Диссертация (1174376), страница 11

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 11)

В.И. РазумовскогоМинздрава России у 20 пациентов с различными дерматозами (КПЛ, алопеция,дискоидная красная волчанка, псориаз, демодекоз, чесотка) и у 20 практическиздоровых лиц. Возраст пациентов – от 18 до 60 лет [24, 53, 55, 56, 200].Дляполученияобразцовнамибылиспользованмедицинскийаутостерильный клей «Сульфакрилат», произведенный по лицензии Институтакатализа СО РАН (г. Новосибирск). Клеющая композиция характеризуетсявысокими адгезивными, бактерицидными свойствами в отношении золотистогостафилококка, кишечной палочки, протея, сине-гнойной палочки.

Данноевещество не оказывает токсического действия на организм и может применяться влюбом возрасте, начиная с периода новорожденности.С помощью клея «Сульфакрилат» обеспечивалась прочная связь междупредметным стеклом и поверхностью эпидермиса, исключая травматизациюкожи, а после выполнения отрыва фрагмент эпидермиса также прочнофиксировался на стекле (рисунок 2.5). Время полимеризации составляло от 10 до120 с, в результате чего склеиваемые поверхности плотно сближались собразованием прочной тонкой пленки. Высокая текучесть и экономичноенанесение (1 капля (0,03 мл) на 1 см2 исследуемой поверхности) позволилиприменить небольшие порции клея для формирования равномерной эластичнойпленки и получить ПОЭ с различных участков кожного покрова.59Рисунок 2.5 – Образец поверхностного отрыва эпидермисаДля исследования выбирался участок кожи с максимально ровнойповерхностью для обеспечения равномерного соприкосновения стекла сэпидермисом.

Для получения ПОЭ применялась методика, описанная в работахпроф. С.Р. Утца [51], включающая несколько этапов: нанесение капли клеящейкомпозиции; накладывание и плотное прижатие к коже предметного стекла,предварительно обезжиренного в смеси спирт-эфир (1:1); аккуратное удалениестекла через 30с. При этом получение материала выполняли на одном и том жеучастке кожного покрова неоднократно, а именно, до появления точечногокровотечения. В процессе и после проведения исследования каких-либо побочныхреакций, обусловленных применением сульфакрилатного клея, выявлено не было.Возникает вопрос о влиянии нерассеянной («баллистической», или«когерентной» [26]) составляющейIbпрошедшего через кожный отрывизлучения на получаемые статистические оценки параметров локальнойполяризационной структуры. ЗначениеIbпри распространении лазерногоизлучения в образце может быть оценено по обобщенному закону БугераI b  I 0 exp   t L  ,где I 0– исходная интенсивность зондирующего пучка,t   a   s – коэффициент экстинкции анализируемого рогового слоя кожи надлине волны 633 нм, L – толщина кожного отрыва.

Для грубых оценок можновоспользоваться данными из [9], где для обескровленной in vitro кожи приводятсяследующие значения коэффициентов поглощения и рассеяния  a и  s на длиневолны 633 нм :  a  2  3 см-1,  s  90  120 см-1. Таким образом, при типичнойтолщинекожныхотрывов30  50 мкмкоэффициентколлимированного60пропускания exp  t L  образцов достаточно велик и составляет приблизительно0,4  0,7.

Но также необходимо учитывать влияние шероховатой поверхностикожных отрывов, в случае крупномасштабных шероховатостей приводящей кстохастическоймодуляциинаправленияраспространениябаллистическойсоставляющей вследствие рефракции, а в случае мелкомасштабной – кразрушению первоначальной структуры пучка, приводящей к дополнительнойспекл-модуляции выходящего из образца излучения. Отметим, что обафизическихмеханизма(наличиемногократногорассеяниявобъемеистохастическая модуляция пучка на поверхностях кожного отрыва) приводят кпоявлению случайного разброса в значениях измеряемых параметров  и  имогут быть использованы для характеризации структурных изменений верхнихслоев кожи, обусловленных патологиями.Получаемые в ходе сканирования наборы значений ei ,i  для каждогоисследуемого образца подвергались частотному анализу с использованиемпрограммы Origin 8.0; результаты анализа использовались для построениягистограммиэмпирическихраспределенийплотностивероятностирегистрируемых параметров и оценки статистических моментов определяемыхвеличинипараметров,характеризующихособенностиэмпирическихраспределений: дисперсии и коэффициентов асимметрии и эксцесса.2.3.

