Диссертация (1144366)
Текст из файла
ОГЛАВЛЕНИЕВведение……………………………………………………………………………4ГЛАВА 1. Влияние внешней механической компрессии на оптическиеи физиологические свойства биотканей (критический анализопубликованных данных)………………………………………………………..131.1. Влияние внешней механической компрессии наоптические свойства биотканей……………………………………………131.2. Влияние внешней механической компрессии нафизиологические свойства биоткани……………………………………….171.3.
Роль воды в формировании оптических свойств кожи вусловиях внешней механической компрессии……………………………..23Выводы ……………………………………………………………………………34ГЛАВА 2. Влияние внешней механической компрессии кожной ткани наспектр ее диффузного отражения (модель)……………………………………..362.1. Модель кожной ткани………………………………………………………...362.2 .Алгоритм расчета спектра отражения кожи…………………………………402.3 .Результаты расчета ............................................................................................. 40Выводы ……………………………………………………………………………..46ГЛАВА 3.
Влияние внешней механической компрессии кожной ткани наспектр ее диффузного отражения (эксперимент)………………………………...483.1 .Экспериментальная установка и объект исследования……………………..483.2. Методика количественной оценки содержания крови (гемоглобина) и степени оксигенации гемоглобина крови в кожной ткани по спектрам диффузногоотражения кожи в видимом диапазоне спектра …………………………………543.3. Экспериментальные результаты……………………………………………...583.3.1.
Временная динамика спектров диффузного отражениякожи in vivo в видимом диапазоне спектра ………………………………..583.3.1.1 Временная динамика спектров диффузногоотражения кожи in vivo в диапазоне спектра 500-600 нм ………….5923.3.1.2 Динамика изменения содержания крови истепени оксигенации гемоглобина крови в кожной тканив процессе ее компрессии ……………………………………………733.3.1.3 Временная динамика спектров диффузногоотражения кожи in vivo в диапазоне спектра 600 800 нм ………….853.3.2. Временная динамика спектров диффузного отражениякожи in vivo в ближнем ИК диапазоне спектра …………………………...903.3.3. Оценка изменения содержания воды в in vivo кожев условиях внешней компрессии …………………………………………..96Заключение………………………………………………………………………..101Список использованных источников……………………………………………1033ВведениеАктуальность работы.
Исследования влияния внешней механическойкомпрессии на спектры диффузного отражения биоткани in vivo представляютинтерес по целому ряду причин. Во-первых, многочисленные исследования показали, что метод диффузионной отражательной спектроскопии обладаетогромным потенциалом в области неинвазивной диагностики и мониторингасостояния человека в условиях in vivo (cм., например, [1]). Распространяющийся внутри биоткани человека свет изменяется в соответствии с ее морфологическими, биохимическими и физиологическими характеристиками, поэтому спектральный состав диффузно отраженного биологической тканью излучениянесет информацию о ее морфо-функциональном состоянии, структуре, количестве и кровенаполненности кровеносных сосудов, пространственном распределении хромофоров внутри биоткани и их концентрации, интенсивности происходящих в биологической ткани метаболических процессов [1, 2].
Во-вторых,ключевым элементом в таких исследованиях в условиях in vivo является волоконно-оптический датчик, который соприкасается с поверхностью исследуемойбиоткани, при этом происходит неконтролируемое надавливание датчиком наповерхность биоткани. В результате спектр диффузного отражения может неконтролируемым образом меняться в зависимости от величины механическойкомпрессии, что является источником ошибок при анализе спектров.
В-третьих,при локальной механической компрессии, создаваемой торцом волоконнооптического датчика (площадь прилагаемого давления порядка несколькихмм2), в месте приложения компрессии в биоткани создается градиент показателя преломления, и этот объем среды выполняет роль линзы для распространяющегося в биоткани зондирующего света. При наложении же механическойкомпрессии на относительно большой участок поверхности биоткани (порядканескольких см2) сжатый объем биоткани представляет собой пространственнооднородную среду без линзовых эффектов, в которой в отличие от области локальной компрессии характер распространения света меняется, что может про4явиться в изменении формы спектра диффузного отражения. В-четвертых, в результате приложения внешней компрессии уменьшаются рассеивающие свойства биоткани, поэтому данный компрессионный метод является методомуправления оптическими параметрами биотканей, альтернативным широко используемому методу, основанному на внедрении в биоткань химических агентов [3-5].
