Диссертация (1174376), страница 15

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

Текст из файла (страница 15)

НКР зондирование in vivo кожи человека: экспериментальныерезультаты и обсуждениеПроведенные нами эксперименты по НКР зондированию in vivo нормальнойи патологически измененной кожи показали эффективность предложенногоподхода на основе детрендинга экспоненциального затухания НКР сигнала ииспользования локальных оценок фактора эффективности обратного рассеянияткани для мониторинга процесса оптического иммерсирования. В качествепримера на рисунке 3.10 приведены последовательности 2D ОКТ- изображенийверхних слоев in vivo кожи (красный плоский лишай) и соответствующихусредненных А-сканов для различных значений времени действия иммерсионногоагента 1,2-пропиленгликоля (детали эксперимента и графических обозначенийприведены в подрисуночной подписи). При проведении НКР зондирования намипроводился выбор 4 папулезных элементов у каждого отдельного пациента,сходных по величине и размеру и расположенных в одной анатомической области(основная локализация высыпаний – сгибательная поверхность предплечий).Затем, с целью увеличения проницаемости рогового слоя по отношению киммерсионному агенту производилась обработка пораженных участков растворомэтилового спирта.

После этого, на элементы КПЛ наносился иммерсионный агент(1,2-пропиленгликоль) под окклюзию (полиэтиленовую пленку) для усилениячрескожногозондированиепроникновенияпроводилидоипредотвращениянанесениястеканияиммерсионноговеществ.агентаиНКРчерез5-15-30-60 минут. Максимальное время экспозиции составляло 60 минут.На рисунке 3.11, а приведены 2 выборочных А-скана (в начальный моментоптическогоиммерсированияиспустя30 минут)ссоответствующимиэкспоненциальными трендами, в рамках рассматриваемой модели определяемымитекущими значениями усредненного по зондируемому объему коэффициентаэкстинкции биоткани  t .90250122003150410055004008001200Глубина, мкм16002000ба25012200315041005500040080012001600Глубина, мкмгв25012200315041005500040080012001600Глубина, мкмедПримечание: красные пунктирные линии характеризуют экспоненциальный тренд,удаляемый при восстановлении зависимостей Qbs z  в соответствии с описанной в разделе 3.3процедурой.

Цифрами 1-5 обозначены идентифицированные зоны кожи: 1, 2 – роговой слой;3 – надсосочковая зона эпидермиса; 4 – зона взаимного проникновения эпидермальныхвыростов и сосочков дермы; 5 – верхняя зона сетчатого слоя дермы с сосудами.Рисунок 3.10 – Результаты НКР-мониторинга оптического иммерсированияin vivo патологической кожи (красный плоский лишай):а, в, д – восстановленные зависимости I r z  (оцифровка оси ординат дана вдецибелах); б, г, е – ОКТ-граммы зондируемой области, используемые длявосстановления зависимостей I r z  ; время действия иммерсионного агента:а, б – 0 мин.; в, г – 15 мин.; д, е – 30 мин91Нарисунке3.11,бпредставленывосстановленныераспределениянормированных значений Qbs z  (для нормировки использовано максимальное поглубине зондирования значение фактора эффективности обратного рассеяния).

Навосстановленныхраспределенияхчеткоидентифицируютсядвезоны,характеризуемые более интенсивным обратным рассеянием (на глубинах от 100 мкм до  350 мкм и от  400 мкм до  650 мкм). Данные зоныассоциируются с эпидермальным слоем и сосочковым слоем дермы. Полученныеэмпирические данные подтверждают сформулированный в разделе 3.3 вывод осущественно более высокой чувствительностиQbsкак диагностическогопараметра к оптическому иммерсированию кожи по сравнению спропорциональнымQsca .Вчастности,оцениваемоепоскоростиt ,спадаэкспоненциальной составляющей I r z  значение  t при воздействии на кожу1,2-пропиленгликоля в течение 30 минут уменьшается приблизительно в1,55 раза, в то время как значения фактора эффективности обратного рассеянияуменьшаются приблизительно на порядок.абРисунок 3.11 – Зависимости от глубины зондирования: а) регистрируемогоНКР сигнала; б) нормированного фактора эффективности обратногорассеяния.

Измерения проведены до и через 30 минут после применения1,2-пропиленгликоля как иммерсионного агента92Данная методика была применена в настоящей работе для сопоставленияэффективности оптического иммерсирования in vivo кожи с красным плоскимлишаем с использованием следующих агентов: глицерина, глюкозы, олеиновойкислоты, и 1,2-пропилегликоля.Глюкоза (ГОСТ 6038-79) относится к многоатомным спиртам, представляетсобой кристаллическое вещество со сладким вкусом, хорошо растворимое в воде.Глицерин(99,5%;ГОСТ 6824-96САS-номер: 56-81-5,номерЕС№ 200-289-5) – трёхатомный, представляет собой вязкую прозрачную жидкость,хорошо растворим в воде.1,2-пропиленгликоль (САS-номер: 57-55-6, ВASF CE Germany, паспортбезопасности согласно постановлению ЕС № 1907/2006) – гигроскопическаяжидкость без цвета и запаха, обладающая консервирующими, стерилизующими,бактерицидными, стабилизирующими и смазочными свойствами.

