Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Исследование эффекта бимодальности временных распределений лазерных импульсов, прошедших через сильнорассеивающую биологическую среду

Диссертация: Исследование эффекта бимодальности временных распределений лазерных импульсов, прошедших через сильнорассеивающую биологическую среду
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Задача определения оптических характеристик сильнорассеивающих биологических сред является актуальной задачей физики конденсированного состояния. Особый практический интерес для создания методов определения оптических характеристик СРС представляет эффект бимодальности временных распределений, на основе которого возможно одновременное определение сразу трёх оптических характеристик… Читать ещё >

Исследование эффекта бимодальности временных распределений лазерных импульсов, прошедших через сильнорассеивающую биологическую среду (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • Глава 1. Взаимодействие оптического излучения с сильнорассеивающим биологическим веществом
    • 1. 1. Прохождение оптического излучения через среду
    • 1. 2. Определение оптических характеристик биологических сред
    • 1. 3. Экспериментальные системы для определения оптических характеристик сильнорассеивающих биологических сред
    • 1. 4. Выводы
  • Глава 2. Описание прохождения лазерного излучения через однородную сильнорассеивающую среду
    • 2. 1. Уравнение переноса излучения для однородной СРС
    • 2. 2. Описание баллистических фотонов с помощью УПИ
    • 2. 3. ^-приближение УПИ
    • 2. 4. Диффузионное приближение УПИ
    • 2. 5. Приближение «рассеяние прямо назад» УПИ
    • 2. 6. Нестационарная осевая модель переноса излучения
    • 2. 7. Выводы
  • Глава 3. Экспериментальное исследование эффекта бимодальности временных распределений ультракоротких лазерных импульсов, прошедших через однородную сильнорассеивающую среду
    • 3. 1. Экспериментальная установка
    • 3. 2. Режим регистрации одиночных фотонов с временной корреляцией
    • 3. 3. Выделение баллистических фотонов
    • 3. 4. Коррекция влияния аппаратной функции
    • 3. 5. Получение экспериментальных бимодальных временных распределений
    • 3. 6. Метод определения коэффициентов поглощения и рассеяния и фактора анизотропии сильнорассеивающих биологических сред
    • 3. 7. Экспериментальное исследование зависимости оптических характеристик сильнорассеивающих биологических образцов от концентрации рассеивателя и длины волны лазерного излучения
    • 3. 8. Выводы

Актуальность работы.

Одной из важных задач физики конденсированного состояния является изучение процесса распространения оптического излучения, в частности ультракоротких лазерных импульсов, в сильнорассеивающих средах (СРС), к которым принадлежат и биологические ткани. Практическое значение этих исследований состоит в том, что без углублённого анализа физических процессов в СРС не могут разрабатываться и развиваться новые оптические методы неинвазивного и информативного исследования биологических тканей, в частности, фотометрия рассеивающих сред и трансмиссионная оптическая томография. Разработка таких перспективных методов связана с рядом принципиальных проблем, основной из которых является сложность описания процесса взаимодействия оптического излучения с веществом, в особенности, процесса рассеяния оптического излучения в биологических тканях. Исследование этих процессов практически выделилось в отдельное научное направление.

В случае фотометрии рассеивающих сред возможно получение дополнительной информации об исследуемом образце за счёт одновременного определения нескольких оптических характеристик, основными среди которых являются коэффициент поглощения, коэффициент рассеяния и фактор анизотропии.

Обычно при определении оптических характеристик биологических образцов делают предположение о чисто поглощающей среде, в которой отсутствует рассеяние, т. е. определяют только коэффициент поглощения. При этом можно использовать источник постоянного во времени излучения. Для определения рассеивающих характеристик необходимо использовать импульсное излучение и регистрировать временные распределения прошедших через рассеивающий образец лазерных импульсов. При этом уже необходимо одновременно определить два коэффициента — поглощения и рассеяния. Кроме того, существует третья важная характеристика рассеивающей среды — фактор анизотропии. Для его определения известна методика, использующая несколько временных распределений при разной концентрации одного и того же рассеивателя. Этот подход требует больших затрат времени и дополнительных предположений.

Существует особая форма временного распределения — так называемое бимодальное временное распределение. До настоящего времени эффект бимодальности временных распределений лазерных импульсов, прошедших через рассеивающий слой, был изучен недостаточно. В то же время теоретическое и экспериментальное изучение основных закономерностей, лежащих в его основе, даёт возможность создать новые методы одновременного определения основных оптических характеристик сильнорассеивающих биологических образцов, что, в свою очередь, позволит получить дополнительную информацию об исследуемых объектах. Таким образом, исследование эффекта бимодальности временных распределений ультракоротких лазерных импульсов, прошедших через однородную сильнорассеивающую биологическую среду и определение на его основе оптических характеристик рассеивающих образцов является актуальной задачей физики конденсированного состояния.

Целью работы являлось исследование эффекта бимодальности временных распределений ультракоротких лазерных импульсов, прошедших через однородную сильнорассеивающую биологическую среду и разработка, на его основе, метода одновременного определения коэффициента поглощения, коэффициента рассеяния и фактора анизотропии рассеивающих образцов.

Научная новизна работы.

1. Экспериментально найдено соотношение между толщиной слоя конденсированной рассеивающей среды и концентрацией рассеивателя, определяющее область существования бимодальной формы временного распределения ультракороткого лазерного импульса, прошедшего через исследуемый образец.

2. Впервые определены коэффициент поглощения, коэффициент рассеяния и фактор анизотропии рассеивающей среды по одному бимодальному временному распределению ультракороткого лазерного импульса после его прохождения через однородный рассеивающий слой.

