Tesis
Sistema de medición de reflectancia difusa resuelta espacialmente para la caracterización de tejidos.
Fecha
2017-09-06Registro en:
Morales López Orestes Mario. Título. Tesis (Maestría en Ciencias en Ingeniería electrónica). Ciudad de México, Instituto Politécnico Nacional, Sección de Estudios de Posgrado e Investigación, Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Unidad Zacatenco. 2017. 136 p.
Autor
Morales López, Orestes Mario
Institución
Resumen
la radiación solar. El método de clasificación de Fitzpatrick es el más utilizado, sin
embargo este es subjetivo porque se basa la interpretación por parte del especialista
de las características físicas del paciente. Debido a que la caracterización del tipo de
piel es necesaria para la determinación de las dosis adecuadas de radiación durante
la fototerapia y la terapia fotodinámica se propone el desarrollo de un sistema que
permita determinar las propiedades ópticas de la piel como base para un sistema de
clasificación objetivo y cuantizable.
En este trabajo se presenta el diseño y construcción de un sistema que determina los
coeficientes de absorción y esparcimiento reducido de la piel a partir de la medición de
la reflectancia difusa resuelta espacialmente.
El sistema consta de un gabinete, una punta de exploración, un sistema de medición de presión y un software de control. El principio de funcionamiento del sistema consiste
en la irradiación del tejido mediante fibras ópticas con luz láser de 650 nm de longitud
de onda y la medición de la luz reemitida por el tejido mediante una fibra óptica de
captura para obtener la curva de reflectancia difusa resuelta espacialmente. A partir
de los puntos experimentales y la implementación de una red neuronal artificial se
determinan los coeficientes de absorción y esparcimiento reducido del tejido.
El sistema de medición de reflectancia difusa emplea el método de la detección sincrónica de doble fase para medir la señal de luz reemitida por el tejido, en ambientes con altos niveles de ruido electromagnético y luminoso. Para utilizar esta técnica se desarrollaron circuitos impresos particularizados, que sustituyen la necesidad de equipos de laboratorio voluminosos y caros, que son poco apropiados para el ambiente clínico. El sistema cuenta con un controlador para láseres que permite la irradiación del tejido con una señal modulada de forma secuencial a través de las fibras ópticas de iluminación. El módulo de detección está compuesto por un fotodiodo y un circuito de preamplificación que permite detectar señales con una potencia radiante del orden de los nW.
La red neuronal artificial implementada en el software de control fue entrenada a partir
de tejidos sintéticos con coeficientes ópticos conocidos en cuyo rango se incluyen las
propiedades ópticas de la piel humana. Se obtuvo como resultado un error del 7% en
la determinación de μ0s y un error del 15% para μa. La validación del sistema se realizó
I mediante la medición de la reflectancia difusa en la piel de un fototipo III ejerciendo
diferentes presiones. Las mediciones realizadas arrojaron que 26 cm−1 < μ0
s <44 cm−1 y 0,4 cm−1 < μa <0,6 cm−1 para la piel del fototipo, rangos que se encuentran dentro de los reportados en la literatura.