Validação de simulação por Monte Carlo da interação de laser vermelho e infravermelho com emulsão lipídica para estudos de dosimetria de luz em tecidos biológicos

• Autor(a) principal: Ramos, André Luiz Oliveira
• Data de Publicação: 2011
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-29092011-135813/
• topic: Distribuição de luz em meios espalhadores; Dosimetria; Dosimetry; Laser; Laser; Light distribution in scattering medium; Monte Carlo; Monte Carlo

O conhecimento da dose de luz dentro do tecido biológico pode aprimorar diversos protocolos aplicados para redução da inflamação e da dor, terapia fotodinâmica e regeneração tecidual. O objetivo deste trabalho é calcular a distribuição de luz em Lipovenos 10% (Lp) por simulação de Monte Carlo, realizar medidas experimentais e comparar os resultados da simulação com os resultados experimentais para validar a simulação. O programa MCML 1.2.2 foi escolhido para simular a distribuição de luz vermelha (633 nm) e infravermelha (820 nm) em camadas cilíndricas de 2 a 12 mm e de 30 mm de espessura de Lp com diâmetros de 12 e 26 mm. Para validar a simulação um experimento foi realizado adquirindo imagens com câmera CCD da luz transmitida e da luz espalhada a 90º de cubetas de PMMA (Polimetilmetacrilato)contendo quantidades variáveis de Lp, iluminadas verticalmente com laser de HeNe ou GaAlAs. O resultado experimental mostrou que a intensidade máxima de luz transmitida decresce exponencialmente com a espessura da amostra, de maneira similar ao resultado da simulação. A atenuação de luz transmitida foi maior para luz infravermelha e em Lp de diâmetro 12 mm. Curvas gaussianas ajustadas aos resultados experimentais e simulados tiveram larguras de distribuição de luz similares e variando linearmente com a espessura de Lp até espessuras de ao menos 6 mm. Os coeficientes angulares das retas experimentais e simuladas foram compatíveis para luz vermelha em Lp de 26 mm de diâmetro, validando a simulação. Para 633 nm as diferenças entre as larguras experimentais e simuladas foram quase sempre inferiores a 1 mm e no infravermelho as maiores discrepâncias observadas (2,5 mm) foram para Lp de 26 mm de diâmetro, para 820 nm. As curvas de espalhamento obtidas por simulação de Monte Carlo são semelhantes às experimentais: a intensidade de luz espalhada aumenta até uma profundidade Zmax, em seguida decresce exponencialmente. Os valores de Zmax e os coeficientes de atenuação exponencial obtidos por simulação nem sempre foram compatíveis com os experimentais, embora as variações com o tamanho da cubeta e com o comprimento de onda tenham sido equivalentes nos resultados experimentais e simulados. Concluímos que os comportamentos dos resultados de transmissão e espalhamento de luz, da simulação e experimentais são semelhantes.