Обсуждение экспериментальных результатовВ ходе экспериментов проводился статистический анализ эмпирическихраспределений значений эксцентриситета и азимутального угла локальныхэллипсов поляризации, полученных при сканировании ПОЭ для пациентов внорме и с различными кожными патологиями (алопеция, дискоидная краснаяволчанка, КПЛ, демодекоз, псориаз, чесотка). На рисунке 2.6 приведенытипичные гистограммы распределений эксцентриситета и азимутального углалокальных эллипсов поляризации для отрывов кожи в норме.61абРисунок 2.6 – Гистограммы эмпирических распределений эксцентриситета (а)и азимутального угла (б) для отрывов кожи в нормеАнализируя полученные гистограммы, можно сделать следующие выводы:для эмпирического распределения эксцентриситета наблюдается ожидаемыйсдвиг модального значения, соответствующего наиболее вероятному значению, вобласть малых значений. При этом плотность вероятности распределения вблизи  1,0, соответствующая «невозмущенному» состоянию зондирующего пучка,существенно уменьшается, а само распределение остается унимодальным.Эмпирическое распределение азимутального угла (рисунок 2.6, б) обладаетбимодальностью, причем одна мода локализована вблизи   0 (состояниеневозмущенного пучка), а вторая, с меньшей амплитудой, – вблизи   - 6,5.Отметим, что для изотропных многократно рассеивающих сред разрушениеисходной линейной поляризации зондирующего пучка с   1 и   0 должносопровождаться симметричным уширением распределения азимутальных углов, висходном состоянии представляющего собой узкий и острый пик при   0, помере увеличения кратности рассеяния зондирующего излучения.

Наличие второймоды вблизи   - 6,5 на наш взгляд может свидетельствовать о существованиидостаточно значительной оптической активности эпидермиса, приводящей кповороту плоскости поляризации зондирующего пучка при одновременномуширении распределения по азимутальному углу.

На рисунке 2.7 приведеныгистограммы распределений  для различных кожных патологий.620,50,40,4Ni/N0,30,3Ni/N0,20,20,10,10,00,00,70 0,75 0,80 0,85 0,90 0,95 1,000,70,80,91,0АлопецияДискоидная красная волчанка0,200,200,160,150,12Ni/NNi/N0,100,080,050,040,000,920,120,940,960,980,001,00ДемодекозЧесотка0,180,150,080,12Ni/N0,060,090,040,060,020,030,000,920,90 0,92 0,94 0,96 0,98 1,000,10Ni/N0,60,940,960,98Красный плоский лишай1,000,000,800,850,900,951,00ПсориазРисунок 2.7 – Гистограммы распределений эксцентриситета локальныхэллипсов поляризации при спекл-поляриметрическом сканированиикожных отрывов с различными патологиями63Можно выделить следующие характерные особенности полученныхгистограмм для различных патологий:- для дискоидной красной волчанки, красного плоского лишая и псориазахарактернысущественноасимметричныеэмпирическиераспределениясмодальным значением вблизи   1 , причем псориаз и красная волчанкахарактеризуются максимальной дисперсией значений  .

Такие патологии, какдемодекоз и чесотка характеризуются смещением модальных значений в областьмалых величин и, вследствие этого, меньшей асимметрией эмпирическихраспределенийпрактическиэксцентриситета.симметричноеВчастности,распределение,надлянашчесоткивзглядхарактернодопускающееудовлетворительную аппроксимацию нормальным (гауссовым) распределением.В случае алопеции возможна бимодальность распределения эксцентриситета,однако этот вопрос требует дальнейших исследований.На рисунке 2.8 представлены гистограммы эмпирических распределенийазимутального угла для тех же патологий.

Отметим следующие характерныеособенности:- как правило, при зондировании имеет место сдвиг распределенияазимутальных углов с одновременным уширением по отношению к исходномураспределению для невозмущенного зондирующего пучка (узкому пику при = 0); уширение пика обусловлено многократным рассеянием в случайнонеоднородной структуре ткани, а сдвиг – вращением плоскости поляризации привзаимодействии света с анизотропными структурными составляющими или соптически активными компонентами ткани; в качестве последних могутвыступать, например, белки или полисахариды.64АлопецияДискоидная красная волчанкаДемодекозЧесоткаКрасный плоский лишайПсориазРисунок 2.8 – Гистограммы эмпирических распределений азимутальных угловлокальных эллипсов поляризации для различных патологийИсключение составляют лишь кожные отрывы с алопецией, для которыхэмпирическое распределение азимутального угла резко отличается от остальныхраспределений на качественном уровне.

