Desenvolvimento de um sistema de geração de imagens fotoacústicas

Abstract

A incidência de radiação eletromagnética pulsada ou modulada em uma amostra absorciva pode levar à geração de ondas acústicas. Este fenômeno, bem conhecido por efeito fotoacústico, tem sido utilizado no estudo da absorção óptica de materiais. Os métodos de geração de imagens fotoacústicos (PAI, do inglês PhotoAcoustic Imaging) são técnicas que mapeiam amostras com base nos sinais fotoacústicos gerados por suas diferentes regiões. Nas últimas décadas, as aplicações da PAI nas ciências médicas e biológicas foram muito exploradas e apresentaram resultados promissores, principalmente no diagnóstico. A PAI apresenta as principais vantagens das modalidades de imagens ultrassônicas e ópticas, uma vez que tem alta sensibilidade, alto contraste e é capaz de detectar regiões internas dos tecidos biológicos. Empregando dispositivos relativamente simples, as modalidades PAI são capazes de fornecer informações anatômicas e fisiológicas de organismos. Neste trabalho foi desenvolvido em laboratório um sistema PAI, utilizando como fonte de radiação o laser Nd:YAG (pulsado, 10 Hz, 5 ns) e, como detector de ondas acústicas, um transdutor ultrassônico piezoelétrico. O aparato completamente automatizado escaneia uma região bidimensional em torno da amostra, coletando os sinais fotoacústicos gerados em diversas localizações, e produz mapas de contorno. O sistema apresenta alta sensibilidade na detecção da absorção óptica, permite a geração de imagens no visivel e IR, e foi caracterizado em 532 nm e 1064 nm, alcançando resolução espacial de 0,4 mm. A imagem fotoacústica de dentes em diferentes estados de saúde foi obtida com o sistema PAI, a fim de se analisar a viabilidade da aplicação da técnica no diagnóstico odontológico. O foco foi dado para a detecção de cáries incipientes, pois ainda não existe um método objetivo bem estabelecido para este diagnóstico, e, quando detectada precocemente, a cárie pode ser tratada de maneira menos invasiva e com menos destruição dos tecidos dentários.