Tumores carcinoides (neoplasias bem diferenciadas) são tumores neuroendócrinos que podem surgir em diferentes locais anatômicos. Na população a prevalência dos tumores carcinoides é de aproximadamente 10 casos para um milhão de habitantes e sua incidência é maior na quinta e sexta década de vida. Este trabalho propõe um modelo cinético baseado na teoria da análise compartimental em humanos com tumores carcinoides que se submeterão ao tratamento com o radiofármaco [177Lu-DOTA0,Tyr3]Octreotato. Imagens cintilográficas dinâmicas planares, obtidas imediatamente à injeção de 370 MBq (10 mCi) do radiofármaco, foram obtidas com o tomógrafo SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography). Por meio da seleção de regiões de interesse (ROI) os resultados foram digitalizados e aplicados ao modelo cinético aqui proposto. A primeira fase do estudo (atividade de 370 MBq) teve como objetivo conhecer os parâmetros cinéticos e subsequentemente, o paciente foi submetido ao protocolo de tratamento radioterápico, a critério médico, aos quatro ciclos de 7,4 GBq (200 mCi) do radiofármaco. Desta forma, foi possível estimar previamente as constantes cinéticas ki,j da biodistribuição do 177Lu-DOTATATO no corpo, sendo ki,j a fração de transferência do i-ésimo compartimento (tecido ou órgão) para o j-ésimo compartimento a partir das ROI demarcadoras dos órgãos de maior captação, a saber: fígado, rins, região vascularizada e tumores carcinoides. A partir das constantes cinéticas ki,j a estimativa de dose absorvida em 26 órgãos foi estimada pelo método MIRD. Os resultados dosimétricos foram compatíveis com outras metodologias descritas na literatura. Para um paciente adulto de 73,6 kg, em termos médios seus rins (sem os protetores renais) recebem a maior intensidade de dose (2,39 mGy/MBq) seguido do fígado (0,70 mGy/MBq). Observou-se que tumores com aproximadamente 100g recebem dose da ordem de 0,52 mGy/MBq independentemente da posição a que se encontram no corpo. Este achado se deve à predominância do dano devido às partículas beta quando comparado à radiação gama que possui pouco rendimento de emissão no processo de decaimento do 177Lu. Portanto, os parâmetros cinéticos que promovem a captação do 177Lu nas células são os principais responsáveis pela composição da dose no tumor e demais órgãos. / Carcinoid tumors (well differentiated neoplasms) are neuroendocrine tumors that may arise in different anatomical locations. The population prevalence of carcinoid tumors is approximately 10 cases per one million inhabitants. Its incidence is higher in the fifth and sixth decade of life. This paper proposes a kinetic model in humans with carcinoid tumors who will underwent treatment with the radiopharmaceutical [177Lu-DOTA0,Tyr3 ]OCTREOTATE based on the theory of compartmental analysis. Dynamic planar scintigraphic images acquired immediately upon injection of 370 MBq (10 mCi) of the radiopharmaceutical were obtained with the SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography) tomography. Samples from regions of interest (ROI) were used for the kinetic study applying the kinetic proposed model. The first phase of the study (activity 370 MBq) was aimed to evaluate the kinetic parameters. Subsequently, the patient underwent the [177Lu-DOTA0,Tyr3 ]OCTREOTATE radiotherapy protocol, under the physician\'s prescription (up to four cycles of 7.4 GBq (200 mCi)). Thus, it was possible to previously estimate the kinetic constants ki,j relative to biodistribution of [177Lu-DOTA0,Tyr3 ]OCTREOTATE in the body. The ki,j is the transfer fraction from the ith compartment (a tissue or an organ) to the jth compartment. Only few organs showed significant ROI radioactivity count level, among them: the liver, kidney, blood and carcinoid tumors. The MIRD method and the kinetic constants ki,j were used to estimate the absorbed dose in 26 body organs. The absorbed dose D(mGy/MBq) was comparable to other methods described in the literature. For an adult patient of 73.6 kg, on average, the kidneys (without amino acid protectors) showed the highest dose (2.39 mGy/MBq) followed by liver (0.70 mGy / MBq) and tumor (0.52 mGy/MBq) with a tissue size of approximately 100 g. It was observed that tumors receive the same absorbed dose D(mGy/MBq) regardless their position in the body. This finding is due to the predominance of the tissue radiation damage of beta particles compared to gamma radiation that has little yield emission in the 177Lu decay scheme. Therefore, the kinetic parameters ki,j that promote the uptake of 177Lu in cells are primarily responsible for the absorbed D dose in the tumor and other organs.

