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Avaliação não invasiva da difusão de agentes de transparência em tecidos

2022Master thesis Restricted access
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dc.contributor.advisorOliveira, Luís Manuel Couto de
dc.contributor.authorPinheiro, Maria do Rosário Santos
dc.date.accessioned2022-07-18T09:52:31Z
dc.date.embargo2025-07-07
dc.date.issued2022
dc.description.abstractOs tratamentos de transparência em tecidos biológicos têm sido objeto de estudo nos últimos anos, com resultados promissores para auxiliar no diagnóstico e tratamento de patologias. Tais tratamentos permitem aumentar a qualidade do sinal obtido a maiores profundidades, de forma inofensiva e reversível. O estudo dos mecanismos implícitos nestes tratamentos é essencial para a sua aplicação clínica, pelo que estudos com diversos agentes de transparência têm sido feitos em vários tecidos biológicos. Geralmente, o método utilizado para a obtenção das propriedades de difusão destes agentes, que permitem caracterizar estes mecanismos, utiliza uma montagem experimental de carácter invasivo. Isto surge da necessidade de medir a transmitância colimada do tecido em estudo, pelo que a aplicabilidade in vivo fica limitada. Ao utilizar medições à refletância, o procedimento será mais simples e menos invasivo. O conceito não invasivo é cada vez mais pertinente no mundo da saúde, dada a necessidade de utilizar ferramentas cada vez menos prejudiciais. Como tal, realizando medições com transmitância colimada e medições com refletância difusa, o presente estudo teve como objetivo validar o formalismo matemático aplicado para as medições à refletância, através das medições à transmitância. Para tal, foi utilizada a sacarose, um açúcar com aplicabilidade comprovada em tratamentos de transparência, mas ainda sem dados referentes às suas propriedades de difusão, e o tecido músculo-esquelético. Dos três mecanismos presentes num tratamento de transparência, a desidratação do tecido, a adaptação de índices de refração e a dissociação de proteínas, os dois primeiros foram estudados, permitindo a caracterização da difusão da água e da sacarose, respetivamente, neste tecido. Para as medições de transmitância colimada, o tempo de difusão da água foi 62,10 s e o seu coeficiente de difusão foi 1,758×10-6 cm2 /s. Já o tempo de difusão da sacarose foi 259,99 s e o seu coeficiente foi 4,867×10-7 cm2 /s. Para as medições de refletância difusa, o tempo de difusão da água foi 63,09 s e o coeficiente foi 1,714×10-6 cm2 /s. Já o tempo de difusão da sacarose foi 260,84 s e o coeficiente foi 4,854×10-7 cm2 /s. Dada a semelhança dos resultados obtidos para os dois métodos óticos, foi possível validar o procedimento experimental e de cálculo adotado para as medições de refletância difusa.pt_PT
dc.description.abstractOptical clearing treatments in biological tissues have been subject of study in the past years, with results that promise to aid optical techniques for diagnosis and treatment of pathologies. Such treatments allow to increase the quality of the signal obtained at greater depths, in a harmless and reversible way. The study and characterization of the optical clearing mechanisms is essential for clinical applicability, so studies have been conducted using various optical clearing agents in various biological tissues. Usually, the method used to obtain the diffusion properties of these agents, which allow these mechanisms to be characterized, uses an experimental set-up with an invasive nature. This arises from the need to measure the collimated transmittance of the tissue under study, so the in vivo applicability is limited. By using reflectance measurements, the procedure will be simpler and less invasive. The non-invasive concept is increasingly pertinent in the healthcare world, given the need to use less and less harmful tools. As such, by performing collimated transmittance measurements and diffuse reflectance measurements, the present study aimed to validate the mathematical formalism applied for reflectance measurements by means of transmittance measurements. To this end, saccharose, a sugar with proven optical clearing potential, but with no data regarding its diffusion properties, and skeletal muscle tissue were used. Of the three mechanisms present in an optical clearing treatment, tissue dehydration, refractive index matching and protein dissociation, the first two were studied, allowing the characterization of water and saccharose diffusion, respectively, in this tissue. For the collimated transmittance measurements, the diffusion time of water was 62.10 s, and its diffusion coefficient was 1.758×10-6 cm2 /s. In contrast, the diffusion time of saccharose was 259.99 s, and its coefficient was 4.867×10-7 cm2 /s. For the diffuse reflectance measurements, the diffusion time of water was 63.09 s, and the coefficient was 1.714×10-6 cm2 /s. The diffusion time of saccharose was 260.84 s, and the coefficient was 4.854×10-7 cm2 /s. Given the similarity of the results obtained for the two optical methods, it was possible to validate the experimental and calculation procedure adopted for the diffuse reflectance measurements.pt_PT
dc.identifier.tid203037723pt_PT
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/10400.22/20683
dc.language.isoporpt_PT
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/pt_PT
dc.subjectTecido músculo-esqueléticopt_PT
dc.subjectSacarosept_PT
dc.subjectTransparência óticapt_PT
dc.subjectTransmitância colimadapt_PT
dc.subjectRefletância difusapt_PT
dc.subjectCoeficiente de difusãopt_PT
dc.subjectDesidrataçãopt_PT
dc.subjectAdaptação de índices de refraçãopt_PT
dc.subjectSkeletal muscle tissuept_PT
dc.subjectSaccharosept_PT
dc.subjectOptical clearingpt_PT
dc.subjectCollimated transmittancept_PT
dc.subjectDiffuse reflectancept_PT
dc.subjectDiffusion coefficientpt_PT
dc.subjectDehydrationpt_PT
dc.subjectRefractive index matchingpt_PT
dc.titleAvaliação não invasiva da difusão de agentes de transparência em tecidospt_PT
dc.typemaster thesis
dspace.entity.typePublication
rcaap.rightsclosedAccesspt_PT
rcaap.typemasterThesispt_PT
thesis.degree.nameMestrado em Engenharia Biomédicapt_PT

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