Imagens térmicas baseadas em fotoacústica usando iluminação LED

• Processo: 22/08495-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2022
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2023
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Biomédica - Engenharia Médica
• Pesquisador responsável: Theo Zeferino Pavan
• Beneficiário: Lara Zanello Pires
• Instituição Sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 21/06728-2 - Imagens fotoacústicas e ultrassônicas em aplicações teranósticas, AP.JP2
• Assunto(s): Bioengenharia Hipertermia Nanopartículas Ultrassom LED Técnicas fotoacústicas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Hipertermia | Imagem fotoacústica | imagem térmica | nanopartícula | phantom | ultrassom | Ultrassom

Resumo

A imagem fotoacústica é uma técnica de imagem baseada no efeito fotoacústico, que consiste na geração de ondas acústicas devido à absorção de energia eletromagnética. A magnitude do sinal fotoacústico depende da absorção de energia luminosa e, além das propriedades ópticas, também depende das propriedades mecânicas e térmicas do tecido. O coeficiente térmico de expansão volumétrica e a velocidade do som estão diretamente relacionados à amplitude da onda sonora emitida pelo efeito fotoacústico e dependem da temperatura do material. Assim, a aquisição de imagens fotoacústicas pode ser uma forma não invasiva de monitorar a temperatura do tecido biológico quando submetido ao tratamento de hipertermia. Em estudos anteriores, nosso grupo de pesquisa desenvolveu um algoritmo para gerar imagens térmicas baseadas em fotoacústica. Este algoritmo foi avaliado com o nosso sistema de imagem fotoacústica personalizado composto por um sistema de laser Nd:YAG, que é capaz de gerar 10 quadros por segundo. Adicionalmente, com este sistema conseguimos criar apenas as imagens fotoacústicas com processamento offline; limitando a possibilidade de criar imagens térmicas baseadas em fotoacústica em tempo real. No presente projeto de pesquisa, um sistema comercial de imagem fotoacústica, o qual apresenta LEDs de alta potência, responsável pela iluminação do tecido será utilizado para obter as imagens térmicas baseadas em fotoacústica. Este sistema é capaz de criar até 4.000 quadros por segundo e exibir imagens fotoacústicas em tempo real. Com isto, pretendemos adaptar os métodos de imagem térmica baseados em fotoacústica previamente criados por nosso grupo para serem usados com um sistema comercial baseado em LED. Portanto, avaliaremos a viabilidade de geração das imagens térmicas utilizando iluminação LED. A técnica proposta será avaliada com phantoms imersos em banho-maria com temperatura controlada, e durante o procedimento de hipertermia magnética.(AU)