Doenças cardiovasculares (DCVs) são uma das maiores causas de morte ao redor do mundo, de acordo com a Organização Mundial da Saúde (OMS). Sabe-se que, alterações do nível das lipoproteínas plasmáticas, que são responsáveis pelo transporte do colesterol pela corrente sanguínea, estão relacionadas com o desenvolvimento de doenças cardiovasculares. Por essa razão conhecer os parâmetros biocinéticos das lipoproteínas plasmáticas e quantificá-los é importante para corrigir e aprofundar estudos relacionados às doenças associadas a alterações no nível das lipoproteínas. O objetivo principal deste trabalho é fornecer um modelo biocinético e estimar as doses radiométricas para o 3H-Colesterol, um traçador radioativo empregado em estudos fisiológicos e metabólicos. O modelo utilizado neste trabalho foi baseado em [SCHWARTZ e col., 2004] quanto à distribuição do colesterol pelas lipoproteínas e no modelo gastrointestinal do [ICRP 30, 1979]. As doses distribuídas nos compartimentos do modelo e nos órgãos e tecidos de um adulto padrão descritos no [ICRP 106, 2008] foram calculadas utilizando a metodologia MIRD (Medical Internal Radiation Dose) e a análise compartimental realizada pelo programa computacional Matlab®. Os coeficientes de doses foram estimados para um phantom de um homem padrão (73 kg) descrito no [ICRP 60, 1991]. As doses estimadas tanto para o modelo quanto as estimadas para outros órgãos foram baixas e não ultrapassaram a maior dose obtida que foi no intestino grosso superior, como sendo 46,8 μGy. Esses parâmetros poderão ser utilizados como auxilio em trabalhos que necessitem de pareceres dos comitês de ética, quanto ao uso do 3H-Colesterol como traçador radioativo. / Cardiovascular diseases (CVDs) are one of the major reasons of death around the world according to the World Health Organization (WHO). It is well known that changes in levels of plasma lipoproteins, which are responsible for the transport of cholesterol into the bloodstream, are associated with cardiovascular diseases. For this reason to know the biokinetic parameters of plasma lipoproteins and quantifies them is important to correct and deep understanding about the diseases associated with these disorders. The main aim of this study is to provide a biokinetic model and estimate the radiometric doses for 3H-Cholesterol, a radioactive tracer widely used in physiological and metabolic studies. The model was based on [Schwartz et al. 2004] about the distribution of cholesterol by the lipoprotein and gastrointestinal model [ICRP 30, 1979]. The doses distribution in compartments of the model and other organs and tissues of a standard adult described in [ICRP 106, 2008] was calculated using MIRD method (Medical Internal Radiation Dose) and compartmental analysis using the computer program Matlab®. The dose coefficients were estimated for a standard phantom man (73 kg) described in [ICRP 60, 1991]. The estimated doses for both model and for other organs were low and did not exceed the highest dose obtained that was in the upper large intestine, as 46.8 μGy these parameters will assist in ethics committees opinions on the use of works that use the 3H-cholesterol which radioactive tracer.