3. На основе исследования эффекта бимодальности временных распределений ультракоротких лазерных импульсов предложен метод одновременного определения коэффициента поглощения, коэффициента рассеяния и фактора анизотропии рассеивающей среды.

Научная и практическая ценность работы.

1. Разработанная экспериментальная установка с режимом регистрации одиночных фотонов с корреляцией по времени может быть использована для изучения распространения оптического излучения в рассеивающих средах.

2. Найденное соотношение между толщиной слоя рассеивающей среды и концентрацией рассеивателя может быть использовано для нахождения экспериментальных условий, при которых достигается эффект бимодальности. временного распределения ультракороткого лазерного импульса, прошедшего через исследуемый образец.

3. Предложенный метод одновременного определения коэффициента поглощения, коэффициента рассеяния и фактора анизотропии рассеивающей среды может быть использован при лабораторных исследованиях биологических тканей, а также других рассеивающих свет образцов.

4. Предложенный новый тип фотометра может быть использован для определения оптических характеристик рассеивающей среды.

5. Результаты исследования прохождения ультракоротких лазерных импульсов через сильнорассивающие биологические среды могут быть использованы для создания новых типов фотометрических приборов.

Основные научные положения, выносимые на защиту.

1. Эффект бимодальности временных распределений ультракоротких лазерных импульсов при их прохождении через слой рассеивающей среды обеспечивает возможность одновременного определения трёх оптических характеристик рассеивающих образцов — коэффициента поглощения, коэффициента рассеяния и фактора анизотропии.

2. Разработанная экспериментальная установка, реализующая режим регистрации одиночных фотонов с корреляцией по времени, позволяет определить диапазон значений экспериментальных параметров, в котором достигается раздельное расположение баллистического и рассеянного пиков временного распределения.

3. Предложенный метод обработки бимодальных временных распределений ультракоротких лазерных импульсов, прошедших через слой рассеивающей среды, позволяет одновременно определить коэффициент поглощения, коэффициент рассеяния и фактор анизотропии рассеивающих образцов.

Достоверность научных положений, результатов и выводов обеспечена их соответствием общепринятым теоретическим и экспериментальным фактам, хорошим совпадением результатов экспериментальных измерений при многократном их повторении, согласием экспериментальных и теоретических данных.

Апробация работы.

Основные положения и результаты диссертационной работы были представлены и обсуждены на XIV, XV, XVI, XVII, XVIII всероссийских межвузовских научно-технических конференциях студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика» (Москва, 2007, 2008, 2009, 2010, 2011) — на Всероссийской молодёжной конференции «Электроника — 2007" — на XVIII, XIX, XX, XXII Международных научно-технических конференциях «Лазеры в науке, технике и медицине» (Сочи, 2007, 2008, 2009, 2011) — на VIII Международной научно-технической конференции «Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии» (Владимир, 2008) — на II Международной научно-практической конференции «Научная мысль информационного века — 2007» (Днепропетровск, 2007) — на II (XXXIV) Международной научно-практической конференции «Образование, наука, инновации — вклад молодых исследователей» (Кемерово, 2007) — на Международной научно-технической Школе-конференции «Молодые ученые — науке, технологиям и профессиональному образованию в электронике» (Москва, 2006) — на Всероссийской научной студенческой конференции по естественнонаучным и техническим дисциплинам «Научному прогрессутворчество молодых» (Йошкар-Ола, 2007) — на II, III, IV, V Московско-Баварских студенческих школах (Moscow-Bavarian Joint Advanced Student School, Moscow, 2007, 2008, 2009, 2011) — на 4, 5, 6, 7 Российско-Баварских конференциях по биомедицинской инженерии (4, 5, 6, 7 Russian-Bavarian Conference on Biomedical Engineering, Moscow, 2008; Munich, 2009; Moscow, 2010; Erlangen, 2011) — на III Евразийском конгрессе по медицинской физике и инженерии «Медицинская физика — 2010» (Москва, 2010) — на 1, 2 и 3 окружных научно-технических конференциях молодых учёных и специалистов (Москва, 2009, 2010, 2011), на научных семинарах кафедры биомедицинских систем Национального исследовательского университета «МИЭТ».

Работы по теме диссертации проводились в рамках грантов Министерства образования и науки РФ № 2006;РИ-19.0/001/733 (2006), № РНП.2.1.1.4553 (20 062 007), № РНП.2.1.1/493 (2009;2010), №П392 (2009;2011), № 111 911 (2009;2010), № 14.720.11.1221 (2011;2012), гранта Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере № 8099р/12 728 (2010;2012) и грантов для аспирантов Национального исследовательского университета «МИЭТ» (2008, 2009, 2010).

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 25 научных работ, в том числе 5 статей: в журналах, рекомендованных ВАК («Известия вузов. Электроника», «Медицинская техника», «Медицинская физика», «Российский биомедицинский журнал Medline.ru»), и в сборнике научных трудов «Биомедицинские электронные системы», а также получены 2 патента на изобретения и 1 патент на полезную модель.

Личный вклад автора.

В основу диссертации легли результаты исследований, выполненных лично автором на кафедре биомедицинских систем Национального исследовательского университета «МИЭТ». Кроме того, личный вклад соискателя состоит в разработке экспериментальной установки, непосредственном участии соискателя в получении исходных данных, в апробации результатов исследования, обработке и интерпретации экспериментальных данных, подготовке основных публикаций по выполненной работе.

Объём и структура диссертации.

Диссертация состоит из введения, трёх глав, заключения и списка литературы, содержит 112 страниц текста, 48 рисунков и 10 таблиц.

Список литературы

включает 186 наименований.

