CHAPTER V DISCUSSION
4) Effectiveness of Structured Teaching Programme by comparing pre-test and post-test knowledge on menstruation, dysmenorrhea
Se realizaron también pruebas en tejido de próstata con distintas características no proporcionadas en el Hospital General en donde se consiguieron. Para obtener los espectros de emisión de fluorescencia de cada uno de estos se utilizó el mismo arreglo que para obtener los espectros de papel. Los tejidos se encuentran en fijados en vidrio.
Ya que no se tiene referencia alguna del estado de los tejidos, se enumeraron y se obtuvieron los espectros de emisión de cada uno. La figuras 4.25 muestran estos espectros.
En los espectros de emisión de fluorescencia se observan distintas variaciones de amplitud y anchos espectrales entre muestras lo cual abre la posibilidad de utilizar este método para analizar este tipo de muestras y así poder diagnosticar el avance de daño. 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 500 550 600 650 Longitud de onda [nm] 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 500 550 600 650 Longit u d d e o n d a [ n m ] 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 500 520 540 560 580 600 620 640 Lo ng i t ud d e o nda [ nm] 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 500 550 600 650 Longitud de onda [nm] 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 500 520 540 560 580 600 620 640 Lo ng i t ud d e o nda [ nm] 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 500 550 600 650 Lo ng i t ud d e o nda [nm]
Figura 4.25 Espectros de emisión de tejidos de próstata en distinto avance de daño físico
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Conclusiones
LIF resuelta en tiempo es una técnica que no altera la estructura del objeto bajo estudio y permite conocer, mediante la medición del espectro de fluorescencia y el tiempo de vida las componentes moleculares de éste.
En la implementación de sistemas para medición de fluorescencia inducida por láser se deben de tomar en cuenta muchos factores como: la óptica empleada no debe comportarse como filtro en alguna banda espectral de interés, los anchos de banda de los instrumentos de medición deben ser acordes a las señales que se pretenden medir.
El ambiente electromagnético en que se encuentran los instrumentos de medición es determinante para el bien funcionamiento de éstos ya que, por ejemplo, la descarga del láser provoca un transitorio electromagnético radiado que se induce en los cables de control del monocromador y en los cables del osciloscopio, esto provoca un mal funcionamiento del propio monocromador y señales de ruido en el osciloscopio.
La caracterización de los detectores ópticos es de gran importancia ya que permite conocer las intensidades reales de potencia, su respuesta real en función de la longitud de onda que se esté detectando así como garantizar la confiabilidad de las formas de las señales obtenidas.
En la generación de espectros de emisión de fluorescencia es conveniente desacoplar el PMT, es decir, reemplazar la carga su salida (50 ? ) por una carga mucho mayor (1 M? ), con esto se obtienen amplitudes mayores; de esta forma se mejora la relación señal a ruido. Los efectos por el cambio de impedancia no afectan las características de los espectros obtenidos, sin embargo el tiempo de vida que se obtiene con este desacoplamiento debe ser desechado ya que es erróneo.
Para obtener mediciones correctas de los tiempos de vida, si es estrictamente necesario tener el PMT acoplado a 50? con el osciloscopio. Con esto se logra medir tiempos de vida muy pequeños, aunque limitados por la respuesta natural del sistema.
Las mediciones tomadas con el sistema desarrollado son de gran confianza debido a la exactitud promedio con que cuenta (94.86%), este valor dado es un límite inferior ya que al realizar mediciones de fuentes de luz pulsada se pueden obtener exactitudes mucho mayores, en algunos casos hasta del 100%.
En cuanto a la precisión del sistema se puede concluir que no es posible dar un valor real de ésta (como en el caso de la exactitud), sin embargo se puede hablar de un valor característico o un límite que nos permita caracterizar al instrumento; en este caso la precisión mínima es de 85%, pero no hay que olvidar que éste valor puede acercarse en algunas ocasiones hasta 100%.
Con el sistema desarrollado será posible estudiar diferentes tipos de materiales y tejidos humanos con el fin de detectar enfermedades de la piel o cáncer después de tener bien caracterizados los espectros generados por cada tejido (dañado o sano)
Con algunas modificaciones el sistema podría ser capaz de obtener mediciones de tiempos de vida de los materiales estudiados después de algún tiempo transcurrido para analizar solo en algunos intervalos deseados.
