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Pesquisadores da USP São Carlos montam pela 1ª vez no Brasil câmera termográfica

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Sistema identifica diferenças de temperatura entre regiões do corpo e imagem digital auxilia diagnóstico de tumores, hanseníase e inflamações

A equipe de pesquisadores do Instituto de Física da USP São Carlos (IFSC), coordenada pelo professor Luiz Antonio de Oliveira Nunes, montou neste ano, pela primeira vez no País, uma câmera termográfica. O equipamento foi desenvolvido no Laboratório de Lasers e Aplicações. Identifica diferentes variações de temperatura entre regiões do corpo do paciente, que são representadas em escala de cores na tela do computador. Antes, havia no Brasil, na área da saúde, somente quatro unidades – todas importadas.

A imagem digital produzida pela câmera termográfica é uma ferramenta auxiliar de diagnóstico para especialidades médicas, como dermatologia, oncologia, reumatologia, fisiatria, ortopedia, neurologia, neurocirurgia e mastologia. Depois de processada a imagem, as áreas de maior temperatura podem indicar tumores, inflamações, hanseníase ou lesões por esforço repetitivo. Os pontos mais frios podem representar problemas circulatórios.

Diferentemente dos aparelhos de raios X, o exame com a câmera não emite radiação. É um procedimento não invasivo, indolor e dura apenas três segundos, com a vantagem de dispensar anestesia e o uso de substâncias como o contraste. Além disso, permite ao médico avaliar de imediato a situação funcional e metabólica de regiões específicas do corpo.

Doação de câmeras

Para obter diagnósticos mais precisos, o profissional de saúde pode utilizar a imagem produzida com a câmera termográfica em conjunto com outras avaliações clínicas: ressonância magnética, tomografia e radiologia. Essa técnica foi bastante desenvolvida em alguns centros de saúde de países estrangeiros como o Japão, que produzem imagens tridimensionais por meio da sobreposição de exames.

O professor Nunes explica que a tendência, agora, é expandir o uso da nova tecnologia e treinar profissionais de centros de saúde para aprender a técnica. Na semana passada, a equipe da USP São Carlos entregou uma câmera para o Instituto Lauro de Souza Lima (ILSL), de Bauru, referência nacional no tratamento e prevenção da hanseníase. Em breve, será também instalada uma unidade no Centro de Referência da Saúde da Mulher – Hospital Pérola Byington, na capital, para detecção, treinamento, pesquisa e assistência contra o câncer de mama.

Para funcionar, o equipamento utiliza um sensor infravermelho importado dos Estados Unidos, que mede as variações de temperatura entre 18º e 40ºC, existentes na superfície do corpo humano. Os demais componentes do conjunto foram desenvolvidos no Brasil, ao custo de R$ 30 mil, sendo que as câmeras importadas têm preço médio de US$ 70 mil. O projeto teve início em 2002 e recebeu financiamento da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado (Fapesp).

Para difundir ainda mais o uso dessas câmeras, Nunes afirma que precisa do apoio governamental, para instalar maior número de aparelhos e qualificar médicos a utilizá-las. Ele avalia que seis meses de treinamento teórico-prático são suficientes para instruir os profissionais, que também aprenderão a utilizar o programa de computador que comanda a câmera, inovação produzida e patenteada pela equipe de pesquisadores do IFSC.

Parceiro fundamental

Desde o início da pesquisa, o médico Antonio Carlos de Camargo Andrade tem sido um parceiro fundamental na elaboração do projeto. Especialista em medicina de reabilitação (fisiatria) desde o início do ano, fez exames em mais de 200 pacientes no campus da USP com a câmera.

Segundo Andrade, o diagnóstico por imagem é uma ferramenta importante também na prevenção de doenças, especialmente nos estágios iniciais. Permite identificar dores de origem desconhecida, hanseníase, infecções de pele e tumores como o melanoma e outros tipos de cânceres que podem surgir em tecidos moles do corpo.