Основные результаты и выводы проведённых исследований могут быть сформулированы следующим образом:

1. Экспериментально и теоретически исследован эффект бимодальности временных распределений ультракоротких лазерных импульсов при их прохождении через слой рассеивающей биологической среды.

2. Разработана экспериментальная установка, реализующая режим регистрации одиночных фотонов с корреляцией по времени, которая может быть использована для изучения распространения оптического излучения в рассеивающих средах.

3. Экспериментально определена область существования бимодальной формы временного распределения с раздельным расположением баллистического и рассеянного пиков, которая может быть использована для предварительного нахождения условий, при которых достигается эффект бимодальности.

4. Эффект бимодальности временных распределений ультракоротких лазерных импульсов при их прохождении через слой рассеивающей среды обеспечивает возможность одновременного определения трёх оптических характеристик рассеивающих образцов — коэффициента поглощения, коэффициента рассеяния и фактора анизотропии.

5. Предложен метод одновременного определения коэффициентов поглощения и рассеяния и фактора анизотропии рассеивающих образцов.

6. Предложен метод экспериментального выделения баллистических фотонов для определения оптических характеристик рассеивающей среды.

7. Предложен новый тип фотометра для определения оптических характеристик рассеивающей среды.

8. Предложенный метод одновременного определения коэффициентов поглощения и рассеяния и фактора анизотропии рассеивающей среды может быть использован при медицинских лабораторных исследованиях биологических тканей, а также других рассеивающих свет образцов.

9. Результаты исследований прохождения ультракоротких лазерных импульсов через сильнорассеивающие биологические среды могут быть использованы для создания новых типов диагностической медицинской аппаратуры.

10. Определены коэффициент поглощения, коэффициент рассеяния и фактор анизотропии рассеивающей среды по одному бимодальному временному распределению ультракороткого лазерного импульса после его прохождения через однородный рассеивающий слой.

Основное содержание работы опубликовано в [146, 152, 159−186].

В заключении автор считает своей приятной обязанностью выразить искреннюю благодарность своему научному руководителю С. А. Терещенко за постоянное внимание и помощь на всех этапах работы, C.B. Селищеву,.

B.М. Подгаецкому, Ю. П. Маслобоеву, Д. А. Потапову, A.A. Данилову и.

C.А. Долгушину за участие в совместных публикациях.

Список использованных сокращений.

АЦП — аналого-цифровой преобразователь.

АФ — аппаратная функция.

ВР — временное распределение.

ДПУ — дискриминатор постоянного уровня ик — инфракрасный.

ЛФД — лавинный фотодиод.

МФЭУ — микроканальный фотоэлектронный умножитель.

НОМ — нестационарная осевая модель.

ПВА — преобразователь время в амплитуду.

РОФВК — регистрация одиночных фотонов с временной корреляцией.

СРС — сильнорассеивающая среда тот — трансмиссионная оптическая томография.

УПИ — уравнение переноса излучения.

ФЭУ — фотоэлектронный умножитель чпс — чисто поглощающая среда эок — электронно-оптическая камера.

Заключение

.

Задача определения оптических характеристик сильнорассеивающих биологических сред является актуальной задачей физики конденсированного состояния. Особый практический интерес для создания методов определения оптических характеристик СРС представляет эффект бимодальности временных распределений, на основе которого возможно одновременное определение сразу трёх оптических характеристик сильнорассеивающих биологических образцовкоэффициентов поглощения и рассеяния и фактора анизотропии.

В настоящее время существуют две основных модели переноса излучения, достаточно точно описывающие прохождение оптического излучения через рассеивающее свет вещество: нестационарная осевая модель и диффузионная модель. Однако диффузионная модель ни в одном из своих вариантов (классическая, модифицированная и уточнённая) принципиально не описывает поведение баллистических фотонов, что делает невозможным её применение для описания бимодальных временных распределений, содержащих как баллистические фотоны, так и рассеянные. Таким образом, нестационарная осевая модель переноса изучения является наиболее пригодной математической моделью для описания эффекта бимодальности с возможностью дальнейшего создания метода одновременного определения трёх основных оптических характеристик СРС на его основе.

