Monte Carlo simulations to investigate light coupling with optical skin phantom (2021)
- Authors:
- Autor USP: FORTUNATO, THEREZA CURY - IFSC
- Unidade: IFSC
- Sigla do Departamento: FCM
- Subjects: LUZ; MÉTODO DE MONTE CARLO; FOTOTERAPIA
- Keywords: Distribuição de luz; Fotodiagnóstico; Light distribution; Meios túrbidos; Monte Carlo eXtreme; Monte Carlo simulations; Photodiagnosis; Phototherapies; Simulações de Monte Carlo; Turbid media
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: Os efeitos observados durante a interação da luz com os mais diversos tecidos biológicos tornam a luz uma ferramenta interessante tanto para fins diagnósticos quanto terapêuticos. Para que uma determinada técnica ótica biomédica tenha sucesso, é essencial conhecer e compreender como de com a luz interage com o tecido-alvo. Medidas experimentais, modelagem teórica e simulações computacionais são amplamente utilizadas para melhorar a compreensão de como a luz pode interagir com um tecido. As simulações de Monte Carlo são consideradas ferramentas importantes e confiáveis para estudos detalhados sobre a propagação da luz no tecido. Sabe-se que para analisar a propagação da luz em tecidos biológicos devemos levar em consideração diversos fatores, como propriedades ópticas do tecido, características da fonte de luz, rugosidade da interface e composição do tecido iluminado. Neste contexto, nesta tese foi utilizado um método de simulação computacional otimizado, Monte Carlo eXtreme (MCX), para prever as mudanças na propagação do feixe de luz com o comprimento de onda de 630 nm quando uma camada de um material transparente com diferentes índices de refração e espessuras é adicionada entre o ar e a superfície de um meio túrbido homogêneo (phantom da derme humana) e de um multicamadas (phantom da pele humana). Exploramos os efeitos causados pelo material transparente quando o ângulo de incidência do feixe de luz era variado e quando fontes múltiplas são combinadas. Por último, oíndice de refração do material foi extrapolado a fim de obter um objeto semelhante a um espelho na superfície do phantom de pele. As simulações demonstraram que as estruturas e propriedades ópticas do phantom, bem como a geometria do feixe de luz incidente (ângulo de incidência) influenciam fortemente a propagação da luz e que usando um material transparente entre o ar e o phantom podemos criar um campo de iluminação mais uniforme, no entanto, os efeitos observados também dependem da espessura desse material e do índice de refração. O objeto semelhante a espelho também levou a uma mudança significativa no fluxo de fótons. Os resultados observados são devidos, em grande parte, aos fenômenos de refração e reflexão interna total da luz espalhada no phantom. Os resultados apresentados mostraram que o MCX é uma ferramenta útil em estudos mais fundamentais para um melhor entendimento da propagação da luz em tecidos biológicos de acordo com diferentes estratégias de irradiação. Também pode ajudar a traçar o caminho para a personalização da dosimetria da luz na clínica
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2021
- Data da defesa: 26.01.2021
-
ABNT
FORTUNATO, Thereza Cury. Monte Carlo simulations to investigate light coupling with optical skin phantom. 2021. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2021. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-02092021-160416/. Acesso em: 23 abr. 2024. -
APA
Fortunato, T. C. (2021). Monte Carlo simulations to investigate light coupling with optical skin phantom (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-02092021-160416/ -
NLM
Fortunato TC. Monte Carlo simulations to investigate light coupling with optical skin phantom [Internet]. 2021 ;[citado 2024 abr. 23 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-02092021-160416/ -
Vancouver
Fortunato TC. Monte Carlo simulations to investigate light coupling with optical skin phantom [Internet]. 2021 ;[citado 2024 abr. 23 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-02092021-160416/ - Imagens de refletância difusa para detecção de inclusões absorvedoras em meio espalhador
- Distribuição de luz na pele com um objeto refletivo em sua superfície usando simulações de Monte Carlo
- Influência dos aspectos físicos da superfície de tecidos biológicos no acoplamento da luz incidente
- Energy analysis of PDT using thermography during the treatment of basal cell carcinoma
- Use of dermograph for improvement of PpIX precursor's delivery in photodynamic therapy: experimental and clinical pilot studies
- In vivo and in silico study of photodynamic necrosis volume in rat liver
How to cite
A citação é gerada automaticamente e pode não estar totalmente de acordo com as normas
