Лазерно-флуоресцентное исследование биологических тканей с применением волоконно-оптических устройств

• Автор: Тараз Маджид
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 134 с. : ил.

1. Обзор литературы.

1.1. Оптические свойства биологических сред.

1.1.1. Рассеяние.

1.1.2. Оптические свойства ткани.

1.1.3. Взаимосвязь оптических микропараметров ткани.

1.2. Теория транспорта фотонов.

1.2.1. Метод однократного рассеяния.

1.2.2. Двухпотоковая теория “Кубелки - Мунка”

1.2.3. Диффузионное приближение.

1.2.4. Симуляция “Монте-Карло”.

1.2.5. Инверсный метод “добавления - удвоения”.

1.3. Физика и технологии волоконных световодов.
2. Материалы и методы исследования.
2.1. Портативная спектроскопическая система для флуоресцентной диагностики опухолей и контроля фотодинамической терапией
2.1.1. Лазерно-эндоскопический спектральный анализатор ЛЭСА-6.
2.1.2. Универсальный спектроанализатор ЛЭСА-01-УЛ-БИОСПЕК.
2.2. Световоды.
2.2.1. Введение.
2.2.2. Распространение света в оптическом волокне.
2.2.3. Системы доставки светового излучения для диагностики.
2.2.4. Терапевтические катетеры.
2.2.5. Создание тонких цилиндрических диффузоров.
2.2.6. Удаление отражающей оболочки.
2.2.7. Создание рассеивающих дефектов в сердцевине.
2.2.8. Создание рассеивающего наконечника.
2.3. Универсальный измеритель мощности светового излучения для волокнно-оптических и светодиодных систем.
2.3.1. Фторопласты
2.3.2. Материалы и методы
2.3.3. Результаты и обсуждение
2.3.4. Заключение
2.4. Исследование спектров поглощения и флюоресценции биологических тканей содержащих фотосенсибилизатор
2.4.1. Микроскоп
2.4.2. Спектры поглощения фотосенсибилизатора Фотосенс
2.4.3. Оптические фильтры
2.4.4. Спектры флуоресценции фотосенсибилизатора Фотосенс в рассеивающей среде
2.4.5. Измерение оптических параметров биопсийного материала при флюоресцентной диагностике и фотодинамической терапии
2.4.6. Оптимизация методов измерений и результаты
3. Исследование в тонких слоях биологических сред
3.1. Теория распространения света в биологических тканях с высоким коэффициентом рассеяния
3.2. Разработка метода исследования распространения света в тонких слоях
3.3. Методы измерения оптических параметров биотканей
3.4. Оптические свойства раствора Интралипида
3.5. Измерение оптических свойств Интралипида
3.5.1. Разработка метода измерения оптических свойств Интралипида на интегрирующей сфере
3.5.2. Метод измерения коллимированного пропускания
3.5.3. Метод измерения диффузного пропускания и диффузного отражения
3.5.4. Сравнение с другими методами
Выводы
Список литературы
В последние время большое значение придается оптическим методам исследования биологических объектов с целью создания новых методов диагностики и лечения.
Особый интерес вызывают методы, основанные на флуоресцентной диагностике и фотодинамической терапии. Это направление активно развивается ведущими научными группами во всем мире. С помощью этих методов только в России оказана медицинская помощь более чем десяти тысячам пациентам. Одним из важных направлений является дифференциальная диагностика онкологических заболеваний внутри полостных органов. Несмотря на значительный успех, достигнутый в этом направлении, остались не решенными задачи, связанные с диагностикой патологий, возникающих в тонких слоях слизистой внутри полостных органов, таких как пищевод, мочевой пузырь, желудок, бронхи и т.д. Существующие методы флуоресцентной диагностики предназначены и хорошо себя зарекомендовали для диагностики патологий в достаточно тонких слоях. Однако, точность диагностики резко понижается при анализе тонких слоев. Чем тоньше слой, чем больше ошибка. Эта ошибка связанна с тем, что при определении концентрации фотосенсибилизатора по существующим методикам в ткани подводящее свет и приемное волокна расположены друг относительно друга таким образом, что тонкий слой, содержащий фотосенсибилизатор, может оказаться незамеченным при контакте волокна с биотканью. Другим важным направлением работ является лечение обнаруженных опухолей. Несмотря на очевидный прогресс в этой области, имеется нехватка средств доставки излучения к пораженным участкам и эффективных методов измерения доз светового облучения.
Данная работа посвящена оптимизации методов измерения концентрации фотосенсибилизаторов в тонких слоях биоптатов и созданию соответствующего оборудования.
Цель работы:
Рис 2.2.8. Распределение излучения вдоль оси волокна диффузора для нашего катетера и катетеров других фирм.

PDT Systems ID # RD0231 диффузор
Азимутальная диаграмма
S' распределения излучения
N, Biospec Diffuser
АзАвдгтальная диаграмма {Га<шрЪдейЕния излучения
созданный нами диффузор
Rare Earth Medical Inc. Diffuser Азимутальная диаграмма '^распределения излучения
Азимутальная диаграмма распределения излучения
Рис. 2.2.9. Азимутальные диаграммы распределения излучения нашим катетером и катетерами других фирм.
Заключение.
Существуют два типа катетеров для доставки оптического излучения в медицине: диагностические (называемые волокном, имеющие "У'-образную