Проведенные исследования эффекта бимодальности временных распределений при прохождении ультракоротких лазерных импульсов через слой СРС позволили создать новые методы определения оптических характеристик сильнорассеивающих биологических сред.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Optical tomography, photon migration, and spectroscopy of tissue and model media: theory, human studies, and instrumentation (Proceedings Volume) / Eds.: B. Chance- R.Alfano. Proc. SPIE, 1995. — Vol. 2389. — 894 p.
  2. Optical tomography and spectroscopy of tissue: theory, instrumentation, model, and Human Studies II (Proceedings Volume) / Eds.: B. Chance- R.Alfano. Proc. SPIE, 1997. -Vol. 2979.-878 p.
  3. С.А. Методы вычислительной томографии. M.: Физматлит, 2004. -320 с.
  4. А.Н., Муравник JI.M., Ронжина H.JL, Сафьянников Н. М. Медицинские лабораторные фотометрические приборы и комплексы. СПб.: Реноме, 2010. -504 с.
  5. Hebden J.C., Gibson A., Yusof R., Everdell N., Hillman E.M.C., Delpy D.T., Arridge
  6. R., Austin T., Meek J.H., Wyatt J.S. Three-dimensional optical tomography of the premature infant brain // Physics in Medicine and Biology. 2002. — Vol. 47. — P. 4155— 4166.
  7. Yates T.D., Hebden J.C., Gibson A.P., Everdell N.L., Arridge S.R., Douek M. Optical tomography of the breast using a multi-channel time-resolved imager // Physics in Medicine and Biology. 2005. — Vol. 50. — № 11. — P. 2503−2517.
  8. Hillman E.M.C., Hebden J.C., Schweiger M., Dehghani H., Schmidt F.E.W., Delpy D.T., Arridge S.R. Time resolved optical tomography of the human forearm // Physics in Medicine and Biology. 2001. — Vol. 46. — № 4. — P. 1117−1130.
  9. С.А., Данилов А. А., Подгаецкий В.M. Уточненная диффузионная модель для описания взаимодействия лазерного излучения с биологической тканью// Оптика и спектроскопия. 2007. — Т. 102. — № 5. — С. 849−854.
  10. В.В. Лазеры и волоконная оптика в биомедицинских исследованиях. 2 изд., испр. и доп. — М.: Физматлит, 2010. — 488 с.
  11. В.В. Исследование биотканей методами светорассеяния // Успехи физических наук. 1997. — Т. 167. — С. 517−539.
  12. А.Е. Методы математического моделирования в оптике биоткани. Учебное пособие. СПб: СПбГУ ИТМО, 2008. 103 с.
  13. П.Г. Фемтосекундные импульсы: Введение в новую область лазерной физики. М.: Физматлит, 2008. — 206 с.
  14. Hebden J.C. Imaging through scattering media using characteristics of the temporal distribution of transmitted laser-pulses // Optics and Laser Technology. 1995. — Vol. 27. — № 4. — P. 263−268.
  15. Yoo K.M., Alfano R.R. Time-resolved coherent and incoherent components of the forward light scattering in random media // Opt. Letts. 1990. — Vol. 15. — P. 320−322.
  16. Polishchuk A.Ya., Dolne J., Liu F., Alfano R.R. Average and most-probable photon path in random media // Opt.Letts. 1997. — Vol. 22. — № 7. — P. 430−432.
  17. Perelman L.T., Wu J., Itzkan I., Feld M.S. Photon migration in turbid media using path integral // Phys. Rev. Letts. 1994. — Vol. 72. — № 9. — P. 1341−1344.
  18. Perelman L.T., Wu J., Itzkan I., Dasari R.R., Feld M.S. Optical imaging in time-dependent photon migration in turbid media using early arriving photons // Proc. SPIE Int. Soc. Opt. Eng. 1995.-Vol. 2389.-P. 10−15.
  19. Jacques S.L., Wang X. Path integral description of light transport in tissues // Proc. SPIE Int. Soc. Opt. Eng. 1997. — Vol. 2979. — P. 488−499.
  20. Lyubimov V.V., Kravtsenyuk O.V., Scotnikov V.A., Volkonsky V.B. Photon trajectory in strongly scattering media tranailluminated by the sine-modulated laser radiation // Final progr. Eur. Biom. Opt. week «BiOS Europe'98». 1998. — P. 60.
  21. H.C., Подгаецкий B.M., Смирнов A.B., Терещенко С. А. Наблюдение временного разделения фотонов в лазерном УКИ, прошедшем через рассеивающую среду // Квантовая электроника. 1999. — Т. 28. — № 2. — С. 181−182.
  22. В.М., Терещенко С. А. Количественное определение условий разделения баллистических и рассеянных фотонов в лазерном ультракоротком импульсе, прошедшем через сильнорассеивающую среду // ДАН. — 1999. Т. 366. -№ 1. — С. 39−42.
  23. Podgaetsky V.M., Tereshchenko S.A., Smirnov A.V., Vorob’ev N.S. Bimodal temporal distribution of photons in ultrashort laser pulse passed through a turbid medium // Optics Communications. 2000. — Vol. 180. — P. 217−223.
  24. А. Распространение и рассеяние волн в случайнонеоднородных средах. Т. 2.-М.: Мир, 1981.-318 с.
  25. Niemz М.Н. Laser Tissue Interactions: Fundamentals and Applications. -Berlin, 1996.-305 p.
  26. А. Распространение и рассеяние волн в случайно- неоднородных средах. Теория и применение // ТИИЭР. 1977.-Т. 65,-№ 7.- С. 46−82.
  27. А. Распространение и рассеяние волн в случайно-неоднородных средах. Т. 1.-М.:Мир, 1981.-281 с.
  28. В. В. Перенос лучистой энергии в атмосферах звезд и планет / М., 1956.-392 с.
  29. Schuster A. Radiation through a foggy atmosphere // Astrophys. J. -1905. -Vol. 21. -P. 1−22. (Reprinted in Selected Papers on the Transfer of Radiation, D.H. Menzel, New York: Dover. 1966. — P. 3−24.)
  30. В.П. Введение в кинетическую теорию газов. -М.: Наука, 1971. -339 с.
