Диссертация (1144366), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Получена рекомендация комитета поэтике ФГБОУ ВО «Саратовский Государственный медицинский университетим. В.И. Разумовского» Министерства здравоохранения РФ по протоколу № 9от 15.05.2018года.Научная новизна работы состоит в следующем:Внешняя механическая компрессия биотканей в условиях in vivo приводит к уменьшению их рассеивающих и поглощающих свойств, при этом в инфракрасной (ИК) области спектра уменьшение рассеивающих свойств превалирует над уменьшением поглощения. Процесс происходит в течение несколькихминут.Установлены особенности изменения оптических параметров биотканипри вариации интенсивности внешней компрессии и области ее наложения.При наложении компрессии величиной 105 Па кровь (гемоглобин) полностьюудаляется из области компрессии in vivo кожной ткани.7Разработана методика оценки изменения содержания воды в биоткани врезультате внешней компрессии.Снятие внешней компрессии восстанавливает оптические параметрыкожной ткани в течение 40-50 минут, при этом в течение первых несколькихсекунд происходит значительное увеличение (в 2 – 3 раза по сравнению скожей без компрессии) содержания крови (гемоглобина) с высокой (в 2 – 5 развыше по сравнению с кожей без компрессии) степенью оксигенации.Практическая значимость полученных результатов заключается в следующем:Определенывременаизмененияоптическихифизиологическиххарактеристик кожи в результате внешней компрессии и восстановления ихпервоначальных параметров после ее снятия.Отмечено, что после снятия внешней компрессии в течение первыхнескольких секунд происходит значительное увеличение (в 2 – 3 раза посравнению с кожей без компрессии) содержания крови (гемоглобина) в областикомпрессии, при этом значительно увеличивается (в 2 – 5 раз выше посравнению с кожей без компрессии) степень оксигенации гемоглобина.
Данныйфакт может быть положен в основу методики управления степеньюоксигенации гемоглобина крови биотканей.Разработана методика оценки в изменении содержания воды в биоткани врезультате внешней компрессии.Результаты исследований способствуют дальнейшему развитию методаоптического просветления биотканей, применяемого для управления оптическими параметрами тканей для повышения эффективности диагностики и терапии различных заболеваний оптическими методами.Достоверность полученных результатов обеспечивается качественными количественным соответствием выводов теории основным результатам, полученным экспериментально. Достоверность экспериментальных результатов8обеспечена применением стандартной измерительной аппаратуры, обработкойбольшого количества экспериментальных данных с использованием стандартных методов, а также их соответствием результатам, полученным другими исследователями, и широкой апробацией результатов.Апробация работы.
Основные результаты работы были представлены в9 докладах на российских и международных конференциях: Saratov Fall Meeting(SFM’13), 1st International Symposium on Optics and Biophotonics; Saratov FallMeeting (SFM’14), International Symposium Optics and Biophotonics-II; Всероссийская научная школа-семинар «Методы компьютерной диагностики в биологии и медицине», Саратов, 2014 г.; Ежегодная всероссийская Школа-семинар«Методы компьютерной диагностики в биологии и медицине – 2015», Саратов,2015; Saratov Fall Meeting (SFM’16), International Symposium on Optics and Biophotonics IV; XIV Всероссийская молодежная Самарская конкурс-конференциянаучных работ по оптике и лазерной физике, 2016 г., Самара, Россия.Публикации.Основные результаты работы изложены в следующих публикациях:В изданиях, рекомендованных ВАК при Минобрнауки РФ:1.
Нахаева И.А.,Мохаммед М.Р., Зюрюкина О.А., Синичкин Ю.П. Влияниевнешней механической компрессии на оптические свойства кожной тканичеловека in vivo // Оптика и спектроскопия. 2014. Т. 117. № 3. С. 522–528.2. Нахаева И.А., Зюрюкина О.А., Мохаммед Р.М., Синичкин Ю.П. Влияниевнешней механической компрессии на содержание воды в кожной тканичеловека in vivo // Оптика и спектроскопия.
2015. Т. 118. № 5. С. 152–159.В сборниках научных конференций:1. Мохаммед Р.М. Исследование патологических процессов в биотканях методамиоптическойспектроскопии//IVВсероссийскаянаучно-практическая конференция «Научная инициатива иностранных студентов9и аспирантов российских вузов». Сборник докладов. Томск 24-26 мая2011 г. С. 354-358.2. Зюрюкина О.А., Нахаева И.А., Мохаммед Р.М., Синичкин Ю.П. Влияниевнешней механической компрессии на состояние оксигенации гемоглобина крови кожи человека in vivo / Проблемы оптической физики и биофотоники. SFM-2013: материалы 17-й Междунар. молодежной науч.школы по оптике, лазерной физике и биофотонике / под ред. Г.
В. Симоненко, В. В. Тучина. – Саратов : Изд - во «Новый ветер», 2013. – С. 9-17.3. Нахаева И.А., Зюрюкина О.А., Мохаммед Р.М., Синичкин Ю.П. Влияниевнешней механической компрессии на оптические и физиологическиесвойства кожи in vivo / Методы компьютерной диагностики в биологии имедицине – 2014: материалы Всерос. молодеж. конф. / под. ред. проф.Д.А. Усанова. – Саратов: Изд-во Саратовский источник, 2014.
