• Refine Query
  • Source
  • Publication year
  • to
  • Language
  • 8
  • Tagged with
  • 8
  • 8
  • 8
  • 8
  • 6
  • 6
  • 6
  • 4
  • 4
  • 4
  • 4
  • 4
  • 4
  • 4
  • 2
  • About
  • The Global ETD Search service is a free service for researchers to find electronic theses and dissertations. This service is provided by the Networked Digital Library of Theses and Dissertations.
    Our metadata is collected from universities around the world. If you manage a university/consortium/country archive and want to be added, details can be found on the NDLTD website.
1

Métodos simplificados para obtenção de distribuição de luz em tecidos biológicos: aplicação para terapia fotodinâmica / Simplified methods for obtaining the light distribution in biological tissues

Moriyama, Lilian Tan 17 June 2011 (has links)
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. / The determination of light distribution within biological tissues is important for applications such as photodynamic therapy and photodiagnostics. Most applications use light that reaches the tissue surface and propagates along the depth. The combination of absorption and scattering leads to light intensity profiles which determines the therapeutic action. Considering photodynamic therapy, necrosis contour is determined by the threshold intensity. Therefore it is quite important to assure intensity above the threshold at the region where necrosis is desired. This determination involves the knowledge of light distribution. In this study, we have developed an empirical method to determine light distribution in optical phantom. This method is based on experimental measurements of light intensity as a function of position inside the medium. The data were collected for a collimated narrow laser beam and arranged in a tridimensional matrix. Using this matrix, simple mathematical operations were used to simulate different conditions of irradiation geometry. Comparison between experimental measurements and mathematical simulations show that our method can be used to recover light distribution in biological tissue for any condition of illumination, since we have previously performed simple measurements in a sample using a narrow beam. In vivo experiments showed that this method can be very useful to the determination of photodynamic therapy dosimetry.
2

Imagens de refletância difusa para detecção de inclusões absorvedoras em meio espalhador / Diffuse reflectance images to detect absorbing inclusions in scattering media.

Fortunato, Thereza Cury 07 July 2016 (has links)
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. / Among the various applications of light in our daily life, those connected with biomedicine should be highlighted and are frequently subject of researches aiming for the development and for the enhancement of techniques for diagnosis and therapy. Biological tissues are mostly complex, non-homogeneous and optically highly scattering structures. Despite the hundreds of existent studies on the propagation of light in biological tissues, its complexity requires new studies to be conducted in order to improve the existing knowledge, which still has many gaps. The presence of heterogeneities in tissue (blood vessels, bruises, cysts, tumors and other macroscopic alteration) changes the light propagation and impedes the predictability of its behavior by mathematical models. This work aimed to establish an empirical method using diffuse reflectance images acquired with simple instrumentation, based on a source of continuous light in the visible (diode laser at 660 nm) and a monochromatic CMOS camera, to check the possibility of the location of absorbing inclusions embedded in highly scattering phantoms. The ability to detect inclusions of two different kinds of materials in different sizes and geometries, positioned at different depths were evaluated. The laser beam angle of incidence was also varied, as well as the distance between the source and the object, in order to evaluate the best experimental conditions. The results showed that the objects could be detected, and their shapes might be satisfactorily recovered by an algorithm developed for image processing. In some situations, even at the greatest depth used, which was 20 mm, the inclusion could be detected in diffuse reflectance processed images. Although the detection capability of geometric shapes represents an improvement over the structures of identification possibilities in turbid media, the determination of depth is still a challenge to be overcome.
3

Estudo da distribuição de luz vermelha e infravermelha em sangue humano diluído para circulação extracorpórea / Study of red and infrared light distribution in diluted blood for cardiopulmonary bupass surgery

