Validação de Simulação de Monte Carlo para Estudo da Distribuição de Luz em Tecidos Biológicos

Abstract

O objetivo deste trabalho foi calcular a distribuição de luz em emulsão de gordura por Simulação de Monte Carlo, comparar com resultados experimentais para validar a simulação. Utilizou-se o software MCML 1.2.2-2000, para simular a distribuição de luz em camadas de Lipovenos® 10% (Lp), de várias espessuras, irradiadas por feixe de laser com comprimento de onda de 633 nm. Com os resultados, a distribuição de fluência de luz no fundo da amostra e o perfil de fluência de luz ao longo de uma linha distante 12 mm do feixe foram calculados. Os resultados mostram que a luz transmitida para o fundo da amostra tem uma distribuição gaussiana com larguras que aumentam linearmente com a espessura. Observou-se também que a fluência máxima de luz no fundo da amostra apresenta um comportamento de atenuação exponencial com a espessura. Para validar a simulação um experimento foi realizado, adquirindo imagens com uma câmera CCD da luz transmitida e da luz espalhada a 90º de uma cubeta de PMMA contendo quantidades diferentes de Lp, iluminadas verticalmente com laser de He-Ne. O resultado experimental mostrou, nas imagens da base da cubeta, que a intensidade máxima de luz transmitida decresce exponencialmente com a espessura da amostra, similar ao resultado da simulação. A variação das larguras de distribuição de intensidade de luz dos resultados da simulação e experimentais foi basicamente a mesma, com coeficientes angulares compatíveis, 0,85 mm/mm (simulação) e 0,82 mm/mm (experimental). O perfil de fluência de luz a 12 mm do plano de incidência é muito similar à curva experimental de intensidade de luz com a profundidade, cujo máximo ocorre em 6,1mm com coeficiente exponencial assintótico de 1,79 cm-1. Os resultados da simulação de Monte Carlo foram compatíveis com os resultados experimentais.