-1 to 11200 ± 580Bq.kg-1, exceeding 2 to 30 times the recommended minimum value for safe application in the civil construction industry and the external hazard index surpassed almost 3 to 40 times the UNSCEAR suggested limit.

Irradiadores comerciais de grande porte são projetados para processarem grandes quantidades de produtos com altas doses, por exposição à radiação gama. A irradiação em escala industrial é efetuada de forma dinâmica, em que os produtos percorrem um caminho em torno de uma fonte de radiação, geralmente de 60Co, cuja atividade é da ordem de TBq a PBq (kCi a MCi). A dose será diretamente proporcional ao tempo transcorrido pelo material para percorrer este trajeto em torno da fonte. Entretanto, em algumas situações, principalmente para pesquisas ou processos de validação de clientes seguindo a norma ISO 11137, se faz necessário irradiar pequenas amostras com doses fracionadas na posição de irradiação estática. Nesta posição as amostras são colocadas dentro da sala de irradiação a uma distância fixa da fonte e as doses recebidas são determinadas utilizando-se dosímetros. Portanto, a dose somente será conhecida depois da irradiação, pela leitura dos mesmos. Entretanto, em irradiadores industriais, diferentes tipos de produtos com diferentes densidades atravessam o caminho entre a fonte e a posição de irradiação estática, onde estão as amostras. Conseqüentemente, a taxa de dose variará dependendo da densidade do produto, que está sendo irradiado dinamicamente. Uma metodologia adequada seria monitorar a dose recebida pelas amostras em tempo real, medindo a dose por meio de um detector de radiação, com uma melhor precisão e exatidão. Neste trabalho foi desenvolvida uma câmara de ionização cilíndrica de 0.9 cm3, para monitorar as altas doses recebidas por amostras em tempo real, na posição de irradiação estática de um irradiador gama de 60Co. Os gases de nitrogênio e de argônio a pressão de 10exp5 Pa (1 bar) foram utilizados para preencherem a câmara de ionização e determinar uma configuração de trabalho apropriada, para o detector ser utilizado em medidas de altas doses. Cabos de isolação mineral foram soldados diretamente ao corpo da câmara de ionização, para a transmissão do sinal gerado pelo detector até a eletrônica associada, distante cerca de 20 m. O sinal obtido foi cerca de 100 vezes maior do que o ruído de fundo. Este sistema dosimétrico foi testado em um irradiador gama de categoria I e na posição de irradiação estática de um irradiador de grande porte, em que diferentes taxas de dose foram obtidas utilizando materiais absorvedores. Foi encontrada uma boa linearidade do detector entre a dose e a carga, independentemente das diferentes taxas de dose. As incertezas de todas as curvas ficaram abaixo dos +/- 5 %, valor de incerteza máxima recomendada para um sistema dosimétrico de rotina. A câmara de ionização desenvolvida se mostrou adequada para ser utilizada como um dosímetro em tempo real, independente da degradação do espectro causada pela absorção dos fótons da fonte de 60Co, pelo material em irradiação dinâmica. / Industrial gamma irradiators facilities are designed for processing large amounts of products, which are exposed to large doses of gamma radiation. The irradiation, in industrial scale, is usually carried out in a dynamic form, where the products go through a 60Co gamma source with activity of TBq to PBq (kCi to MCi). The dose is estimated as being directly proportional to the time that the products spend to go through the source. However, in some situations, mainly for research purposes or for validation of customer process following the ISO 11137 requirements, it is required to irradiate small samples in a static position with fractional deliver doses. The samples are put inside the irradiation room at a fixed distance from the source and the dose is usually determined using dosimeters. The dose is only known after the irradiation, by reading the dosimeter. Nevertheless, in the industrial irradiators, usually different kinds of products with different densities go through between the source and the static position samples. So, the dose rate varies in function of the product density. A suitable methodology would be to monitor the samples dose in real time, measuring the dose on line with a radiation detector, which would improve the dose accuracy and avoid the overdose. A cylindrical ionization chamber of 0.9 cm3 has been developed for high-doses real-time monitoring, during the sample irradiation at a static position in a 60Co gamma industrial plant. Nitrogen and argon gas at pressure of 10exp5 Pa (1bar) was utilized to fill the ionization chamber, for which an appropriate configuration was determined to be used as a detector for high-dose measurements. To transmit the signal generated in the ionization chamber to the associated electronic and processing unit, a 20 m mineral insulated cable was welded to the ionization chamber. The signal to noise ratio produced by the detector was about 100. The dosimeter system was tested at a category I gamma irradiator and at an industrial irradiation plant in static position, using different absorbing materials. A good linearity of the detector was found between the dose and the accumulated charge, independently of the different dose rates caused by absorbing materials. The uncertainties for all curves were less than 5%, which is recommended for a dosimetric system routine. The developed ionization chamber showed to be suitable as a dosimeter on line, independently of the spectrum degradation caused by the absorption of the 60Co photons in the material under dynamic irradiation.