  31. В.В. Лекции по теории переноса нейтронов. М.: Атомиздат, 1978. -215 с.
  32. К., Цвайфель П. Линейная теория переноса. М.: Мир, 1972. — 386 с.
  33. A.M., Учайкин В. В. Введение в теорию прохождения частиц через вещество. М., 1978. — 256 с.
  34. Yoon G., Welch A.J., Motamedi М., van Gemert M.J.C. Development and application of threedimensional light distribution model for laser irradiated tissue // IEEE J. Quantum Electr.- 1987.-Vol. 23.-№ 10.-P. 1721−1733.
  35. Utz S.R., Barth J., Knuschke P., Sinichkin Yu.P. Fluorescence spectroscopy of human skin // Proc. SPIE. 1993. — Vol. 2081. — P. 48−57.
  36. Cheong W.-F., Prahl S.A., Welch A.J. A review of the optical properties of biological tissue // IEEE J. Quant. Electr. 1990. — Vol. 26. — № 12. — P. 2166−2185.
  37. Kolarova H., Ditrichova D. Contribution to the measurement of optical characteristics of the skin // Acta Univ. Palacki Olomuc. 1990. — Vol. 125. — P. 215 224.
  38. Meglinsky I.V., Matcher SJ. Determination of absorption coefficient of skin melanin in visible and NIR spectral region // Proc. SPIE. 2000. — Vol. 3907. — P. 143 150.
  39. И.В. Моделирование спектров отражения оптического излучения от случайно-неоднородных многослойных сильно рассеивающих и поглощающих свет сред методом Монте-Карло // Квантовая электроника. 2001. -Т. 31.-№ 12. — С. 1101−1107.
  40. Kollias N., Sayer R.M., Zeise L., Chedekel M.R. Photoprotection by melanin // J. Photochem. Photobiology B. 1991. — Vol. 9. — P. 135−160.
  41. Menon I.A., Persad S., Haberman H.F., Kurian C.J. A comparative study of the physical and chemical properties of melanins isolated from human black and red hair // J. of Investigative Dermatology. 1983. — Vol. 80. — № 3. — P. 202−206.
  42. Jacques S.L. The role of skin optics in diagnostic and therapeutic uses of lasers // Lasers in dermatology. Berlin.: Springer-Verlag, 1991. — P. 1−21.
  43. Bornstein P., Traub W. The chemistry and biology of collagen // The proteins / Eds: H. Neurath, R.L. Hill. New York: Academic. — 1979. — P. 411−632.
  44. Kollias N., Baqer A. Absorption mechanisms of human melanin in the visible, 400−720 nm // J. Investig. Dermatology. 1987. — Vol. 89. — P. 384−388.
  45. Weinstein G.D., Boucek R.J. Collagen and elastin of human dermis // J. Investig. Dermatol. 1960. — Vol. 35. — P. 227−229.
  46. Dolotov L.E., Sinichkin Yu.P., Tuchin V.V., Utz S.R., Altshuler G.B., Yaroslavsky I.V. Design and evaluation of a novel portable erythema-melanin-meter // Lasers in Surgery and Medicine. 2004. — Vol. 34. — P. 127−135.
  47. Chance В., Cope M., Gratton E., Ramanujam N., Tromberg B. Phase measurement of light absorption and scatter in human tissues // Review of Scientific Instruments. -1998. Vol. 69. — P. 3457−3481.
  48. Jacques S.L., McAuliffe D.J. The melanosome: threshold temperature for explosive vaporization and internal absorption coefficient during pulsed laser irradiation // Photochemistry and Photobiology. 1991. — Vol. 53. — P. 769−75.
  49. Tuchin V.V. Tissue optics: Light Scattering Methods and Instruments for Medical Diagnosis. Bellingham: SPIE Press. — 2000. — 352 p.
  50. К., Хафмен Д. Поглощение и рассеяние света малыми частицами. -М.: Мир, 1986.-656 с.
  51. Vo-Dinh Т. Biomedical Photonics Handbook Boca Raton: CRC Press, 2003. -1872 p.
  52. Cheong W.-F. Summary of optical properties, in optical-thermal response of laser-irradiated tissue // New York: Plenum Press. 1995. — P. 275−303.
  53. Jacques S.L. Origins of tissue optical properties in the UVA, visible and NIR Regions // Advances in Optical Imaging and Photon Migration. 1996. — Vol. 2. -P 364−369.
  54. Goldman M.P., Bennet R.G. Treatment of teleangiectasias: a Review // Journal of the American Academy of Dermatology. 1987. — Vol. 17. — P. 167−182.
  55. Van Gemert M.J.C., Jacques S.L., Sterenborg H.J.C.M., Star W.M. Skin optics // IEEE Transactions on Biomed. Ing. 1989. — Vol. 36. — № 12. — P. 1146−1154.
  56. Taroni P, Danesini G. M., Torricelli A., Pifferi A., Spinelli L. Cubeddu R. Clinical trial of time-resolved scanning optical mammography at 4 wavelengths between 683 and 975 nm// Journal of Biomedical Optics. 2004. — Vol. 9. — № 3. — P. 464−473.
  57. Allen T.J., Beard P.C. Photoacoustic characterisation of vascular tissue at NIR wavelengths // Proc. SPIE. 2009. — Vol. 7177. — P. 71770A.
  58. Bolin F.P., Preuss L.E., Taylor R.C., Ference R.J. Refractive index of some mammalian tissues using a fiber optic cladding method // Applied Optics. 1989. -Vol. 28.-P. 2297−2303.
  59. Muller U., Jagemann, Fishbacher C., Danzer K., Mertes B. Zeitschrift fur Physicalische Chemie // International Journal of Research in Physical Chemistry and Chemical Physics.- 1995.-Vol. 191.-P. 179−190.
  60. Sankaran V., Maitland D.J., Walsh J.T., Schonenberger K. Polarization discrimination of coherently propagating light in turbid media // Applied Optics. 1999. -Vol. 38,-№ 19.-P. 4252−4261.
  61. Dintenfass L. Rheology of blood in diagnostic and preventive medicine. BostonLondon, 1976.-30 p.