Recomendaciones para trabajo futuro
Durante el desarrollo de este trabajo de investigación se observaron muchos otros aspectos que se pueden implementar a futuro para hacer un sistema con mayores alcances.
Entre ellos se encuentra el cambio de la fuente de luz láser. Se podría utilizar un diodo láser pulsado (337.1 nm) que no emita descargas eléctricas como las del spark gap del láser de N2 y con esto se evitaría el problema de ruido radiado.
Además, algunos LED’s láser emiten pulsos de mucho menor duración (picosegundos) y esto abre la posibilidad de estudiar materiales con mucho menor tiempo de fluorescencia. Con el cambio anterior se reduciría significativamente el tamaño del sistema ya que se eliminaría la necesidad de: una fuente de alta tensión, una bomba de vacío y tanques de Nitrógeno que se vería reflejado en el costo de éste.
También se evitarían problemas de comunicación entre la PC y el monocromador, ya que el ruido inducido en la interfase provoca mal funcionamiento de los equipos (cuando se encuentran demasiado cerca del láser).
La construcción de una cámara que permitiera mantener en su interior gases abriría la posibilidad de estudio de éstos y con ello expandir las características del sistema.
Con un láser de mucho mayor potencia (25 KW o más) en conjunto con un telescopio se podría abrir la posibilidad de realizar estudios de algunos contaminantes en el aire; esto conformaría la base de un sistema LIDAR.
Realizar un programa (como Matlab o el propio Labview) para comparar gráficas almacenadas (en una base de datos de mediciones previamente realizadas) con las que se estén realizando y éste permita reconocer automáticamente los materiales que se están estudiando y algunas de sus características.
La miniaturización del sistema si bien no ahorraría costos de construcción si lo haría un sistema atractivo y portátil para realizar estudios en diferentes lugares sin necesitad de perder tiempo en conexiones.
El software desarrollado puede ser implementado para que se pueda controlar desde cualquier otra PC que tenga acceso a Internet y con esto la posibilidad de estudiar materiales peligrosos sin necesidad de que el operador se encuentre ahí. Con esto incluso se podría controlar desde lugares muy distantes.
Acrónimos
BW Band Width Ancho de Banda
DNA Deoxyribonucleic Acid Ácido desoxirribonucleico EFL Effective Focal Length Longitud Focal Efectiva FWHM Full Width Half Maximum Ancho a la mitad del máximo
GPIB General Propose Bus Interface Bus-Interfase de Propósito General
KW Kilowatt Kilowatt
LED Light Emitter Diode Diodo Emisor de Luz LIDAR Light Detection and Ranking Detección de luz y alcance
LIF Laser Induced Fluorescente Fluorescencia Inducida por Láser MS/S Megasamples per second Mega muestras por segundo
N2 Nitrogen Nitrógeno
OUT Object Under Test Objeto Bajo Prueba PC Personal Computer Computadora personal PMT Photomultiplier Tube Tubo Fotomultiplicador PVC Polyvinyl Chloride Cloruro de Polivinilo
TTL Transistor Transistor Logic Lógica Transistor Transistor UA-AU Arbitrary Units Unidades Arbitrarias
Apéndice A-1
Gráficas de reflectancia y transmitancia en un cristal
Apéndice A-2
Plano de construcción para la base de aluminio que acopla los lentes esféricos a la fibra óptica
Apéndice A-3
Plano de construcción para la base de aluminio que contiene el divisor de haz y el lente biconvexo.
Apéndice A-4
Plano de construcción para las terminales del cilindro
Vistas frontal, lateral izquierda y superior de la terminal del cilindro para los tubos que contienen las muestras líquidas
Vistas frontal, lateral izquierda y superior de la terminal del cilindro en donde se une la base que contiene los lentes esféricos.