В-пятых, в настоящее время внешняя механическая компрессия используется как метод, позволяющий увеличить разрешение и контраст изображения при оптической когерентной томографии биотканей [6]. Далее, методкомпрессионного оптического просветления биотканей может быть реализованв приборном варианте, в частности, разработано устройство для просветлениябиотканей (tissue optical clearing device, TOCD) [7]. Наконец, механическая компрессия кожи позволяет оценивать содержание в ней хромофоров, поглощениекоторых в нормальных условиях завуалировано поглощением других хромофоров. Так, выдавливание крови из области приложения компрессии позволяетоценивать по спектрам диффузного отражения содержание в коже каротиноидов[8], а по спектрам флуоресценции – содержание в коже меланина [1, 2].Метод иммерсионного просветления биотканей в настоящее время используется достаточно широко.
Основными механизмами снижения рассеяниясвета были предложены: (1) водный транспорт из компонентов тканей; (2) замена межклеточной или внутриклеточной воды химическим агентом, которыйлучше соответствует более высокому показателю преломления естественныхбелковых структур; и (3) структурная модификация или диссоциация коллагеновых волокон [3, 9].
При удалении воды из пространства между коллагеновыми фибриллами увеличивается концентрация белков и сахара, в результате чегоуменьшается рассогласование показателей преломления и снижается рассеяние.Поскольку водный транспорт играет важную роль в процессах просветлениябиотканей и так как результатом воздействия внешней компрессии может бытьизменение содержания воды в области приложения компрессии, то компрессионный метод управления оптическими параметрами биотканей является перспективным методом. Более того, он имеет ряд преимуществ по сравнению с5иммерсионным методом, так как механическое сжатие биоткани является менееинвазивным и безопасным, в отличие от иммерсионного метода сохраняютсябарьерные функции рогового слоя и всего эпидермиса в целом, компрессионный метод должен обладать большим быстродействием, большей управляемостью и повторяемостью результатов применения.Несмотря на довольно большой объем публикаций, связанных с механической компрессией биотканей, приведенные в них результаты зачастую носятпротивоположный характер, что обусловлено, прежде всего, разными условиями наложения внешней компрессии (локальной или нелокальной) и разнымигеометриями детектирования отраженного биотканями света (с использованиемволоконно-оптического датчика или без него) [10].
Кроме того, эффект влияниявнешней компрессии на оптические свойства биоткани носит инерционный характер, поэтому результаты измерений зависят от времени задержки междуналожением компрессии и контактом и измерениями [11]; данный вопрос недостаточно изучен. Наконец, важно знать механизм изменения оптическихсвойств биоткани в условиях внешней компрессии, динамику изменения структуры и компонентного состава биоткани при внешнем давлении, а также влияние таких изменений на оптические свойства биоткани и, как следствие, наспектры диффузного отражения биоткани. Данные вопросы несомненно определяют актуальность работы.Цель и задачи исследования. Целью данной работы являлось выявлениезакономерностей динамики изменения оптических и физиологических свойствкожи in vivo в процессе наложения и снятия внешней механической компрессииразной величины и разного размера области приложения внешнего давления.Для достижения поставленной цели должны быть решены следующие задачи:1.
Экспериментальное исследование изменений, происходящих в спектрах диффузного отражения кожи in vivo при наложении внешней компрессии.62. По спектрам диффузного отражения исследование количественных изменений оптических свойств кожи при наложении внешней компрессии.3. Теоретический анализ изменений оптических и физиологическихсвойств кожи при наложении компрессии.4.
Определение роли воды в формировании рассевающих и поглощающихсвойств кожи in vivo.Методы исследования: спектроскопия диффузного отражения, компьютерное моделирование.Объекты исследования. Объектом исследования являлась кожа внутренней стороны предплечья человека in vivo. Измерения спектров диффузногоотражения кожи проводились на 10 добровольцах в возрасте от 20 до 65 лет скожей II-IV типов по Фитцпатрику.Исследования с участием добровольцев проводились с их согласия на основании Федерального закона Российской Федерации и Хельсинкской декларации о надлежащей клинической практике.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
