Управление оптическими свойствами биотканей для повышения чувствительности оптической когерентной томографии

• Автор: Агрба, Павел Дмитриевич
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 111 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Применение метода оптической когерентной томографии для диагностики покровных тканей (Обзор литературы)

1.1 Развитие методов оптической визуализации

1.2 Актуальность разработки неинвазивных методов оптической диагностики

1.3 Основной принцип метода оптической когерентной томографии

1.4 Исследование биотканей методом ОКТ

1.5 Использованная ОКТ-установка

1.6 Основные методики повышения информативности метода ОКТ

1.6.1 Использование иммерсионных и просветляющих агентов

1.6.2 Использование наночастиц для повышения контраста структур биоткани на ОКТ-изображениях
1.6.3 Использование механической компрессии
1.7 Описание распространения света в рассеивающих средах
1.8 Моделирование возможности управления оптическими
свойствами биоткани методом Монте-Карло
Глава 2. Управление оптическими свойствами биоткани с помощью наноразмерных коллоидных частиц для повышения чувствительности ОКТ
2.1 Оценка возможности применения суспензии наночастиц для управления оптическими свойствами биоткани
2.2 Результаты численного моделирования контрастирования границ
слоев и включений при использовании наночастиц
2.3 Методика проведения экспериментального исследования влияния контрастирующих агентов на формирование ОКТ-изображений
2.3.1 Методика исследования на фантомах биоткани
2.3.2 Методика исследования на коже животных in vivo
2.3.3 Определения контраста структурных элементов ОКТ-изображения
2.4 Экспериментальное исследование влияния контрастирующих агентов на формирование ОКТ-изображений модельных сред
2.5 Экспериментальное исследование влияния контрастирующих агентов на формирование ОКТ-изображений биотканей in vivo
2.6 Основные выводы
Глава 3 Управление оптическими свойствами биоткани с помощью механической деформации для повышения чувствительности метода ОКТ
3.1 Методика проведения эксперимента по исследованию влияния механической деформации на формирование ОКТ-изображений
3.1.1 Методика исследования механической компрессии на образцах биоткани ex vivo
3.1.2 Методика исследования механической компрессии на образцах биоткани in vivo
3.1.3 Методика исследования поперечной деформации на образцах биоткани in vivo
3.2 Экспериментальное исследование влияния компрессии биоткани на формирование ОКТ-изображений
3.2.1 Влияние силы давления на биоткань на формирование ОКТ-
изображений
3.2.2 Численное моделирование влияния силы давления на биоткани на формирование ОКТ-изображений
3.2.3 Влияние времени компрессии на формирование ОКТ-изображений
3.3 Экспериментальное исследование влияния поперечной деформации на формирование ОКТ-изображений
3.4 Основные выводы
Глава 4 Использование просветляющих агентов для повышения чувствительности метода ОКТ
4.1 Основные принципы управления оптическими параметрами биоткани с помощью просветляющих и иммерсионных средств.

4.1.1 Методика проведения эксперимента по исследованию влияния иммерсионных жидкостей на ОКТ-изображения
4.1.2 Методика проведения эксперимента по исследованию влияния просветляющих веществ на ОКТ-изображения
4.2 Актуальность исследования фармакодинамических свойств и мониторинга эффективности увлажняющих средств
4.3 Методика проведения эксперимента по исследованию применения метода ОКТ для исследования фармакодинамических свойств и мониторинга эффективности увлажняющих средств
4.4 Экспериментальное исследование влияния иммерсионных жидкостей
на глубину визуализации биоткани методом ОКТ
4.5 Экспериментальное исследование влияния просветляющих жидкостей на глубину визуализации биоткани на ОКТ-изображении
4.6 Экспериментальное исследование применения ОКТ для прижизненного определения фармакодинамических свойств и мониторинга эффективности увлажняющих средств
4.7 Основные выводы
Заключение
Литература
Список публикаций по диссертации

Параметр g может принимать значения в пределах от 0 до 1, при этом случай § = 0 соответствует изотропному (релеевскому) рассеянию, а случай % = 1 - полному рассеянию вперед.
Еще одной важной' характеристикой среды является показатель преломления п - это отношение скорости света в вакууме к скорости света в среде (абсолютный, показатель преломления). Относительный показатель преломления двух сред - отношение скорости света в среде, из которой свет падает на границу раздела, к скорости света во второй среде. В соответствии с законом Снелиуса относительный показатель преломления равен отношению синуса угла падения лучей на границу раздела к синусу угла преломления.
В соответствии с законом Ламберта-Бугера-Бера ослабление коллимированного лазерного светового пучка при распространении во многих оптически однородных поглощающих средах происходит по экспоненциальному закону [75, 76]:
1(г)=(1-К)1оехр(-р(г)
где Л - коэффициент френелевского отражения при нормальном падении пучка,
Я = (п-1)2/(п+1)2,
п - относительный показатель преломления биоткани; 10 интенсивность падающего света; щ = Ца + Щ - коэффициент экстинкции (коэффициент взаимодействия или ослабления), характеризующий полные потери коллимированного пучка при распространении в среде; г - текущая глубина проникновения света в среду. Этот закон хорошо выполняется в случае оптически однородных сред. Однако для многих типов рассеивающих сред, в т.ч. биотканей, такое приближение является не совсем подходящим из-за значительного влияния многократного рассеяния, которое ведет к пространственному перераспределению энергии излучения в среде.
Достаточно строгое математическое описание процесса распространения немодулированного света в сильнорассеивающей среде