Tumores carcinoides (neoplasias bem diferenciadas) são tumores neuroendócrinos que podem surgir em diferentes locais anatômicos. Na população a prevalência dos tumores carcinoides é de aproximadamente 10 casos para um milhão de habitantes e sua incidência é maior na quinta e sexta década de vida. Este trabalho propõe um modelo cinético baseado na teoria da análise compartimental em humanos com tumores carcinoides que se submeterão ao tratamento com o radiofármaco [177Lu-DOTA0,Tyr3]Octreotato. Imagens cintilográficas dinâmicas planares, obtidas imediatamente à injeção de 370 MBq (10 mCi) do radiofármaco, foram obtidas com o tomógrafo SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography). Por meio da seleção de regiões de interesse (ROI) os resultados foram digitalizados e aplicados ao modelo cinético aqui proposto. A primeira fase do estudo (atividade de 370 MBq) teve como objetivo conhecer os parâmetros cinéticos e subsequentemente, o paciente foi submetido ao protocolo de tratamento radioterápico, a critério médico, aos quatro ciclos de 7,4 GBq (200 mCi) do radiofármaco. Desta forma, foi possível estimar previamente as constantes cinéticas ki,j da biodistribuição do 177Lu-DOTATATO no corpo, sendo ki,j a fração de transferência do i-ésimo compartimento (tecido ou órgão) para o j-ésimo compartimento a partir das ROI demarcadoras dos órgãos de maior captação, a saber: fígado, rins, região vascularizada e tumores carcinoides. A partir das constantes cinéticas ki,j a estimativa de dose absorvida em 26 órgãos foi estimada pelo método MIRD. Os resultados dosimétricos foram compatíveis com outras metodologias descritas na literatura. Para um paciente adulto de 73,6 kg, em termos médios seus rins (sem os protetores renais) recebem a maior intensidade de dose (2,39 mGy/MBq) seguido do fígado (0,70 mGy/MBq). Observou-se que tumores com aproximadamente 100g recebem dose da ordem de 0,52 mGy/MBq independentemente da posição a que se encontram no corpo. Este achado se deve à predominância do dano devido às partículas beta quando comparado à radiação gama que possui pouco rendimento de emissão no processo de decaimento do 177Lu. Portanto, os parâmetros cinéticos que promovem a captação do 177Lu nas células são os principais responsáveis pela composição da dose no tumor e demais órgãos. / Carcinoid tumors (well differentiated neoplasms) are neuroendocrine tumors that may arise in different anatomical locations. The population prevalence of carcinoid tumors is approximately 10 cases per one million inhabitants. Its incidence is higher in the fifth and sixth decade of life. This paper proposes a kinetic model in humans with carcinoid tumors who will underwent treatment with the radiopharmaceutical [177Lu-DOTA0,Tyr3 ]OCTREOTATE based on the theory of compartmental analysis. Dynamic planar scintigraphic images acquired immediately upon injection of 370 MBq (10 mCi) of the radiopharmaceutical were obtained with the SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography) tomography. Samples from regions of interest (ROI) were used for the kinetic study applying the kinetic proposed model. The first phase of the study (activity 370 MBq) was aimed to evaluate the kinetic parameters. Subsequently, the patient underwent the [177Lu-DOTA0,Tyr3 ]OCTREOTATE radiotherapy protocol, under the physician\'s prescription (up to four cycles of 7.4 GBq (200 mCi)). Thus, it was possible to previously estimate the kinetic constants ki,j relative to biodistribution of [177Lu-DOTA0,Tyr3 ]OCTREOTATE in the body. The ki,j is the transfer fraction from the ith compartment (a tissue or an organ) to the jth compartment. Only few organs showed significant ROI radioactivity count level, among them: the liver, kidney, blood and carcinoid tumors. The MIRD method and the kinetic constants ki,j were used to estimate the absorbed dose in 26 body organs. The absorbed dose D(mGy/MBq) was comparable to other methods described in the literature. For an adult patient of 73.6 kg, on average, the kidneys (without amino acid protectors) showed the highest dose (2.39 mGy/MBq) followed by liver (0.70 mGy / MBq) and tumor (0.52 mGy/MBq) with a tissue size of approximately 100 g. It was observed that tumors receive the same absorbed dose D(mGy/MBq) regardless their position in the body. This finding is due to the predominance of the tissue radiation damage of beta particles compared to gamma radiation that has little yield emission in the 177Lu decay scheme. Therefore, the kinetic parameters ki,j that promote the uptake of 177Lu in cells are primarily responsible for the absorbed D dose in the tumor and other organs.