Это проявляется в выраженном65бимодальном характере распределения с существенным сдвигом в областьотрицательныхазимутальныхуглов.Обемоды(пика)симметричныинезначительно различаются по высоте и ширине. Отметим, что положение одногоиз пиков (приблизительно при   6,5) согласуется с пиком, полученным присканировании образцов кожи в норме. Подобные особенности эмпирическогораспределенияазимутальныхугловприалопециитребуетдальнейшихуглубленных исследований и выходит за рамки данной диссертационной работы[3].С точки зрения идентификации различных патологий и мониторингарезультатов их терапии представляет интерес их визуальное двумерноеотображение в пространствах координат, соответствующих параметрам приспекл-поляриметрическом анализе.

В частности, подобное 2D-представлениебыло проведено в координатной системе «среднее значение азимутального угла –среднее значение эксцентриситета эллипса поляризации» (рисунок 2.9).Примечание: Эллиптическая область, ограниченная зеленой линией, предположительноопределяет область возможных значений диагностируемых параметров, соответствующихэпидермису в норме.Рисунок 2.9 – 2D-отображение нормального и патологических состояний кожныхотрывов в пространстве координат «среднее значение азимутального угла –среднее значение эксцентриситета эллипса поляризации»: 1 – алопеция;2 – дискоидная красная волчанка; 3 – демодекоз; 4 – нормальная кожа;5 – красный плоский лишай; 6 – псориаз; 7 – чесотка66Отметим особое положение точки, соответствующей алопеции.

Такжеследует отметить, что образец с демодекозом характеризуется минимальнымвозмущающим действием на зондирующий пучок.В качестве дополнительного идентификационного параметра может такжебыть использовано коллимированное пропускание зондируемых образцов,дополнительно определяемое при спекл-поляриметрических измерениях. Какотмечалосьвыше,ослаблениезондирующегопучкаобусловленодвумяфизическими механизмами – объемным рассеянием и разрушением исходнойпространственной структуры пучка при его взаимодействии с поверхностью.

Приэтом, взаимодействие с поверхностью может давать более существенный вклад взатухание. В частности, по приведенным оценкам, объемное рассеяние можетприводить к значениям коллимированного пропускания порядка 0,4  0,7, в товремя как измеряемые в наших экспериментах значения обычно составляли от0,03 до 0,10.

Тем не менее, совместное действие объемного и поверхностногорассеяния можно описать в рамках представления об «интегральной кратностирассеяния», которое в случае малого поглощения среды определяется как  t L и внашихэкспериментахбыларавнаN ≈ 2,5 ÷ 3,5.Посколькувспекл-поляриметрических измерениях поперечный размер зондируемой областидостаточномал,аструктураобразцовпространственно-неоднородна,производилось усреднение локальных значений коллимированного пропусканияпо трассам сканирования.Рисунки 2.10 и 2.11 иллюстрируют сделанные попытки 2D-отображенийнормального и патологических состояний исследуемых образцов в пространствахкоординат«среднеезначениеэксцентриситета–среднеезначениеколлимированного пропускания» и «среднее значение азимутального угла –среднее значение коллимированного пропускания».67-1-2-3-4-5-6-70,98е0,960,940,920,000,050,100,150,200,250,30Коэффициент коллимированного пропусканияРисунок 2.10 – 2D-отображение нормального и патологических состоянийкожных отрывов в пространстве координат «среднее значение коллимированногопропускания – среднее значение эксцентриситета локальных эллипсовполяризации»: 1 – алопеция; 2 – дискоидная красная волчанка; 3 – демодекоз;4 – нормальная кожа; 5 – красный плоский лишай; 6 – псориаз; 7 – чесотка-1-2-3-4-5-6-7φ050-50,050,100,150,200,250,30Коэффициент коллимированного пропусканияРисунок 2.11 – 2D-отображение нормального и патологических состоянийкожных отрывов в пространстве координат «среднее значение коллимированногопропускания – среднее значение азимутального угла»: 1 – алопеция;2 – дискоидная красная волчанка; 3 – демодекоз; 4 – нормальная кожа;5 – красный плоский лишай; 6 – псориаз; 7 – чесотка68Характернойособенностью приведенных2D-распределенийявляетсясуществование в достаточной степени локализованных групп отображающихточек для каждого представления (например, 3, 5 и 2, 6, 7 на рисунке 2.9; 2, 4, 7 и1, 3, 5 на рисунке 2.10; 3, 5, 7 на рисунке 2.11).

Характеристики

Список файлов диссертации