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Document type: Tese
Access type: Acesso Aberto
Title: Aplicação da técnica da imagem no domínio da frequência espacial para mapeamento óptico em profundidades do tecido epitelial voltada para o diagnóstico de lesões
Alternate title (s): Application of the spatial frequency domain imaging technique for depth optical mapping of epithelial tissue aimed at the diagnosis of lesions
Author: Mendes, Ana Caroline Moreira
First Advisor: Monte, Adamo Ferreira Gomes do
First member of the Committee: Almeida, Gustavo Foresto Brito de
Second member of the Committee: Junior, Luismar Barbosa da Cruz
Third member of the Committee: Souza, Fabrício Macedo de
Fourth member of the Committee: Alves, Guilherme Azevedo
Summary: Nesta tese, investigamos o uso da técnica de Imagem no Domínio da Frequência Espacial ou Spatial Frequency Domain Imaging (SFDI) e da Esfera Integradora para caracterizar as propriedades ópticas de fantomas contendo Nanopartículas de Ouro (NpAu) e, adicionalmente, de Ftalocianina de Zinco (ZnPc). Para isso, utilizamos filtros de 650 nm, caracterizando os fantomas em diferentes frequências espaciais e profundidades. Como resultado, observamos que os coeficientes de absorção medidos (μₐmed) variaram com a concentração e a profundidade, diminuindo com o aumento da profundidade devido à atenuação da luz e aumentando com a frequência espacial até um ponto ótimo em 0,1 mm⁻¹. Além disso, derivamos uma expressão matemática para estimar a profundidade de penetração da luz a partir dos coeficientes obtidos. Ademais, a comparação com os coeficientes de absorção esperados mostrou que os valores medidos são geralmente maiores, possivelmente devido a variações experimentais. Assim, a técnica SFDI mostrou-se eficaz até 3,0 mm de profundidade, validando sua aplicabilidade no mapeamento óptico de tecidos biológicos. Em conclusão, os principais achados destacam a robustez do SFDI na análise de fantomas com NpAu, contribuindo para o avanço de técnicas de diagnóstico não invasivo em óptica biomédica.
Abstract: In this thesis, we investigated the use of the Spatial Frequency Domain Imaging (SFDI) technique and the Integrating Sphere to characterize the optical properties of phantoms containing Gold Nanoparticles (NpAu) and, additionally, Zinc Phthalocyanine (ZnPc). To this end, we used 650 nm filters, characterizing the phantoms at different spatial frequencies and depths. As a result, we observed that the measured absorption coefficients (μₐmed) varied with concentration and depth, decreasing with increased depth due to light attenuation and increasing with spatial frequency up to an optimal point at 0.1 mm⁻¹. Furthermore, we derived a mathematical expression to estimate the light penetration depth from the obtained coefficients. Moreover, the comparison with the expected absorption coefficients showed that the measured values are generally higher, possibly due to experimental variations. Thus, the SFDI technique proved effective up to a depth of 3.0 mm, validating its applicability in the optical mapping of biological tissues. In conclusion, the main findings highlight the robustness of SFDI in analyzing phantoms with NpAu, contributing to the advancement of non-invasive diagnostic techniques in biomedical optics.
Keywords: Imagem no Domínio da Frequência Espacial
Fantomas
Nanopartículas de Ouro
Spatial Frequency
Domain Imaging
Phantoms
Gold Nanoparticles
Zinc Phthalocyanine
Integrating Sphere
Absorption Coefficient
Optical Diagnosis
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
Subject: Física
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Física
Quote: MENDES, Ana Caroline Moreira. Aplicação da técnica da imagem no domínio da frequência espacial para mapeamento óptico em profundidades do tecido epitelial voltada para o diagnóstico de lesões. 2025. 149 f. Tese (Doutorado em Física) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2025. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2025.12.
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.te.2025.12
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/44732
Date of defense: 13-Dec-2024
Sustainable Development Goals SDGs: ODS::ODS 3. Saúde e bem-estar - Assegurar uma vida saudável e promover o bem-estar para todos, em todas as idades.
Appears in Collections:TESE - Física

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