Doenças cardiovasculares (DCVs) são uma das maiores causas de morte ao redor do mundo, de acordo com a Organização Mundial da Saúde (OMS). Sabe-se que, alterações do nível das lipoproteínas plasmáticas, que são responsáveis pelo transporte do colesterol pela corrente sanguínea, estão relacionadas com o desenvolvimento de doenças cardiovasculares. Por essa razão conhecer os parâmetros biocinéticos das lipoproteínas plasmáticas e quantificá-los é importante para corrigir e aprofundar estudos relacionados às doenças associadas a alterações no nível das lipoproteínas. O objetivo principal deste trabalho é fornecer um modelo biocinético e estimar as doses radiométricas para o 3H-Colesterol, um traçador radioativo empregado em estudos fisiológicos e metabólicos. O modelo utilizado neste trabalho foi baseado em [SCHWARTZ e col., 2004] quanto à distribuição do colesterol pelas lipoproteínas e no modelo gastrointestinal do [ICRP 30, 1979]. As doses distribuídas nos compartimentos do modelo e nos órgãos e tecidos de um adulto padrão descritos no [ICRP 106, 2008] foram calculadas utilizando a metodologia MIRD (Medical Internal Radiation Dose) e a análise compartimental realizada pelo programa computacional Matlab®. Os coeficientes de doses foram estimados para um phantom de um homem padrão (73 kg) descrito no [ICRP 60, 1991]. As doses estimadas tanto para o modelo quanto as estimadas para outros órgãos foram baixas e não ultrapassaram a maior dose obtida que foi no intestino grosso superior, como sendo 46,8 μGy. Esses parâmetros poderão ser utilizados como auxilio em trabalhos que necessitem de pareceres dos comitês de ética, quanto ao uso do 3H-Colesterol como traçador radioativo. / Cardiovascular diseases (CVDs) are one of the major reasons of death around the world according to the World Health Organization (WHO). It is well known that changes in levels of plasma lipoproteins, which are responsible for the transport of cholesterol into the bloodstream, are associated with cardiovascular diseases. For this reason to know the biokinetic parameters of plasma lipoproteins and quantifies them is important to correct and deep understanding about the diseases associated with these disorders. The main aim of this study is to provide a biokinetic model and estimate the radiometric doses for 3H-Cholesterol, a radioactive tracer widely used in physiological and metabolic studies. The model was based on [Schwartz et al. 2004] about the distribution of cholesterol by the lipoprotein and gastrointestinal model [ICRP 30, 1979]. The doses distribution in compartments of the model and other organs and tissues of a standard adult described in [ICRP 106, 2008] was calculated using MIRD method (Medical Internal Radiation Dose) and compartmental analysis using the computer program Matlab®. The dose coefficients were estimated for a standard phantom man (73 kg) described in [ICRP 60, 1991]. The estimated doses for both model and for other organs were low and did not exceed the highest dose obtained that was in the upper large intestine, as 46.8 μGy these parameters will assist in ethics committees opinions on the use of works that use the 3H-cholesterol which radioactive tracer.

A dose resultante da contaminação interna pode ser estimada por meio de modelos biocinéticos em conjunto com os resultados experimentais obtidos de medidas de bioanálise e do conhecimento do momento da incorporação. Os modelos biocinéticos são representados por um conjunto de compartimentos que expressam o transporte, a retenção e a eliminação dos radionuclídeos do organismo. As publicações 66, 78 e 100 da ICRP apresentam modelos compartimentais para o trato respiratório, trato gastrointestinal e de distribuição sistêmica para diversos radionuclídeos de interesse para a proteção radiológica. O objetivo deste trabalho é desenvolver um código computacional para utilização em Dosimetria Interna considerando os principais radionuclídeos de interesse do IPEN do ponto de vista das exposições ocupacionais, tanto em situações rotineiras como também em casos acidentais, de modo a servir de ferramenta ágil e eficiente na construção, visualização e resolução de modelos compartimentais de qualquer natureza. A arquitetura do sistema foi concebida contendo dois programas independentes: CBT - responsável pela criação e manipulação dos modelos, e SSID - responsável pela resolução matemática dos mesmos. São oferecidas quatro técnicas diferentes para a resolução do sistema de equações incluindo métodos semi-analíticos e numéricos, onde se pode comparar a precisão e o desempenho destas. O desenvolvimento foi feito na linguagem de programação C#, utilizando um banco de dados Microsoft Access e o padrão XML para a troca de arquivos com outros aplicativos. Para a validação do programa CBT foram construídos os modelos de compartimentos para os radionuclídeos urânio, tório e iodo. Com o programa SSID os modelos foram resolvidos e os resultados comparados com os valores publicados pela ICRP 78. Em todos os casos, o sistema desenvolvido conseguiu reproduzir os valores publicados pela ICRP. / The dose resulting from internal contamination can be estimated with the use of biokinetic models combined with experimental results obtained from bioanalysis and assessment