Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЧЕРНІВЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

імені ЮРІЯ Федьковича

УДК 535.361; 616.073.55

ЛАЗЕРНА ДІАГНОСТИКА САМОПОДІБНИХ ОПТИЧНО-НЕОДНОРІДНИХ ОБ'ЄКТІВ

01.04.05 - оптика, лазерна фізика

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата фізико-математичних наук

Бурковець Дмитро Миколайович

Чернівці - 2004

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Чернівецькому національному

університеті імені Юрія Федьковича.

Науковий керівник: доктор фізико-математичних наук, професор Ушенко Олександр Григорович, Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, завідувач кафедри оптики і спектроскопії.

Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, професор Влох Ростислав Орестович, Інститут фізичної оптики Міністерства освіти і науки, замісник директора інституту фізичної оптики, місто Львів.

доктор технічних наук, професор Сахновський Михайло Юрійович, Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, професор кафедри оптики і спектроскопії.

Провідна організація:Київський національний університет імені Тараса Шевченка, місто Київ.

Захист дисертації відбудеться “_28_” жовтня 2004 р. о 15:00 на засіданні спеціалізованої вченої ради Д.76.051.01 при Чернівецькому національному університеті імені Юрія Федьковича за адресою: 58012, м. Чернівці, вул. Коцюбинського, 2. мікрорельєф амплітуда архітектоніка біотканина

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Чернівецького національного університету імені Юрія Федьковича, вул. Лесі Українки, 23

Автореферат розісланий “24” __вересня_ 2004 р.

Вчений секретар спеціалізованої

вченої ради Курганецький М.В.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Результатом взаємодії лазерного випромінювання з оптично-неоднорідними об'єктами є просторова амплітудно-фазова та поляризаційна модуляція об'єктного поля. Сформовані в такий спосіб розподіли амплітуди, фази та поляризаційні параметри поля покладені в основу діагностики їх геометричної мікро- та макроструктури, форми, концентрації розсіюючих центрів, оптичної активності, анізотропії і так далі [1*, 2*].

Методи лазерної діагностики можна поділити на дві основні групи: такі, що базуються на визначенні статистичних параметрів геометрії поверхнево розсіюючих об'єктів, зокрема шорстких поверхонь [3*]; і такі, що передбачають діагностику структури об'ємно розсіюючих об'єктів, зокрема біологічного походження [4*].

Шорсткі поверхні, в певному наближенні можуть бути віднесені до самоподібних структур. Під самоподібністю розуміють відтворення геометричної структури (регулярної або статистичної) оптично-неоднорідного об'єкту на різних масштабах його неоднорідностей. Для діагностики таких об'єктів ефективно застосовуються методи кореляційної оптики, які дають інформацію про статистичні моменти амплітуд, фаз та інтенсивностей випадкових полів, які враховують статистику фазово-неоднорідних об'єктів. У рамках наближення моделі безмежно протяжного фазового хаотичного екрана [2*, 5*] вдалося виявити та діагностично застосувати взаємозв'язок набору не тільки статистичних моментів, а й фрактальних характеристик самоподібних структур із відповідними кореляційними параметрами поля розсіяного випромінювання.

Перехід до сильно шорстких поверхонь, дисперсія фази неоднорідностей яких набагато більша за одиницю, призводить до порушення однозначного взаємозв'язку статистичних параметрів структури поверхні й відповідних статистичних амплітудно-фазових параметрів поля [5*]. А це ускладнює класифікацію таких поверхонь на випадкові або фрактальні.

Отже, актуальним стає пошук методів визначення типу (випадкові або фрактальні) шорстких поверхонь шляхом знаходження й наступного використання діагностичного набору статистичних і фрактальних критеріїв самого об'єкта і відповідних параметрів розсіяного ними лазерного випромінювання.

Окрім шорстких поверхонь, самоподібними за геометричною будовою є об'ємно розсіюючі структури, які формуються в результаті процесів незворотного росту. Яскравий приклад таких об'єктів - біотканини [7*].