  62. Douven L.F.A., Lucassen G.W. Retrieval of optical properties of skin from measurement and modelling the diffuse reflectance // Proc. SPIE. 2000. — Vol. 3914. -P. 312−323.
  63. Rol P.O. Optics for transscleral laser applications: Ph.D. Dissertation: Swiss Federal Institute of Technology, Zurich, Switzerland. ETH № 9665. 1991.
  64. Tuchin V.V., Maksimova I.L., Zimnyakov D.A., Kon I.L., Mavlutov A.H., Mishin A.A. Light propagation in tissues with controlled optical properties // Journal of Biomedical Optics. 1997. — Vol. 2. — № 4. — P. 401−417.
  65. A. H. Управление оптическими свойствами биотканей при воздействии на них осмотически активными иммерсионными жидкостями : Дис.. канд. физ.-мат. наук: Саратов, 2002. 198 с.
  66. Е.Б., Шапира Е. И., Губкина Г. Л. Применение низкоэнергетического лазерного излучения у пациентов с прогрессирующей близорукостью // Вестник офтальмологии. 1994. — Т. 3. — С. 17−19.
  67. JI.T., Коломиец А. И. Отдаленные результаты транссклеральной гипотензивной низкоэнергетической лазеротерапии глаукомы // Офтальмологический журнал. 1989. — № 2. — С. 266−269.
  68. И.Л., Зимняков Д. А., Тучин В. В. Управление оптическими свойствами биотканей: 1. Спектральные характеристики склеры глаза // Оптика и спектроскопия. 2000. — Т. 89. — № 1. — С. 86−95.
  69. Д.А., Максимова И. Л., Тучин В. В. Управление оптическими свойствами биотканей. 2. Когерентно-оптические методы исследования структуры тканей // Оптика и спектроскопия. 2000. — Т. 88. — № 6. — С. 1026−1034.
  70. Chan Е., Menovsky Т., Welch A.J. Effects of cryogenic grinding on soft-tissue optical properties // Appl. Opt. 1996. — Vol. 35. — № 22. — P. 4526−4532.
  71. А.П., Макаревич C.A., Хайруллина, А .Я. Об особенностях распространения излучения в тканях и биожидкостях при плотной упаковке частиц // Журнал прикладной спектроскопии. 1987. — Т. 47. — № 4. — С. 662−668.
  72. А.П., Лойко В. А., Дик В.П. Распространение света в плотноупакованных дисперсных средах. Минск: Наука и техника, 1988. — 191 с.
  73. Tuchin V.V. Lasers light scattering in biomedical diagnostics and therapy // J. Laser Appl. 1993. — Vol. 5. — № 2. — P. 43−60.
  74. Mahesh M. AAPM/RSNA Physics tutorial for residents: digital mammography: an overview // RadioGraphics. 2004. — Vol. 24. — № 6. — P. 1747−1760.
  75. Genina E.A., Bashkatov A.N., Sinichkin Yu.P., Kochubey V.I., Lakodina N.A., Perepelitzina O.A., Altshuler G.B., Tuchin V.V. In vitro and in vivo study of dye diffusion into the human skin and hair follicles // Proc. SPIE. 2000. — Vol. 4162. -P. 63−70.
  76. Genina E.A., Bashkatov A.N., Lakodina N.A., Kosobutsky I.D., Bogomolova N.V., Altshuler G.B., Tuchin V.V. In vitro study of penetration of magnetic particles into the human skin // Proc. SPIE. 2000. — Vol. 4224. — P. 312−316.
  77. Anderson R.R., Parrish J.A. Optical properties of human skin // The Science Photomedicine / Eds. J.D. Rogan, J.A. Parrish. 1982. — P. 147−194.
  78. Spinelli L., Torricelli A., Pifferi A., Taroni P., Cubeddu R. Experimental test of a perturbation model for time-resolved imaging in diffusive media// Applied Optics. -2003. Vol. 42. — № 16. — P. 3145−3153.
  79. Zaccanti G., Del Bianco S., Martelli F. Measurements of Optical Properties of High-Density Media// Applied Optics. 2003. — Vol. 42. — № 19. — P. 4023−4030.
  80. Swartling J., Dam J.S., Andersson-Engels S. Comparison of spatially and temporally resolved diffuse-reflectance measurement systems for determination of biomedical optical properties // Applied Optics. 2003. — Vol. 42. — P. 4612−4620.
  81. Firbank M., Oda M., Delpy D.T. An improved design for a stable and reproducible phantom material for use in near-infrared spectroscopy and imaging // Physics in Medicine and Biology. 1995. — Vol. 40. — P. 955−961.
  82. Лаборатория лазерной оптоакустики Международного лазерного центра МГУ им М. В. Ломоносоваю http://optoacoustics.narod.ru/dir/tomography.htm
  83. Firbank М., Delpy D.T. A design for a stable and reproducible phantom for use in near-infrared imaging and spectroscopy // Physics in Medicine and Biology. 1993. -Vol. 38.-P. 847−853.
  84. Knoll G. F. Radiation detection and measurement. New York: Wiley, 2000. -816 p.
  85. Hamamatsu. http://www.hamamatsu.com
  86. R3809U MCP-PMT, Hamamatsu data sheet, www.hamamatsu.com
  87. Bevilacqua F., Berger A.J., Cerussi A.E., Jakubowski D., Tromberg B.J. Broadband absorption spectroscopy in turbid media by combined frequency-domain and steady-state methods// Applied Optics. 2000. — Vol. 39. — № 34. — P. 6498−6507.
  88. Haskell R.C., Svaasand L.O., Tsay T.-T., Feng T.-C., McAdams M.S., Tromberg B.J. Boundary conditions for the diffusion equation in radiative transfer // Journal of Optical Society of America. 1994. — Vol. 11. -№ 10. — P. 2727−2741.
  89. Schmitt J. M., Kumar G. Optical scattering properties of soft tissue: a discrete particle model // Appl. Opt. 1998. — Vol. 37. — P. 2788−2797.
  90. Bohren C.F., Huffman D.R. Absorption and Scattering of Light by Small Particles. New York: Wiley, 1983. — 544 p.