of the time of incorporation. The biokinetics models are represented by a set of compartments expressing the transportation, retention and elimination of radionuclides from the body. The ICRP publications, number 66, 78 and 100, present compartmental models for the respiratory tract, gastrointestinal tract and for systemic distribution for an array of radionuclides of interest for the radiological protection. The objective of this work is to develop a computational code for the internal doses assessment of the main radionuclides of occupational exposure at IPEN. Consequently serving as a agile and efficient tool for the designing, visualization and resolution of compartmental models of any nature. The architecture of the system was conceived containing two independent software: CBT responsible for the setup and manipulation of models and SSID responsible for the mathematical solution of the models. Four different techniques are offered for the resolution of system of equations, including semi-analytical and numerical methods, allowing for comparison of precision and performance of both. The software was developed in C# programming, using a Microsoft Access database and XML standards for file exchange with other applications. Compartmental models for uranium, thorium and iodine radionuclides were generated for the validation of the CBT software. The models were subsequently solved via SSID software and the results compared with the values published in the issue 78 of ICRP. In all cases the system replicated the values published by ICRP.

Este trabalho apresenta dois modelos baseados em análise compartimental: modelo Animal e modelo Humano, usando imagens obtidas com mini gama câmera e dados de pacientes (obtidos da literatura) para a determinação das constantes cinéticas na biodistribuição do 177Lu-DOTATATO para três espécies animais (rato Wistar, hamster armênio e hamster sírio) e para o Humano. Os estudos de biodistribuição consideraram duas fases: a Fase 1, governada pela transferência do sangue para os órgãos e a Fase 2 governada pela excreção renal. As constantes cinéticas calculadas a partir dos dados obtidos com os animais foram usadas para a construção de escalas alométricas para prever a biodistribuição do radiofármaco 177Lu-DOTATATO empregando relações de massa, metabolismo, longevidade e parâmetros fisiológicos. Os resultados de extrapolação foram comparados com resultados calculados diretamente para os pacientes de PRRT (Peptide Receptor Radiotherapy) usando o modelo Humano. As constantes cinéticas calculadas a partir dos dados obtidos com humanos foram usadas para estimativa de dose em pacientes de PRRT considerando 26 órgãos e tecidos considerados pelo método MIRD. Os resultados de dosimetria foram concordantes com aqueles disponíveis na literatura. Para a Fase 1, as relações alométricas para as constantes cinéticas dos principais órgãos envolvidos no metabolismo e excreção do 177Lu-DOTATATO - fígado, rins e bexiga - mostraram boa correlação na projeção por massa, por metabolismo e por parâmetros fisiológicos. Para a Fase 2, apenas as constantes do sangue para os rins e do sangue para o fígado apresentaram boa correlação. Considerando o efeito de bloqueio da excreção renal pelo uso de anestésico, não se justificam tempos de medição maiores que 40 minutos para estudos in vivo, em pequenos animais. Dessa maneira, os resultados obtidos com as medições da Fase 1 da biodistribuição do 177Lu-DOTATATO em animais se apresentam como suficientes para estabelecer relações alométricas para estimativa de dose em pacientes submetidos à PRRT. / This work proposes two models based in compartimental analyses: Animal model and Human model, using images from gamma camera measurements to determinate the kinetic constants of the 177Lu-DOTATATE to three animal species (rat Wistar, Armenian hamster and Syrian hamster) and to the human in biodistridution studies split in two phases: Phase 1 governed by uptake from the blood and Phase 2 governed by the real excretion. The kinetic constants obtained from the animals data were used to build allometric scaling to predict radiopharmaceutical biodistribution in the human employing relations by mass, metabolism, by life span and by physiological parameters. These extrapolation results were compared with the PRRT (Peptide receptor radiotherapy) patients kinetic data calculated using the Human model. The kinetic constants obtained from humans were used in dose assessment to PRRT patients considering MIRD 26 organs and tissues. Dosimetry results were in agreement with available results from literature. For the Phase 1 allometric scaling from kinetic data from the blood to the organs straight responsible for the 177Lu-DOTATATO metabolism and excretion - liver, kidneys and urinary bladder -show good correlation in the scaling by mass, metabolism and physiological and parameters. For the Phase 2, only the kinetic data from blood to the liver and to the kidneys show good correlation. Based in the anaesthetics inhibitory action over the renal excretion, there is not empirical basis to allow measurement times over 40 minutes in in vivo studies with small animals. Consequently, the Phase 1 results seem enough to make allometric scaling to assessment dose in PRRT.