Лазерна діагностика біологічних об'єктів інтенсивно розвивається у таких напрямках, як лазерна томографія біотканин; нефелометрія для визначення розмірів, концентрації, а також форми оптично-неоднорідних розсіювачів у середовищі біологічних рідин, тканин; поляризаційна нефелометрія, що базується на аналізі повної матриці розсіяння для вивчення макроструктури різних біооб'єктів; голографія та інтерферометрія для отримання тривимірних зображень біооб'єктів; лазерна поляриметрія, для поляризаційної селекції інформації про структурну будову біотканин, для отримання зображень оптично-анізотропних самоподібних макронеоднорідностей біотканин [4*, 8*]. Тому розвиток лазерної поляриметрії об'єктивно потребує застосування не тільки традиційного статистичного, але й фрактального аналізу властивостей структур біотканин. Такий підхід перспективний у розробці нових методів для більш повного опису структури біотканин, їх класифікації та діагностики.

Актуальність дисертаційного дослідження зумовлена необхідністю застосування з діагностичною метою нових для оптики шорстких поверхонь сингулярних параметрів поля; розробки методів порівняльного аналізу ефективності застосування статистичних, фрактальних підходів на прикладі оптично-неоднорідних об'єктів: шорстких поверхонь і оптично-анізотропних архітектонічних структур біотканин з самоподібними властивостями.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами.

Дослідження, результати якого представлено в дисертації, виконувалось у відповідності з програмою наукової тематики кафедри кореляційної оптики Чернівецького національного університету “Дослідження нових можливостей розв'язання оберненої діагностичної задачі в оптиці шляхом використання уявлень фрактальної оптики та теорії хаосу” (№ держреєстрації ДР0197U014408).

Дисертантом проведене теоретичне обґрунтування і комп'ютерне моделювання процесів формування мультифрактальних структур шорстких поверхонь, дослідження полів оптичного випромінювання, розсіяних ними. Розроблено принципи поляризаційного картографування об'єктних лазерних полів, сформованих самоподібними біотканинами, та реконструкцію їх оптико-геометричної структури. Удосконалено алгоритми поляризаційного, поляризаційно-кореляційного та вейвлет-аналізу орієнтаційних і фазових томограм біотканин.

Мета і задачі дослідження. Мета роботи полягала у розробці та застосуванні методів поляризаційної та сингулярної оптики для класифікації оптико-геометричних структур самоподібних шорстких та оптично-анізотропних фазово-неоднорідних об'єктів на прикладі біотканин.

Для досягнення цієї мети розв'язувалися такі задачі:

1. Дослідження можливостей мультифрактального аналізу геометричного мікрорельєфу шорстких поверхонь (ШП) у діагностиці та класифікації їх структури.

2. Пошук взаємозв'язку між сітками нулів амплітуди об'єктних полів шорстких поверхонь і самоподібністю мікрогеометрії рельєфу шорстких поверхонь.

3. Виявлення зв'язків між орієнтаційно-фазовою будовою архітектоніки біотканин (БТ) та координатною структурою їх поляризаційних карт. Розробка методу оптико-геометричної реконструкції архітектоніки БТ шляхом їх поляризаційного картографування.

4. Визначення ефективності орієнтаційної та фазової селекції зображень архітектоніки БТ у діагностиці їх фізіологічного стану.

Об'єкт дослідження. Розсіяння лазерного випромінювання само-подібними оптично-неоднорідними об'єктами; взаємозв'язки між набором сингулярних, фрактальних і статистичних параметрів, що характеризують структуру таких об'єктів, і просторово-координатними розподілами амплітуд, фаз і станів поляризації розсіяних полів.

Предмет дослідження. Фрактальний аналіз геометрії рельєфу шорстких поверхонь; взаємозв'язки між сітками нулів амплітуди та типом ШП; поляризаційне картографування самоподібних БТ; взаємозв'язки між координатною структурою поляризаційних карт та оптико-геометричною будовою їх архітектоніки; принципи орієнтаційно-фазової селекції поляризаційних зображень БТ.

У роботі використовувались методи фрактального аналізу геометрії рельєфу ШП (визначалися спектри розмірностей профілограм ШП); сингулярної оптики (визначалися спектри густин нулів амплітуди об'єктних полів ШП); поляриметрії (визначалися поляризаційні карти БТ у вигляді координатних розподілів азимутів та еліптичностей поляризації їх зображень); поляризаційної селекції та корелометрії (визначалися серії орієнтаційних і фазових томограм архітектоніки БТ та їх кореляційні функції); вейвлет-аналізу (визначалися спектри вейвлет-коефіцієнтів профілограм рельєфу ШП і поляризаційних зображень архітектоніки БТ).