Irradiadores comerciais de grande porte são projetados para processarem grandes quantidades de produtos com altas doses, por exposição à radiação gama. A irradiação em escala industrial é efetuada de forma dinâmica, em que os produtos percorrem um caminho em torno de uma fonte de radiação, geralmente de 60Co, cuja atividade é da ordem de TBq a PBq (kCi a MCi). A dose será diretamente proporcional ao tempo transcorrido pelo material para percorrer este trajeto em torno da fonte. Entretanto, em algumas situações, principalmente para pesquisas ou processos de validação de clientes seguindo a norma ISO 11137, se faz necessário irradiar pequenas amostras com doses fracionadas na posição de irradiação estática. Nesta posição as amostras são colocadas dentro da sala de irradiação a uma distância fixa da fonte e as doses recebidas são determinadas utilizando-se dosímetros. Portanto, a dose somente será conhecida depois da irradiação, pela leitura dos mesmos. Entretanto, em irradiadores industriais, diferentes tipos de produtos com diferentes densidades atravessam o caminho entre a fonte e a posição de irradiação estática, onde estão as amostras. Conseqüentemente, a taxa de dose variará dependendo da densidade do produto, que está sendo irradiado dinamicamente. Uma metodologia adequada seria monitorar a dose recebida pelas amostras em tempo real, medindo a dose por meio de um detector de radiação, com uma melhor precisão e exatidão. Neste trabalho foi desenvolvida uma câmara de ionização cilíndrica de 0.9 cm3, para monitorar as altas doses recebidas por amostras em tempo real, na posição de irradiação estática de um irradiador gama de 60Co. Os gases de nitrogênio e de argônio a pressão de 10exp5 Pa (1 bar) foram utilizados para preencherem a câmara de ionização e determinar uma configuração de trabalho apropriada, para o detector ser utilizado em medidas de altas doses. Cabos de isolação mineral foram soldados diretamente ao corpo da câmara de ionização, para a transmissão do sinal gerado pelo detector até a eletrônica associada, distante cerca de 20 m. O sinal obtido foi cerca de 100 vezes maior do que o ruído de fundo. Este sistema dosimétrico foi testado em um irradiador gama de categoria I e na posição de irradiação estática de um irradiador de grande porte, em que diferentes taxas de dose foram obtidas utilizando materiais absorvedores. Foi encontrada uma boa linearidade do detector entre a dose e a carga, independentemente das diferentes taxas de dose. As incertezas de todas as curvas ficaram abaixo dos +/- 5 %, valor de incerteza máxima recomendada para um sistema dosimétrico de rotina. A câmara de ionização desenvolvida se mostrou adequada para ser utilizada como um dosímetro em tempo real, independente da degradação do espectro causada pela absorção dos fótons da fonte de 60Co, pelo material em irradiação dinâmica. / Industrial gamma irradiators facilities are designed for processing large amounts of products, which are exposed to large doses of gamma radiation. The irradiation, in industrial scale, is usually carried out in a dynamic form, where the products go through a 60Co gamma source with activity of TBq to PBq (kCi to MCi). The dose is estimated as being directly proportional to the time that the products spend to go through the source. However, in some situations, mainly for research purposes or for validation of customer process following the ISO 11137 requirements, it is required to irradiate small samples in a static position with fractional deliver doses. The samples are put inside the irradiation room at a fixed distance from the source and the dose is usually determined using dosimeters. The dose is only known after the irradiation, by reading the dosimeter. Nevertheless, in the industrial irradiators, usually different kinds of products with different densities go through between the source and the static position samples. So, the dose rate varies in function of the product density. A suitable methodology would be to monitor the samples dose in real time, measuring the dose on line with a radiation detector, which would improve the dose accuracy and avoid the overdose. A cylindrical ionization chamber of 0.9 cm3 has been developed for high-doses real-time monitoring, during the sample irradiation at a static position in a 60Co gamma industrial plant. Nitrogen and argon gas at pressure of 10exp5 Pa (1bar) was utilized to fill the ionization chamber, for which an appropriate configuration was determined to be used as a detector for high-dose measurements. To transmit the signal generated in the ionization chamber to the associated electronic and processing unit, a 20 m mineral insulated cable was welded to the ionization chamber. The signal to noise ratio produced by the detector was about 100. The dosimeter system was tested at a category I gamma irradiator and at an industrial irradiation plant in static position, using different absorbing materials. A good linearity of the detector was found between the dose and the accumulated charge, independently of the different dose rates caused by absorbing materials. The uncertainties for all curves were less than 5%, which is recommended for a dosimetric system routine. The developed ionization chamber showed to be suitable as a dosimeter on line, independently of the spectrum degradation caused by the absorption of the 60Co photons in the material under dynamic irradiation.

