Estudio de medios difusivos con heterogeneidades de bajo scattering: detección y caracterización óptica en 3D

Abstract

En esta tesis se presenta el estudio de medios difusivos que contienen heterogeneidades localizadas traslúcidas, es decir, no difusivas. La peculiaridad de los tejidos blandos de permitir a la luz de longitud de onda dentro de una ventana entre los 600 a 1000 nanómetros a penetrarlos algunos centímetros, hace a esta radiación en el infrarrojo cercano una herramienta no invasiva con potencial uso en estudios médicos. Sin embargo, estos tejidos no permiten la propagación de luz en este rango espectral en forma rectilínea, sino que se presentan como difusivos, deteriorándose así la resolución espacial de las imágenes que pueden obtenerse de ellos. De esta forma es necesario desarrollar técnicas experimentales y estrategias de análisis de datos especí cas para poder obtener información óptica de los mismos. A lo largo de la tesis se presentará tanto un análisis topográ co, con resolución en dos dimensiones, como tomográ co, el que permite una reconstrucción de todo el volumen bajo estudio. Es de particular interés para este trabajo la aplicación a la mamografía, dado que el tejido mamario puede sufrir diferentes tipos de lesiones, tales como tumores o quistes. El estudio se realiza sobre fantomas, que son émulos de tejido que imitan sus propiedades ópticas y que contienen inclusiones que representan tumores y/o quistes, con la nalidad principal de estudiar cómo es la in uencia de este último tipo de alteraciones, cuyas características ópticas son no difusivas, inmersas en medios difusivos, sobre las imágenes ópticas y el transporte de la luz en estos medios. El principal objetivo de este trabajo se centra en la localización 3D y caracterización óptica de heterogeneidades traslúcidas en medios turbios, y se enmarca dentro de uno de los objetivos generales del grupo de Óptica Biomédica (IFAS-CIFICEN-UNCPBA) orientado al desarrollo de técnicas ópticas, como es la tomografía óptica difusa, y al desarrollo de algoritmos que permitan reconstruir estos tejidos con diferentes tipos de heterogeneidades, ya sean quistes o tumores.