Estudo de técnicas de modulação de fase para focar radiação laser em meios biológicos túrbidos

Abstract

Atualmente tem-se vindo a registar um interesse progressivo na utilização de métodos ópticos na Medicina e Biologia. Apesar dos estudos existentes conseguirem reconhecer um vasto leque de possíveis tratamentos para contrariar os efeitos de doenças cancerígenas nos pacientes, estudos recorrendo à aplicação de radiação laser como ferramenta de destruição de neoplasias de forma eficaz e com detalhe são ainda escassos, uma vez que, em áreas como a fototerapia aplicada à oncologia ou imagiologia, a elevada difusão a que a radiação luminosa é submetida pelos tecidos biológicos tem restringido o seu propósito. Esta tese apresenta um estudo sobre técnicas de manipulação de frentes de onda que visam aumentar a eficácia dos tratamentos que utilizam radiação laser para a destruição de células cancerígenas. Para a obtenção de resultados foram elaborados um conjunto de algoritmos numéricos em MATLAB® (interface) com a capacidade de receber, processar e analisar os dados originados pelas simulações em ZEMAX™. Em função da técnica abordada, os resultados foram apresentados sob a forma de gráficos de irradiância (obtidos por detetores retangulares em ZEMAX™), gráficos de pontos ou tabelas para analisar a con-vergência do algoritmo. Com estas ferramentas foi possível avaliar qual dos métodos estudados é mais eficaz na modelação da frente de onda de um feixe de radiação laser, contrariando assim os efeitos da difusão que ocorre quando a luz atravessa um meio túrbido e que dificultam a obtenção de imagem a profundidades elevadas. A modelação do feixe, para o qual foram testadas várias técnicas e algoritmos, apre-sentou resultados favoráveis uma vez que se verificou um aumento da concentração, e, portanto, melhor focagem do feixe a profundidades superiores a 1 mm no interior do meio túrbido desenvolvido com características muito similares às da pele e tecido muscular (fantoma). Qualquer um dos algoritmos desenvolvidos apresenta boas perspetivas sobre uma eventual implementação deste modelo de simulação funcional com base em ZEMAX™.