O principal propósito da integração de múltiplas bandas de ondas de 405 nm a 940 nm em um sistema MSI é alcançar a imagem abrangente e resolvida em profundidade do tecido da pele. Ao utilizar as variadas capacidades de penetração de diferentes comprimentos de onda, o sistema pode visualizar simultaneamente estruturas superficiais e camadas dérmicas profundas para construir uma análise tridimensional da pele.
Ponto Principal A luz interage com a pele de forma diferente dependendo do seu comprimento de onda; ondas curtas param na superfície, enquanto ondas longas viajam mais profundamente. Ao combinar bandas específicas (405, 525, 660 e 940 nm), um sistema MSI efetivamente "fatia" o tecido opticamente, mapeando a distribuição espacial de melanina e hemoglobina para calcular com precisão a espessura e o volume de uma lesão.
A Física da Penetração Óptica
Profundidade Dependente do Comprimento de Onda
O princípio fundamental que impulsiona essa integração é que a profundidade de penetração da luz está diretamente relacionada ao seu comprimento de onda.
Comprimentos de onda curtos possuem maior energia, mas são dispersos e absorvidos mais rapidamente pelo tecido biológico. Inversamente, comprimentos de onda mais longos encontram menos dispersão, permitindo que viajem mais profundamente no tecido antes de retornar ao sensor.
Visualização Camada por Camada
Essa variação permite que a luz do anel de LED atue como um medidor de profundidade não invasivo.
Por exemplo, luz verde de 525 nm é um comprimento de onda curto que captura dados principalmente de tecidos superficiais e da epiderme. Em contraste, luz infravermelha de 940 nm contorna as camadas superiores para recuperar informações da derme profunda.
O Papel de 405 nm e 660 nm
O sistema utiliza luz de 405 nm especificamente para desencadear e capturar autofluorescência, que revela atividade biológica em nível superficial.
Comprimentos de onda intermediários, como 660 nm (luz vermelha), preenchem a lacuna entre a superfície e a derme profunda, garantindo um perfil contínuo da estrutura da pele.
Criando um Mapa Biológico 3D
Rastreando Cromóforos
O objetivo final do uso dessas bandas específicas é mapear a distribuição de cromóforos — especificamente melanina e hemoglobina.
Esses compostos absorvem luz em assinaturas específicas. Ao analisar quanta luz retorna em cada banda de onda, o sistema determina a concentração e a localização desses cromóforos.
Avaliando a Espessura da Lesão
Como o sistema captura dados da superfície (405/525 nm) até a derme profunda (940 nm), ele vai além da fotografia 2D.
Ele reconstrói a distribuição espacial tridimensional da lesão. Essa capacidade é crítica para avaliar a espessura da lesão, uma métrica chave na avaliação da gravidade e progressão de condições de pele.
Compreendendo as Compensações
Dependência de Cromóforos Específicos
Este método depende fortemente da presença de melanina e hemoglobina para gerar contraste e dados de profundidade.
Se uma lesão ou anomalia na pele não contiver quantidades significativas desses cromóforos específicos, a "espessura" derivada e a estrutura 3D podem ser menos precisas ou mais difíceis de definir em comparação com lesões altamente pigmentadas.
Resolução vs. Profundidade
Existe uma compensação óptica inerente entre a profundidade de penetração e a resolução das características superficiais.
Enquanto a luz de 940 nm atinge tecidos profundos, ela geralmente fornece detalhes de menor resolução em comparação com a imagem nítida em nível superficial da luz de 525 nm. Uma imagem composta é necessária para equilibrar a profundidade estrutural com a clareza da superfície.
Fazendo a Escolha Certa para o Seu Objetivo
Ao configurar ou utilizar sistemas MSI para imagem médica, considere o objetivo clínico específico:
- Se o seu foco principal for topologia de superfície e atividade biológica: Priorize a análise das bandas de 405 nm (autofluorescência) e 525 nm para inspecionar irregularidades superficiais.
- Se o seu foco principal for determinar invasão tumoral ou volume da lesão: Confie fortemente nos dados da banda de 940 nm para visualizar a derme profunda e avaliar a espessura vertical do tecido.
Ao sintetizar essas múltiplas visões espectrais, você transforma uma inspeção visual padrão em uma avaliação médica volumétrica.
Tabela Resumo:
| Comprimento de Onda | Espectro | Profundidade de Penetração | Foco Clínico Principal |
|---|---|---|---|
| 405 nm | Violeta/UV | Superficial | Autofluorescência e atividade biológica superficial |
| 525 nm | Verde | Epiderme | Tecido superficial e irregularidades epidérmicas |
| 660 nm | Vermelho | Derme Média | Estruturas intermediárias e mapeamento de hemoglobina |
| 940 nm | Infravermelho | Derme Profunda | Espessura da lesão, volume e invasão dérmica profunda |
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Referências
- Noémi Nóra Varga, Norbert Kiss. Optically Guided High-Frequency Ultrasound Shows Superior Efficacy for Preoperative Estimation of Breslow Thickness in Comparison with Multispectral Imaging: A Single-Center Prospective Validation Study. DOI: 10.3390/cancers16010157
Este artigo também se baseia em informações técnicas de Belislaser Base de Conhecimento .
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