O presente estudo comparou o fluxo sanguíneo cerebral regional avaliado através da tomografia por emissão de fóton simples (SPECT) de pacientes com crises epilépticas temporais com pacientes com crises não epilépticas psicogênicas (CNEP). Todos os SPECT foram realizado no período ictal, tendo as CNEP sido induzidas por métodos sugestivos e de hipnose. Os grupos de pacientes com epilepsia e CNEP foram ainda comparados com um terceiro grupo, denominado grupo de sujeitos saudáveis. As comparações dos SPECT foram feitas através da análise visual (radiologista cego ao estudo) e semiquantitativa pelo programa Statistical Parametric Mapping (SPM). Os objetivos do estudo foram: (1) estabelecer a sensibilidade e a especificidade do SPECT ictal para o diagnóstico diferencial entre CNEP e crises epilépticas parciais complexas em pacientes com epilepsia do lobo temporal, em comparação com o VEEG associado a técnicas de hipnose; (2) avaliar através da análise quantitativa voxel a voxel do SPECT as alterações de perfusão cerebral dos pacientes com CNEP em relação aos pacientes com epilepsia, dos pacientes com CNEP em relação a um grupo controle de sujeitos normais e dos pacientes com epilepsia em relação a um grupo controle de sujeitos saudáveis. Foram estudados 30 pacientes no grupo com CNEP, 22 pacientes no grupo com epilepsia e 29 sujeitos saudáveis. Os resultados mostram que os SPECT ictais dos pacientes do grupo CNEP foram diferentes dos SPECT ictais dos pacientes com epilepsia. Na análise visual o SPECT ictal apresentou sensibilidade de 50% e especificidade de 91% para o diagnóstico de CNEP . Na análise comparativa voxel a voxel entre os grupos os resultados revelaram que: (a) houve aumento de perfusão cerebral em lobo temporal esquerdo e tronco cerebral nos pacientes do grupo epilepsia em relação ao grupo controle normal; (b) houve diminuição de perfusão cerebral no lobo frontal esquerdo e córtex anterior do cíngulo nos pacientes do grupo epilepsia em relação ao grupo controle normal; (c) houve aumento de perfusão cerebral no giro do cíngulo e precuneus á direita nos pacientes do grupo CNEP em relação ao grupo epilepsia; (d) houve diminuição perfusão cerebral em amígdala direita nos pacientes do grupo CNEP em relação ao grupo epilepsia; (e) houve aumento de perfusão cerebral na cauda do núcleo caudado esquerdo, giro précentral esquerdo e tálamo direito nos pacientes do grupo CNEP em relação ao grupo controle normal. Desta forma, após a análise estatística dos resultados concluímos que na análise visual, um SPECT ictal positivo em um paciente com suspeita de CNEP não confirma nem afasta tal suspeita, já que a sensibilidade do método foi baixa (50%). Na análise visual, um SPECT ictal negativo em um paciente com suspeita de CNEP afasta a possibilidade de epilepsia do lobo temporal com 91% de acerto (especificidade do método). O resultado da análise visual do SPECT ictal de CNEP revelou valor de sensibilidade abaixo do encontrado na literatura, e valor de especificidade superior ao encontrado na literatura. A análise quantitativa dos SPECT de crise epiléptica em comparação com os de sujeitos saudáveis em repouso, mostrou concordância com a análise visual em relação à lateralidade. Tal comparação revelou ainda ativação de áreas compatíveis com o que se encontra na literatura. A análise quantitativa dos SPECT ictais do grupo CNEP em comparação com os do grupo epilepsia revelou ativação de estruturas cerebrais posteriores (precuneus e giro cíngulo), não havendo comparação semelhante na literatura. A análise quantitativa dos SPECT ictais do grupo CNEP em comparação com os de sujeitos saudáveis em repouso, mostrou ativação do sistema estriatotalamocortical, achado em concordância com a literatura. A ativação do sistema estriatotalamocortical nos pacientes com CNEP mostrou ser um correlato neuroanatômico clinicamente relevante, com forte associação estatística. / The study compared regional cerebral blood flow assessed by positron emission tomography single photon (SPECT) in patients with temporal lobe epilepsy and patients with psychogenic nonepileptic seizures (PNES). All