Apéndice A-5
Plano de construcción del goniómetro
Apéndice A-6
Apéndice A-7
Apéndice A-8
Plano de construcción del fotodetector
Apéndice A-9
Macro en Microsoft Excel para ajustar la ventana del gráfico automáticamente
Sub F() '
' F Macro
' Macro grabada el 11/05/2004 por pako '
' Acceso directo: Ctrl+Mayús+A ' ActiveSheet.Shapes("Gráfico 1").ScaleWidth 1.95, msoFalse, msoScaleFromTopLeft ActiveSheet.Shapes("Gráfico 1").ScaleHeight 1.94, msoFalse, _ msoScaleFromTopLeft
ActiveSheet.Shapes("Gráfico 1").ScaleWidth 1#, msoFalse, msoScaleFromTopLeft
ActiveSheet.Shapes("Gráfico 1").ScaleHeight 1.01, msoFalse, _
msoScaleFromTopLeft
ActiveSheet.Shapes("Gráfico 1").ScaleHeight 1#, msoFalse, _ msoScaleFromTopLeft ActiveChart.Legend.Select Selection.Delete ActiveChart.PlotArea.Select Selection.ClearFormats ActiveChart.SeriesCollection(1).Select With Selection.Border .ColorIndex = 56 .Weight = xlMedium .LineStyle = xlContinuous End With With Selection .MarkerBackgroundColorIndex = xlNone .MarkerForegroundColorIndex = xlNone .MarkerStyle = xlNone .Smooth = True .MarkerSize = 3 End With ActiveChart.Axes(xlValue).Select Selection.TickLabels.AutoScaleFont = True With Selection.TickLabels.Font
.Name = "Arial" .Size = 10 End With ActiveChart.Axes(xlCategory).Select Selection.TickLabels.AutoScaleFont = True With Selection.TickLabels.Font .Name = "Arial" .Size = 10 End With ActiveChart.ChartArea.Select With ActiveChart .HasTitle = True .ChartTitle.Characters.Text = "Espectro de Fluorescencia"
.Axes(xlCategory, xlPrimary).HasTitle = True .Axes(xlCategory,
xlPrimary).AxisTitle.Characters.Text = _ "Longitud de onda [nm]"
.Axes(xlValue, xlPrimary).HasTitle = True
.Axes(xlValue, xlPrimary).AxisTitle.Characters.Text = "Tensión [V]" End With Selection.AutoScaleFont = True With Selection.Font .Name = "Arial" .Size = 11 End With ActiveChart.ChartTitle.Select Selection.AutoScaleFont = True With Selection.Font .Name = "Arial" .Size = 12 End With ActiveChart.Axes(xlCategory).AxisTitle.Select Selection.AutoScaleFont = True With Selection.Font .Name = "Arial" .Size = 11 End With End Sub
Apéndice A-10
Fotografías del sistema funcionando
(a)
(b)
(a)
(b)
Terminales para tomar los espectros y tiempos de fluorescencia de (a) papel y (b) líquidos (la figura muestra anticongelante al 50%)
(a)
(b)
Goniómetro en configuración (a) de reflexión y (b) transmisión tomando los patrones de radiación de una muestra de papel blanco
Apéndice A-11
Evolución temporal de la fluorescencia de papeles de colores
Tiempo de Fluorescencia de papel naranja a 550 nm
-0.15 -0.05 0.05 0.15 0.25 0.35 0.45 0.55 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 20 ns/div Tensión [V]
Tiempo de Fluorescencia de papel de color mostaza a 600 nm -0.1 -0.05 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 20 ns/div Tensión [V]
Tiempo de Fluorescencia de papel verde limón a 650 nm -0.15 -0.05 0.05 0.15 0.25 0.35 0.45 0.55 0.65 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 20 ns/div Tensión [V]
Tiempo de Fluorescencia de papel verde a 550 nm
-0.15 -0.05 0.05 0.15 0.25 0.35 0.45 0.55 0.65 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 20 ns/div Tensión [V]
Tiempo de Fluorescencia de papel rosa a 500 nm -0.15 -0.05 0.05 0.15 0.25 0.35 0.45 0.55 0.65 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 20 ns/div Tensión [V]
Tiempo de Fluorescencia de papel rosa mexicano a 400 nm
-0.15 -0.05 0.05 0.15 0.25 0.35 0.45 0.55 0.65 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 20 ns/div Tensión [V]
Tiempo de Fluorescencia de papel morado a 450 nm -0.15 -0.05 0.05 0.15 0.25 0.35 0.45 0.55 0.65 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 20 ns/div Tensión [V]
Tiempo de Fluorescencia de papel blanco a 550 nm
-0.15 -0.05 0.05 0.15 0.25 0.35 0.45 0.55 0.65 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 20 ns/div Tensión [V]
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