La óptica biomédica y disciplinas similares, como la fotónica y la espectroscopia, son cruciales para la sociedad al mejorar el diagnóstico y tratamiento de enfermedades. Un elemento óptico muy utilizado por su versatilidad en estas aplicaciones son las fibras ópticas, y en particular las sondas de fibras ópticas.
Estas permiten obtener información detallada de los tejidos biológicos, lo cual es esencial para investigaciones y aplicaciones clínicas. Estas herramientas avanzadas ofrecen soluciones innovadoras y precisas que benefician directamente la salud y el bienestar humano.
Un concepto crucial en el uso de sondas de fibras ópticas es el volumen de muestreo. Este determina la región específica del tejido de la cual se obtiene el espectro de reflexión difusa medido y del cual se extraen parámetros fisiológicos del tejido con valor diagnóstico.
Conocer el volumen de muestreo es vital para interpretar correctamente los datos espectrales, asegurando que la información registrada proviene de las capas deseadas del tejido y proporcionando resultados precisos en aplicaciones biomédicas. Básicamente, se trata de calcular el recorrido promedio de los fotones (partículas de luz) que pasan por una pequeña región del tejido, desde la fibra emisora hasta la fibra receptora.
Dividiendo el tejido en pequeñas regiones y calculando el recorrido promedio en cada una, se obtiene una representación espacial del volumen de muestreo.
La forma del volumen de muestreo se asemeja a la forma de una banana, influenciada por las dimensiones y propiedades ópticas de la fibra fuente y la fibra detectora, así como las propiedades ópticas del tejido o medio esparcidor.
Para los estudiantes de la Maestría en Computación Óptica y del Doctorado en Optomecatrónica que forman parte de nuestro Grupo de Óptica Biomédica, Universidad Politécnica de Tulancingo, este concepto representa una herramienta imprescindible para el desarrollo de proyectos de tesis, ya que proporciona una base sólida para la validación de modelos teóricos y la adaptación de éstos a condiciones experimentales específicas.
De esta manera, se garantiza que los resultados obtenidos sean precisos y consistentes, contribuyendo significativamente al avance del conocimiento en el campo de la óptica biomédica. Este concepto ha sido aplicado por la estudiante de doctorado en optomecatrónica, Sonia Buendía Avilés, en su trabajo de tesis, explicando la similitud espectral de las curvas de reflexión difusa de lunares en voluntarios y manchas color café presentes en el plátano. Derivado de dicho trabajo, se publicó el artículo titulado “Evaluation of Diffuse Reflectance Spectroscopy Vegetal Phantoms for Human Pigmented Skin Lesions” (https://www.mdpi.com/1424-8220/24/21/7010, Fig. 20), en la revista Sensors.
El trabajo también aborda otros temas de la espectroscopía óptica en relación con el melanoma cutáneo, los cuales serán divulgados próximamente por la estudiante de doctorado Sonia Buendía Avilés y su asesora principal de tesis, la Dra. Margarita Cunill Rodríguez. Estos trabajos forman parte de la línea de investigación “Sistemas Óptico-Biomédicos y su Optimización”, desarrollada por nuestro Grupo de Óptica Biomédica. Nuestro enfoque se centra en innovar y mejorar tecnologías ópticas aplicadas a la biomedicina, desarrollando soluciones avanzadas para el diagnóstico y tratamiento médico. Además, evaluamos y aplicamos estas técnicas a problemáticas del sector agrícola y otros desafíos del entorno.
*Profesor de Tiempo Completo de la UPT