SPECT were performed in the ictal period, PNES having been induced by and suggestive methods of hypnosis. The groups of patients with epilepsy and PNES were compared with a third group, called group of healthy subjects. SPECT comparisons were made by visual analysis (radiologist blinded to the study) and semiquantitative analysis by Statistical Parametric Mapping (SPM). The study objectives were: (1) to establish the sensitivity and specificity of ictal SPECT for the differential diagnosis between PNES and complex partial seizures in patients with temporal lobe epilepsy, compared with VEEG associated with hypnosis techniques, (2) to assess by quantitative analysis of SPECT voxel to voxel changes in cerebral perfusion of patients with PNES compared to patients with epilepsy, patients with PNES compared to a control group of normal subjects and patients with epilepsy compared to a control group of healthy subjects. We studied 30 patients in the PNES group, 22 patients in the group with epilepsy and 29 healthy subjects. The results show that ictal SPECT of patients in the PNES group were different from the ictal SPECT of patients with epilepsy. The visual analysis of ictal SPECT had a sensitivity of 50% and specificity of 91% for the diagnosis of PNES. In the voxel voxel comparative analysis between the groups the results showed that: (a) increased cerebral perfusion in the left temporal lobe and brain stem in patients of epilepsy group compared to normal control group, (b) a decrease in cerebral perfusion in the left frontal lobe and anterior cingulate cortex in patients of epilepsy group compared to normal control group, (c) increased cerebral perfusion in the cingulate gyrus and precuneus in the right group of PNES patients compared to epilepsy group, (d) decreased cerebral perfusion in the right amygdala in patients PNES group compared to the epilepsy group, (e) increased cerebral perfusion in the left tail of the caudate nucleus, left pre-central gyrus and right thalamus in patients in the PNES group compared to group normal control. Therefore, after statistical analysis of the results we conclude that in visual analysis, a positive ictal SPECT in a patient with suspected PNES neither confirms nor removes the suspicion, since the sensitivity was low (50%). In visual analysis, a negative ictal SPECT in a patient with suspected PNES rules out the possibility of temporal lobe epilepsy with 91% accuracy (specificity of the method). The result of visual analysis of ictal SPECT of PNES revealed sensitivity value below that found in the literature and specificity value higher than that found in the literature. The quantitative analysis of SPECT of seizures compared with those of healthy subjects at rest, showed agreement with visual analysis in relation to laterality. This comparison also revealed activation in areas consistent with that found in the literature. The quantitative analysis of SPECT ictal PNES group compared with the epilepsy group showed activation of posterior brain structures (cingulate gyrus and precuneus), with no similar comparison in the literature. The quantitative analysis of SPECT ictal PNES group compared to healthy subjects at rest, showed activation of the estriatotalamocortical, a finding in agreement with the literature. The activation of the estriatotalamocortical circuit in patients with PNES proved to be a neuroanatomical correlate clinically relevant, with strong statistical association

A análise de imagens médicas auxiliada por computador permite a análise quantitativa das anormalidades e garante maior precisão diagnóstica. Esse tipo de análise é importante para medicina nuclear com Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT), pois no grupo de dados tridimensionais de imagens, padrões sutis de anormalidades muitas vezes são importantes achados clínicos. Porém, as imagens podem sofrer interferência de artefatos de atenuação da emissão de fótons por partes moles corporais, o que reduz sua acurácia diagnóstica. Desde que se possuam parâmetros de atenuação computados em um modelo que permita a comparação com