Study of the optical behavior of skins using Monte Carlo techniques

Uno de los principales retos en óptica biomédica y en biofotónica es la simulación de la propagación de la luz en los tejidos biológicos. El método de Monte Carlo es la aproximación más empleada, y se puede afirmar que constituye un estándar por su flexibilidad y fiabilidad en modelar la geometría de un tejido heterogéneo. Este trabajo muestra cómo analizar el comportamiento óptico de la piel y cómo algunas de las deducciones extraídas de este análisis pueden aportar información para el diagnóstico y el tratamiento de pieles. Se han aplicado las propiedades ópticas de pieles sanas de diferentes razas y, como alteración posible en la piel, se ha estudiado la presencia del basalioma. Los resultados nos ofrecen un método para distinguir entre piel «sana» y piel «enferma», lo que podría facilitar un procedimiento de identificación de pieles cancerígenas. Del estudio de los distintos tipos de pieles sanas se desprende, además, un ejemplo de aplicación inmediata que se beneficia del conocimiento adquirido por los valores obtenidos (fotodepilación). En este trabajo se presentan los resultados más significativos de los programas de simulación basados en técnicas de Monte Carlo, que permiten estudiar el comportamiento de la piel frente a una radiación óptica. La aproximación a la trayectoria que sigue la luz en su interacción con el tejido se obtiene a partir de las propiedades ópticas conocidas a priori. Se realiza una aproximación general al tema, identificando los principales problemas que se plantean en este tipo de estudios y se emplea un programa comercial.In both biomedical optics and biophotonics, one of the main challengers is the simulation of light spread in biological tissues. The approximation which is most used is Monte Carlos method; it is a standard because of its flexibility and its reliability modeling heterogeneous tissues. This paper shows how to analyse the optical behaviour of the skin, and how some of the deductions drawn from this analysis can add information for the diagnosis and treatment of skins. The optic qualities of healthy skins from different races have been applied; and as a possible alteration in the skin, basalioma presence has been studied. The results provide us with a method to distinguish between “healthy” and “ill” skin, which could make the procedure to identify cancer skins easier. From the study of the different healthy skins an example of immediate application also appears which benefits from the knowledge acquired from the values obtained (photodepilation). In this work the most valued results of the simulation programs based in Monte Carlos technics are presented, which allow studying the skins behaviour facing an optical radiation; the approximation to the light trajectory interacting with the tissues is obtained from the optic qualities known before. First of all, a general approach to the theme is carried out, identifying the main problems that appear in this kind of studies and a commercial programme is used.Peer Reviewe