Диссертация (1174376), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Также следует отметить двепатологии, существенно отличающиеся по диагностическим параметрам отдругих исследованных образцов, это – алопеция на рисунке 2.9 и псориаз нарисунках 2.10 и 2.11.Локализация отображающих точек в определенных областях рассмотренных2D-отображений позволяет предложить обсуждаемый подход как новый методинвазивного экспресс-мониторинга патологических состояний кожи человека вдополнение к уже существующим методам диагностики биотканей. Несмотря назначительноерасхождениедиагностическихпараметров,можноотметитьожидаемые тенденции в их поведении, а именно убывание среднего значенияэксцентриситетаприубываниисреднегозначенияколлимированногопропускания. Аналогичное поведение имеет место и в случае зависимостисреднего азимутального угла от среднего коллимированного пропускания.Полученные в ходе данной работы экспериментальные данные могут бытьобобщены следующим образом.
По результатам исследований образцы кожимогут быть разделены на 2 группы. Для первой группы характерны симметричныеи асимметричные распределения и небольшие положительные средние значенияазимутального угла (от ≈ 0,5° до ≈ 7°, образцы №№ 2, 3, 5-7). Во вторую группу(образцы №№ 1, 4) вошли образцы с отрицательными средними значениямиазимутального угла, при этом, в случае алопеции распределение имеетвыраженный бимодальный характер. Наоборот, при красном плоском лишаесреднее значение азимутального угла находится в положительной области(1,30 ± 0,46), занимая среднее значение между демодекозом (0,59 ± 0,36) ипсориазом (3,56 ± 3,69).
Что касается эксцентриситета, то его значение прикрасном плоском лишае находится в интервале от 0,95 до 1, в то время как длянормальной кожи характерно значение 0,94.69Ненулевыезначенияазимутальногоуглапозволяютпредположитьсуществование в объеме ткани анизотропных или оптически активных структур,существенным образом изменяющихся при переходе ткани из нормального впатологическое состояние. Следует отметить аномально высокие по сравнению сдругими образцами значения коллимированного пропускания для псориаза,обусловленные морфологическими особенностями слоя эпидермиса в данномслучае. Сопоставление средних значений эксцентриситета, азимутального угла иколлимированного пропускания позволяет дифференцировать исследуемыеобразцы по нескольким группам, предположительно связанных с особенностямиих морфологии. Численные значения параметров локальной поляризационнойструктуры представлены в таблице 2.1.Таблица 2.1 – Параметры локальной поляризационной структуры для кожныхотрывов в норме и при различных патологияхНозологияСреднее значениеазимутального углаалопецияволчанкакрасный плоскийлишайпсориаздемодекозчесотказдоровая кожа-7,27 ± 1,567,56 ± 7,37Среднее значениеэксцентриситетаэллипсов поляризации0,97 ± 0,030,93 ± 0,071,33 ± 0,460,98 ± 0,023,56 ± 3,680,59 ± 0,361,11 ± 0,51-3,74 ± 4,290,94 ± 0,050,99 ± 0,010,94 ± 0,020,94 ± 0,032.4.
Краткие выводы по главеВ результате проведенных нами экспериментальных исследований показано,что предложенный в диссертационной работе метод сканирующей спеклполяриметрии,основанныйнарегистрациипараметровлокальнойполяризационной структуры (значений эксцентриситета и азимутальных угловлокальныхэллипсовполяризации)вспекл-модулированномрассеянном70излучении при сканировании кожных отрывов сфокусированным лазернымпучком и статистическом анализе получаемых эмпирических данных, обладаетдостаточновысокойчувствительностьюкпатологическиобусловленнымизменениям морфологии эпидермиса.
Как правило, исследуемые образцыхарактеризовались относительно невысокой кратностью рассеяния зондирующегоизлучения и изменения статистических свойств распределений случайныхзначений эксцентриситета и азимутального угла относительно исходныхпараметров зондирующего пучка (математически описываемых дельта-функциями , )достаточномалы.Темнеменее,применениеметодики2D-отображений зондируемых образцов в специальных системах координат,связанных со статистическими моментами эксцентриситета, азимутального угла икоэффициента коллимированного пропускания, демонстрирует достаточнуюэффективность идентификации различных патологий кожи.
В диссертационнойработе рассмотрены схемы подобной 2D-визуализации только с моментами 1-гопорядка (средними значениями) информативных параметров. В тоже времяприменение моментов высших порядков (например, 2-го и 3-го) можетпредоставить дополнительную информацию о морфологических особенностяхзондируемых образцов.