imagens de um dado paciente, a interferência dos artefatos pode ser corrigida com ganho na acurácia diagnóstica, sem a necessidade de utilização de técnicas de correção que aumentem a dose de exposição à radiação pelo paciente. A proposta desse estudo foi a criação de um atlas de cintilografia de perfusão miocárdica, que foi obtido a partir de imagens de indíviduos normais, e o desenvolvimento de um algoritmo computacional para a detecção de anormalidades perfusionais miocárdicas, através da comparação estatística dos modelos do atlas com imagens de pacientes. Métodos de corregistro de imagens de mesma modalidade e outras técnicas de processamento de imagens foram estudados e utilizados para a comparação das imagens dos pacientes com o modelo apropriado. Pela análise visual dos modelos, verificou-se a sua validade como imagem representativa de normalidade perfusional. Para avaliação da detecção, a situação dos segmentos miocárdicos (normal ou anormal) indicada pelo algoritmo de detecção foi comparada com a situação apontada no laudo obtido pela concordância de dois especialistas, de modo a se verificar as concordâncias e discordâncias da técnica em relação ao laudo e se obter a significância estatística. Com isso, verificou-se um índice de concordância positiva da técnica em relação ao laudo de aproximadamente 50%, de concordância negativa próxima a 82% e de concordância geral próxima a 68%. O teste exato de Fisher foi aplicado às tabelas de contingência, obtendo-se um valor de p bicaudal inferior a 0,0001, indicando uma probabilidade muito baixa de as concordâncias terem sido obtidas pelo acaso. Melhorias no algoritmo deverão ser implementadas e testes futuros com um padrão-ouro efetivo serão realizados para validação da técnica. / The computer-aided medical imaging analysis allows the quantitative analysis of abnormalities and enhances diagnostic accuracy. This type of analysis is important for nuclear medicine that uses Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT), because in the group of three-dimensional data images, subtle patterns of abnormalities often are important clinical findings. However, images can suffer interference from attenuation artifacts of the emission of photons by soft parts of the body, which reduces their diagnostic accuracy. Since there are attenuation parameters computed in a template that allows for comparison with images of a given patient, the artifacts interference can be corrected with a gain in diagnostic accuracy, without the need of using correction techniques that increase the radiation exposure dose of the patient. The purpose of this study was to create an atlas of myocardial perfusion scintigraphy, which was obtained from images of normal individuals and the development of a computational algorithm for detection of myocardial perfusion abnormalities by statistical comparison of atlas templates with images of patients. Methods of image registration of same modality and other image processing techniques were studied and used for comparison of patient images with the appropriate template. By the visual analysis of the templates it was found its validity as a representative image of normal perfusion. For the detection evaluation, the situation of myocardial segments (normal or abnormal) indicated by the detection algorithm was compared with the situation indicated in the medical appraisal report obtained by agreement of two specialists in order to determine the agreement and disagreement of the technique regarding the medical appraisal report and obtaining the statistical significance. Thus, there was a positive agreement index of the technique regarding the medical appraisal report of approximately 50%, a negative agreement index close to 82% and a general agreement index near 68%. The Fisher exact test was applied to the contingency tables, yielding a two-sided p-value less than 0.0001, that indicates a very low probability of the agreements have been obtained by chance. Algorithm improvements should be implemented and further tests with an effective gold-standard will be conducted to validate the technique.

