Implementação de um sistema para simulação por Monte Carlo de fotões através do olho humano

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Biomédica

Este trabalho surge no âmbito de aplicar conhecimentos teóricos, sobre os fenómenos da propagação e interacção da luz com a matéria, ao caso concreto do olho humano, do qual existem resultados experimentais para posterior comparação e validação. Para este efeito, e aproveitando algum trabalho prévio, foi implementado um sistema de simulação pelo método de Monte Carlo da luz com o objectivo de estudar a forma como os fotões interagem com as componentes posteriores do fundo ocular a nível atómico, e as alterações provocadas pela introdução de estruturas anómalas, as drusas. A simulação foi efectuada mediante a construção de programas computacionais em linguagem C. Os resultados mostram que a distribuição espacial dos fotões se faz de forma radial e gaussiana, e que a introdução de drusas provoca alterações visíveis dependendo da sua posição e factor de anisotropia. Em relação às grandezas associadas à transmissão, reflexão e absorção, foram obtidos resultados promissores para a abordagem MCML (Monte Carlo modeling of light transport in multi-layered tissues), enquanto que para a abordagem da matriz de pontos existem alguns aspectos a melhorar para a obtenção de resultados plausíveis. Conclui-se que o presente trabalho fornece dados importantes sobre a distribuição espacial dos fotões e de grandezas associadas à transmissão, reflexão e absorção dos mesmos, permitindo também comparar diferentes abordagens de simulação do problema descrito evidenciando as suas respectivas vantagens e desvantagens.