Моделирование спектров рассеяния и пропускания дисперсных биосистем в приложении к хрусталику глаза

• Автор: Ларионова, Надежда Львовна
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 138 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ГЛАВА ПЕРВАЯ. ОПТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ, МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКИ РАССЕЯНИЯ ХРУСТАЛИКА ГЛАЗА.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Строение и свойства хрусталика глаза, построение оптической модели

1.1.1. Показатель преломления хрусталика

1.1.2. Химический состав хрусталика. Рассеивающие структуры хрусталика

1.1.3. Параметры рассеивающих структур хрусталика.

1.1.4. Прозрачность хрусталика

1.1.5. Влияние ультрафиолета на хрусталик. Пигментация

1.1.6. Оптическая модель хрусталика глаза.

1.2. Методы исследования и характеристики рассеяния биоткани хрусталика глаза
1.2.1. Клинические методы
1.2.2. Другие неинвазивные спектральные методы
Выводы к первой главе.
ГЛАВА ВТОРАЯ. ТЕОРИЯ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ИЗЛУЧЕНИЯ В ДИСПЕРСНЫХ
СРЕДАХ.
2.1. Теория Ми рассеяния света на шаре.
2.2. Поляризационные свойства рассеянного света
2.2.1. .Амплитудная матрица рассеяния.
2.2.2. Матрица рассеяния света
2.3. Статистическое описание пространственного расположения частиц в
плотноупакованных системах
2.4. Приближение однократного рассеяния в илотноупакованных системах.
2.5. Приближение многократного рассеяния в неупорядоченных системах
2.5.1. ервый порядок теории многократного рассеяния учет ослабления
рассеянного излучения.
2.5.2. Приближение среднего поля строгой теории многократного рассеяния.
2.5.3. Метод МонтеКарло .
Результаты и выводы ко второй главе.
ГЛАВА ТРЕТЬЯ. МОДЕЛИРОВАНИЕ СПЕКТРОВ РАССЕЯНИЯ ДИСПЕРСНЫХ
БИОСИСТЕМ.
3.1. Приближение однократного рассеяния
3.2. Первый порядок теории многократного рассеяния с учетом ослабления
рассеянного излучения .
3.2.1. Спектры рассеяния хрусталика в приближении однократного рассеяния
без учета поглощения
3.2.2. Экспериментальная часть. Измерения спектров рассеяния хрусталика
3.2.3. Спектры рассеяния хрусталика в приближении однократного рассеяния с учетом поглощения, обусловленного содержанием хромофоров
3.3. Приближение среднего поля строгой теории многократного рассеяния
3.4. Метод МонтеКарло.
3.5. Цветовые координаты рассеянного излучения.
Результаты и выводы к третьей главе
ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ. МОДЕЛИРОВАНИЕ СПЕКТРОВ ПРОПУСКАНИЯ
ДИСПЕРСНЫХ БИОСИСТЕМ.
4.1. Первый порядок теории многократного рассеяния с учетом ослабления
рассеянного излучения.
4.2. Метод прямого суммирования амплитуд..
4.2.1. Случай падающей плоской волны.
4.2.2. Случай падающей волны с гауссовым профилем
4.2.3. Случай интерференции двух плоских волн
Результаты и выводы к четвертой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Проведено моделирование интерференции пропущенного излучения от двух плоских волн, пересекающихся в узловой плоскости хрусталика. На основе интерференционной картины рассчитаны спектральные распределения контраста в случае здорового и катаратегного хрусталиков. В заключении кратко перечислены основные результаты и выводы работы. ОПТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ, МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКИ РАССЕЯНИЯ ХРУСТАЛИКА ГЛАЗА. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. Обзор проведен но литературе, посвященной различным методам исследования распространения излучения в хрусталике глаза. Для моделирования процессов рассеяния в объекте, необходимо сначала составить его оптическую модель. Необходимы полные сведения о структуре объекта в целом, о природе и свойствах рассеивающих включений, об их внутренних параметрах, таких как размер, форма, концентрация, показатель преломления рассеивателей и т. Для диагностики различных заболеваний биоткани, необходимо знать механизм патогенеза. Первый раздел содержит обзор литературы о внутренней структуре хрусталика глаза, на основании которой составлена его оптическая модель. Во втором разделе содержится обзор литературы но различным клиническим и физическим методам исследования внутренних параметров хрусталика, где проведено сравнение методов и подробно рассмотрены спектральные методы исследования внутренней структуры ткани хрусталика. Строение и свойства хрусталика глаза, построение оптической модели. Указатель преломления хрусталика. Хрусталик человека является двояковыпуклой, бесцветной и почти полностью прозрачной структурой, расположенной в передней части глаза позади ирисовой диафрагмы радужная оболочка, состоящей из луковичных слоев волоконных клеток Рис. Главная роль хрусталика заключается в фокусировке изображения объекта на сетчатку. Это достигается за счет преломления, которое определяется разницей в показателях преломления хрусталика и окружающей среды и кривизной хрусталика. Поверхность хрусталика окружена водянистой жидкостью и стекловидным телом, их показатель преломления равен 1. По мерс старения хрусталика наблюдается изменение разности показателя преломления между рассеивающими структурами и окружающей их средой, и результатом этих флуктуаций является увеличение рассеяния света 3. Капсула хрусталика имеет показатель преломления, соответствующий окружающей среде водянистой влаге и стекловидному телу. Карта концентрации протеинов хрусталика вдоль оптической оси посредством микрофотографии показала повышение содержания протеинов от коры к центру ядра во всех, кроме самых молодых хрусталиков возраст несколько дней 2. Поэтому хрусталик имеет градиент показателя преломления, направленный от коры к ядру 4,5,. Подтверждением этого стала работа Бтопвойп и др. Интерференционная картина от тонкого среза хрусталика представляет собой систему колец Ньютона, каждое из которых определяется своим показателем преломления. С ростом расстояния от центра растет градиент показателя преломления. Вычисленная разность показателей преломления между центром и периферией составила 42. Этому значению соответствует разность показателей преломления, которую вычислили ВеИеШенп и Раиполчс 7 с помощью теории случайной флуктуации плотности и ориентации. Градиент показателя преломления существует и вдоль поверхности хрусталика наибольшее его значение наблюдалось на центральной передней части хрусталика 1. Это означает, что наибольший показатель преломления наблюдается в месте, где у хрусталика наименьшая кривизна т. Причина флуктуаций показателя преломления в биотканях может заключаться в следующих факторах 1 флуктуации плотности, 2 флуктуации оптической анизотропии 2,9. В хрусталике первое может быть вызвано рядом причин, к ним относятся агрегация протеинов этот вопрос будет подробно описан ниже, разделение микрофаз при холодной катаракте и синерезис освобождение воды из связанного состояния и присоединение ее в белок хрусталика, образуя водные слои, это явление увеличивает разницу между показателями преломления протеинов и окружающим их веществом.