La tomographie d'émission monophotonique (TEMP) dédiée au petit animal est une technique d'imagerie nucléaire qui joue un rôle important en imagerie moléculaire. Les systèmes TEMP, à l'aide de collimateurs pinholes ou multi-pinholes, peuvent atteindre des résolutions spatiales submillimétriques et une haute sensibilité pour un petit champ de vue, ce qui est particulièrement attractif pour imager des souris. Une géométrie de collimation originale a été proposée, dans le cadre d'un projet, appelé SIGAHRS, piloté par la société Biospace. Ce collimateur présente des longueurs focales qui varient spatialement dans le plan transaxial et qui sont fixes dans le plan axial. Une haute résolution spatiale est recherchée au centre du champ de vue, avec un grand champ de vue et une haute sensibilité. Grâce aux simulations Monte Carlo, dont nous pouvons maîtriser tous les paramètres, nous avons étudié cette collimation originale que nous avons positionnée par rapport à un collimateur parallèle et un collimateur monofocal convergent. Afin de générer des données efficacement, nous avons développé un module multi-CPU/GPU qui utilise une technique de lancer de rayons dans le collimateur et qui nous a permis de gagner un facteur ~ 60 en temps de calcul, tout en conservant ~ 90 % du signal, pour l'isotope ⁹⁹^mTc (émettant à 140,5 keV), comparé à une simulation Monte Carlo classique. Cependant, cette approche néglige la pénétration septale et la diffusion dans le collimateur. Les données simulées ont ensuite été reconstruites avec l'algorithme OSEM. Nous avons développé quatre méthodes de projection (une projection simple (S-RT), une projection avec volume d'intersection (S-RT-IV), une projection avec calcul de l'angle solide (S-RT-SA) et une projection tenant compte de la profondeur d'interaction (S-RT-SA-D)). Nous avons aussi modélisé une PSF dans l'espace image, anisotrope et non-stationnaire, en nous inspirant de la littérature existante. Nous avons étudié le conditionnement de la matrice système pour chaque projecteur et collimateur, et nous avons comparé les images reconstruites pour chacun des collimateurs et pour chacun des projecteurs. Nous avons montré que le collimateur original proposé est le système le moins bien conditionné. Nous avons aussi montré que la modélisation de la PSF dans l'image ainsi que de la profondeur d'intéraction améliorent la qualité des images reconstruites ainsi que le recouvrement de contraste. Cependant, ces méthodes introduisent des artefacts de bord. Comparé aux systèmes existants, nous montrons que ce nouveau collimateur a un grand champ de vue (~ 70 mm dans le plan transaxial), avec une résolution de 1,0 mm dans le meilleur des cas, mais qu'il a une sensibilité relativement faible (1,32x10⁻² %). / Small animal single photon emission computed tomography (SPECT) is a nuclear medicine imaging technique that plays an important role in molecular imaging. SPECT systems using pinhole or multi-pinhole collimator can achieve submillimetric spatial resolution and high sensitivity in a small field of view, which is particularly appropriate for imaging mice. In our work, we studied a new collimator dedicated to small animal SPECT, in the context of a project called SIGAHRS, led by the Biospace company. In this collimator, focal lengths vary spatially in the transaxial plane and are fixed in the axial plane. This design aims at achieving high spatial resolution in the center of the field of view, with a large field of view and high sensitivity. Using Monte Carlo simulations, where all parameters can be controlled, we studied this new collimator geometry and compared it to a parallel collimator and a cone-beam collimator. To speed up the simulations, we developed a multi-CPU/GPU module that uses a technique of ray tracing. Using this approach, the acceleration factor was ~ 60 and we restored ~ 90 % of the signal for ⁹⁹^mTc (140.5 keV emission), compared to a classical Monte Carlo simulation. The 10 % difference is due to the fact that the multi-CPU/GPU module neglects the septal penetration and scatter in the collimator. We demonstrated that the data acquired with the new collimator could be reconstructed without artifact using an OSEM algorithm. We developed four forward projectors (simple projector (S-RT), projector accounting for the surface of the detecting pixel (S-RT-IV), projection modeling the solid angle (S-RT-SA) of the projection tube, and projector modeling the depth of interaction (S-RT-SA-D)). We also modeled the point spread function of the collimator in the image domain, using an anisotropic non-stationary function. To characterize the reconstruction, we studied the conditioning number of the system matrix for each projector and each collimator. We showed that the new collimator was more ill-conditioned than a parallel collimator or a cone-beam collimator. We showed that the image based PSF and the modeling of the depth of interaction improved the quality of the images, but edge artefacts were introduced when modeling the PSF in the image domain. Compared to existing systems, we showed that this new collimator has a large field of view (~ 70 mm in the transaxial plane) with a resolution of 1.0 mm in the best case but suffers from a relatively low sensitivity (1.32x10⁻² %).

