Projetos de Pesquisa

 

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Wagner Coelho de Albuquerque Pereira

Engenharias

Engenharia Biomédica
  • diatermia e hipertermia por ultrassom aplicada a phantoms e tecidos biológicos ex-vivo
  • As aplicações terapêuticas do ultrassom com base na geração de calor têm duas vertentes principais: diatermia e hipertermia. A primeira visa produzir um aquecimento moderado da região tratada e é geralmente utilizada em fisioterapia para quadros de lesões musculoesqueléticas. A literatura preconiza que a região deva ser mantida entre 40° e 45°C, por 5 a 10 minutos para haver benefícios terapêuticos (Cameron, 2004, Fuirini Jr. e Longo, 2002). Na prática clínica, entretanto, a dosagem é escolhida de forma empírica (Cameron, 2009). Os poucos ensaios clínicos randomizados controlados sobre o assunto apresentam, em sua maioria, falhas metodológicas as mais variadas, falta de padronização de regiões de tratamento, tipos de lesão e sua gravidade, critérios de elegibilidade de pacientes, além de ausência de grupo controle (Sá, 2006; Van der Windt, 1999). Já na outra vertente, aplicação de Ultrassom Focalizado de Alta Intensidade (High Intensity Focused Ultrasound - HIFU) (AZHARI, 2010), é feita uma focalização do feixe na região de interesse, gerando altas temperaturas e consequentemente, a degeneração tecidual irreversível na região focal (ILLING, 2005). A temperatura atinge valores acima de 60ºC, em segundos (JENNE et al., 2012). O aquecimento é, restrito e o tecido adjacente é preservado (ROVE et al., 2010). A lesão térmica ocasionada pelo HIFU é dependente das propriedades acústicas e térmicas do meio (LI et al., 2010). A localização da região a ser tratada é feita por por ressonância magnética (MRgFU- Magnetic Resonance-guided HIFU) ou ultrassonografia (MERCKEL et al., 2013; WU et al., 2007). Ambas as aplicações (diatermia e hipertermia) se valem do mesmo princípio físico (absorção ultrassônica nos tecidos) e ambas apresentam as mesmas limitações, ou seja, não se sabe exatamente a que temperaturas a região de interesse chega e por quanto tempo, portanto, o benefício terapêutico nem sempre pode ser asseverado. No caso da hipertermia, a princípio, pode parecer mais fácil de se garantir que a lesão sofra ablação, uma vez que se deseja a morte tecidual, entretanto, como os valores das temperaturas em tempo real não são conhecidos, há uma tendência de se aplicar uma sobredose para garantir o efeito. Porém, esse procedimento, além de desnecessário, pois fere o conhecido princípio “ALARA” que orienta o uso de radiações em tecidos biológicos, pode comprometer o tecido sadio adjacente à lesão e a extensão desse comprometimento não pode ser conhecida previamente. Sendo assim, há a necessidade de se estudar protocolos que gerem aquecimento dos tecidos em níveis terapêuticos, ou seja, que promovam dose adequada aos tecidos biológicos para cada caso. O Laboratório de Ultrassom (LUS) do PEB/COPPE desenvolve pesquisa em estimação não invasiva de temperatura em phantoms e tecidos biológicos ex-vivo há quase 20 anos. O LUS investe tanto em simulações computacionais de aquecimento de tecidos biológicos por ultrassom, como também na caracterização de materiais e confecção de phantoms com propriedades ultrassônicas e térmicas. Foram concluídos 10 doutorados, 28 doutorados e publicados 24 artigos em revistas indexadas (14 na base ISI). Este projeto pretende avançar no estudo teórico e experimental dos padrões de aquecimento produzidos por feixes de ultrassom aplicados a fisioterapia (diatermia) e hipertermia HIFU. Para isso pretende-se incrementar os phantoms ultrassônicos para registrarem temperaturas mais altas, além de desenvolver protocolos experimentais para tecido biológico ex-vivo, com suporte teórico e simulação computacional. Este projeto visa dar continuidade à pesquisa que trata da identificação e avaliação da distribuição espacial de energia ultrassônica e sua correspondente produção de calor com vistas a observar doses térmicas eficazes e limites de segurança biológica, dessa vez incluindo também altas temperaturas (HIFU) e monitoração pela técnica moderna de elastografia ultrassônica.
  • Universidade Federal do Rio de Janeiro - RJ - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022