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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
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de julho de 2020
Vigência (Término): 31 de dezembro de 2021
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Biomédica
Pesquisador responsável:Anderson Zanardi de Freitas
Beneficiário:Lucas Ramos de Pretto
Instituição-sede: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN). Secretaria de Desenvolvimento Econômico (São Paulo - Estado). 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

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)
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. Citações Web of Science: 0.

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