Bone is a remarkable multifunctional tissue with the ability to regenerate and remodel without generating any scar tissue. However, bone loss due to injury or diseases can be a great challenge and affect the patient significantly. Transplanting bone graft from one site in the patient to the site of fracture or bone void, i.e. autologous bone grafting is commonly used throughout the world. The transplanted bone not only fills voids, but is also bone inductive, housing the particular cells that are needed for bone regeneration. Nevertheless, a regenerative complement to autograft is of great interest and importance because the benefits from an off-the-shelf product with as good of healing capacity as autograft will circumvent most of the drawbacks with autograft. With a regenerative-medicine approach, the use of biomaterials loaded with bioactive molecules can avoid donor site morbidity and the problem of limited volume of material. Two such regenerative products that utilize bone morphogenetic protein 7 and 2 have been used for more than a decade in the clinic. However, some severe side effects have been reported, such as severe swelling due to inflammation and ectopic bone formation. Additionally, the products require open surgery, use of supra physiological doses of the BMPs due to poor localization and retention of the growth factors. The purpose of this thesis was to harness the strong inductive capability of the BMP-2 by optimizing the carrier of this bioactive protein, thereby minimizing the side effects that are associated with the clinical products and facilitating safe and localized bone regeneration at the desired site. We focused on an injectable hyaluronan-based carrier. The strategy was to use the body’s own regenerative pathway to stimulate and enhance bone healing in a manner similar to the natural bone-healing process. The hyaluronan-based carrier has a similar composition to the natural extracellular matrix and is degraded by resident hyaluronidase enzymes. Earlier studies have shown a more controlled release and improved mechanical properties when adding a weight of 25 percent of hydroxyapatite, a calcium phosphate that constitutes the inorganic part of the bone matrix. In Paper I, the aim was to improve the carrier by adding other forms of calcium phosphate. The results indicated that the bone formation was enhanced when using nano-sized hydroxyapatite. We wished to further develop the carrier system but were lacking an animal model with high output and easy access. We also wanted to provide paired data and were committed to the 3 Rs of refinement, reduction and replacement. To meet these challenges, we developed and refined an animal model, and this is described in Paper II. In Paper III, we characterized and optimized the handling properties of the carrier. In Paper IV, we discovered the importance of crushing the material, thus enhancing permeability and enlarging the surface area. In Paper V, we sought to further optimize biomaterial properties of the hydrogel through covalently bonding of bisphosphonates to the hyaluronan hydrogel. The results demonstrated exceptional retention of the growth factor BMP-2. In Paper VI, the in vivo response related to the release of the growth factor was examined by combining a SPECT/PET/µCT imaging method to visualize both the retention of the drug, and the in-vivo response in terms of mineralization.

Laparoscopic operations are a common and popular way for abdominal procedures. They are usually performed by insufflation of carbon dioxide (CO2) into the abdominal cavity. However, insufflation of CO2 may interfere with cardiac and circulatory as well as respiratory functions. The CO2-pneumoperitoneum (PP) may cause hypercarbia and acidosis. The direct effects of CO2 and acidosis lead to decreased cardiac contractility, sensitization of the myocardium to arrhythmogenic effects of catecholamines and systemic vasodilatation. There may even be long-lasting post-operative effects on breathing control. The pneumoperitoneum may also cause several respiratory changes, e.g. decreased functional residual capacity (FRC) and vital capacity (VC), formation of atelectasis, reduced respiratory compliance and increased airway pressure. Still, arterial oxygenation is mostly maintained or even improved during PP. In view of the apparently contradictory results in respiratory mechanics and gas exchange, the present studies were performed to evaluate respiratory changes on gas exchange and ventilation-perfusion distributions during PP in a porcine model. It was demonstrated that atelectasis during anaesthesia and PP may be estimated by an increased arterial to endtidal PCO2-gradient (study I). Perfusion was redistributed away from dorsal, collapsed lung regions when PP was established. This resulted in a better ventilation-perfusion match (study II). Increasing abdominal pressure shifted blood flow more and more away from collapsed lung tissue, decreased pulmonary shunt and improved oxygenation from 8 to 16 mmHg PP, despite an increase of atelectasis formation (study III). CO2-PP enhanced the shift of blood flow towards better ventilated parts of the lung compared to Air-PP. Moreover, sodium natriumprusside worsened the ventilation-perfusion match even more and blunted the effects previously seen with carbon dioxide. CO2 should therefore be the mediator of enhancing HPV during PP. In conclusion, pneumoperitoneum with CO2 causes atelectasis with elimination of ventilation in the dependent lung regions. However, an efficient shift of blood flow away from collapsed, non-ventilated regions results in a better ventilation-perfusion matching and better oxygenation of blood than without PP. A prerequisite for the beneficial effect is the use of carbon dioxide for the abdominal inflation, since it enhances HPV.

