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Análisis multivariante de imágenes de speckle para visualización de vasos sanguíneos
Jose Angel Arias Cruz
JULIO CESAR RAMIREZ SAN JUAN
ROGER CHIU ZARATE
Acceso Abierto
Atribución-NoComercial-SinDerivadas
LSCI
Biospeckle
PCA
Flujo sanguíneo.
Laser speckle contrast imaging (LSCI) is an economical and non-invasive optical technique that allows monitoring the dynamics of a system, regardless of the nature that originates it. Depending on the algorithm used, it may have a good temporal and/or spatial resolution. Most LSCI systems, including commercial devices, can perform an evaluation of the object (usually highly spreader) under study only at the surface level, due to the spreading properties of the medium, which causes a loss in the visibility of deep objects (a few hundred microns), which may be present in the medium, which is an important limitation of this technique. Similarly, there are several factors that prevent the use of LSCI as a quantitative technique. Among these factors, the effect of static spreaders surrounding the objects to be visualized, for example, blood vessels within biological tissue, is highlighted. The objective of this work is the study, analysis, and implementation of speckle image processing algorithms that allow us to improve the visualization of deep blood vessels. In particular, the analysis of the corresponding speckle images with main components. To achieve this, skin mannequins with blood vessels were manufactured, which allow us different skin parameters, such as the depth of the vessels, diameter, and blood flow rate among others. The models presented here are of great importance in biomedical applications, allowing us to place the LSI method as an attractive analysis tool in the investigations of this field.
Laser speckle contrast imaging (LSCI) es una técnica óptica económica y no invasiva que permite monitorear la dinámica de un sistema, independientemente de la naturaleza que lo origine. Dependiendo del algoritmo utilizado, puede tener una buena resolución temporal y/o espacial. La mayoría de los sistemas LSCI, incluidos los dispositivos comerciales, pueden realizar una evaluación del objeto (normalmente altamente esparcidor) bajo estudio solo a nivel superficial, debido a las propiedades esparcidoras del medio, lo cual ocasiona una pérdida en la visibilidad de objetos profundos (algunos cientos de micras), que pudieran estar presentes en el medio, lo cual es una limitación importante de esta técnica. De igual forma hay varios factores que impiden la utilización de LSCI como técnica cuantitativa. Entre estos factores, se destaca el efecto de los esparcidores estáticos que rodean los objetos a visualizar, por ejemplo, vasos sanguíneos dentro de tejido biológico. El objetivo de este trabajo es el estudio, análisis e implementación de algoritmos de procesamiento de imágenes de speckle que nos permitan mejorar la visualización de vasos sanguíneos profundos. En particular el análisis de las correspondientes imágenes de speckle con Componentes principales. Para lograr esto, se fabricaron maniquís de piel con vasos sanguíneos, los cuales nos permiten diferentes parámetros de la piel, tales como la profundidad de los vasos, diámetro y velocidad de flujo sanguíneo entre otros. Los modelos aquí presentados son de gran importancia en aplicaciones biomédicas, permitiendo colocar al método LSI como una herramienta de análisis atractiva en las investigaciones de este campo.
Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica
2019-08
Tesis de doctorado
Español
Estudiantes
Investigadores
Público en general
Arias Cruz, J. A., (2020), Análisis multivariante de imágenes de speckle para visualización de vasos sanguíneos, Tesis de Doctorado, Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica.
ÓPTICA
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