Teses e Dissertações (BDTD USP - IFSC)

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Assunto: search.filters.subject.Distribuição de luz

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    Imagens de refletância difusa para detecção de inclusões absorvedoras em meio espalhador
    (2016-11-08) Fortunato, Thereza Cury
    Dentre as diversas aplicações da luz em nosso dia-a-dia, as ligadas à área biomédica merecem destaque e são frequentemente objetos de pesquisa tanto para o desenvolvimento quanto para o aprimoramento de técnicas para o diagnóstico e terapias. Os tecidos biológicos são, em sua maioria, estruturas complexas, não-homogêneas e opticamente muito espalhadoras. Apesar das centenas de estudos existentes acerca da propagação da luz em tecidos biológicos, sua complexidade exige que novos estudos sejam conduzidos a fim de aprimorar o conhecimento já existente, que ainda apresenta muitas lacunas. A presença de heterogeneidades nos tecidos (vasos sanguíneos, hematomas, cistos, tumores e outras alterações macroscópicas) mudam a propagação da luz e dificultam a previsibilidade do seu comportamento por modelos matemáticos. O presente trabalho teve por objetivo estabelecer um método empírico que utiliza imagens de refletância difusa obtidas através de uma instrumentação simples, baseada em uma fonte de luz contínua no visível (laser de diodo em 660 nm) e uma câmera CMOS monocromática, para verificar a possibilidade de localização de inclusões absorvedoras embebidas em phantoms altamente espalhadores. Foi avaliada a capacidade de detectar inclusões de dois diferentes tipos de materiais em diversas geometrias e tamanhos, posicionadas em diferentes profundidades. O ângulo de incidência do feixe laser também foi variado, bem como a distância entre a fonte e o objeto, a fim de avaliar quais as melhores condições experimentais. Os resultados obtidos mostraram que os objetos puderam ser detectados, e suas formas puderam ser satisfatoriamente recuperadas através de um algoritmo desenvolvido para o processamento das imagens. Em algumas situações, mesmo para a maior profundidade utilizada, que foi de 20 mm, a inclusão pôde ser detectada nas imagens de refletância difusa processadas. Apesar da capacidade de detecção das formas geométricas representar um avanço com relação às possibilidades de identificação de estruturas em meios túrbidos, a determinação da profundidade ainda é um desafio a ser superado.
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    Métodos simplificados para obtenção de distribuição de luz em tecidos biológicos: aplicação para terapia fotodinâmica
    (2011-08-31) Moriyama, Lilian Tan
    A determinação da distribuição da luz em tecidos biológicos é importante para aplicações tais como a terapia fotodinâmica e o fotodiagnóstico. grande parte das aplicações se baseiam na luz que atinge a superfície do tecido e se propaga ao longo da profundidade. A combinação da absorção e do espalhamento leva aos perfis de intensidade que determinam a ação terapêutica. Os métodos existentes para a prever a distribuição da luz nos tecidos biológicos necessitam da determinação dos coeficientes ópticos do tecido, e demandam longo tempo computacional de modo que a aplicação em tempo real conjugada às fototerapias torna-se impossível. Considerando a terapia fotodinâmica, o contorno da necrose é determinado pela dose limiar. Portanto é importante assegurar uma intensidade de luz acima deste limiar na região onde deseja-se induzir necrose. Esta determinação envolve o conhecimento da distribuição da luz. Nesta tese são apresentados experimentos realizados em meios que simulem o comportamento óptico dos tecidos biológicos para estabelecer uma metodologia empírica para determinar a distribuição da luz. Este método baseia-se em medidas da intensidade de luz como função da posição espacial no interior do meio. Os dados são então armazenados em forma de uma matriz tridimensional. Usando esta matriz, operações matemáticas como soma, translação e rotação são utilizadas para compor diferentes campos de luz, ou seja, diferentes geometrias de iluminação. As medidas experimentais e as previsões teóricas foram comparadas demonstrando que o método proposto pode ser utilizado para recuperar a distrubuição da luz em meios túrbidos para diversas geometrias de iluminação. Experimentos in vivo mostraram que este método pode ser bastante útil na determinação da dosimetria para terapia fotodinâmica.