Исследование морфо-функционального состояния патологических биотканей методом спектроскопии диффузного отражения

ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. ОПТИЧЕСКЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ 7
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ОПИСАНИЯ ПРОЦЕССОВ ДИФФУЗНОГО ОТРАЖЕНИЯ 13
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА 19
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 25
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 40
СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 42

Весь текст будет доступен после покупки

Спектроскопия диффузного отражения была активно развита изначально, как многообещающий инструмент для неразрушающего исследования и анализа характеристик биотканей. Диффузное отражение обеспечивает информацию при исследовании свойств света, который поглощен и рассеян тканью. Корреляция этих оптических свойств с гистологическим и биохимическим особенностями обеспечивает богатство информации относительно состава и биохимии данной ткани. Эта информация может быть также полезной как для исследования морфологии и физиологии ткани, так и для раннего обнаружения и диагноза болезни.
Биомедицинские применения спектроскопии диффузного отражения включают широкий спектр исследования органов и типов ткани, таких как кишечник [1-2], пищевод [3], желудок [4], желчный пузырь [5-6], грудной полости [10-11], мозга [12], печени [13], поджелудочной железы [14], сердца [15], ткани полости рта [16] и кожи [17-18]. Основываясь на коэффициенте диффузного отражения, хромофоры множества биологической ткани могут быть количественно оценены, такие как гемоглобин, в его окисленной и деокисленной формах [2,19], меланин [17], билирубин [20] и цитохромы [13, 21]. Кроме того, свойства света рассеянного биологическими тканями могут быть определены и коррелированы с морфологическими особенностями, типа ядерной плотности и размера эпителиальной клетки [22], или среднее значение размеров рассеивателя и плотности [2]. Кроме того, множество физиологических процессов и особенностей могут наблюдаться в микроциркуляции крови [4, 14, 19], гемодинамики [23], эритема [24], и метаболизм [21] и, наконец, многие патологические процессы могут быть диагностированы, такие как предраковые поражения различных органов.

Весь текст будет доступен после покупки

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. ОПТИЧЕСКЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ

В настоящее время, для теоретического описания распространения света в биосредах развиты два фундаментальных подхода: теория многократного рассеяния, которая исходит из уравнений Максвелла и описывает волновые свойства рассеянных световых полей в случайно-неоднородной среде (см., например, [6, 7]) и теория переноса излучения (ТПИ), которая рассматривает эволюцию потока энергии излучения в аналогичных средах (см., например, [1-5]).Наиболее популярным инструментом при решении практически-важных задач биомедицинских исследований является ТПИ, основу которой составляет уравнение переноса излучения (УПИ) для лучевой интенсивности, распространяющейся в среде с большей долей светорассеяния. Томография фотонового изображения (ТФИ) является существенным инструментом в биомедицинских исследованиях, призванным изучать внутренние структуры организмов с использованием света. Основой ТФИ является уравнение переноса излучения (УПИ), которое описывает поведение лучевой интенсивности света при его распространении в среде с высокой степенью светорассеивания. Уравнение переноса излучения представляет собой математическое описание процесса распространения света через среду с определенными оптическими свойствами. Оно учитывает такие факторы, как поглощение, рассеяние и преломление света, что позволяет моделировать взаимодействие света с биологическими тканями и клетками. Применение ТФИ с уравнением переноса излучения в биомедицинских исследованиях имеет ряд преимуществ. Во-первых, данный метод позволяет получать изображения объектов внутри биологических тканей без необходимости облучать их ионизирующим излучением, как это требуется, например, в случае рентгеновских исследований. Кроме того, ТФИ с УПИ предоставляет возможность получать трехмерные изображения с высоким разрешением, что делает его идеальным инструментом для исследования микроструктур тканей и клеток.

Весь текст будет доступен после покупки

4. Z. F. Ge, К. Т. Schomacker and N. S. Nishicka, "Identification of coionicciysplasia and neoplasiabyHTTsisc reflectance spectroscopy and pattern recognition techniques" Appl. Spectrosc. 52, 833-839 (1998).
5. G. Zonios, L. T. Perelman, V. M. Backman, R. Manoharan, M. Fitzmaurice, J. Van Dam, andM. S. Feld, "Diffuse reflectance spectroscopy of humanadenomatous colon polyps in vivo," Appl. Opt. 38, 6628-6637 (1999).
6. Georgakoudi, В. С Jacobson, J. Van Dam, V. Backman, M. B. Wallace, M. G. Muller, Q. Zhang,K. Badizadegan, D. Sun, G. A. Thomas, L. T. Perelman, and M. S. Feld, "Fluorescence, reflectance, and light-scattering spectroscopy for evaluating dysplasia in patients with Barrett's esophagus," Gastroenterol. 120, 1620-1629(2001).
7. A. Fournell, L. A. Schwarte, T. W. L. Scheeren, D. Kindgen-Milles, P. Feindt, and S. A. Loer, "Clinicalevaluation of reflectance spectrophotometry for the measurement of gastric microvascular oxygen saturationin patients undergoing cardiopulmonary bypass," J. Cardiothor. Vase. An. 16, 576-581 (2002).
8. F. Koenig, R. Larne, H. Enquist, F. J. McGovern, K. T. Schomacker, N. Kollias, and T. F. Deutsch,"Spectroscopic measurement of diffuse reflectance for enhanced detection of bladder carcinoma," Urology51,342-345(1998).
9. J. R. Mourant, I. J. Bigio, J. Boyer, R. L. Conn, T. Johnson, and T. Shimada, "Spectroscopic diagnosis ofbladder cancer with elastic light scattering," Lasers Surg. Med. 17, 350-357 (1995).
10. R. J. Nordstrom, L. Burke, J. M. Niloff, and J. F. Myrtle, "Identification of cervical intraepithelial neoplasia(CIN) using UV-excited fluorescence and diffuse-reflectance tissue spectroscopy," Lasers Surg. Med. 29,118-127(2001).
11. Y. N. Mirabal, S. K. Chang, E. N. Atkinson, A. Malpica, M. Follen, and R. R. Richards-Kortum,"Reflectance spectroscopy for in vivo detection of cervical precancer," J. Biomed. Opt. 7, 587-594 (2002).
12. U. Utzinger, M. Brewer, E. Silva, D. Gershenson, R. С Blast, M. Follen, and R. R. Richards-Kortum,"Reflectance spectroscopy for in vivo characterization of ovarian tissue," Lasers Surg. Med. 28,56-66(2001).
13. 1. J. Bigio, S. G. Bown, G. Briggs, С Kelley, S. Lakhani, D. Pickard, P. M. Ripley, I. G. Rose, andС Saunders, "Diagnosis of breast cancer using elastic-scattering spectroscopy: preliminary clinical results," J. Biornsd. Opt. 5, 221-228 (2000).

Весь текст будет доступен после покупки