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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.85.2007.tde-19062008-155621
Document
Author
Full name
Anderson Zanardi de Freitas
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2007
Supervisor
Committee
Vieira Junior, Nilson Dias (President)
Castro Neto, Jarbas Caiado de
Cury, Jaime Aparecido
Gomes, Anderson Stevens Leonidas
Nogueira, Gessé Eduardo Calvo
Title in Portuguese
Caracterização de tecidos biológicos através de tomografia por coerência óptica
Keywords in Portuguese
biópsia óptica
interferômetria de baixa coerência
retroespalhamento.
Tomografia por coerência óptica
Abstract in Portuguese
Neste trabalho implementamos dois sistemas de OCT, um deles utilizando fibras ópticas e um estágio de translação linear como sistema de deslocamento e foi desenvolvido no departamento de Física da Universidade Federal de Pernambuco. O outro sistema de OCT foi baseado um interferômetro de Michelson convencional, foi implementado no Centro de Lasers e Aplicações no Ipen utilizando a técnica de introdução de atraso com grade de difração e galvanômetro (fast Fourier Scanning), como sistema de varredura longitudinal. Foi implementado e um programa computacional para aquisição de dados automática, com geração das imagens de OCT em "tempo real". Com os sistemas desenvolvidos, foi possível detectar objetos imersos em meios espalhadores, detectar lesões de cáries induzidas in vitro quimicamente ou microbiologicamente, sendo este último um resultado original, além de avaliar a qualidade de restaurações dentárias. É importante destacar ainda que as alterações nas propriedades ópticas dos tecidos cariados podem ser detectadas pelo método de OCT muito antes de se tornarem aparentes aos métodos convencionais de detecção. Ela pode extrair informações quantitativas sobre a birrefringência do tecido, quando a técnica for sensível à polarização. Demonstramos que a análise de Fourier aplicada ao sinal de OCT permite detectar deslocamentos em sistemas periódicos e quase periódicos, abaixo do limite de resolução espacial definido pelo comprimento de coerência da fonte óptica. Com o auxílio desta metodologia aqui desenvolvida, mostramos que nosso sistema, com resolução de 10 ?m, é capaz de detectar variações em redes periódicas de algumas centenas de nanômetros entre as estruturas espalhadoras. Este desenvolvimento é uma contribuição inédita às aplicações de OCT.
Title in English
BIOLOGICAL TISSUE CHARACTERIZATION BY OPTICAL COHERENCE TOMOGRAPHY
Keywords in English
biópsia óptica
interferômetria de baixa coerência
retroespalhamento.
tomografia por coerência óptica
Abstract in English
Two Optical Coherence Tomography (OCT) systems were implemented, one using optical fiber and other with a conventional Michelson interferometer. Also, two linear translation stages were utilized, and the conventional one uses a fast Fourier scanning system, where a delay in the optical path is introduced by a grating and a galvanometric mirror. A computational program allowed for a parallel time acquisition image formation. This system allowed for the detection of an immersed object in a turbid medium, subclinical caries lesion in human tooth, chemically and biologically induced by pH cycling and bacteria, and this last result being original. Besides, the method allowed for the evaluation of the quality of dental restoration. It is important to mention that the OCT technique allows the detection of optical changes much before they become apparent for conventional methods of detection and it is possible to quantify the birefringence when the polarization sensitive technique is used. Applying a Fourier transform on the OCT signal provided by periodical or quasi-periodical structures, the spatial resolution was increased well bellow the coherence length. In our case, this length was 10 ?m it was decreased to hundreds of nm.
 
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Publishing Date
2008-06-30
 
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