Este trabalho apresenta dois modelos baseados em análise compartimental: modelo Animal e modelo Humano, usando imagens obtidas com mini gama câmera e dados de pacientes (obtidos da literatura) para a determinação das constantes cinéticas na biodistribuição do 177Lu-DOTATATO para três espécies animais (rato Wistar, hamster armênio e hamster sírio) e para o Humano. Os estudos de biodistribuição consideraram duas fases: a Fase 1, governada pela transferência do sangue para os órgãos e a Fase 2 governada pela excreção renal. As constantes cinéticas calculadas a partir dos dados obtidos com os animais foram usadas para a construção de escalas alométricas para prever a biodistribuição do radiofármaco 177Lu-DOTATATO empregando relações de massa, metabolismo, longevidade e parâmetros fisiológicos. Os resultados de extrapolação foram comparados com resultados calculados diretamente para os pacientes de PRRT (Peptide Receptor Radiotherapy) usando o modelo Humano. As constantes cinéticas calculadas a partir dos dados obtidos com humanos foram usadas para estimativa de dose em pacientes de PRRT considerando 26 órgãos e tecidos considerados pelo método MIRD. Os resultados de dosimetria foram concordantes com aqueles disponíveis na literatura. Para a Fase 1, as relações alométricas para as constantes cinéticas dos principais órgãos envolvidos no metabolismo e excreção do 177Lu-DOTATATO - fígado, rins e bexiga - mostraram boa correlação na projeção por massa, por metabolismo e por parâmetros fisiológicos. Para a Fase 2, apenas as constantes do sangue para os rins e do sangue para o fígado apresentaram boa correlação. Considerando o efeito de bloqueio da excreção renal pelo uso de anestésico, não se justificam tempos de medição maiores que 40 minutos para estudos in vivo, em pequenos animais. Dessa maneira, os resultados obtidos com as medições da Fase 1 da biodistribuição do 177Lu-DOTATATO em animais se apresentam como suficientes para estabelecer relações alométricas para estimativa de dose em pacientes submetidos à PRRT. / This work proposes two models based in compartimental analyses: Animal model and Human model, using images from gamma camera measurements to determinate the kinetic constants of the 177Lu-DOTATATE to three animal species (rat Wistar, Armenian hamster and Syrian hamster) and to the human in biodistridution studies split in two phases: Phase 1 governed by uptake from the blood and Phase 2 governed by the real excretion. The kinetic constants obtained from the animals data were used to build allometric scaling to predict radiopharmaceutical biodistribution in the human employing relations by mass, metabolism, by life span and by physiological parameters. These extrapolation results were compared with the PRRT (Peptide receptor radiotherapy) patients kinetic data calculated using the Human model. The kinetic constants obtained from humans were used in dose assessment to PRRT patients considering MIRD 26 organs and tissues. Dosimetry results were in agreement with available results from literature. For the Phase 1 allometric scaling from kinetic data from the blood to the organs straight responsible for the 177Lu-DOTATATO metabolism and excretion - liver, kidneys and urinary bladder -show good correlation in the scaling by mass, metabolism and physiological and parameters. For the Phase 2, only the kinetic data from blood to the liver and to the kidneys show good correlation. Based in the anaesthetics inhibitory action over the renal excretion, there is not empirical basis to allow measurement times over 40 minutes in in vivo studies with small animals. Consequently, the Phase 1 results seem enough to make allometric scaling to assessment dose in PRRT.