A análise de imagens médicas auxiliada por computador permite a análise quantitativa das anormalidades e garante maior precisão diagnóstica. Esse tipo de análise é importante para medicina nuclear com Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT), pois no grupo de dados tridimensionais de imagens, padrões sutis de anormalidades muitas vezes são importantes achados clínicos. Porém, as imagens podem sofrer interferência de artefatos de atenuação da emissão de fótons por partes moles corporais, o que reduz sua acurácia diagnóstica. Desde que se possuam parâmetros de atenuação computados em um modelo que permita a comparação com imagens de um dado paciente, a interferência dos artefatos pode ser corrigida com ganho na acurácia diagnóstica, sem a necessidade de utilização de técnicas de correção que aumentem a dose de exposição à radiação pelo paciente. A proposta desse estudo foi a criação de um atlas de cintilografia de perfusão miocárdica, que foi obtido a partir de imagens de indíviduos normais, e o desenvolvimento de um algoritmo computacional para a detecção de anormalidades perfusionais miocárdicas, através da comparação estatística dos modelos do atlas com imagens de pacientes. Métodos de corregistro de imagens de mesma modalidade e outras técnicas de processamento de imagens foram estudados e utilizados para a comparação das imagens dos pacientes com o modelo apropriado. Pela análise visual dos modelos, verificou-se a sua validade como imagem representativa de normalidade perfusional. Para avaliação da detecção, a situação dos segmentos miocárdicos (normal ou anormal) indicada pelo algoritmo de detecção foi comparada com a situação apontada no laudo obtido pela concordância de dois especialistas, de modo a se verificar as concordâncias e discordâncias da técnica em relação ao laudo e se obter a significância estatística. Com isso, verificou-se um índice de concordância positiva da técnica em relação ao laudo de aproximadamente 50%, de concordância negativa próxima a 82% e de concordância geral próxima a 68%. O teste exato de Fisher foi aplicado às tabelas de contingência, obtendo-se um valor de p bicaudal inferior a 0,0001, indicando uma probabilidade muito baixa de as concordâncias terem sido obtidas pelo acaso. Melhorias no algoritmo deverão ser implementadas e testes futuros com um padrão-ouro efetivo serão realizados para validação da técnica. / The computer-aided medical imaging analysis allows the quantitative analysis of abnormalities and enhances diagnostic accuracy. This type of analysis is important for nuclear medicine that uses Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT), because in the group of three-dimensional data images, subtle patterns of abnormalities often are important clinical findings. However, images can suffer interference from attenuation artifacts of the emission of photons by soft parts of the body, which reduces their diagnostic accuracy. Since there are attenuation parameters computed in a template that allows for comparison with images of a given patient, the artifacts interference can be corrected with a gain in diagnostic accuracy, without the need of using correction techniques that increase the radiation exposure dose of the patient. The purpose of this study was to create an atlas of myocardial perfusion scintigraphy, which was obtained from images of normal individuals and the development of a computational algorithm for detection of myocardial perfusion abnormalities by statistical comparison of atlas templates with images of patients. Methods of image registration of same modality and other image processing techniques were studied and used for comparison of patient images with the appropriate template. By the visual analysis of the templates it was found its validity as a representative image of normal perfusion. For the detection evaluation, the situation of myocardial segments (normal or abnormal) indicated by the detection algorithm was compared with the situation indicated in the medical appraisal report obtained by agreement of two specialists in order to determine the agreement and disagreement of the technique regarding the medical appraisal report and obtaining the statistical significance. Thus, there was a positive agreement index of the technique regarding the medical appraisal report of approximately 50%, a negative agreement index close to 82% and a general agreement index near 68%. The Fisher exact test was applied to the contingency tables, yielding a two-sided p-value less than 0.0001, that indicates a very low probability of the agreements have been obtained by chance. Algorithm improvements should be implemented and further tests with an effective gold-standard will be conducted to validate the technique.