СРАВНЕНИЕ НЕСКОЛЬКИХ СХЕМ НЕИНВАЗИВНОЙ ДИАГНОСТИКИ ПАРАМЕТРОВ КОЖИ ЧЕЛОВЕКА ПО РАССЕЯННОМУ СВЕТУ

Оценены возможности определения структурных и биофизических параметров кожного покрова по спектрам рассеянного света. Рассмотрены схемы измерения коэффициента диффузного отражения, коэффициентов яркости ко- и кроссполяризованного излучения, обратно рассеянного биотканью, и пространственной освещенности на некотором удалении от источника. Предложены алгоритмы восстановления объемных концентраций меланина и кровеносных сосудов, толщины эпидермиса, степени оксигенации крови и среднего диаметра капилляров. Показано, что первые две схемы дают примерно одинаковые характеристики решения обратной задачи, хотя поляризационные измерения несколько устойчивее к экспериментальным погрешностям. Анализ такого подобия продемонстрировал, что оно обусловлено особенностями оптических свойств слоев кожи. Наиболее предпочтительной оказалась третья экспериментальная схема, которая устойчива к погрешностям, обладает существенно более высокой чувствительностью к степени оксигенации крови и среднему диаметру капилляров и позволяет восстанавливать все искомые параметры кожи с приемлемой для практики точностью.

1. А. А. Стратонников, Н. В. Ермишова, В. Б. Лощенов. Квант. электрон., 32 , № 10 (2002) 917—922

2. В. И. Кравченко, С. А. Мамилов, Ю. С. Плаксий, C. С. Есьман, Н. С. Казак, А. А. Рыжевич. Журн. прикл. спектр., 72 , № 1 (2005) 119—123 [ V. I. Kravchenko, S. A. Mamilov, Yu. S. Plaksiy, S. S. Yesman, N. S. Kazak, A. A. Ryzhevich. J. Appl. Spectr., 72 (2005) 126—131]

3. Б. Дэвисон. Теория переноса нейтронов, Москва, Атомиздат (1960)

4. А. Вейнберг, Е. Вигнер. Физическая теория ядерных реакторов, Москва, Иностр. лит. (1961)

5. А. Исимару. Распространение и рассеяние волн в случайно-неоднородных средах, Москва, Мир, 1 (1981) 195

6. W. Cui, L. E. Ostrander, B. Y. Lee. IEEE Trans. Biomed. Engin., 17 , N 2 (1990) 632—639

7. V. V. Barun, A. P. Ivanov. Proc. SPIE, 6535 (2007) 1—12

8. А. П. Иванов, В. В. Барун. Опт. и спектр., 104 , № 2 (2008) 344—351

9. А. Н. Башкатов, Э. А. Генина, В. И. Кочубей, В. В. Тучин. Опт. и спектр., 99 , № 5 (2005) 870—876

10. Э. П. Зеге, А. П. Иванов, И. Л. Кацев. Перенос изображения в рассеивающей среде, Минск, Наука и техника (1975)

11. M. Meinke, G. Muller, J. Helfman, M. Friebel. Appl. Opt., 46 , N 10 (2007) 1742—1753

12. S. L. Jacques, J. C. Ramella-Roman, K. Lee. J. Biomed. Opt., 7 , N 3 (2002) 329—340

13. Барун В. В., А. П. Иванов, А. В. Волотовская, В. С. Улащик. Журн. прикл. спектр., 74 , № 3 (2007) 387—394 [ V. V. Barun, A. P. Ivanov, A. V. Volotovskaya, V. S. Ulashchik. J. Appl. Spectr., 74 (2007) 430—439]

14. В. В. Барун, А. П. Иванов. Опт. и спектр., 96 , № 6 (2004) 1019—1022

15. В. В. Барун, А. П. Иванов. Альманах клинической медицины, XVII , ч. 1 (2008) 20—23

16. А. П. Иванов, В. В. Барун, В. П. Дик, В. Г. Петрук, С. М. Кватернюк, И. В. Васильковский. II Всеукраинский съезд экологов. Сб. науч. ст., под ред. Б. И. Мокина, ВНТУ, Винница (2009) 291—294

17. А. П. Иванов. Оптика рассеивающих сред, Минск, Наука и техника (1969)

18. В. В. Барун, А. П. Иванов. Опт. и спектр., 107 , № 6 (2009) 963—970

19. L. T. Perelman, V. Backman. Proc. SPIE, 4241 (2001) 162—167

20. В. В. Барун, А. П. Иванов. Опт. и спектр., 100 , № 1 (2006) 142—150

21. В. В. Тучин. Лазеры и волоконная оптика в биомедицинских исследованиях, Саратов, изд-во Сарат. ун-та (1998)

22. http://omlc.ogi.edu/news/jan98/skinoptics.html

23. И. В. Меглинский, С. Д. Матчер. Опт. и спектр., 91 , № 4 (2001) 692—697

24. И. В. Меглинский. Квант. электрон., 31 , № 1 (2001) 1101—1107

25. В. В. Барун, А. П. Иванов. Биофизика, 49 , № 6 (2004) 1125—1133

26. О. В. Бушмакова, Э. П. Зеге, И. Л. Кацев. Изв. АН СССР. Сер. физ. атм. океана, 8 , № 7 (1972) 711—719

27. A. Kienle, T. Glanzman, G. Wagnieres, H. van den Bergh. Appl. Opt., 37 , N 28 (1998) 6852—6862

28. G. Alexandridis, T. J. Farrell, M. S. Patterson. Appl. Opt., 37 , N 31 (1998) 7401—7409