  91. Shah N., Cerussi A.E., Jakubowski D., Hsiang D., Butler J., Tromberg B.J. Spatial variations in optical and, physiological properties of healthy breast tissue // Journal of Biomedical Optics. 2004. — Vol. 9. — № 3. — P. 534−540.
  92. Nishimura G., Tamura M. Simple peak shift analysis of time-of-ight data with a slow instrumental response function// Journal of Biomedical Optics. 2005. — Vol. 10. -№ l.-P. 14 016−1-14 016−9.
  93. Д.А., Шувалов B.B., Шутов И. В. Оптический томограф со счетом фотонов и проекционное восстановление параметров поглощающих «фантомов» в протяженных рассеивающих средах. // Квантовая электроника. -1999.-Т. 29.-№ 1.-С. 83−88.
  94. D., Н. Wabnitz, Rinneberg Н.Н., Moesta К.Т., Schlag P.M. Development of a time-domain optical mammograph and first in-vivo applications // Applied Optics. 1999. — Vol. 38. — № 13. — P. 2927−2943.
  95. NIRx Medical Technologies LLC. http://www.nirx.net
  96. Schmitz C.H., Locker M., Lasker J.M., Hielscher A.H., Barbour R.L. Instrumentation for fast functional optical tomography // Review of Scientific Instruments. 2002. -Vol. 73. — № 2. — P. 429−439.
  97. Bluestone A.Y., Abdoulaev G., Schmitz C.H., Barbour R.L., Hielscher A.H. Three-dimensional optical tomography of hemodynamics in the human head // Optics Express. 2001. — Vol. 9. — P. 272−286.
  98. Schmitz C.H., Graber H.L., Pei Y., Farber M.B., Stewart M., Levina R.D., Levin M.B., Xu Y., Barbour R.L. Dynamic studies of small animals with a four-color DOT imager // Review of Scientific Instruments. 2005. — Vol. 76. — P. 94 302.
  99. The Biomedical Optics Research Laboratory. http://www.medphys.ucl.ac.uk/research/borl
  100. Yates T.D., Hebden J.C., Gibson A.P., Enfield L., Everdell, N.L., Arridge S.R., Delpy D.T. Time-resolved optical mammography using a liquid coupled interface // Journal of Biomedical Optics. 2005. — Vol. 10. — № 5. — P. 54 011 (1−10).
  101. Gibson A.P., Hebden J.C., Riley J., Everdell N., Schweiger M., Arridge S.R., Delpy D.T. Linear and non-linear reconstruction for optical tomography of phantoms with non-scattering regions // Applied Optics. 2005. — Vol. 44. — № 19. -P. 3925−3936.
  102. Arridge S.R., Cope M., Delpy D.T. Optical imaging in medicine II. Modelling and reconstruction // Physics in Medicine and Biology. 1997. — Vol. 42. -№ 5.-P. 841−853.
  103. Arridge S.R., Cope M., Delpy D.T. The theoretical basis for the determination of optical pathlength in tissue: temporal and frequency analysis // Physics in Medicine and Biology. 1992. — Vol. 37. -№ 7. — P. 1531−1560.
  104. Arridge S.R. Optical tomography in medical imaging // Inverse Problem.- 1999. Vol. 15. — P. R41-R93.
  105. Taniguchi R. Method and apparatus for determining the sex of a fertilized egg. US Patent № 7 167 579 B2, Jan. 23, 2007.
  106. Akiyama H. Optical egg inspecting apparatus. US Patent № 4 591 723, May 27, 1986.
  107. B.C. Уравнения математической физики. M.: Наука. -1981.-512 с.
  108. А.Ф., Уваров В. Б. Специальные функции математической физики. М.: Наука. — 1978. — 320 с.
  109. Spott Т., Svaasand L.O. Collimated light sources in the diffusion approximation // Applied Optics. 2000. — Vol. 39. — № 34. — P. 6453−6465.
  110. C.A. О некорректности применения диффузионного приближения нестационарного уравнения переноса излучения к оптической томографии биологических сред // Известия вузов. Электроника. 1997. — № 6. -С. 101−104.
  111. M.S., Chance В., Wilson В. С. Time resolved reflectance and transmittance for the noninvasive measurement of tissue optical properties // Applied Optics. 1989. — Vol. 28. — № 12. — P. 2331−2336.
  112. C.A., Данилов A.A., Подгаецкий B.M., Воробьев Н. С. Осевая и диффузионная модели прохождения лазерного импульса через сильно рассеивающую среду// Квантовая электроника. 2004. — Т. 34. — № 6. — С. 541−544.
  113. Ishimaru A. Diffusion of a pulse in densely distributed scatterers // Journal of the Optical Society of America. 1978 — Vol. 68. — № 8. — P. 1045−1050.
  114. Ishimaru A. Dffusion of light in turbid material // Applied Optics. -1989. Vol. 28. — № 12. — P. 2210−2215.
  115. Ito S., Furutsu K. Theory of light pulse propagation through thick clouds // Journal of the Optical Society of America. 1980. — Vol. 70. — № 4. — P. 366−374.
  116. Furutsu K. Diffusion equation derived from space-time transport equation// Journal of the Optical Society of America. 1980. — Vol. 70. — № 4. — P. 360 366.
  117. В.В. Перенос изображения в плоском слое рассеивающей среды и оценка разрешающей способности при оптической томографии на первопрошедших фотонах ультракоротких импульсов // Оптика и спектроскопия. -1994. Т. 76. — № 5. — С. 814−815.
  118. Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1970 — 832 с.
  119. Yamada Y. Diffusion coefficient in the photon diffusion equation // Proceedings SPIE. 1987. — Vol. 2389. — P. 87−97.
  120. Khan Т., Jiang H. A new diffusion approximation to the radiative transfer equation for scattering media with spatially varying refractive indices// Journal of Optics A: Pure and Applied Optics. 2003. — № 5. — P. 137−141.
