Determinação das propriedades ópticas estáticas e dinâmicas em tecidos biológicos com simulação Monte Carlo

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Forero Torres, Edwin Johan, 1987-
Data de Publicação: 2015
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1627382
Resumo: Orientador: Rickson Coelho Mesquita
id UNICAMP-30_699d5e753a3cff6a52fc8a4df5882f58
oai_identifier_str oai::962016
network_acronym_str UNICAMP-30
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository_id_str
spelling Determinação das propriedades ópticas estáticas e dinâmicas em tecidos biológicos com simulação Monte CarloDetermination of static and dynamics properties of biological tissues with Monte Carlo simulationMétodo de Monte CarloEspectroscopia ótica de difusãoAlgoritmosMonte Carlo methodDiffuse optical spectroscopyAlgorithmsOrientador: Rickson Coelho MesquitaDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb WataghinResumo: As técnicas de espectroscopia de difusão tais como a espectroscopia óptica de difusão (DOS) e a espectroscopia de correlação de difusão (DCS) permitem estudar as propriedades ópticas (ou estáticas) e dinâmicas, respectivamente, de meios turvos como o tecido biológico. Em geral, nestas técnicas se usam modelos de difusão da luz em meios turvos para estimar a intensidade da luz espalhada ou sua flutuação pelo meio, e através da comparação com dados experimentais, quantificar a concentração e o deslocamento quadrático médio das moléculas absorvedoras e espalhadoras que compõem os tecidos. No entanto, por serem técnicas relativamente recentes se conhece pouco em relação à propagação da luz em meios com diferentes geometrias, particularmente em relação com as propriedades dinâmicas. Por essa razão, para obter tais propriedades com estas técnicas é necessário assumir algumas características dos tecidos tais como homogeneidade e geometrias simples que nem sempre são correspondentes à situação real, o que pode ocasionar erros nas estimativas das propriedades. Nos últimos anos, os algoritmos de Monte Carlo têm sido cada vez mais usados para analisar a propagação da luz através de meios turvos, entre outras coisas porque envolvem poucas hipóteses e permitem simular meios com alto grau de heterogeneidade. Assim, este projeto propôs o estudo de simulações de Monte Carlo no problema de propagação da luz no tecido biológico, adaptando e modificando o algoritmo livre para download chamado mcxyz. Este estudo se enfocou em meios com geometrias semi-infinita e de duas camadas. Neste projeto também se estabeleceu uma metodologia para a obtenção das propriedades ópticas e dinâmicas de tecidos biológicos, implementando um algoritmo genético para o caso estático e um algoritmo de Levenberg-Marquardt para o caso dinâmico. Estes algoritmos foram testados sobre as medidas de DOS e DCS feitas na cabeça de voluntários sadios, comparando os resultados obtidos com os resultados encontrados pelas técnicas convencionais para meios semi-infinito e de duas camadas. Palavras-chaves: Monte Carlo, Espectroscopia de Difusão, Algoritmos de otimizaçãoAbstract: Diffusion spectroscopy techniques such as optical diffusion spectroscopy (DOS) and diffusion correlation spectroscopy (DCS) allow to study the optical (or static) properties and dynamic respectively, of turbid media such as biological tissue. In general, in these techniques, difusse light models of turbid media are used to estimate the intensity of scattered light or a fluctuation in the middle and through comparison with experimental data, to quantify the concentration and the mean square displacement of the absorbing and scattering molecules which comprise tissues. However, recent techniques being relatively little is known regarding the propagation of light in media with different geometries, particularly in relation to the dynamic properties. For this reason, for such properties with these techniques it is needed to take some tissue characteristics such as homogeneity and simple geometries that are not always correspond to the real situation, which can lead to errors in estimates of property. In recent years, Monte Carlo algorithms have been increasingly used to analyze the light propagation through turbid media, among other things because they involve little hypothesis and allowing to simulate media with a high degree of heterogeneity. Thus, this project proposes the study of Monte Carlo simulations on the problem of propagation of light in biological tissue, adapting and modifying the algorithm to free download called mcxyz. This study is focused on media with semi-infinite