Neste trabalho foram determinadas as concentrações dos radionuclídeos naturais 226Ra, 232Th e 40K em amostras de areias superficiais para 16 localizações ao longo da costa da Grande Vitória, região metropolitana do estado do Espírito Santo, sudeste do Brasil. As áreas de estudo compreendem as praias de Manguinhos e Jacaraípe no município da Serra, Camburi, Praia do Canto e Curva da Jurema no município de Vitória, Praia da Costa e Praia de Itapuã no município de Vila Velha, Praia de Setibão, Setibinha, Praia do Morro, Praia das Castanheiras e Praia da Areia Preta no Município de Guarapari e areia da Reserva Paulo Cesar Vinha também localizada no município de Guarapari. Para cada sítio de estudo, três amostras foram seladas em frascos de 100 ml de polietileno de alta densidade. Após espera de aproximadamente 4 semanas para atingir o equilíbrio secular das séries do 238U e 232Th, as amostras foram medidas por espectrometria gama de alta resolução e o espectro analisado com o software WinnerGamma. A correção da auto-absorção foi realizada para todas as amostras. A concentração do 226Ra foi determinada pela média ponderada das concentrações do 214Pb e 214Bi, a concentração de 232Th pela média ponderada das concentrações dos 228Ac, 212Pb e 212Bi e a concentração de 40K pela sua transição única de 1460 keV. O equivalente em rádio e o índice gama foram obtidos a partir das concentrações de 226Ra, 232Th e 40K. As concentrações de 226Ra variaram de 3 ± 1Bq.kg-1 a 738 ± 38Bq.kg-1, com o maior valor na localidade central da Praia de Camburi. As concentrações de 232Th variaram de 7 ± 3Bq.kg-1 a 7422 ± 526Bq.kg-1, com o maior valor na Praia da Areia Preta. As concentrações de 40K variaram de 14 ± 6Bq.kg-1 a 638 ± 232Bq.kg-1, com o maior valor na Praia da Areia Preta. O cálculo do equivalente em rádio e do índice gama mostrou duas faixas distintas. Na primeira, para a maioria das praias, o equivalente em rádio variou de 15 ± 6Bq.kg-1 a 257 ± 18Bq.kg-1, abaixo do limite inferior de 370Bq.kg-1 recomendado pela OECD como adequado para uso em material de construção e o índice gama externo foi inferior ao limite aceitável de 1 sugerido pelo UNSCEAR. Na segunda, para as praias de Setibinha, Curva da Jurema, Camburi Sul e Camburi Central e Praia da Areia Preta, o equivalente em rádio variou de 820 ± 40Bq.kg-1 até 11200 ± 580Bq.kg-1, excedendo de 2 a 30 vezes o limite mínimo recomendado para aplicação na construção civil e o índice gama superou de 3 até quase 40 vezes o limite sugerido pelo UNSCEAR. / In this work the concentrations of natural radionuclides 226Ra, 232Th and 40K were determined in superficial sand samples for 16 locations throughout the coast of the Great Victory, metropolitan region of the state of Espírito Santo, Southeast of Brazil. The assessed beaches were Manguinhos and Jacaraípe in Serra county, Camburi, Praia do Canto and Curva da Jurema in Vitória county, Praia da Costa and Itapuã in Vila Velha county, Setibão, Setibinha, Praia do Morro, Praia das Castanheiras and Areia Preta in Guarapari county and sand of the Paulo Cesar Vinha Reserve also located in Guarapari county. Three sand samples of each beach were sealed in 100 mL high density polyethylene flasks. After approximately 4 weeks in order to reach secular equilibrium in the 238U and 232Th series, the samples were measured by high resolution gamma spectrometry and the spectra analyzed with the WinnerGamma software. The selfabsorption correction was performed for all samples. The 226Ra concentration was determined from the weighted average concentrations of 214Pb and 214Bi, the 232Th concentration was determined from the weighted average concentrations of 228Ac, 212Pb and 212Bi and the concentration of 40K is determined by its single gamma transition of 1460 keV. The radium equivalent concentration and the external hazard index where obtained from the concentrations of 226Ra, 232Th and 40K. 226Ra concentrations show values varying from 3 ± 1Bq.kg-1 to 738 ± 38Bq.kg-1, with the highest values for the central locality of the Camburi beach. 232Th concentrations show values varying from 7 ± 3Bq.kg-1 to 7422 ± 526Bq.kg-1, with the highest values for Areia Preta beach. 40K concentrations show values varying from 14 ± 6Bq.kg-1 to 638 ± 232Bq.kg-1, with the highest values for Areia Preta beach. Calculation of the radium equivalent and the external hazard index showed two distinct groups. In the first one, for the majority of the beaches, the radium equivalent activities are in the range from 15 ± 6Bq.kg-1 to 257 ± 18Bq.kg-1, below the lower limit of 370Bq.kg-1 recommended by OECD for the safe use of building materials and external hazard index was below the acceptable limit of 1 suggested by UNSCEAR. In the second one, for Setibinha, Curva da Jurema, South and Central locations of Camburi and Areia Preta beaches, the radium equivalent results are in the range from 820 ± 40Bq.kg-1 to 11200 ± 580Bq.kg-1, exceeding 2 to 30 times the recommended minimum value for safe application in the civil construction industry and the external hazard index surpassed almost 3 to 40 times the UNSCEAR suggested limit.