Novas expectativas

“A diabetes pode causar lesões irreversíveis, que exigem a amputação de dedos, pés, pernas e braços. A câmera termográfica consegue indicar com precisão o local ideal para a incisão, evitando que o cirurgião corte tecidos sadios ou cause lesões em áreas que ainda possam se regenerar”, explica Andrade.

O médico conta que a câmera trouxe novas perspectivas de estudo da hanseníase. Serão necessários de dez a 15 anos de pesquisa para avaliar todas as novas possibilidades de diagnósticos e de tratamentos. Um avanço já obtido foi a possibilidade de dosar melhor a quantidade de medicamentos ministrados para o paciente, o que possibilita acompanhar, de imediato, a reação do organismo à medicação, especialmente em tumores e doenças da pele.

A cirurgia plástica restauradora também pode ser favorecida com o equipamento. A imagem digital indica as áreas da pele com melhor irrigação sanguínea, ideais para a realização de enxertos. Será importante na reabilitação de pessoas que sofreram queimaduras e lesões na pele. Em cirurgias estéticas, auxilia a combater a celulite.

A pesquisa sobre a medição e detecção das ondas de calor teve grande evolução na década de 60, para fins militares. Atualmente, a câmera termográfica é utilizada em satélites na órbita terrestre para monitorar as áreas mais atingidas por queimadas. A única limitação de uso é o alto custo da instalação. A tecnologia vem sendo utilizada na medicina veterinária e em instalações industriais e elétricas para monitorar processos. Além disso, pode ser aplicada em portos e aeroportos para conter a propagação de epidemias como a gripe asiática e o vírus Ebola.

Rogério Mascia Silveira
Da Agência Imprensa Oficial

Reportagem publicada originalmente na página IV do Poder Executivo I e II do Diário Oficial do Estado de SP do dia 11/08/2005. (PDF)

Pesquisa da Unesp leva a vidro capaz de receber gravações tridimensionais

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Inovação abre novas perspectivas para a produção de memórias de alta capacidade para CDs, DVDs e computadores

Descoberta da equipe de pesquisadores do Laboratório de Materiais Fotônicos do Instituto de Química (IQ) da Unesp, campus de Araraquara, abre novas perspectivas para a indústria de componentes optoeletrônicos: a possibilidade de gravação tridimensional de informações no interior do vidro.

O grupo de estudos é coordenado pelo pesquisador dr. Younes Messaddeq e o vidro especial é parte do trabalho de pós-doutorado de Gaël Poirier, aluno francês especialista em química dos materiais. Há dois anos, ele estuda um vidro especial, composto a partir de uma mistura de óxido de tungstênio, polifosfato de sódio e fluoreto de bário.

Em um dos testes no laboratório, Gaël percebeu que quando irradiava o vidro com raio laser azul ficavam gravadas manchas escuras na altura, largura e no comprimento do pedaço de vidro. Além disso, o pesquisador confirmou que o efeito fotossensível podia ser “apagado”, ou seja, por meio de tratamentos térmicos apropriados, as manchas desapareciam, evidenciando que o efeito é reversível, o que possibilita fazer novas gravações sobre o mesmo material.

“Atualmente, muitas pesquisas em andamento em todo o mundo visam à gravação tridimensional, contudo, a novidade foi conseguir atingir este objetivo utilizando um vidro à base de tungstênio como matéria-prima. O segredo do composto aqui desenvolvido está nos elementos químicos adicionados em pequenas quantidades”, explica Gaël.

O vidro especial tem coloração amarela e, quando irradiado com o laser, muda de cor. O composto é fotossensível, altera suas propriedades quando exposto a luzes especiais. Gaël ressalta, entretanto, que a mancha produzida na experiência não é uma informação digital e somente ilustra, na prática, a possibilidade da gravação tridimensional.