A dose resultante da contaminação interna pode ser estimada por meio de modelos biocinéticos em conjunto com os resultados experimentais obtidos de medidas de bioanálise e do conhecimento do momento da incorporação. Os modelos biocinéticos são representados por um conjunto de compartimentos que expressam o transporte, a retenção e a eliminação dos radionuclídeos do organismo. As publicações 66, 78 e 100 da ICRP apresentam modelos compartimentais para o trato respiratório, trato gastrointestinal e de distribuição sistêmica para diversos radionuclídeos de interesse para a proteção radiológica. O objetivo deste trabalho é desenvolver um código computacional para utilização em Dosimetria Interna considerando os principais radionuclídeos de interesse do IPEN do ponto de vista das exposições ocupacionais, tanto em situações rotineiras como também em casos acidentais, de modo a servir de ferramenta ágil e eficiente na construção, visualização e resolução de modelos compartimentais de qualquer natureza. A arquitetura do sistema foi concebida contendo dois programas independentes: CBT - responsável pela criação e manipulação dos modelos, e SSID - responsável pela resolução matemática dos mesmos. São oferecidas quatro técnicas diferentes para a resolução do sistema de equações incluindo métodos semi-analíticos e numéricos, onde se pode comparar a precisão e o desempenho destas. O desenvolvimento foi feito na linguagem de programação C#, utilizando um banco de dados Microsoft Access e o padrão XML para a troca de arquivos com outros aplicativos. Para a validação do programa CBT foram construídos os modelos de compartimentos para os radionuclídeos urânio, tório e iodo. Com o programa SSID os modelos foram resolvidos e os resultados comparados com os valores publicados pela ICRP 78. Em todos os casos, o sistema desenvolvido conseguiu reproduzir os valores publicados pela ICRP. / The dose resulting from internal contamination can be estimated with the use of biokinetic models combined with experimental results obtained from bioanalysis and assessment of the time of incorporation. The biokinetics models are represented by a set of compartments expressing the transportation, retention and elimination of radionuclides from the body. The ICRP publications, number 66, 78 and 100, present compartmental models for the respiratory tract, gastrointestinal tract and for systemic distribution for an array of radionuclides of interest for the radiological protection. The objective of this work is to develop a computational code for the internal doses assessment of the main radionuclides of occupational exposure at IPEN. Consequently serving as a agile and efficient tool for the designing, visualization and resolution of compartmental models of any nature. The architecture of the system was conceived containing two independent software: CBT responsible for the setup and manipulation of models and SSID responsible for the mathematical solution of the models. Four different techniques are offered for the resolution of system of equations, including semi-analytical and numerical methods, allowing for comparison of precision and performance of both. The software was developed in C# programming, using a Microsoft Access database and XML standards for file exchange with other applications. Compartmental models for uranium, thorium and iodine radionuclides were generated for the validation of the CBT software. The models were subsequently solved via SSID software and the results compared with the values published in the issue 78 of ICRP. In all cases the system replicated the values published by ICRP.