Magalhães, Ana Carolina de 27 October 2011 (has links)
O laser de baixa intensidade (LBI) é utilizado para tratamento em uma série de aplicações, inclusive na diminuição de processos inflamatórios. Assim, poderia ser utilizado para evitar a síndrome da resposta inflamatória sistêmica (SRIS), processo desenvolvido por alguns pacientes que são submetidos à circulação extracorpórea (CEC) procedimento cirúrgico cardíaco. Os objetivos desse trabalho foram estabelecer e validar um arranjo experimental para o estudo da distribuição de luz internamente a líquidos espalhadores e determinar a incerteza associada; utilizar esse arranjo para o estudo da distribuição de luz em sangue, e determinar o melhor comprimento de onda e melhor modo de iluminação para uma possível implementação da aplicação do LBI durante a CEC; e avaliar possíveis mudanças de propriedades reológicas do sangue provocadas pela sua iluminação com laser. Para tal foi utilizado um arranjo com o líquido espalhador Lipovenos PLR dentro de uma cubeta, com utilização de uma fibra ótica para coleta de luz espalhada em diversos pontos dentro do líquido. Lasers de dois comprimentos de onda foram utilizados, 632,8 nm e 820 nm. Os resultados experimentais da distribuição de luz foram comparados com uma simulação pelo método de Monte Carlo já conhecida, o que validou o arranjo proposto, com a incerteza associada aos resultados experimentais de 7%. O arranjo foi utilizado para o estudo da distribuição da luz dentro de sangue diluído para CEC. Além disso, foi avaliada a transmissão da luz pelas paredes dos tubos utilizados nos circuitos da CEC e a distribuição da luz no sangue contido nesses tubos. Um reômetro rotacional com sistema cone-placa foi utilizado para medir características reológicas de duas amostras de sangue diluído, uma iluminada com laser e a outra não iluminada. A luz de 632,8 nm, ao contrário da luz de 820 nm, consegue se distribuir até distâncias maiores do feixe laser, possibilitando que um maior volume de sangue seja tratado. A iluminação do sangue durante a CEC deve ser feita com o tubo de menor diâmetro em quatro pontos ao seu redor, em apenas uma secção do tubo, pois o sangue é mantido circulante. Foram observadas mudanças nas propriedades reológicas do sangue iluminado com o laser de 635nm, as quais devem ser mais bem entendidas para o uso em benefício do paciente submetido a CEC. / Low level laser therapy (LLLT) is a treatment used in several applications, including the reduction of inflammatory processes. It could be used to prevent the systemic inflammatory response syndrome (SIRS), which some patients develop after cardiopulmonary bypass (CPB) surgery applied to solve some heart diseases. The objectives of this study were to set an experimental arrangement to study light distribution inside scattering liquids, and determine the associated uncertainty; to use this arrangement to study light distribution inside blood, in order to implement the LLLT during CPB, and, through this study, to determine the best wavelength and the best way to perform the treatment. Possible changes on rheological properties of blood, caused by illumination with laser, were also evaluated. Lipovenos PLR, a scattering liquid, was contained inside a cuvette and an optical fiber was used to collect the scattered light. Two wavelengths were used: 632.8 nm and 820 nm. The arrangement was validated, with uncertainty of 7%, through comparison between the experimental results and Monte Carlo Method simulation previously performed. This arrangement was used to study light distribution inside blood, diluted to the same conditions of CPB procedure. Light transmission through CPB tubes walls and light distribution in blood inside CPB tubes were also evaluated. A rotational rheometer with a cone-plate system was used to test rheological properties of two blood samples, one illuminated with laser and the other non illuminated Compared to the 820 nm light, the 632.8 nm light is scattered further away from the laser beam, turning possible that a bigger volume of blood could be treated. The blood should be illuminated through the CPB tube with the smallest diameter, in four distinct points around the tube, only in one cross section of this tube, because the blood is kept passing through the tube all the time. Changes in rheological properties of blood were observed on blood illuminated with the 635 nm laser. These changes must be better understood in order to help the patient submitted to CPB.
4

Imagens de refletância difusa para detecção de inclusões absorvedoras em meio espalhador / Diffuse reflectance images to detect absorbing inclusions in scattering media.