Submitted by SBI Biblioteca Digital (sbi.bibliotecadigital@puc-campinas.edu.br) on 2018-02-07T13:06:22Z No. of bitstreams: 1 ANA CAROLINA MASSAROTTO.pdf: 924874 bytes, checksum: 09a1ac55208a09df27e003db121d89d6 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-07T13:06:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ANA CAROLINA MASSAROTTO.pdf: 924874 bytes, checksum: 09a1ac55208a09df27e003db121d89d6 (MD5) Previous issue date: 2017-12-15 / Breast cancer is the second most common type of cancer in the world, and the most common among women, affecting men who account for 1% of all cases of the disease. The risk factors of the disease are related to age, endocrine / reproductive history, behavioral / environmental factors, and genetic / hereditary factors. The prognosis of the disease depends on its extension (staging), with greater curative potential when diagnosed at baseline.Among the types of treatment of breast cancer stand out surgery, radiotherapy, chemotherapy, hormone therapy and biological therapy. It is highlighted in the radiotherapy modality, Brachytherapy, which is the application of radiation in a more precise and localized way in the tumor. In this work we will focus on high-grade interstitial brachytherapy dose rate, partial and accelerated breast irradiation (IPAM), which has been shown to have better esthetic results, lower risk of injury from radiation from healthy adjacent tissues, shorter duration of treatment, and low recurrence rates. This is a retrospective, longitudinal, descriptive, analytical study, with a review of medical records of patients diagnosed with breast cancer, stages 0-I-II, between the years 2004 and 2013 who received IPAM using brachytherapy after conservative surgery of the breast at the Radium Institute of Campinas, Campinas-SP, Brazil.This work aims to report and evaluate the viability, acute and chronic toxicity, aesthetic aspects, efficacy and factors related to the use of Partial and Accelerated Breast Irradiation with high dose rate brachytherapy for patients with early stage of breast cancer. In addition to assessing recurrence rates and local control of the disease. / O c?ncer de mama ? o segundo tipo de c?ncer mais comum no mundo,e o mais frequente entre as mulheres, acometendo tamb?m homens que representam 1% do total de casos da doen?a. Os fatores de risco da doen?a est?o relacionados com idade, fatores end?crinos/hist?ria reprodutiva, fatores comportamentais/ambientais e fatores gen?ticos/heredit?rios. O progn?stico da doen?a depende da sua extens?o (estadiamento), com maior potencial curativo quando diagnosticada no in?cio. Entre os tipos de tratamento do c?ncer de mama destacam-se a cirurgia, radioterapia , quimioterapia, hormonioterapia e terapia biol?gica. Apresenta destaque na modalidade radioter?pica, a Braquiterapia, que trata-se da aplica??o de radia??o de forma mais precisa e localizada no tumor. Neste trabalho teremos como enfoque a braquiterapia intersticial de alta taxa de dose, irradia??o parcial e acelerada da mama (IPAM), que vem apresentando melhores resultados est?ticos, menor risco de les?o pela radia??o de tecidos adjacentes saud?veis, menor dura??o do tratamento, e baixas taxas de recorr?ncia. Trata-se de um estudo retrospectivo, longitudinal, descritivo, anal?tico, com revis?o de prontu?rios de pacientes com diagn?stico de c?ncer de mama, est?dios 0-I-II , entre os anos de 2004 e 2013 que receberam IPAM utilizando braquiterapia ap?s a cirurgia conservadora da mama no Instituto do Radium de Campinas, Campinas-SP, Brasil. Tal trabalho objetiva relatar e avaliar a viabilidade, toxicidade aguda e cr?nica, aspectos est?ticos, efic?cia e fatores relacionados com utiliza??o de Irradia??o Parcial e Acelerada da Mama com braquiterapia de alta taxa de dose para pacientes com est?dio inicial de c?ncer de mama. Al?m de avaliar as taxas de recorr?ncia e controle local da doen?a.