Le maïs est la deuxième production végétale française derrière le blé. Pour être valorisé dans les industries agro-alimentaires, il doit conserver au mieux ses qualités au cours du séchage qui intervient après la récolte. Cette opération, nécessaire à sa stabilisation biochimique et biologique, peut entraîner la dégradation de sa qualité amidonnière, critère désormais largement répandu dans la filière maïs.<br />Il est devenu important, maintenant, d'optimiser la conception des séchoirs en considérant, en plus de critères de rendement énergétique et de débit évaporatoire, la production d'un maïs de qualité amidonnière. La conduite automatique est un moyen complémentaire d'optimiser la gestion "temps réel" des séchoirs. Notre travail a consisté en la réalisation d'un outil d'aide à la conception de séchoirs et d'algorithmes de régulation optimisés en termes d'énergie, de débit et de qualité.<br />L'influence d'un choc thermique sur la qualité amidonnière du maïs est modélisée. L'équation qualité ainsi définie est reprise dans un modèle dynamique de séchage développé avec une méthode compartimentale, depuis la couche mince jusqu'au séchoir industriel.<br />Le modèle, ajusté sur des cinétiques de séchage en conditions constantes, est utilisé pour prédire le régime stationnaire de tout séchoir, existant ou non. Il permet de rendre compte de tous les phénomènes transitoires présents dans un séchoir industriel : sauts de température d'air, arrêts de séchage, refroidissement, recondensation, recyclage d'air...<br />Le modèle est aussi utilisé pour prédire le comportement dynamique de séchoirs soumis à des perturbations et tester ainsi les performances d'un algorithme de régulation.<br />De la couche mince au séchoir industriel, les simulations sont comparées aux expérimentations, en fonction des données expérimentales disponibles. Une erreur moyenne de 5% sur la prédiction est constatée pour la teneur en eau du maïs sec. L'erreur de prédiction sur la qualité est du même ordre que l'incertitude expérimentale due au test utilisé.

Recentes estudos sugerem a existência de sinapses elétricas mediadas por junções gap entre fotorreceptores na retina de vertebrados. Neste trabalho, descrevemos um modelo computacional dos circuitos primário e secundário mediados pelos bastonetes da retina de vertebrados. O modelo é composto pelas seguintes populações de células: bastonetes, cones, células bipolares dos bastonetes, células bipolares dos cones, células amácrinas do tipo AII e células ganglionares. As células do modelo estão acopladas entre si por sinapses químicas e elétricas segundo padrões realísticos de convergência e divergência. As sinapses elétricas ocorrem entre os bastonetes, entre os bastonetes e os cones, entre as células amácrinas AII e entre as células bipolares dos cones e a células amácrinas AII. O modelo assume que um estímulo luminoso de baixa intensidade, simulando condições escotópicas, atinge todos os bastonetes da camada receptora, porém menos da metade deles é excitada. A resposta dos bastonetes excitados é controlada por uma fotocorrente cuja amplitude pode ser alterada para simular estímulos de diferentes intensidades dentro da faixa escotópica. O modelo é utilizado para investigar os efeitos dos diferentes graus de acoplamento elétrico entre as células receptoras e entre as células amácrinas AII, além do efeito de diferentes valores de condutância do canal Ih ativado pela hiperpolarização nos bastonetes, sobre a faixa dinâmica da retina. Os resultados das simulações mostram que, para valores realísticos da condutância do canal Ih, a faixa dinâmica medida na camada receptora é maximizada para o índice de conectividade crítico para que haja percolação de ligação. No entanto, quando a faixa dinâmica é medida para as células bipolares ou ganglionares o valor máximo é obtido para um índice de conectividade subcrítico. Este resultado é conseqüência da alta convergência de sinapses químicas entre os bastonetes e células bipolares. / Recent studies suggest the existence of electrical synapses (gap junctions) connecting photoreceptors in the vertebrate retina. In this work we describe a computer model of the primary and secondary rod pathways in the vertebrate retina. The model is composed of the following cell populations: rods, cones, rod bipolar cells, cone bipolar cells, AII amacrine cells and ganglion cells. Cells of the model are connected via chemical as well as electrical synapses according to realistic convergence and divergence factors. There are electrical synapses between rods, rods and cones, AII amacrine cells, and cone bipolar cells and AII amacrine cells. The model assumes that low intensity stimuli simulating scotopic conditions reach all rods in the receptor array but less than half of them are excited. The excited rods response is controlled by a photocurrent waveform whose amplitude can be manipulated to simulate stimuli of different intensities within the scotopic range. The model is used to investigate the effects of different degrees of coupling among photoreceptors and among AII amacrine cells, as well as values of rod hyperpolarization activated current Ih on the dynamic range of the retina. Results show that for realistic values of Ih conductance the dynamic range of the rod array is maximized at the critical connectivity degree for bond percolation. However, the dynamic range of the rod bipolar and ganglion cells is maximized for a photoreceptor connectivity degree below the critical value. The latter result is a consequence of the high convergence of chemical synapses from rods to rod bipolar cells.