Estudio de fantomas antropomórficos de silicona para Mamografía Óptica

NOSEDA GRAU, VICTORIA; GARCÍA, HÉCTOR; IRIARTE, DANIELA INÉS; VERA, DEMIÁN; CARBONE, NICOLÁS; WAKS SERRA, MARÍA VICTORIA; JODRA, SEBASTIÁN; POMARICO, J. A.

Córdoba

Congreso; 106° Reunión Nacional de la Asociación Física Argentina; 2021

Universidad Nacional de Córdoba

En las últimas cuatro décadas la luz en el infrarrojo cercano se ha empleado como potencial herramienta para el diagnóstico en tejidos blandos y difusivos, como lo es el tejido mamario, mediante una técnica denominada Espectroscopia en el Infrarrojo Cercano (NIRS). Es especialmente útil como complemento de métodos ya establecidos, como los rayos X y el ultrasonido, ya que provee información complementaria como la composición del tejido y su oxigenación.Recientemente la técnica ha avanzado de tal forma que en el mundo se han construido varios prototipos clínicos de Mamógrafos Ópticos, que están siendo testeados tanto en laboratorio como con pacientes. Uno de estos equipos en desarrollo corresponde a una EBT originada precisamente en nuestro grupo de investigación (bionirs.com); se trata de un prototipo de mamógrafo óptico que utiliza iluminación IR de onda continua y una cámara CCD como detector, evitando además la compresión de las mamas que es característica de las mamografías convencionales.Debido a esto es de suma importancia contar con herramientas con las cuales testear, calibrar y validar los dispositivos de forma repetitiva y controlada. Tales herramientas, que deben reproducir lo más fielmente posible las características ópticas y mecánicas de los tejidos que han de emular, se denominan fantomas, y son comunes en varias ramas de la Física orientada a la Medicina.Diversos materiales han sido estudiados para la elaboración de dichos fantomas, siendo uno de los más versátiles y convenientes la silicona PDMS. Ésta tiene la ventaja de ser transparente para un rango de longitudes de onda que contiene ampliamente a la ventana terapéutica, entre 600 nm y 900 nm, en la cual los tejidos biológicos presentan mínima absorción. Además de un material de base, son necesarios elementos que modifiquen la absorción y la difusión (scattering) del material con el cual se construyen los fantomas para poder reproducir las características ópticas del tejido a emular; normalmente se emplea toner de impresoras láser para controlar la absorción y dióxido de titanio (TiO2) para variar el scattering. Sin embargo, este último material presenta grandes problemas, como dificultad para integrarse al medio huésped y consecuente sedimentación en el curado final del fantoma.En este trabajo presentamos una forma novedosa para la construcción de los fantomas para Mamografía Óptica. En base a silicona PDMS, con el añadido de fluido de siliconas actuando como diluyente, elaboramos un fantoma de geometría y dureza tal que se comporta tanto óptica como mecánicamente de forma similar a un seno. Además, hemos encontrado un material novedoso, pintura acrílica, para aumentar el scattering de las muestras, que evita los grandes inconvenientes que poseen los materiales empleados normalmente. Estos fantomas han sido construidos tanto homogéneos como inhomogeneos, conteniendo inclusiones, para simular tejido mamario sano o enfermo, respectivamente. Como beneficio extra, tanto por su durabilidad (son no perecederos) como por su forma pueden ser empleados, con inclusiones de otros materiales, para estudios mediante ultrasonido, con lo cual se puede comparar los resultados obtenidos mediante la Mamografía Óptica con una técnica ya establecida. Para validar los fantomas se han evaluado tanto sus propiedades ópticas (índice de refracción, coeficiente de absorción y reducido de scattering), mediante reflectancia y transmitancia difusa resuelta en el tiempo, como sus características mecánicas por medio de ensayos de compresión sobre muestras preparadas ad hoc. Los resultados comprueban que estos fantomas simulan correctamente un seno tanto mecánica como ópticamente.