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:49:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:01:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 09988.pdf: 6876378 bytes, checksum: 2340a8ae19e74e0088633e68ecefaec3 (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:49:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:01:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 09988.pdf: 6876378 bytes, checksum: 2340a8ae19e74e0088633e68ecefaec3 (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2016-11-11T11:16:35Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2016-11-11T11:16:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Neste trabalho serão apresentados novos métodos baseados na geração e controle de comprimento de onda em lasers aleatórios e lasers de diodo. Na primeira parte do trabalho será demonstrado um laser aleatório com realimentação localizada em filmes em biopolímeros dopado com corante. O filme é constituído por um ácido desoxirribonucleico e cloreto de cetiltrimetilamônio (DNA-CTMA) dopado com DCM. No dispositivo proposto, a realimentação óptica para o laser aleatório é dada por centros de dispersão posicionados aleatoriamente ao longo das bordas da área ativa. Os elementos de dispersão são nanopartículas de dióxido de titânio (TiO2) ou defeitos aleatórios na interface entre o polímero ativo e ar. Diferentes espectros de emissão são observados, dependendo da geometria da área excitada. Um único ressonador aleatório com dimensões de 2.6 x 0.65 mm2 foi fabricado com emissão aleatória com realimentação obtida pela excitação do dispositivo por completo. A segunda parte deste trabalho apresenta um novo método para a geração e manipulação de franjas de contorno por meio de interferometria speckle com comprimento de onda sintética, usando um único laser de diodo com cavidade externa. A cavidade externa permite sintonizar duas emissões simultaneamente, o que por sua vez muda o intervalo entre as franjas de contorno do interferômetro, além de aumentar a estabilidade do laser. Uma análise de Fourier é proposta como alternativa para medir o comprimento de onda sintético resultante das duas emissões do laser. / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Submitted by Maria Eneide de Souza Araujo (mearaujo@ipen.br) on 2017-03-10T16:38:03Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2017-03-10T16:38:03Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Neste trabalho foi padronizada uma solução de 14C emissor beta puro com energia máxima de 156 keV, por meio de três diferentes métodos: CIEMAT/NIST e TDCR (triple-to-double coincidence ratio) em sistemas de cintilação líquida e pelo método do traçador, em sistema de coincidências 4πβ-γ. O sistema de cintilação líquida TRICARB, equipado com dois tubos fotomultiplicadores, foi usado para aplicação do método CIEMAT/NIST, usando um padrão de 3H emissor beta puro com energia máxima de 18,7 keV como traçador de eficiência. O sistema de cintilação líquida HIDEX 300SL, equipado com três tubos fotomultiplicadores, foi utilizado para as medidas pelo método TDCR. As amostras de 14C e 3H, medidas nos sistemas de cintilação foram preparadas usando-se três coquetéis cintiladores comerciais Ultima Gold, Optiphase Hisafe3 e InstaGel-Plus a fim de comparar seu desempenho nas medidas.Todas as amostras foram preparadas com 15 mL de coquetel cintilador, em frascos de vidro com baixa concentração de potássio. Alíquotas conhecidas de solução radioativa foram depositadas nos coquetéis cintiladores. Para a variação do parâmetro indicador de quenching, foram utilizados: um carregador de nitro metano e 1 mL de água destilada. Para a padronização pelo método do traçador no sistema de coincidências 4πβ-γ, foi utilizado 60Co como emissor beta gama. As medidas foram feitas no sistema de coincidências por software SCS, usando discriminação eletrônica para alterar a eficiência beta. O comportamento da curva de extrapolação foi predito por meio do código Esquema, que utiliza a técnica de Monte Carlo. Os resultados da atividade da solução de 14C obtida pelos três métodos utilizados mostraram uma boa concordância dentro da incerteza experimental. / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP