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MGGONZA
Nov 27, 2018, 4:16:16 PM11/27/18
to ComElec
Se busca estudiante de electrónica para realización de tesis de grado sobre el tema tomografía optoacústica.
En las investigaciones biomédicas y en pruebas de nuevas drogas generalmente se usan animales pequeños como modelos de mamíferos para estudiar interacciones biológicas, respuestas inflamatorias sistémicas y enfermedades humanas. Tener un dispositivo de obtención de imágenes de estos animales que provea un medio para obtener información estructural, fisiológica y molecular de forma no invasiva e in vivo, minimizaría la cantidad de animales necesarios para un estudio particular. En consecuencia, se reducirían los costos y se aceleraría la investigación biomédica. Con este objetivo, en los últimos años, se ha estado estudiando un enfoque diferente y muy prometedor denominado tomografía optoacústica (TOA). Este método proporciona mapas de absorción óptica de alta resolución mediante la detección de ondas de ultrasonido resultantes de la expansión térmica producida por la irradiación del tejido con pulsos cortos de luz. Dependiendo del tiempo de medición, es posible alcanzar resoluciones de algunas decenas de micrómetros. Dado que el método se basa en la detección de ondas acústicas, cuya longitud de dispersión en tejido es de 2 a 3 órdenes de magnitud menor que las luminosas, la TOA logra una alta resolución preservando el alto contraste de absorción óptica.
Todo sistema basado en la técnica optoacústica se encuentra formado por tres partes esenciales: i) una fuente de excitación lumínica, ii) un sistema de detección para la captura de las señales ultrasónicas y iii) un sistema de procesamiento de los datos para la obtención de la imagen.
En FIUBA ya se han realizado avances en los puntos ii) y iii) para conseguir un TOA de bajo costo y que permita imágenes en tiempo real. Ahora, en esta propuesta de tesis, se desea encarar el ítem i).
En base a lo anterior, el objetivo principal es implementar un sistema de iluminación basado en un arreglo de LEDs que emita pulsos cortos de gran intensidad y con un patrón espacial aleatorio.
Los objetivos secundarios:
1) Desarrollar una fuente de corriente para que un LED emita luz con el perfil temporal e con intensidades aptas para TOA.
2) Realizar pruebas con un sistema para TOA 2-D y comparar con el esquema que usa fuentes láser de estado sólido.
3) Replicar el paso 1 para un arreglo de 8 LEDs.
4) Usar un microcontrolador o sistema embebido para controlar de forma independiente cada LED y que permita iluminación con diferente patrones espaciales.
5) Aplicar sobre un sistema TOA 2-D y determinar si permite la obtención de imágenes biológicas.
Lugar de trabajo: Grupo de Láser, Óptica de Materiales y Aplicaciones Electromagnéticas (GLOMAE) de la FIUBA.
Duración: aproximadamente 10 meses.
Conocimientos básicos necesarios:
1) Electromagnetismo
2) Diseño y desarrollo de circuitos electrónicos
3) Programación en Octave o Matlab
4) Uso de sistemas embebidos/microprocesadores
En las investigaciones biomédicas y en pruebas de nuevas drogas generalmente se usan animales pequeños como modelos de mamíferos para estudiar interacciones biológicas, respuestas inflamatorias sistémicas y enfermedades humanas. Tener un dispositivo de obtención de imágenes de estos animales que provea un medio para obtener información estructural, fisiológica y molecular de forma no invasiva e in vivo, minimizaría la cantidad de animales necesarios para un estudio particular. En consecuencia, se reducirían los costos y se aceleraría la investigación biomédica. Con este objetivo, en los últimos años, se ha estado estudiando un enfoque diferente y muy prometedor denominado tomografía optoacústica (TOA). Este método proporciona mapas de absorción óptica de alta resolución mediante la detección de ondas de ultrasonido resultantes de la expansión térmica producida por la irradiación del tejido con pulsos cortos de luz. Dependiendo del tiempo de medición, es posible alcanzar resoluciones de algunas decenas de micrómetros. Dado que el método se basa en la detección de ondas acústicas, cuya longitud de dispersión en tejido es de 2 a 3 órdenes de magnitud menor que las luminosas, la TOA logra una alta resolución preservando el alto contraste de absorción óptica.
Todo sistema basado en la técnica optoacústica se encuentra formado por tres partes esenciales: i) una fuente de excitación lumínica, ii) un sistema de detección para la captura de las señales ultrasónicas y iii) un sistema de procesamiento de los datos para la obtención de la imagen.
En FIUBA ya se han realizado avances en los puntos ii) y iii) para conseguir un TOA de bajo costo y que permita imágenes en tiempo real. Ahora, en esta propuesta de tesis, se desea encarar el ítem i).
En base a lo anterior, el objetivo principal es implementar un sistema de iluminación basado en un arreglo de LEDs que emita pulsos cortos de gran intensidad y con un patrón espacial aleatorio.
Los objetivos secundarios:
1) Desarrollar una fuente de corriente para que un LED emita luz con el perfil temporal e con intensidades aptas para TOA.
2) Realizar pruebas con un sistema para TOA 2-D y comparar con el esquema que usa fuentes láser de estado sólido.
3) Replicar el paso 1 para un arreglo de 8 LEDs.
4) Usar un microcontrolador o sistema embebido para controlar de forma independiente cada LED y que permita iluminación con diferente patrones espaciales.
5) Aplicar sobre un sistema TOA 2-D y determinar si permite la obtención de imágenes biológicas.
Lugar de trabajo: Grupo de Láser, Óptica de Materiales y Aplicaciones Electromagnéticas (GLOMAE) de la FIUBA.
Duración: aproximadamente 10 meses.
Conocimientos básicos necesarios:
1) Electromagnetismo
2) Diseño y desarrollo de circuitos electrónicos
3) Programación en Octave o Matlab
4) Uso de sistemas embebidos/microprocesadores
Interesados deben contactarse con el Dr. Ing. Martín G. González a través de la cuenta de correo mgg...@fi.uba.ar
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