Submitted by SBI Biblioteca Digital (sbi.bibliotecadigital@puc-campinas.edu.br) on 2018-02-15T12:50:05Z No. of bitstreams: 1 VANDERLEI JOSE JUNIOR.pdf: 1351825 bytes, checksum: 599d050ec951a6a8e7497a0cea5d2e17 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-15T12:50:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VANDERLEI JOSE JUNIOR.pdf: 1351825 bytes, checksum: 599d050ec951a6a8e7497a0cea5d2e17 (MD5) Previous issue date: 2017-12-15 / Introduction: Prostate cancer is one of the most prevalent diseases in the male population, occupying the second position among malignant neoplasms. There are several therapeutic options for the treatment of localized prostate cancer, ranging from conservative behaviors to interventional treatments such as radical prostatectomy or external radiotherapy, associated or not with brachytherapy. Objective: To identify the factors that can predict biochemical recurrence and to evaluate treatment toxicity. METHOD: This is a retrospective and longitudinal study of 162 patients diagnosed with prostate cancer treated with conformational external radiotherapy associated with high dose rate brachytherapy (BTATD) between 2005 and 2014. The database was used of the Radium ? Campinas Oncology Institute, collected prospectively. Results: The mean follow-up time was 57 months. No grade 3 late toxicity was observed in the gastrointestinal tract, with only 1 patient (0.6%) genitourinary tract. The only categorical variable that presented statistical significance for biochemical relapse was the Nadir PSA <1 ng / ml (p = 0.018). The biochemical recurrence rate found was 96.3%, based on the Phoenix criteria (PSA nadir + 2 ng / ml). Conclusions: This study demonstrated that in the treatment of localized prostate cancer, the association of external radiotherapy with BATD is a safe therapeutic option, with a low degree 3 late toxicity and a biochemical recurrence of only 3.7% (with HF = 95 %). / Introdu??o: O c?ncer de pr?stata ? uma das doen?as mais prevalentes na popula??o masculina, ocupando a segunda posi??o entre as neoplasias malignas. H? v?rias op??es terap?uticas para o tratamento do c?ncer de pr?stata localizado, podendo variar de condutas conservadoras ? tratamentos intervencionistas como a prostatectomia radical ou a radioterapia externa, associada ou n?o ? braquiterapia. Objetivo: Identificar os fatores que possam predizer recidiva bioqu?mica e avaliar a toxicidade do tratamento. M?todo: Tratase de um estudo retrospectivo e longitudinal, com 162 pacientes diagnosticados com c?ncer de pr?stata, tratados com radioterapia externa conformacional associada ? braquiterapia de alta taxa de dose (BATD), entre 2005 e 2014. Utilizou-se o banco de dados do Radium - Instituto de Oncologia de Campinas, coletados prospectivamente. Resultados: O tempo m?dio de seguimento foi de 57 meses. N?o foi observada toxicidade tardia grau 3 no trato gastrointestinal, sendo apenas 1 paciente (0,6%) trato genitourin?rio. A ?nica vari?vel categ?rica que apresentou signific?ncia estat?stica para recidiva bioqu?mica foi o PSA Nadir <1 ng/ ml (p = 0,018). A taxa de recidiva bioqu?mica encontrada foi de 96,3%, baseando-se nos crit?rios de Phoenix (PSA nadir + 2 ng/ml). Conclus?es: Esse estudo demonstrou que, no tratamento de c?ncer de pr?stata localizado, a associa??o de radioterapia externa com BATD ? uma op??o terap?utica segura, com baixa taxa de toxicidade tardia grau 3 e recidiva bioqu?mica de apenas 3,7% (com I.C = 95%).