Formación de imágenes de absorción y fluorescencia en medios turbios usando geometrı́a de reflectancia difusa

CARBONE, NICOLÁS ABEL; POMARICO, J A; IRIARTE, D I

Tucuman

Congreso; 101ª Reunión de la Asociación Física Argentina; 2016

El presente trabajo apunta al estudio del uso de luz NIR (radiación de infrarrojo cercano, por sus siglas en ingles) para la detección de neoplasias embebidas en tejido biológico de baja densidad. En geometrı́a de reflectancia, se ilumina el tejido con una fuente puntual y se forma imagen de una porción grande de la superficie libre de la cara de entrada con una cámara CCD de alta sensibilidad.Para compensar el decaimiento exponencial de la intensidad de la luz a medida que nos alejamos de la fuente, se desarrolló un procedimiento de normalización novedoso. El mismo consiste en tomar múltiples fotografı́as del medio moviendo la cámara y la fuente, manteniendo la posición relativa entre ellas. Luego, estas imágenes son combinadas para lograr un ?fondo? en el cual la presencia de la inclusión se difumina. Como una forma deaumentar el contraste entre la inhomogeneidad y el medio, también se estudió el uso de fluoróforos. En particular, la indocianina verde (ICG, en ingles) fue elegida debido a que varios estudios independientes han mostrado que su farmacocinética difiere entre tejido sano y lesiones malignas.Dada la baja relación señal-ruido que esta técnica habitualmente produce, los procedimientos de análisis deimágenes y reducción de ruido tienen un papel muy importante. Debido a esto, se Caracterizaron y modelaron las fuentes de ruido y se estudiaron diferentes técnicas para reducirlos.Sumado a esto, se desarrollo un potente y versátil algoritmo de montecarlo que simula el transporte de luz en medios turbios con fluoróforos e inhomogeneidades. Este software, que hace uso de computación paralela en GPUs, fue caracterizado y validado, resultando un aporte muy importante para el entendimiento y caracterización de la técnica presentada.Finalmente, se realizaron experimentos de laboratorio usando fantomas artificiales que representan situaciones realistas y los resultados fueron comparados con las simulaciones de montecarlo y con modelos teóricos.