Albert Einstein

Parceria entre o Laboratório de Materiais Fotônicos do IQ e o Instituto de Estudos Avançados do Centro Técnico Aeroespacial (CTA) de São José dos Campos permitiu nova demonstração da experiência. A pedido da equipe do IQ-Unesp, os profissionais do CTA gravaram de modo tridimensional a face do físico Albert Einstein numa amostra de vidro de um centímetro de largura por três de altura.

A variedade especial de vidro abre, também, perspectivas para a pesquisa de novos componentes miniaturizados, capazes de substituir CDs regraváveis, DVDs e cartões de memória utilizados, por exemplo, em câmeras fotográficas digitais e celulares.

“Um dos próximos passos será preparar uma película fina de alguns mícrons (a milionésima parte do metro) desse material e verificar se o efeito é o mesmo observado no vidro. Esta película fina seria capaz de substituir a que atualmente é utilizada em CDs e DVDs”, aponta Gaël.

Outro modo de armazenar informações em três dimensões emprega o uso de técnica especial: a holografia, que permite ampliar ainda mais a capacidade de armazenamento de dados por centímetro cúbico de material.

O aluno de pós-doutorado dr. Marcelo Nalin, que desenvolve sua pesquisa no Instituto de Física da Unicamp em Campinas, sob a orientação da cientista Lucila Cescato, trabalha em parceria com os doutores Gaël e Younes. São os únicos pesquisadores, no Brasil, a estudar o fenômeno de fotossensibilidade em vidros de tungstênio, usando a técnica holográfica.

Produção e investimento

Gaël não recebeu investimento específico para a pesquisa, somente sua bolsa de pós-doutorado, que é mantida pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado (Fapesp). Nas experiências, utilizou a infra-estrutura de equipamentos do IQ e contou com o auxílio financeiro da Fapesp para a compra de reagentes de partida e cadinhos de óxido de alumínio e platina, usados para a fusão das substâncias.

A temperatura de fusão no cadinho depende da composição inicial do material e varia entre mil e 1.600°C. Depois da síntese do vidro, a amostra é submetida a um recozimento que demora quatro horas. Em seguida, resfriada gradualmente até chegar à temperatura ambiente.

A fase final do processo de fabricação é o polimento nas superfícies, passo importante para assegurar a qualidade óptica do material. Para confirmar o estado vítreo da amostra, o material é submetido a técnicas de caracterização: difração de raios X, análise térmica e observação visual.

Patente solicitada

O vidro fotossensível de Gaël já tem pedido de patente encaminhado ao Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI) e será estendido, no ano que vem, para os Estados Unidos, Japão, Inglaterra, França, Alemanha, Suécia, Itália, Austrália e China. Depois da obtenção da patente definitiva, o novo material sintetizado será apresentado em congressos científicos. Até o momento, a única apresentação no exterior ocorreu durante workshop sobre materiais avançados, realizado em junho do ano passado, na Universidade de Münster, na Alemanha.

Agora, o desafio da equipe do IQ é aperfeiçoar ainda mais o material e encontrar parceiro comercial. Ele precisará investir na tecnologia, adaptar o vidro para ser capaz de receber e processar informações digitais e, também, dispor de um gravador capaz de escrever e apagar os dados nas três dimensões.

O volume de informações que pode ser gravada por centímetro cúbico do vidro ainda não foi estimado. Porém, a equipe do Laboratório de Materiais Fotônicos prevê que a capacidade de armazenamento seja superior à dos CDs e DVDs atuais. “O limite teórico é de 1,6 terabytes, que corresponde a 1,6 mil gigabytes de dados. Um DVD suporta 4,7 gigabytes”, explica Gaël.

Outra vantagem do vidro fotossensível é ser uma matéria-prima limpa, barata e reciclável. A variedade obtida por Gaël é mais cara que os vidros tradicionais, produzidos à base de silicato (areia). Entretanto, seu custo é inferior ao utilizado atualmente nos CDs regraváveis, produzidos com calcogenetos, elementos tóxicos e com preços mais altos de produção.

