Desenvolvimento de uma nova análise de speckle OCT aplicada ao estudo de processos dinâmicos em dispositivos microfluídicos e em modelo animal

• Processo: 19/19465-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2020
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2021
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Biomédica
• Pesquisador responsável: Anderson Zanardi de Freitas
• Beneficiário: Lucas Ramos de Pretto
• Instituição Sede: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 13/26113-6 - Microusinagem com laser de pulsos ultracurtos aplicada na produção e controle de circuitos optofluídicos, AP.TEM
• Assunto(s): Instrumentos odontológicos Speckle Tomografia de coerência óptica Angiografia Lasers de femtossegundos Modelos animais
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Angiografia | fluxometria | neurofotonica | Speckle | tomografia por coerência óptica | Instrumentação Odontológica e médico hospitalar

Resumo

A análise de flutuações do padrão de speckle na intensidade do sinal da Tomografia de Coerência Óptica (OCT) é utilizada para obter informações de microfluxos. Esse tipo de análise tem potencial aplicação no campo biomédico tanto para a fabricação de dispositivos microfluídicos quanto para fins diagnósticos. O uso de microfluídica em aplicações biomédicas apresenta vantagens como a possibilidade de integrar diversos processos diferentes em um único dispositivo microfluídico - podendo simular funções biológicas complexas, como a rede microvascular. Entretanto, o desenvolvimento desses microcircuitos exige um projeto adequado dos microcanais, para criar características específicas, como distribuição de velocidades de fluxo e fluxos turbulentos. Poucas técnicas são capazes de inspecionar a dinâmica de fluxo dentro dos microcanais com sensibilidade e resolução suficientes. Técnicas baseadas em speckle OCT permitem a aquisição sem contato de dados microfluídicos tridimensionais. Propõe-se, assim, a investigação não-invasiva da dinâmica e caracterização de microfluxos usando uma nova abordagem para análise de autocorrelação do speckle em OCT, fornecendo um mecanismo de feedback para o desenvolvimento de microcircuitos que seja rápido e confiável. Nosso objetivo é estabelecer uma metodologia de feedback para fabricação de microcanais usando pulsos de laser de femtossegundos. Speckle OCT também é amplamente utilizado em aplicações biológicas in vivo, para investigações angiográficas. Entre elas, o estudo das alterações vasculares devido à ativação funcional no cérebro. As flutuações vasculares induzidas possuem uma dinâmica temporal rápida, porém flutuações lentas (como o chamado sinal óptico intrínseco) também podem apresentar informações relevantes sobre a atividade cerebral. A amostragem de aquisição (espacial e temporal) desempenha, então, um papel crítico na forma como as flutuações podem ser analisadas, uma vez que filtros de frequência são intrinsecamente aplicados, e os tamanhos de speckle e voxel impactam na dinâmica detectável. Propõe-se, portanto, o estudo sobre diferentes dinâmicas cerebrais que ocorrem in vivo sob diferentes condições de amostragem, analisando os efeitos de filtragem espacial e temporal no speckle de OCT, e como podem ser usados para melhorar a análise e mapeamento de respostas a estímulos no cérebro. Aliada a nossa nova análise de autocorrelação, essa investigação pode permitir o desenvolvimento de novas técnicas diagnósticas. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

IMAMURA, MARTA; MIRISOLA, ALINE ROSSETTI; RIBEIRO, FERNANDO DE QUADROS; DE PRETTO, LUCAS RAMOS; ALFIERI, BIO MARCON; DELGADO, VINICIUS RAMOS; BATTISTELLA, LINAMARA RIZZO. Rehabilitation of patients after COVID-19 recovery: An experience at the Physical and Rehabilitation Medicine Institute and Lucy Montoro Rehabilitation Institute. Clinics, v. 76, 2021. (19/19465-0)

DE PRETTO, LUCAS RAMOS; AMARAL, MARCELLO MAGRI; DE FREITAS, ANDERSON ZANARDI; RAELE, MARCUS PAULO. Nondestructive evaluation of fused filament fabrication 3D printed structures using optical coherence tomography. RAPID PROTOTYPING JOURNAL, v. 26, n. 10, p. 1853-1860, NOV 3 2020. (17/21851-0, 15/15775-3, 19/19465-0, 18/20226-7)

BATTISTELLA, LINAMARA RIZZO; IMAMURA, MARTA; DE PRETTO, LUCAS RAMOS; VAN CAUWENBERGH, SIMON K. H. A. A.; RAMOS, VINICIUS DELGADO; TOME UCHIYAMA, SABRINA SAEMY; MATHEUS, DENISE; KUHN, FLAVIA; DE OLIVEIRA, ANA ALICE AMARAL; NAVES, GABRIELLA SOUZA; et al. Long-term functioning status of COVID-19 survivors: a prospective observational evaluation of a cohort of patients surviving hospitalisation. BMJ OPEN, v. 12, n. 7, p. 11-pg., 2022-07-01. (19/19465-0)