Новизна наукових результатів, отриманих у дисертаційній роботі, полягає в тому, що в ній:

1. Виявлено механізм формування мультифрактальних структур розподілів висот мікронеоднорідностей шорстких поверхонь. На цій основі встановлено, що мультифрактальні розподіли із широким спектром розмірностей формуються в результаті операції перемножування різних фрактальних розподілів. Підсумовування різних фрактальних розподілів приводить до формування мультифрактальних розподілів, спектри розмірностей яких практично не відрізняються за шириною від спектрів розмірностей вихідних сигналів.

2. Уперше знайдено взаємозв'язок між розподілом нулів амплітуди об'єктного поля шорсткої поверхні та структурними особливостями геометрії їх мікрорельєфу. На основі цього встановлено, що гістограми локальних густин нулів, які оцінюються на різних відстанях від об'єкта, відрізняються для фрактальних і випадкових шорстких поверхонь, особливо в тій частині, що стосується напівширини відповідних розподілів. Установлено, що у випадку фрактальних шорстких поверхонь у полі розсіяного випромінювання чітко простежується кластеризація (групування) нулів у певних зонах, що знаходить своє пояснення в рамках уявлень про статистичну самоподібність таких структур.

3. Уперше для дослідження проявів морфологічної самоподібної будови біотканин використано метод поляризаційного картографування їх архітектоніки, що дозволило встановити взаємозв'язок між ієрархічною оптико-геометричною структурою архітектоніки біотканин та двовимірними розподілами станів поляризації їх зображень.

4. Установлено, що самоподібність геометричної структури архітектоніки біотканин виявляється у самоподібності структури їх поляризаційних карт. На цій основі обґрунтовані та експериментально реалізовані методи орієнтаційної та фазової селекції поляризаційних карт біотканин, за допомогою яких проводиться безконтактна реконструкція оптико-геометричної будови архітектоніки фізіологічно нормальних і патологічно змінених біотканин.

5. Уперше показано, що процеси формоутворення самоподібних елементів архітектоніки біотканин зумовлюють асиметрію, флуктуації відносних значень і збільшення напівширини автокореляційних функцій їх орієнтаційних томограм. Установлено однозначний взаємозв'язок між коефіцієнтом асиметрії двовимірних автокореляційних функцій орієнтаційних томограм і патологічними змінами архітектоніки біотканини.

6. Виявлено, що зміна оптичної анізотропії самоподібних елементів архітектоніки біотканини є причиною зміни другого статистичного моменту розподілу інтенсивностей фазової томограми архітектоніки біотканини. На цій основі установлено однозначний взаємозв'язок між дисперсією величини двопроменезаломлення та дегенеративно-дистрофічними змінами архітектоніки біотканини.

7. Підтверджена ефективність вейвлет-аналізу для оцінки самоподібного характеру геометричної структури шорстких поверхонь, установлення локалізації та розмірів оптичних неоднорідностей самоподібної структури архітектоніки біотканин. На основі цього показана можливість класифікації шорстких поверхонь за структурою їх мікрорельєфу, діагностики розмірів і локалізації патологічних утворень у біотканинах.

Практичне значення одержаних результатів. Результати роботи з „Лазерної діагностики самоподібних оптично-неоднорідних об'єктів” є базовими у розробці:

1. Методу мультифрактального аналізу профілограм шорстких поверхонь при їх класифікації. Розроблений підхід вигідно відрізняється від відомих оптичних методів можливістю оцінки не тільки статистичних параметрів мікрорельєфу, але й визначенням спектра розмірнісних параметрів самоподібної структури шорстких поверхонь.

2. Методу діагностики самоподібної структури шорстких поверхонь на основі аналізу густин розподілів нулів об'єктного поля, що є недосяжним для кореляційно-оптичних методів.

3. Методу поляризаційного картографування архітектоніки біотканин для статистичної оцінки, визначення розмірнісних характеристик самоподібної оптико-геометричної структури її двопроменезаломлюючих архітектонічних сіток, обумовлених фізіологічним станом біотканини. Це поки що недосяжне для відомих гістологічних методів їх аналізу.