  121. Panasyuk Y., Markel V. A., Schotland J. C. Superresolution and corrections to the diffusion approximation in optical tomography // Applied Physics Letters.-2005.-Vol. 87.-№ 101 111.-P. 1−3.
  122. Tereshchenko S.A. Models for optical tomographical imaging of biological tissues // Proceedings of 5th Russian-Bavarian Conference on Biomedical Engineering. Munich, 2009. — P. 63−66.
  123. C.B., Терещенко C.A. Томография рассеивающих сред в двухпотоковой модели переноса излучения // Письма в Журнал технической физики, 1995.-Т. 21.-Вып. 12.-С. 24−27.
  124. С.В., Терещенко С. А. Нестационарная двухпотоковая модель переноса излучения для томографии рассеивающих сред // Журнал технической физики. 1997. — Т. 67. — № 5. — С. 61−65.
  125. Hielsher А.Н., Alcouffe R.E. Non-diffusive photon migration in homogeneous and heterogeneous tissues // Proc. SPIE. 1996. — Vol. 2925. — P. 22−30.
  126. Aronson R., Corngold N. Photon diffusion coefficient in an absorbing medium // Journal of the Optical Society of America. 1999. — Vol. 16. — P. 1066−1071.
  127. Chameleon Ultra, Coherent data sheet, www.coherent.com
  128. Becker W. Advanced time-correlated single-photon counting techniques. Berlin: Springer, Springer Series in Chemical Physics, 2005. — P. 401.
  129. Becker W. The bh TCSPC Handbook www. becker-hickl.com.
  130. Патент РФ на изобретение № 2 371 703. Фотометр / Данилов А. А., Маслобоев Ю. П., Подгаецкий В. М., Потапов Д. А., Пьянов И. В., Селищев С. В., Терещенко С. А. — патентообладатель МИЭТ — приоритет 03.04.08 — опубл. 27.10.09, Бюл. № 30. 12 с.: ил.
  131. И.В. Медицинские приборы. Разработка и применение. М.: Медицинская книга, 2004. 720 с.
  132. Block M.J., Sodickson L. Methods of minimizing scattering and improving tissue sampling in non-invasive testing and imaging // US Patent № 5 672 875, Sep. 30, 1997.
  133. Block M.J., Sodickson L. Methods of minimizing scattering and improving tissue sampling in non-invasive testing and imaging // US Patent № 6 064 065, May 16, 2000.
  134. Block M.J., Sodickson L. Methods of minimizing scattering and improving tissue sampling in non-invasive testing and imaging // US Patent № 6 420 709, Jul. 16,2002.
  135. Янг M. Оптика и лазеры, включая волоконную оптику и оптические волноводы / пер. с англ., под ред. В. В. Михайлина. М.: Мир, 2005. — 541 с.
  136. С.А., Маслобоев Ю. П., Долгушин С. А., Данилов А.А, Селищев С. В. Экспериментальное исследование оптических характеристик однородной сильнорассеивающей среды // Медицинская техника. 2007. — № 2. -С. 3−8.
  137. Tsuchiya Y. Method for measuring scattering medium and apparatus for the same // US Patent № 5 529 065, Jun, 25, 1996.
  138. De Jong J., Domoto G.A., Ricciardelli J., Bay G.H., Metternich J.H. Particle concentration measuring method and device // US Patent № 4 981 362, Jan. 1, 1991.
  139. Yamada Y., Araki R., Yamashita Y. Method and apparatus for determination of optical properties of light scattering material // US Patent № 5 867 807, Feb. 2, 1999.
  140. Hale G.M., Query M.R. Optical constants of water in the 200-nm to 200-pm wavelength region // Appl. Opt. -1973. -Vol. 12. № 3. — P. 555−563
  141. И.В. Образование бимодальных временных распределений ультракоротких лазерных импульсов при прохождении через однородный слой сильнорассеивающей биологической среды // Российский биомедицинский журнал Medline.ru. 2011. — Т. 12. — С. 326−333.
  142. А.А., Маслобоев Ю. П., Пьянов И. В., Селищев С. В., Терещенко С. А. Способ определения оптических характеристик однородного рассеивающего вещества. Патент РФ № 2 413 930, 24.12.2009.
  143. А.А., Долгушин С. А., Пьянов И. В. Исследование оптических характеристик однородной сильнорассеивающей среды // Сборник научных трудов «Биомедицинские электронные системы» М.: МИЭТ, 2007. — С. 41−55.
  144. И.В. Экспериментальная установка для получения оптических томограмм // Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии: Доклады VIII Международной НТК (г. Владимир, 2008). Владимир: ВГУ, 2008. — Т. 2. — С. 5861.
  145. Pyanov I.V. The experimental setup for obtaining an optical tomograms // Proceedings of 4th Russian-Bavarian Conference on Biomedical Engineering. -Moscow.: MIET, 2008. P. 116−119.
  146. И.В. Преломление света при его прохождении через цилиндрический объект // Лазеры в науке, технике, медицине: Сборник научных трудов / Под ред. В. А. Петрова. М.: МНТОРЭС им. A.C. Попова, 2008. — Т. 19. — С. 122−125.
  147. Masloboev Yu.P., Pyanov I.V., Selishchev S.V., Tereshchenko S.A. Experimental observation of a separation of ballistic and scattered components in a temporal distribution of an ultrashort laser pulse passed through a high-scattering medium //
  148. Proceedings of 5th Russian-Bavarian Conference on Biomedical Engineering. Munich, 2009.-P. 145−156.
  149. Pyanov I.V. The determination of optical characteristics of high-scattering biological medium on the base of bimodal temporal distributions // Proceedings of 7th Russian-Bavarian Conference on Bio-Medical Engineering. Erlangen, 2011. — P. 160 161.
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!