84 Sanid. mil. 2015; 71 (2) ARTICULO ORIGINAL Estudio y caracterización óptica de un Carcinoma Basocelular mediante simulación láser numérica Campoy Fernández J.1, Alcarria Garrido R.2, González-Marcos AP.3, Vidal-Asensi S.4 Sanid. mil. 2015; 71 (2): 84-90; ISSN: 1887-8571 RESUMEN Antecedentes: Las simulaciones de Monte Carlo son una de las técnicas más utilizadas en el contexto de modelación de geometrías de sistemas heterogéneos, como puede ser la piel humana. Además uno de los principales retos modernos en biofotónica es la simu-lación del comportamiento óptico y la propagación de la luz en tejidos. Objetivos: Analizar la respuesta óptica de la piel, y aportar información para el diagnóstico de posibles alteraciones en la piel con la presencia de un basalioma. Material y Método: Un progra-ma comercial, contrastado y fiable de simulación basado en técnicas de Monte Carlo, que permite estudiar el comportamiento de la piel frente a una radiación óptica; la aproximación a la trayectoria que sigue la luz en su interacción con el tejido se obtiene a partir de las propiedades ópticas conocidas a priori. Piel modelada y simulación numérica. Resultados: Los resultados expuestos son datos innovadores, hasta donde conocen los autores, sobre patrones de radiación en unidades de irradiancia como de reflectividad y trans-mitividad de la piel. Conclusiones: Este trabajo ofrece un método para distinguir entre piel «sana» y piel con carcinoma basocelular, lo que podría facilitar un procedimiento de identificación de lesiones cancerosas de la piel. PALABRAS CLAVE: Simulación Monte Carlo, fotones, propiedades ópticas, piel, basalioma. Study and optical characterization of a Basal Cell Carcinoma by numerical laser simulation SUMMARY: Background: Monte Carlo simulations are one of the most used techniques in the context of modeling geometry such as human skin. One of the main challenges in biophotoncs is the simulation of light spread in biological tissues. Objectives: to analyze the optical response of the skin, and to contribute information for the diagnosis and treatment of possible alteration in the skin. Ma-terial and methods: A commercial, proven and reliable simulation program based on Monte Carlo techniques, which allow studying the behavior of the skin from optical radiation. The approximation to the path followed by the light in its interaction with the tissue is obtained from known-optical properties. Modeling and numerical simulation of skin. Results: The results presented are innovative data about radiation patterns in units of irradiance as reflectivity and transmissivity of the skin. Conclusions: This work provides a method to distinguish between “healthy” skin and skin with basal cell carcinoma, which could provide a method for identifying skin cancer, allowing state that can later be extrapolated to other types of cancers and skin diseases. KEY WORDS: Monte Carlo Simulation, Photons, Tissue optics, Optical properties, skin, carcinoma INTRODUCCIÓN Los tejidos biológicos como la piel son medios de difícil estu-dio y caracterización in vivo ya que ante radiaciones electromag-néticas se comportan como estructuras y composiciones unifor-mes que presentan distintas propiedades según la dirección del tejido. Es decir que son medios no homogéneos y anisotrópicos1, entendiendo la anisotropía como la propiedad del material se-gún la cual la propagación de la luz se comporta de distinta ma-nera en función de la dirección en que es examinada. El análisis con radiación lumínica no invasiva para el co-nocimiento de las propiedades ópticas de la piel se utiliza para muchos fines, entre los que se destaca la concentración en la piel de componentes cromóforos como la hemoglobina o la me-lanina2. El scattering (esparcimiento o dispersión) y la absorción, son los responsables del ensanchamiento del patrón de radiación del láser primero y de la disminución de la densidad de poten-cia posterior a medida que viaja a través del tejido. El scattering ocurre en la piel debido a la diferencia en el índice de refracción de los orgánulos subcelulares y el citoplasma que los envuelve. La luz incidente es redireccionada en múltiples caminos con án-gulos distintos, mientras que la absorción es el fenómeno físico-químico que tiene lugar en la piel debido a los cromóforos y que atenúan la densidad de potencia de la radiación incidente. Por lo tanto, la propagación de luz dentro de la piel depende de las propiedades de absorción y de scattering y de sus compo-nentes: células, orgánulos, y capas3. La forma, el tamaño, y la densidad de estas estructuras, así como su índice de refracción, y los estados de polarización de la luz incidente, juegan un papel muy importante en la propagación de la luz en los tejidos4. 1 Tte. Ingeniero Politécnico. Ejército de Tierra. Parque y Centro de Mantenimiento de Sistemas Antiaéreos, Costa y Misiles. 2 Universidad Politécnica de Madrid. Escuela Técnica de Ingenieros de Telecomunica-ción. Dpto. de Ingeniería de Sistemas Telemáticos. Madrid. España. 3 Universidad Politécnica de Madrid. Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Te-lecomunicación. Dpto. de Tecnología de Fotónica y Bioingeniería. Madrid. España. 4 Tcol. Médico. Hospital General de la Defensa “Gomez Ulla”. Madrid. España. Dirección para correspondencia: PCMASACOM. Autovía M-40, kilómetro 37,100, vía servicio. Pozuelo. jcamfe5@et.mde.es Recibido: 5 de noviembre de 2014. Aceptado: 25 de marzo de 2015.
REVISTA DE SANIDAD FAS ABRJUN15
To see the actual publication please follow the link above