Способенрастворять гидрофильные и гидрофобные химические соединения (возможностьсмешивать в одном растворе ранее несовместимые вещества, создавая такимобразом новые многокомпонентные лекарственные средства).Олеиновая кислота – мононенасыщенная жирная кислота.

Являетсямаслянистой жидкостью без цвета и запаха, легче воды, нерастворимая в воде, норастворяетсяворганическихрастворителях.Основныефункциональныепараметры применяемых иммерсионных агентов приведены в таблице 3.2.Таблица 3.2 – Характеристики применяемых иммерсионных агентовПросветляющий агентГлюкозаГлицеринОлеиновая кислота1,2-ПропиленгликольФормулаС6Н12O6C3H5(OH)3Молярная массаг/моль18092,09Показательпреломления (n)1,391,45С18Н34О2282,461,46С3H8O276,091,4393На рисунке 3.12 представлены восстановленные по значениям скоростиспада экспоненциальной составляющей НКР сигнала зависимости  t от временидействия применяемых агентов.Рисунок 3.12 – Зависимости усредненного по зондируемому объемунормированного коэффициента экстинкции кожи человека (КПЛ) от временидействия для различных иммерсионных агентов: 1 – глицерин, 2 – глюкоза,3 – 1,2-пропиленгликоль, 4 – олеиновая кислотаОтметим, что получаемые на основе НКР зондирования значения  t вначальный для длины волны 1325 нм момент оптического иммерсированиянаходятся для различных пациентов в интервале от 80 см-1 до 120 см-1 (взависимости от возраста, пола и других факторов).

Подобные результатыудовлетворительно согласуются с опубликованными ранее данными другихавторов, полученных для in vitro образцов кожи с использованием другихоптических диффузионных технологий (в частности, спектроскопии диффузногопропускания и отражения). В то же время, учитывая достаточно существенныйразброс начальных значений, мы использовали отношение t t   t 0 дляхарактеризации эффективности оптического иммерсирования. Из рисунка 3.12видно, что наименьшей эффективностью из рассмотренных 4 агентов обладаетолеиновая кислота.943.5.

Применение спектроскопии диффузного пропускания ex vivo кожии УФ абсорбционной спектроскопии для оценки эффективностии безопасности оптического иммерсирования в диагностикеи фототерапии красного плоского лишаяПредставленные результаты могут быть использованы при выработкеметодических рекомендаций по оптической диагностике и фототерапии красногоплоского лишая, однако применение дополнительных методов исследованияоптических характеристик образцов кожи позволяет повысить объективность инадежность этих рекомендаций. В качестве подобного дополнительного методабыла выбрана спектроскопия диффузного пропускания, являющаяся своего рода«золотымстандартом»вбиомедицинскойоптике.Общиепринципыспектроскопии диффузного пропускания и диффузного отражения in vitroбиологических тканей и их фантомов обсуждены в главе 1; здесь же хотелосьпривести некоторые уточняющие замечания.Во-первых, следует отметить, что проводимые в диссертационной работеизмерения спектров диффузного пропускания ex vivo кожных срезов толщиной1  2 мм в диапазоне длин волн зондирующего излучения от 350 до 800 нмхарактеризуются существенно диффузным режимом распространения света,поскольку «оптическая глубина» (optical depth) образцов удовлетворяет условиюL s  1 (здесь L – геометрическая толщина образцов, а  s – их коэффициентрассеяния), а значение фактора анизотропии рассеяния g  1   s  s достаточновелико [26].Кроме того, в ближней УФ области на перенос излучения в зондируемыхобразцахоказываетсущественноевлияниезначительныйкоэффициентпоглощения, обусловленный электронными полосами поглощения белковыхструктур кожи.

Тем не менее, следует отметить, что данные измерения не ставятцелью точные оценки оптических параметров кожи и ее структурныхсоставляющих(чтобылонеоднократнопроделаноранеедругимиисследователями, см. главу 1), а направлены на оценку эффективности процесса95оптического иммерсирования кожи для диагностических и терапевтическихприменений с использованием различных иммерсионных агентов, перечисленныхв таблице 3.2.Схемаэкспериментальнойустановки,используемойдляизмеренияспектров диффузного пропускания кожных срезов, приведена на рисунке 3.13.Рисунок 3.13 – Схема экспериментальной установки для регистрации спектровполного пропускания исследуемых образцов: 1 – широкополосный источникизлучения (ксеноновая лампа Ocean Optics PX2); 2 – коллимационная система;3 – исследуемый образец; 4 – интегрирующая сфера Thorlabs IS236A-4;5 – волоконно-оптический патч-корд Ocean Optics P100-2-UV-VIS;6 – спектрометр Ocean Optics QE 65000; 7 – персональный компьютерОбъектами исследования служили 20 образцов кожи ex vivo от пациентовбез какой-либо кожной патологии, предоставленные Областным центромкомбустиологии г.

Характеристики

Список файлов диссертации