Evaluación de cambios de propiedades ópticas de la piel ante LLLT mediante espectroscopía derivativa

Abstract

RESUMEN: En el siguiente Trabajo de Fin de Grado (TFG) se realiza un procesado de datos sobre los cambios que producen en la piel los tratamientos con LLLT (Low-Level Light Therapy). Los datos de base han sido obtenidos a partir de los resultados del TFG “Estudio de las propiedades ópticas de la piel ante LLLT”, en el que se llevaron a cabo terapias con diodos LED (Light Emitting Diode) para comprobar la existencia de cambios cuantificables sobre las propiedades de la piel. Este estudio se centra en determinar si las terapias de diodos LED producen beneficios dermatológicos. Se han empleado tratamientos espectrales para eliminar las señales no deseadas de los espectros, como la espectroscopia derivativa empleando el filtrado de Savitzky-Golay. Se han estudiado además los diferentes métodos y algoritmos para la determinación de parámetros tisulares, como son la saturación, el índice de perfusión, el índice de hemoglobina tisular (THI, Tissue Hemoglobine Index) y el índice de agua tisular (TWI, Tissue Water Index). Finalmente, se han caracterizado los espectros obteniendo sus concentraciones de hemoglobina desoxigenada (Hb), hemoglobina oxigenada (HbO₂), melanina y agua (H₂O) empleando un ajuste por mínimos cuadrados. Para realizar todos los cálculos y ajustes, se ha desarrollado un código que procesa y analiza los datos obtenidos en las terapias utilizando el lenguaje de programación “Python”. Las conclusiones se centran en el análisis de las concentraciones frente a los diferentes parámetros tisulares y su evolución a lo largo de las diferentes sesiones de la terapia de cada individuo que formó parte del estudio.

ABSTRACT: This Final Degree Project focuses on the data processing of the changes produced in the skin by treatments with LLLT (Low-Level Light Therapy). The raw data has been obtained from the results of the previous study ("Study of the optical properties of the skin before LLLT") where therapies with LED diodes (Light Emitting Diode) were carried out to verify the existence of quantifiable changes on the properties of the skin. The aim of this study is to determine if LED diode therapies produce dermatological benefits. Spectral treatments have been used to remove unwanted signals from the spectra, such as derivative spectroscopy using Savitzky-Golay filtering. The different methods and algorithms for the determination of tissue parameters such as saturation, perfusion index, tissue haemoglobin index (THI) and tissue water index (TWI) have also been studied. Finally, the spectra have been characterized obtaining their concentrations of deoxygenated haemoglobin (Hb), oxygenated haemoglobin (HbO₂), melanin and water (H₂O) using a least-squares adjustment. In order to perform all the calculations and adjustments, a code has been developed to process and analyse the data obtained in the therapies using the "Python" programming language. The conclusion section of this document focuses on the analysis of the concentrations against the different tissue parameters and their evolution throughout the multiple therapy sessions of each individual who was part of the study.