С. 93-94.4. Зюрюкина О.А., Нахаева И.А., Мохаммед Р.М., Синичкин Ю.П. Влияниевнешней механической компрессии на оптические и физиологическиесвойства кожи человека in vivo / Методы компьютерной диагностики вбиологии и медицине – 2015: материалы Всерос. молодеж. конф. / под.ред. проф. Д.А. Усанова. – Саратов: Изд-во Саратовский источник, 2015.С. 45-48.5. Зюрюкина О.А., Нахаева И.А., Мохаммед Р.М, Синичкин Ю.П.
Компрессионный метод управления оптическими параметрами биотканей / XIVВсероссийский молодежный Самарский конкурс-конференция научныхработ по оптике и лазерной физике: сборник трудов конференции, 8-12ноября 2016 г., Самара, Россия. – Москва, ФГБУН ФИАН им. П.Н. Лебедева РАН, 2016. С. 230-235.Личный вклад автора состоит в планировании исследований совместно снаучным руководителем.
Критический анализ опубликованной литературы,проведение экспериментальных работ и обработка полученных данных, прове10дение компьютерного моделирования и анализ полученных результатов выполнены непосредственно автором .Объем и структура работы.Диссертационная работа состоит из введения, 3 глав, заключения, спискалитературы, включающего 82 источника.
Общий объем диссертации составляет112 страниц, включая 49 рисунков и 6 таблиц.Основные положения и результаты исследований, выносимые на защиту:1. При наложении компрессии величиной более 105 Па кровь (гемоглобин)полностью удаляется из области компрессии.2. Методика оценки изменения содержания воды в коже в условияхкомпрессии кожи, заключающаяся в сравнении относительного изменениякоэффициентов отражения кожи в условиях компрессии на двух длинахволн, на одной из которых (810 нм) коэффициент отражения определяетсятолько рассеянием света, а на другой (1070 нм) – как рассеянием, так ипоглощением воды.3.
Снятие внешней компрессии восстанавливает оптические параметры in vi-vo кожной ткани в течение 40-50 минут, при этом в течение первыхнескольких секунд происходит значительное увеличение (в 2 – 3 раза посравнению с кожей без компрессии) содержания крови (гемоглобина) свысокой (в 2 – 5 раз выше по сравнению с кожей без компрессии)степенью оксигенации гемоглобина.11ГЛАВА 1. Влияние внешней механической компрессии на оптические ифизиологические свойства биотканей (критический анализ опубликованных данных)1.1 Влияние внешней механической компрессии на оптические свойствабиотканейЭффект увеличения глубины проникновения лазерного излучения в биоткань при наложении на нее внешнего локального механического давления былпродемонстрирован более 30 лет назад [12]. С тех пор появился довольно большой объем публикаций, связанных с исследованиями влияния внешней механической компрессии биотканей на их оптические свойства (поглощение и рассеяние).Первые исследования [13, 14] проводились на образцах биотканей ex vivo.Авторы отметили, что внешняя компрессия изменяет оптические свойства образцов биотканей, что отражалось в изменении диффузного отражения и пропускания света образцами биотканей.
Так, в работе [13] проведенные исследования влияния компрессии на образцы мягких тканей (кожу человека, склеру иаорту быка, склеру свиньи) продемонстрировали уменьшение коэффициентадиффузного отражения и увеличение пропускания и коэффициентов поглощение и рассеяния в области спектра 400-1800 нм, при этом эффекты давления наоптические свойства биоткани увеличивались с увеличением давления. Былисделаны выводы о том, что компрессия увеличивает коэффициент поглощения ирассеяния биоткани, а возможным механизмом эффекта является увеличениеконцентрации рассеивателей.Коэффициенты поглощения µa и рассеяния µs рассеивающей среды споглощением, в том числе биоткани, определяются количеством поглощающихρa и рассеивающих ρ s частиц в единице объемаµa = ρaσ a ,12(1.1)µs = ρ sσ s ,(1.2)где σ a и σ s - сечения поглощения и рассеяния, соответственно. При компрессии биоткани в результате уменьшения расстояния между клеточными компонентами увеличиваются ρa и ρ s , в то время, как σ a и σ s остаются практически неизменными или слегка уменьшаются из-за большего согласования показателей преломления межклеточной жидкости и коллагеновых волокон.
В результате коэффициенты µa и µs увеличиваются, что приводит к уменьшениюдиффузного отражения.Подобные результаты были получены и в работе [14]. Авторы исследовали влияние механической компрессии на образцы кожи свиньи ex vivo, и былополучено, что при механическом сдавливании образцов происходит увеличениепропускания света через них, при этом эффект носит необратимый характер.Нужно отметить, что эксперименты проводились с образцами, на которыенакладывалось внешнее давление на достаточно большой (более 100 мм2) площади, существенно превышающей размеры площади прикладывания давленияв случае использования волоконно-оптического датчика.Авторы работ [7, 15] также исследовали диффузное отражение света и егопропускание образцами кожи свиньи ex vivo в условиях механической компрессии.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
