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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.85.2015.tde-21052015-131941
Documento
Autor
Nome completo
Lucas Ramos de Pretto
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2015
Orientador
Banca examinadora
Freitas, Anderson Zanardi de (Presidente)
Gomes, Anderson Stevens Leonidas
Raele, Marcus Paulo
Título em português
Desenvolvimento de um algoritimo otimizado para caracterização de fluxos microfluídicos utilizando padrões de speckle presentes no sinal de Tomografia por Coerência Óptica
Palavras-chave em português
autocorrelação
microfluxo
OCT
speckle
Resumo em português
O presente trabalho abordou o sistema de Tomografia por Coerência Óptica (OCT) e sua aplicação à área de microfluídica. Para tanto, foram realizados testes de caracterização física de circuitos microfluídicos, utilizando modelos 3D (tridimensionais) construídos a partir de imagens de OCT destes circuitos. A técnica foi, assim, avaliada como potencial ferramenta de auxílio na aferição de microcanais. Indo além, este trabalho estuda e desenvolve técnicas de análise para fluxos microfluídicos, em especial técnicas baseadas no padrão de speckle. Em primeiro momento, métodos já existentes foram estudados e aprimorados, como o Speckle Variance OCT, em que foi obtido um ganho de 31% em tempo de processamento. Outros métodos, como o LASCA (Laser speckle Contrast Analysis), baseados na autocorrelação de speckle, são adaptados às imagens de OCT. Derivado do LASCA, o método de análise desenvolvido baseado na autocorrelação de intensidade motivou o desenvolvimento de um arranjo de OCT próprio e software de aquisição customizado, com taxa de amostragem da ordem de 8 kHz. O método proposto foi, então, capaz de distinguir fluxos volumétricos variados, e seus limites de detecção foram testados, comprovando sua viabilidade de aplicação para análise de movimento browniano e fluxos volumétricos abaixo de 10 μl/min.
Título em inglês
Development of an optimized algorithm for the characterization of microflow using speckle patterns present in optical coherence tomography signal
Palavras-chave em inglês
autocorrelation
microflow
OCT
speckle
Resumo em inglês
This work discusses the Optical Coherence Tomography system (OCT) and its application to the microfluidics area. To this end, physical characterization of microfluidic circuits were performed using 3D (three-dimensional) models constructed from OCT images of such circuits. The technique was thus evaluated as a potential tool to aid in the inspection of microchannels. Going further, this workpaper studies and develops analytical techniques for microfluidic flow, in particular techniques based on speckle pattern. In the first instance, existing methods were studied and improved, such as Speckle Variance - OCT, where a gain of 31% was obtained in processing time. Other methods, such as LASCA (Laser Speckle Contrast Analysis), based on speckle autocorrelation, are adapted to OCT images. Derived from LASCA, the developed analysis technique based on intensity autocorrelation motivated the development of a custom OCT system as well as an optimized acquisition software, with a sampling rate of 8 kHz. The proposed method was, then, able to distinguish different flow rates, and limits of detection were tested, proving its feasibility for implementation on Brownian motion analysis and flow rates below 10 μl/min.
 
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Data de Publicação
2015-06-11
 
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