Обратное рассеяние инфракрасного излучения многослойной модельной биотканью

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Для многослойной биоткани, моделирующей голову человека, рассчитана интенсивность обратного рассеяния лазерного излучения ближнего инфракрасного диапазона, как функция расстояния между источником и приемником излучения, расположенными на голове. Итерационное решение уравнения Бете-Солпитера представлено в виде ряда по кратностям рассеяния. Предложена модификация известной процедуры MCML (Monte Carlo Multi-Layered), приводящая к ускорению расчетов. Показано, что полученные зависимости интенсивности обратного рассеяния существенно меняются при изменении оптических свойств слоев биоткани, в первую очередь при попадании крови в слой спинномозговой жидкости. Это может быть использовано при развитии оптических методов диагностики травматических повреждений биотканей.

Об авторах

Ю. А Жаворонков

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: zhavoronkov95@gmail.com
198504, Санкт-Петербург, Россия

С. В Ульянов

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: ulyanov_sv@mail.ru
198504, Санкт-Петербург, Россия

А. Ю Вальков

Санкт-Петербургский государственный университет; Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Email: alexvalk@mail.ru
198504, Санкт-Петербург, Россия; 195251, г. Санкт-Петербург, Россия

В. Л Кузьмин

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Автор, ответственный за переписку.
Email: kuzmin_vl@mail.ru
195251, г. Санкт-Петербург, Россия

Список литературы

  1. В. В. Тучин, Оптика биологических тканей. Методы рассеяния света в медицинской диагностике, IPR Media, М. (2021).
  2. S. L. Jacques, Phys. Med. Biol. 58, R37 (2013).
  3. D. J. Davies, Z. Su, M.T. Clancy, S. J. Lucas, H. Dehghani, A. Logan, and A. Belli, J. Neurotrauma 32, 933 (2015).
  4. A. Sabeeh and V.V. Tuchin, J. Biomed. Photonics & Engineering, 6, 040201 (2020).
  5. A.P. Tran, S. Yan, and Q. Fang, Neurophoton. 7, 015008 (2020).
  6. R. Francis, B. Khan, G. Alexandrakis, J. Florence, and D. MacFarlane, Biomed. Opt. Express 6, 3256 (2015).
  7. E. S. Papazoglou, M. S. Weingarten, L. Zubkov, M. Neidrauer, L. Zhu, S. Tyagi, and K. Pourrezaei, J. Biomed. Opt. 13, 044005 (2008).
  8. E. S. Papazoglou, M.T. Neidrauer, L. Zubkov, M. S. Weingarten, and K. Pourrezaei, J. Biomed. Opt. 14, 064032 (2009).
  9. E. Zinchenko, N. Navolokin, A. Shirokov et al. (Collaboration), Biomed. Opt. Express 10, 4003 (2019).
  10. F. Scholkmann, S. Kleiser, A. J. Metz, R. Zimmermann, J. Mata Pavia, U. Wolf, and M. Wolf, Neuroimage 85, 6 (2014).
  11. H. Liu, D.A. Boas, Y. Zhang, A.G. Yodh, and B. Chance, Phys. Med. Biol. 40, 1983 (1995).
  12. O. Pucci, V. Toronov, and K. St. Lawrence, Appl. Opt. 49, 6324 (2010).
  13. В.Л. Кузьмин, Ю.А. Жаворонков, С. В. Ульянов, А.Ю. Вальков, ЖЭТФ 161, 779 (2022).
  14. J. Zhao, H. S. Ding, X.L. Hou, C. L. Zhou, and B. Chance, J. Biomed. Opt. 10, 024028 (2005).
  15. V. Ntziachristos and B. Chance, Med. Phys. 28, 1115 (2001).
  16. A. Torricelli, D. Contini, A. Pifferi, M. Caffini, R. Re, L. Zucchelli, and L. Spinelli, Neuroimage 85, 28 (2014).
  17. H. Wabnitz, J. Rodriguez, I. Yaroslavsky, A. Yaroslavsky, and V.V. Tuchin, in Handbook of Optical Biomedical Diagnostics. Light-Tissue Interaction, 2nd ed., SPIE Press, Bellingham, Washington (2016), v. 1, p. 401.
  18. T. Durduran, R. Choe, J.P. Culver, L. Zubkov, M. J. Holboke, J. Giammarco, B. Chance, and A.G. Yodh, Phys. Med. Biol. 47, 2847 (2002).
  19. M.A. Franceschini, S. Thaker, G. Themelis, K.K. Krishnamoorthy, H. Bortfeld, S.G. Diamond, D.A. Boas, K. Arvin, and P.E. Grant, Pediatr. Res. 61, 546 (2007).
  20. S. Mahmoodkalayeh, M.A. Ansari, and V.V. Tuchin, Biomed. Opt. Express 10, 2795 (2019).
  21. M. S. Cano-Vel'azquez, N. Davoodzadeh, D. Halaney, C.R. Jonak, D.K. Binder, J. Hern'andez-Cordero, and G. Aguilar, Biomed. Opt. Express 10, 3369 (2019).
  22. В.Л. Кузьмин, А.Ю. Вальков, Л.А. Зубков, ЖЭТФ 155, 460 (2019).
  23. V. L. Kuzmin, V.P. Romanov, and E.V. Aksenova, Phys. Rev. E 65, 016601 (2001).
  24. T.M. Nieuwenhuizen and J.M. Luck, Phys. Rev. E 48, 569 (1993).
  25. V. L. Kuzmin, M.T. Neidrauer, D. Diaz, and L.A. Zubkov, J. Biomed. Opt. 20, 105006 (2015).
  26. L.Wang, S. L. Jacques, and L.Q. Zheng, Comput. Meth. Prog. Bio. 47, 131 (1995).
  27. A.N. Bashkatov, E.A. Genina, V. I. Kochubey, and V.V. Tuchin, Proc. SPIE 6163, 616310 (2006).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».