Rogério Mascia Silveira
Da Agência Imprensa Oficial

Reportagem publicada originalmente na página II do Poder Executivo I e II do Diário Oficial do Estado de SP do dia 02/07/2005. (PDF)

Fapesp lança livro com os indicadores de ciência, tecnologia e inovação em SP

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Publicação abrange período de 1998 a 2003 e analisa impacto da pesquisa em áreas da saúde, ensino superior e tecnologia da informação

A sede da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado (Fapesp) foi palco do lançamento do livro Indicadores de Ciência, Tecnologia e Inovação em São Paulo – 2004. A publicação traz análises de 40 pesquisadores de instituições de ensino paulistas e de pareceristas externos sobre a qualidade dos trabalhos científicos realizados entre 1998 e 2003 no Estado. A terceira edição dá continuidade aos volumes anteriores, de 1998 e 2001. Dividida em dois livros, conta com 12 capítulos e 220 ilustrações.

A série é inspirada no modelo das principais publicações internacionais de referência, tal qual os relatórios da National Science Foundation (NSF), Organização para Cooperação e Desenvolvimento Econômico (OCDE) e Organização das Nações Unidas para a Educação, a Ciência e a Cultura (Unesco).

As novidades são temas como Tecnologias da Informação e Comunicação (TICs) e redes digitais. As estatísticas explicitadas revelam dados do crescimento do volume de domínios do Estado na internet. De 1992 a 2002, São Paulo teve, em média, 250 domínios “.com.br” e “.org.br” registrados para cada mil estabelecimentos. Os demais Estados brasileiros tiveram apenas 140.

Subsídio

Os números mostram também crescimento de 54% da produção científica nacional, porcentual superior ao aumento médio da produção mundial (9%). Nesse período, a taxa de desenvolvimento da produção paulista foi de 63%, superior à brasileira, passando a representar, em 2002, 54% da produção nacional. Sobre o comércio exterior nota-se que, entre 1998 e 2002, a participação dos produtos de alta tecnologia nas exportações do Estado situou-se entre 25% e 30%, enquanto a do Brasil ficou entre 15% e 20%.

Segundo a coordenadora-executiva do projeto, Regina Gusmão, os autores foram orientados a contextualizar as séries estatísticas, principalmente, do ponto de vista socioeconômico. O objetivo é oferecer subsídios para as ações dos gestores e formuladores de políticas de ciência, tecnologia e inovação no nível estadual e federal.

Novas tendências para antigos desafios

O livro Indicadores de Ciência, Tecnologia e Inovação em São Paulo – 2004 traz a biografia do antigo diretor-presidente da Fapesp, Francisco Romeu Landi, falecido há um ano. A obra está inserida nas atividades regulares da Fapesp que, desde 2001, constituiu um núcleo direcionado à produção regular de análises da ciência e tecnologia nacional. Analisa insumos, produtos e indicadores de impacto.

Na categoria insumos, observa os investimentos público e privado em pesquisa, os recursos humanos disponíveis e analisa o panorama do ensino superior. Na seção produtos, o livro verifica a produção científica, tecnológica e o comércio de itens de alta tecnologia e empresas inovadoras.

Por fim, os indicadores observam o impacto socioeconômico e cultural da ciência e tecnologia em setores da saúde, tecnologia da informação e percepção pública da ciência. Segundo Regina, os capítulos indicam novas tendências que remetem ao enfrentamento de velhos desafios para a consolidação do sistema nacional de ciência e tecnologia, isto é, enfrentar o contraste existente entre o avanço da capacidade de produção e a relativa estagnação da capacidade de geração de inovações tecnológicas do País. E também o limitado desempenho do setor empresarial em atividades de pesquisa e desenvolvimento.

Rogério Mascia Silveira
Da Agência Imprensa Oficial

Reportagem publicada originalmente na página III do Poder Executivo I e II do Diário Oficial do Estado de SP do dia 31/05/2005. (PDF)