geometries and two layers. This project also established a methodology to obtain the optical and dynamic properties of biological tissues, implementing genetic algorithms to the static case and Lenverberg Maquerest algorithm for dynamic case. These algorithms were tested on the DCS and DOS measurements made in head volunteers, comparing the results obtained with results obtained by conventional techniques for semi-infinite and two layers media. Keywords: Monte Carlo, Diffusion Spectroscopy, Optimization AlgorithmsMestradoFísicaMestre em FísicaCAPES119701-7/2013[s.n.]Mesquita, Rickson Coelho, 1982-Fernández-Varea, José MaríaBernal Rodriguez, Mario AntonioUniversidade Estadual de Campinas. Instituto de Física Gleb WataghinPrograma de Pós-Graduação em FísicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASForero Torres, Edwin Johan, 1987-2015info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf134 p. : il.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1627382FORERO TORRES, Edwin Johan. Determinação das propriedades ópticas estáticas e dinâmicas em tecidos biológicos com simulação Monte Carlo. 2015. 134 p. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1627382. Acesso em: 15 mai. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/962016porreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2019-06-10T13:39:57Zoai::962016Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2019-06-10T13:39:57Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
dc.title.none.fl_str_mv Determinação das propriedades ópticas estáticas e dinâmicas em tecidos biológicos com simulação Monte Carlo
Determination of static and dynamics properties of biological tissues with Monte Carlo simulation
title Determinação das propriedades ópticas estáticas e dinâmicas em tecidos biológicos com simulação Monte Carlo
spellingShingle Determinação das propriedades ópticas estáticas e dinâmicas em tecidos biológicos com simulação Monte Carlo
Forero Torres, Edwin Johan, 1987-
Método de Monte Carlo
Espectroscopia ótica de difusão
Algoritmos
Monte Carlo method
Diffuse optical spectroscopy
Algorithms
title_short Determinação das propriedades ópticas estáticas e dinâmicas em tecidos biológicos com simulação Monte Carlo
title_full Determinação das propriedades ópticas estáticas e dinâmicas em tecidos biológicos com simulação Monte Carlo
title_fullStr Determinação das propriedades ópticas estáticas e dinâmicas em tecidos biológicos com simulação Monte Carlo
title_full_unstemmed Determinação das propriedades ópticas estáticas e dinâmicas em tecidos biológicos com simulação Monte Carlo
title_sort Determinação das propriedades ópticas estáticas e dinâmicas em tecidos biológicos com simulação Monte Carlo
author Forero Torres, Edwin Johan, 1987-
author_facet Forero Torres, Edwin Johan, 1987-
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Mesquita, Rickson Coelho, 1982-
Fernández-Varea, José María
Bernal Rodriguez, Mario Antonio
Universidade Estadual de Campinas. Instituto de Física Gleb Wataghin
Programa de Pós-Graduação em Física
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
dc.contributor.author.fl_str_mv Forero Torres, Edwin Johan, 1987-
dc.subject.por.fl_str_mv Método de Monte Carlo
Espectroscopia ótica de difusão
Algoritmos
Monte Carlo method
Diffuse optical spectroscopy
Algorithms
topic Método de Monte Carlo
Espectroscopia ótica de difusão
Algoritmos
Monte Carlo method
Diffuse optical spectroscopy
Algorithms
description Orientador: Rickson Coelho Mesquita
publishDate 2015
dc.date.none.fl_str_mv 2015
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://hdl.handle.net/20.500.12733/1627382
FORERO TORRES, Edwin Johan. Determinação das propriedades ópticas estáticas e dinâmicas em tecidos biológicos com simulação Monte Carlo. 2015. 134 p. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1627382. Acesso em: 15 mai. 2024.
url https://hdl.handle.net/20.500.12733/1627382
identifier_str_mv FORERO TORRES, Edwin Johan. Determinação das propriedades ópticas estáticas e dinâmicas em tecidos biológicos com simulação Monte Carlo. 2015. 134 p. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1627382. Acesso em: 15 mai. 2024.
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/962016
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
134 p. : il.
dc.publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
instname_str Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron_str UNICAMP
institution UNICAMP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.mail.fl_str_mv sbubd@unicamp.br
_version_ 1799138519911759872

Registros relacionados