Characterizing optical scattering of stable Intralipid infused tissue phantoms using Imaging sensors

Optical Tomography is a method that performs imaging through tissue using light. Contrary to tipically used techniques, such as X-rays, light does not damage human tissue but it does face a highly significant barrier which is the fact that it is heavily scattered when passing through the tissue. For this reason, it is especially important to develop new and accesible techniques that are capable of separating heavily scattered light in order to graduallyreplace techniques that are as harmful to patients as X-rays. Through this research, we performed an optical characterization of long livid stable Intralipid infused tissue phantoms, which simulate optical properties of skin tissue, by measuring scattering properties of these phantoms in a set-up using lasers at five different wavelengths (408, 532, 632, 670 and 808 nm) and a DSLR camera as an imaging sensor. The images acquired by this sensor were processed in a MATLAB program that conducted data calculation using regression análisis and obtained Anisotropy Factors and Scattering Coefficients of each sample. From this, Reduced Scattering Coefficients for the samples were obtained and found to be similar to measured coefficients in real biological tissue. Furthermore, the results showed that the Henyey-Greenstein model and the method fit efficiently the propagation of light trough turbid media, especially when considering the 632 and 670 nm wavelengths within the lasers used. La tomografía óptica es una técnica de imagenología que permite visualizar través de los ́tejidos utilizando luz. Contrario a técnicas utilizadas habitualmente, como los rayos X, la ́ luz no es perjudicial para el tejido humano, pero s ́ı enfrenta una barrera muy importante como lo es el hecho de que se dispersa en gran medida al pasar a través de ́el. Por esta ́razón, es de crucial importancia desarrollar técnicas nuevas y accesibles que sean capaces ́ de separar la luz altamente dispersada para gradualmente sustituir procedimientos nocivos e invasivos para los pacientes. A través de esta investigación, se realizó una caracterización ́óptica de modelos estables de tejido infundidos en Intralipid y de tiempo de vida extenso, ́ los cuales simulan las propiedades ópticas del tejido de la piel, al medir las propiedades ́ de dispersión de estos con ayuda de un montaje que utilizo láseres de cinco longitudes de ́ onda diferentes (408, 532, 632, 670 y 808 nm) y una cámara DSLR como sensor de imagen. ́ Las imágenes adquiridas por este sensor fueron procesadas en un código de MATLAB que ́ realizo cálculos de datos mediante el análisis de la regresión con el método de estimación ́ de mínimos cuadrados y obtuvo factores de anisotropía y coeficientes de dispersión de ́ cada muestra. De esto, se calcularon los coeficientes de dispersión reducidos para cada ́ una de ellas y se encontró que estos valores son similares a coeficientes medidos en tejido ́ biológico real. Además, los resultados mostraron que el modelo de función de fase de ́ Henyey-Greenstein y la técnica de medición utilizada ajustan eficientemente el fenómeno ́ de la propagación de la luz en medios turbios, especialmente cuando se consideran las ́ longitudes de onda de 632 y 670 nm dentro del rango de láseres usados. ́

• Autores: Aguilera Cuenca, Isabella
• Tipo de recurso: Trabajo de grado de pregrado
• Fecha de publicación: 2023
• Institución: Universidad del Valle
• Repositorio: Repositorio Digital Univalle
• Idioma: eng
• OAI Identifier: oai:bibliotecadigital.univalle.edu.co:10893/29539
• Acceso en línea: https://hdl.handle.net/10893/29539
• Palabra clave: Imagenología; Medición óptica; Óptica física; Dispersion (Fisica); Anisotropía
• Rights: openAccess
• License: Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)