Thereza Cury Fortunato 07 July 2016 (has links)
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. / Among the various applications of light in our daily life, those connected with biomedicine should be highlighted and are frequently subject of researches aiming for the development and for the enhancement of techniques for diagnosis and therapy. Biological tissues are mostly complex, non-homogeneous and optically highly scattering structures. Despite the hundreds of existent studies on the propagation of light in biological tissues, its complexity requires new studies to be conducted in order to improve the existing knowledge, which still has many gaps. The presence of heterogeneities in tissue (blood vessels, bruises, cysts, tumors and other macroscopic alteration) changes the light propagation and impedes the predictability of its behavior by mathematical models. This work aimed to establish an empirical method using diffuse reflectance images acquired with simple instrumentation, based on a source of continuous light in the visible (diode laser at 660 nm) and a monochromatic CMOS camera, to check the possibility of the location of absorbing inclusions embedded in highly scattering phantoms. The ability to detect inclusions of two different kinds of materials in different sizes and geometries, positioned at different depths were evaluated. The laser beam angle of incidence was also varied, as well as the distance between the source and the object, in order to evaluate the best experimental conditions. The results showed that the objects could be detected, and their shapes might be satisfactorily recovered by an algorithm developed for image processing. In some situations, even at the greatest depth used, which was 20 mm, the inclusion could be detected in diffuse reflectance processed images. Although the detection capability of geometric shapes represents an improvement over the structures of identification possibilities in turbid media, the determination of depth is still a challenge to be overcome.
5

Métodos simplificados para obtenção de distribuição de luz em tecidos biológicos: aplicação para terapia fotodinâmica / Simplified methods for obtaining the light distribution in biological tissues

Lilian Tan Moriyama 17 June 2011 (has links)
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. / The determination of light distribution within biological tissues is important for applications such as photodynamic therapy and photodiagnostics. Most applications use light that reaches the tissue surface and propagates along the depth. The combination of absorption and scattering leads to light intensity profiles which determines the therapeutic action. Considering photodynamic therapy, necrosis contour is determined by the threshold intensity. Therefore it is quite important to assure intensity above the threshold at the region where necrosis is desired. This determination involves the knowledge of light distribution. In this study, we have developed an empirical method to determine light distribution in optical phantom. This method is based on experimental measurements of light intensity as a function of position inside the medium. The data were collected for a collimated narrow laser beam and arranged in a tridimensional matrix. Using this matrix, simple mathematical operations were used to simulate different conditions of irradiation geometry. Comparison between experimental measurements and mathematical simulations show that our method can be used to recover light distribution in biological tissue for any condition of illumination, since we have previously performed simple measurements in a sample using a narrow beam. In vivo experiments showed that this method can be very useful to the determination of photodynamic therapy dosimetry.
6

Estudo da distribuição de luz vermelha e infravermelha em sangue humano diluído para circulação extracorpórea / Study of red and infrared light distribution in diluted blood for cardiopulmonary bupass surgery