Таким образом, сканирующая спекл-поляриметрияпредставляется достаточно перспективным подходом для инвазивной диагностикикожи и в перспективе планируется ее дальнейшее развитие.71ГЛАВА 3. НИЗКОКОГЕРЕНТНАЯ РЕФЛЕКТОМЕТРИЯИ СПЕКТРОСКОПИЯ ДИФФУЗНОГО ПРОПУСКАНИЯ КАКСОСТАВЛЯЮЩИЕ ТЕРАНОСТИКИ КРАСНОГО ПЛОСКОГО ЛИШАЯДаннаяглавапосвященатеоретическомуобоснованиюиэкспериментальной апробации в лабораторных и клинических условиях двухподходов, перспективных с точки зрения диагностических приложений, равно каки с точки зрения оптимизации фототерапевтических процедур в тераностикекожныхпатологий.Несмотрянаконкретнуюнаправленностьданногодиссертационного исследования по развитию оптических методов тераностикикрасного плоского лишая, автор надеется, что представленные в этой главерезультаты, подобно результатам предыдущей главы, могут быть распространенына другие типы патологий биотканей (и не только кожи).3.1.
Низкокогерентная рефлектометрия как метод неинвазивнойдиагностики in vivo кожи человека: методическиеи инструментальные основыКак отмечено в главе 1, начиная с девяностых годов прошлого века, ОКТявляетсяоднимизэффективныхдиагностическихинструментовдляидентификации патологических изменений в поверхностных слоях биотканей (наглубинахдо2-3 мм).Однако,восновном,подобнаяидентификацияосуществляется на качественном уровне визуально путем сопоставленияполучаемыхдвумерныхОКТ-грамм среферентнымиизображениямиизимеющихся в распоряжении диагноста банков цитологических данных.
Подобноесопоставление требует от диагноста определенного практического опыта ипрофессионализма. Повышение уровня объективности диагностики может бытьосуществлено на основе разработки подходов для количественной интерпретациипроцесса затухания сигнала низкокогерентного интерферометра как базовойчасти ОКТ-системы при возрастании глубины зондирования. При этом,72формируемые стандартной ОКТ-системой изображения малопригодны дляподобной интерпретации, поскольку для улучшения качества и информативностиизображений они подвергаются дополнительной обработке (логарифмическомусжатию сигнала). Кроме того, дополнительным негативным фактором являетсяналичиехарактернойструктуры)стохастической,изображения,обусловленнойилиспекл-модуляциислучайными(пятнистойизменениямифазызондирующего пучка при его распространении в пространственно-неоднороднойсреде.Таким образом, для получения количественной информации о структурныхи оптических характеристиках зондируемой биоткани необходимо использованиев качестве исходных первичных данных единичных А-сканов с их последующимусреднением и получением зависимости средней интенсивности обратнорассеянного тканью зондирующего излучения от глубины зондирования.
Далее,по полученной зависимости с использованием приемлемой физической моделизатуханияобратнорассеянногоизлученияможетбытьосуществленовосстановление распределения оптических характеристик ткани по глубине.Соответственно, по данной зависимости на основании адекватной моделирассеяния,учитывающейструктурныеособенноститкани,можетбытьпроизведен морфологический анализ зондируемого образца. Следует отметить,что данный подход существенно отличается от традиционной оптическойкогерентной томографии, несмотря на то, что базовые принципы полученияпервичной диагностической информации и в том, и в другом случае общие. Такжеследует отметить, что характер затухания интенсивности обратно рассеянногоизлучения, восстанавливаемой по набору А-сканов от низкокогерентногоинтерферометра, будет идентичен затуханию интенсивности обратно рассеянногоизлучения при зондировании среды ультракоротким световым импульсом в тойже геометрии зондирования (импульсно-модуляционная рефлектометрия, ИМР).Отметим, что применение метода ИМР в оптической биомедицинскойдиагностике неоднократно обсуждалось ранее (см.
ссылки в главе 1); данныйметод, наряду с частотно-модуляционным зондированием, рассматривался в73качестве методической базы для создания оптической диффузионной томографии(ОДТ). Однако следует заметить, что в силу особенностей низкокогерентногозондирования эквивалентная длительность зондирующего светового импульса вданном случае определяется отношением длины когерентности зондирующегоисточника ( 10 20 мкм) к скорости света, что соответствует несколькимдесяткам фемтосекунд. Для типичных ОДТ систем с модуляцией тока накачкиполупроводниковых лазеров такие длительности недостижимы.Поэтому, в связи с особенностями обработки и интерпретации получаемыхэмпирических данных, обсуждаемый подход может быть определен какнизкокогерентная рефлектометрия (НКР).В ходе выполнения настоящей работы в качестве низкокогерентногорефлектометра использован оптический когерентный томограф OSC1300SS сосвипированием частоты (производство компании Thorlabs, США).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
