"La tomografía óptica difusa es una técnica de monitoreo no invasivo para tejidos gruesos. Se ha estudiado y desarrollado esta técnica para obtener imágenes de tejido con grosores mayores a 1 cm, sin embargo en la actualidad su uso clínico es limitado. En los últimos años se ha presentado un importante desarrollo en las técnicas de diagnóstico biomédicas que generan imágenes a partir del principio de la interacción radiación-tejido. El objetivo de este trabajo de tesis es hacer una contribución en el campo de las técnicas de diagnóstico no invasivo. Como primer punto describimos los fenómenos de interacción de la radiación con el tejido a través de una muestra biológica y también describimos las técnicas de tomografía óptica difusa y fotopletismografía de imágenes. Después presentamos simulaciones de Montecarlo que permiten identificar la propagación tanto de fotones balísticos a través de una muestra como de fotones retroesparcidos al interior del tejido, en ambos casos las simulaciones nos permiten extraer de manera apropiada los parámetros ópticos de las muestras de tejido simuladas. Más adelante proponemos un método para medir las variaciones de densidad óptica en tejidos biológicos, presentamos el desarrollo matemático que lo sustenta y un procedimiento experimental basado en un interferómetro Mach-Zehnder. Luego presentamos un estudio sobre fotopletismografía de imágenes y su capacidad para obtener información sub-superficial de la piel con el fin de lograr mapas de perfusión sanguínea e incluso mapas de saturación de oxígeno. Finalmente presentamos las conclusiones generales del trabajo, demostrando la viabilidad de un sistema avanzado de diagnóstico óptico no invasivo."