Ana Carolina de Magalhães 27 October 2011 (has links)
O laser de baixa intensidade (LBI) é utilizado para tratamento em uma série de aplicações, inclusive na diminuição de processos inflamatórios. Assim, poderia ser utilizado para evitar a síndrome da resposta inflamatória sistêmica (SRIS), processo desenvolvido por alguns pacientes que são submetidos à circulação extracorpórea (CEC) procedimento cirúrgico cardíaco. Os objetivos desse trabalho foram estabelecer e validar um arranjo experimental para o estudo da distribuição de luz internamente a líquidos espalhadores e determinar a incerteza associada; utilizar esse arranjo para o estudo da distribuição de luz em sangue, e determinar o melhor comprimento de onda e melhor modo de iluminação para uma possível implementação da aplicação do LBI durante a CEC; e avaliar possíveis mudanças de propriedades reológicas do sangue provocadas pela sua iluminação com laser. Para tal foi utilizado um arranjo com o líquido espalhador Lipovenos PLR dentro de uma cubeta, com utilização de uma fibra ótica para coleta de luz espalhada em diversos pontos dentro do líquido. Lasers de dois comprimentos de onda foram utilizados, 632,8 nm e 820 nm. Os resultados experimentais da distribuição de luz foram comparados com uma simulação pelo método de Monte Carlo já conhecida, o que validou o arranjo proposto, com a incerteza associada aos resultados experimentais de 7%. O arranjo foi utilizado para o estudo da distribuição da luz dentro de sangue diluído para CEC. Além disso, foi avaliada a transmissão da luz pelas paredes dos tubos utilizados nos circuitos da CEC e a distribuição da luz no sangue contido nesses tubos. Um reômetro rotacional com sistema cone-placa foi utilizado para medir características reológicas de duas amostras de sangue diluído, uma iluminada com laser e a outra não iluminada. A luz de 632,8 nm, ao contrário da luz de 820 nm, consegue se distribuir até distâncias maiores do feixe laser, possibilitando que um maior volume de sangue seja tratado. A iluminação do sangue durante a CEC deve ser feita com o tubo de menor diâmetro em quatro pontos ao seu redor, em apenas uma secção do tubo, pois o sangue é mantido circulante. Foram observadas mudanças nas propriedades reológicas do sangue iluminado com o laser de 635nm, as quais devem ser mais bem entendidas para o uso em benefício do paciente submetido a CEC. / Low level laser therapy (LLLT) is a treatment used in several applications, including the reduction of inflammatory processes. It could be used to prevent the systemic inflammatory response syndrome (SIRS), which some patients develop after cardiopulmonary bypass (CPB) surgery applied to solve some heart diseases. The objectives of this study were to set an experimental arrangement to study light distribution inside scattering liquids, and determine the associated uncertainty; to use this arrangement to study light distribution inside blood, in order to implement the LLLT during CPB, and, through this study, to determine the best wavelength and the best way to perform the treatment. Possible changes on rheological properties of blood, caused by illumination with laser, were also evaluated. Lipovenos PLR, a scattering liquid, was contained inside a cuvette and an optical fiber was used to collect the scattered light. Two wavelengths were used: 632.8 nm and 820 nm. The arrangement was validated, with uncertainty of 7%, through comparison between the experimental results and Monte Carlo Method simulation previously performed. This arrangement was used to study light distribution inside blood, diluted to the same conditions of CPB procedure. Light transmission through CPB tubes walls and light distribution in blood inside CPB tubes were also evaluated. A rotational rheometer with a cone-plate system was used to test rheological properties of two blood samples, one illuminated with laser and the other non illuminated Compared to the 820 nm light, the 632.8 nm light is scattered further away from the laser beam, turning possible that a bigger volume of blood could be treated. The blood should be illuminated through the CPB tube with the smallest diameter, in four distinct points around the tube, only in one cross section of this tube, because the blood is kept passing through the tube all the time. Changes in rheological properties of blood were observed on blood illuminated with the 635 nm laser. These changes must be better understood in order to help the patient submitted to CPB.
7

Validação de simulação por Monte Carlo da interação de laser vermelho e infravermelho com emulsão lipídica para estudos de dosimetria de luz em tecidos biológicos / Validation of Monte Carlo simulation of red and infrared laser in lipid emulsion interaction to dosimetry of light in biological fissues studies

