Novas técnicas estão sendo utilizadas na medicina para auxiliar e atuar de forma conjunta com os profissionais da saúde, com o objetivo de trazer, cada vez mais, melhorias no tratamento e diagnóstico de doenças e problemas de saúde da população. As técnicas de espectroscopia óptica vêm sendo muito estudadas, com objetivo de encontrar novos métodos minimamente invasivos, ou em muitos casos, não invasivos, para análise de tecidos e possíveis usos no tratamento de certas patologias.
Diferente de técnicas de imagem onde é utilizada radiação ionizante, ou até mesmo a ressonância magnética, estes métodos ópticos trazem uma inspeção mais relacionada à superfície, tendo em vista que a luz de excitação da fluorescência, por exemplo, tem sua penetração apenas nos tecidos biológicos superficiais. Porém, este tipo de imagem permite analisar grandes áreas sem que haja remoção tecidual.
Como base para as técnicas ópticas utilizadas, temos as alterações morfológicas, fisiológicas e até mesmo bioquímicas, que afetam a interação da luz com o tecido e a partir disso gera associações a possíveis lesões. A partir destas interações, podem ser criados padrões ópticos que são característicos de cada patologia, facilitando a análise e diagnóstico em diversas situações.
Existem diversas técnicas de espectroscopia óptica sendo utilizadas e estudadas buscando obter novos métodos de diagnósticos e tratamentos médicos. Podemos citar três técnicas que já são utilizadas e que ainda há estudos em andamento em relação à elas. São elas: absorção óptica, espetroscopia de fluorescência e óptica de difusão. Elas têm seus princípios físicos individuais, porém, com um objetivo em comum: trazer o mínimo de riscos e efeitos colaterais em seu uso.
Apresentando o básico dos princípios físicos de cada uma das técnicas, começaremos pela absorção óptica. Ela ocorre quando fótons atingem uma molécula, e nela há transições entre níveis eletrônicos. Para que ocorram estas transições, a energia desse fóton que atinge a molécula deve ser correspondente à diferença de energia entre dois estados eletrônicos da molécula. A intensidade de luz absorvida, a densidade óptica e a posição de banda, são fatores que caracterizam o espectro de absorção eletrônica.
Como princípios da espectroscopia de fluorescência, temos que moléculas em seu estado fundamental, apresentam uma determinada configuração, em que a energia total é a menor possível. Após absorver a radiação, a molécula assume uma nova configuração de maior energia, chamada de estado excitado. Estando no estado excitado, ela pode voltar ao estado inicial por diferentes “caminhos”, emitindo ou não radiação. O processo de desativação no qual se observa a emissão de fótons provenientes de transições entre estados, é chamado de fluorescência.
Por último, mas não menos importante, temos a óptica de difusão. O que ocorre nela, é que quando a luz incide sobre um meio, parte dela é refletida na superfície e parte penetra no meio, podendo ser absorvida por ele, espalhada dentro dele e/ou transmitida através dele. Tanto a capacidade do meio de absorver, quanto de espalhar a luz, que são características de propagação da onda no meio, irão depender das propriedades desse meio. Os meios turvos ou densos, têm como característica espalhar a luz muito mais do que absorvê-la. O transporte da luz neste caso não é exatamente linear, como estamos acostumados, ela pode ser espalhada em todas as direções. Em certas condições, se aproxima de um transporte difusivo. O estudo da propagação da luz ao interagir com meios densos recebe o nome de óptica de difusão.
Esses métodos ópticos estão sendo muito explorados, na busca de encontrar maneiras não invasivas na realização de exames diagnósticos e tratamentos médicos. Tratamentos para câncer de mama já são realizados utilizando a óptica de difusão, por exemplo. Exames diagnósticos são realizados utilizando a absorção óptica e a espetroscopia de fluorescência, entre outras utilidades. Podemos então, notar que avanços nas pesquisas do uso destes métodos são extremamente importantes, pois, além de serem técnicas muito pouco invasivas, ou muitas vezes, não invasivas, trazem confiança ao método e baixo custo em relação a outros exames diagnósticos.
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