Ramos, André Luiz Oliveira 08 April 2011 (has links)
O conhecimento da dose de luz dentro do tecido biológico pode aprimorar diversos protocolos aplicados para redução da inflamação e da dor, terapia fotodinâmica e regeneração tecidual. O objetivo deste trabalho é calcular a distribuição de luz em Lipovenos 10% (Lp) por simulação de Monte Carlo, realizar medidas experimentais e comparar os resultados da simulação com os resultados experimentais para validar a simulação. O programa MCML 1.2.2 foi escolhido para simular a distribuição de luz vermelha (633 nm) e infravermelha (820 nm) em camadas cilíndricas de 2 a 12 mm e de 30 mm de espessura de Lp com diâmetros de 12 e 26 mm. Para validar a simulação um experimento foi realizado adquirindo imagens com câmera CCD da luz transmitida e da luz espalhada a 90º de cubetas de PMMA (Polimetilmetacrilato)contendo quantidades variáveis de Lp, iluminadas verticalmente com laser de HeNe ou GaAlAs. O resultado experimental mostrou que a intensidade máxima de luz transmitida decresce exponencialmente com a espessura da amostra, de maneira similar ao resultado da simulação. A atenuação de luz transmitida foi maior para luz infravermelha e em Lp de diâmetro 12 mm. Curvas gaussianas ajustadas aos resultados experimentais e simulados tiveram larguras de distribuição de luz similares e variando linearmente com a espessura de Lp até espessuras de ao menos 6 mm. Os coeficientes angulares das retas experimentais e simuladas foram compatíveis para luz vermelha em Lp de 26 mm de diâmetro, validando a simulação. Para 633 nm as diferenças entre as larguras experimentais e simuladas foram quase sempre inferiores a 1 mm e no infravermelho as maiores discrepâncias observadas (2,5 mm) foram para Lp de 26 mm de diâmetro, para 820 nm. As curvas de espalhamento obtidas por simulação de Monte Carlo são semelhantes às experimentais: a intensidade de luz espalhada aumenta até uma profundidade Zmax, em seguida decresce exponencialmente. Os valores de Zmax e os coeficientes de atenuação exponencial obtidos por simulação nem sempre foram compatíveis com os experimentais, embora as variações com o tamanho da cubeta e com o comprimento de onda tenham sido equivalentes nos resultados experimentais e simulados. Concluímos que os comportamentos dos resultados de transmissão e espalhamento de luz, da simulação e experimentais são semelhantes. / The knowledge of the dose inside the tissue can improve various protocols applied to reduction of inflammatory processes, pain relief, Photodynamic Therapy (PDT), and tissue regeneration. The aim of this work is to calculate the light distribution in Lipovenos 10% (Lp) by Monte Carlo simulation (MCS), and to do experimental measurements in order to compare both results and to validate the simulation. MCML 1.2.2-2000 code was used to simulate the red (633 nm) and infrared (820 nm) light distribution in cylindrical layers of Lp with thicknesses from 2 to 12 mm and 30 mm, and diameters of 12 and 26 mm. To validate the simulation an experiment has been carried out, using a CCD camera to acquire images of transmitted and 90° scattered light from a PMMA cuvette containing different quantities of Lp, illuminated from the top with He-Ne or GaAlAs lasers. Experimentally, it was observed that the maximum intensity of transmitted light has an exponential behavior with the sample thickness, similar to the simulation result. The attenuation of transmitted light is highest for infrared light and for Lp layers with 12 mm of diameter. Gaussian curves fitted to the experimental and to the MCS results have similar widths and the variation of the width with the Lp thickness is linear at least up to 6 mm thicknesses. As the slope of simulated and experimental results are compatible for red light in Lp layers with 26 mm of diameter, this simulation was validated. For 633 nm the differences between experimental and simulated widths are generaly below 1 mm and for infrared light the higher discrepancies (2,5 mm) were observed for Lp with 26 mm of diameter, at 820 nm. The behavior of the scattering curves obtained by MCS is similar to the experimental results: the light intensity increases until a depth Zmax of Lp, followed by an exponential attenuation. The experimental and simulated Zmax positions and attenuation coefficients are not always compatible. However, their variation with the cuvette size and with the wavelength are the same for experimental and MCS results. We conclude that the characteristics of transmission and scattering of light are similar for MCS and experimental results.
8

Validação de simulação por Monte Carlo da interação de laser vermelho e infravermelho com emulsão lipídica para estudos de dosimetria de luz em tecidos biológicos / Validation of Monte Carlo simulation of red and infrared laser in lipid emulsion interaction to dosimetry of light in biological fissues studies

André Luiz Oliveira Ramos 08 April 2011 (has links)
O conhecimento da dose de luz dentro do tecido biológico pode aprimorar diversos protocolos aplicados para redução da inflamação e da dor, terapia fotodinâmica e regeneração tecidual. O objetivo deste trabalho é calcular a distribuição de luz em Lipovenos 10% (Lp) por simulação de Monte Carlo, realizar medidas experimentais e comparar os resultados da simulação com os resultados experimentais para validar a simulação. O programa MCML 1.2.2 foi escolhido para simular a distribuição de luz vermelha (633 nm) e infravermelha (820 nm) em camadas cilíndricas de 2 a 12 mm e de 30 mm de espessura de Lp com diâmetros de 12 e 26 mm. Para validar a simulação um experimento foi realizado adquirindo imagens com câmera CCD da luz transmitida e da luz espalhada a 90º de cubetas de PMMA (Polimetilmetacrilato)contendo quantidades variáveis de Lp, iluminadas verticalmente com laser de HeNe ou GaAlAs. O resultado experimental mostrou que a intensidade máxima de luz transmitida decresce exponencialmente com a espessura da amostra, de maneira similar ao resultado da simulação. A atenuação de luz transmitida foi maior para luz infravermelha e em Lp de diâmetro 12 mm. Curvas gaussianas ajustadas aos resultados experimentais e simulados tiveram larguras de distribuição de luz similares e variando linearmente com a espessura de Lp até espessuras de ao menos 6 mm. Os coeficientes angulares das retas experimentais e simuladas foram compatíveis para luz vermelha em Lp de 26 mm de diâmetro, validando a simulação. Para 633 nm as diferenças entre as larguras experimentais e simuladas foram quase sempre inferiores a 1 mm e no infravermelho as maiores discrepâncias observadas (2,5 mm) foram para Lp de 26 mm de diâmetro, para 820 nm. As curvas de espalhamento obtidas por simulação de Monte Carlo são semelhantes às experimentais: a intensidade de luz espalhada aumenta até uma profundidade Zmax, em seguida decresce exponencialmente. Os valores de Zmax e os coeficientes de atenuação exponencial obtidos por simulação nem sempre foram compatíveis com os experimentais, embora as variações com o tamanho da cubeta e com o comprimento de onda tenham sido equivalentes nos resultados experimentais e simulados. Concluímos que os comportamentos dos resultados de transmissão e espalhamento de luz, da simulação e experimentais são semelhantes. / The knowledge of the dose inside the tissue can improve various protocols applied to reduction of inflammatory processes, pain relief, Photodynamic Therapy (PDT), and tissue regeneration. The aim of this work is to calculate the light distribution in Lipovenos 10% (Lp) by Monte Carlo simulation (MCS), and to do experimental measurements in order to compare both results and to validate the simulation. MCML 1.2.2-2000 code was used to simulate the red (633 nm) and infrared (820 nm) light distribution in cylindrical layers of Lp with thicknesses from 2 to 12 mm and 30 mm, and diameters of 12 and 26 mm. To validate the simulation an experiment has been carried out, using a CCD camera to acquire images of transmitted and 90° scattered light from a PMMA cuvette containing different quantities of Lp, illuminated from the top with He-Ne or GaAlAs lasers. Experimentally, it was observed that the maximum intensity of transmitted light has an exponential behavior with the sample thickness, similar to the simulation result. The attenuation of transmitted light is highest for infrared light and for Lp layers with 12 mm of diameter. Gaussian curves fitted to the experimental and to the MCS results have similar widths and the variation of the width with the Lp thickness is linear at least up to 6 mm thicknesses. As the slope of simulated and experimental results are compatible for red light in Lp layers with 26 mm of diameter, this simulation was validated. For 633 nm the differences between experimental and simulated widths are generaly below 1 mm and for infrared light the higher discrepancies (2,5 mm) were observed for Lp with 26 mm of diameter, at 820 nm. The behavior of the scattering curves obtained by MCS is similar to the experimental results: the light intensity increases until a depth Zmax of Lp, followed by an exponential attenuation. The experimental and simulated Zmax positions and attenuation coefficients are not always compatible. However, their variation with the cuvette size and with the wavelength are the same for experimental and MCS results. We conclude that the characteristics of transmission and scattering of light are similar for MCS and experimental results.

Page generated in 0.0928 seconds