4. Нової оптичної системи селекції інформації (оптико-геометрична реконструкція напрямків осей та величини двопроменезаломлення само-подібних елементів архітектоніки, орієнтаційно-фазова селекція зображень архітектоніки, корелометрія двомірних поляризаційних томограм та їх вейвлет-аналіз) на основі поляризаційно чутливої оптичної томографії, що розширює можливості традиційних методів оптичної когерентної томографії.

Особистий внесок здобувача. Основні результати, які наведені в дисертаційній роботі, отримані автором самостійно. Роботи [17, 18] виконані повністю самостійно. В роботах [1, 2, 5, 6, 14, 19, 21] провів основні теоретичні розрахунки та виконав комп'ютерне моделювання експерименту. В роботах [10-13, 22] проведено теоретичне обґрунтування експериментальних методик. У роботах [7, 8, 15-16] брав участь у проведенні експериментальних досліджень. У роботах [3, 4, 9, 20] дисертант брав участь у математичних розрахунках та обговоренні експериментальних результатів.

Апробація результатів дисертації. Результати дисертаційного дослідження доповідалися на численних міжнародних і українських конференціях, семінарах:

International Conference Mechatronics 2000 (Poland, Warsaw, 2000), Saratov Fall Meeting'2000. International school for Young Scientists and Students on Optics, Laser Physics and Biophysics (Russia, Saratov, 2000), Saratov Fall Meeting 2001: Coherent Optics of Ordered and Random Media (Saratov, Russia, 2001), 2001 Annual Meeting Danish Optical Society (University of Arhus, Denmark, 2001), Fifth International Conference on Correlation Optics (Chernivtsi, Ukraine, 2001), 19th Congress of the International Commission for Optics: Optics for the Quality of Life (Firenze, Italy, 2002), ATOM02 Advanced Topics in Optoelectronics: Micro- and Nanotechnology (Bucharest, Romania, 2002), Seventh International Symposium on Laser Metrology Applied to Science, Industry, and Everyday Life (Novosibirsk, Russia, 2002), International Conference “Czujniki optoelektroniczne I elektroniczne” (Rzheszow, Poland, 2002), Sixth International Conference on Correlation Optics (Chernivtsi, Ukraine, 2003).

Публікації. Результати дисертаційного дослідження опубліковано в 7 статтях, 15 збірниках наукових матеріалів і тезах наукових конференцій, перелік яких дається в кінці автореферату.

Структура та обсяг дисертації.

Дисертаційна робота складається зі вступу, п'яти розділів основного тексту, результатів і висновків, списку цитованої літератури. Повний обсяг дисертації складає 173 сторінки машинописного тексту. В дисертацію включено 63 ілюстрації. Список цитованої літератури складається з 144 найменувань і займає 14 сторінок.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У першому розділі наведено огляд наукової літератури з вивчення питань взаємодії лазерного випромінювання з самоподібними оптично-неоднорідними об'єктами та розвитку методів неруйнівної оптичної діагностики їх структури. Оптично-неоднорідні об'єкти можна розділити на два класи: ті, що утворені лише за рахунок геометричного мікрорельєфу поверхні розділу двох середовищ (шорсткі поверхні), та ті, фазові неоднорідності яких утворені оптичними властивостями структурних одиниць їх будови (архітектоніка біотканин).

Традиційні підходи евклідової геометрії в аспекті дослідження самоподібних поверхнево-розсіюючих оптично-нерднорідних об'єктів виявляються не в повній мірі виправданими. Перспективне у цьому плані застосування моделі статистичних фрактальних поверхонь з наступним фрактальним аналізом таких структур.

Дослідження структури оптично-неоднорідних об'єктів проводилися, як правило, у рамках різних модельних уявлень процесів світлорозсіяння, які розроблялися для конкретних типів або груп оптично-неоднорідних об'єктів. Відмічено, що найбільш повно такий підхід реалізований у оптично-кореляційному методі досліджень, який дозволяє одержувати вичерпно повну інформацію не тільки про фотометричні, але й про фазові характеристики випромінювання. Аналогічний результат досягається в методі лазерної поляриметрії, який дозволяє одержувати інформацію про поляризаційні характеристики розсіяного лазерного випромінювання.

Констатовано багатоплановий, прискорений розвиток безконтактної оптичної діагностики, що є передумовою до формулювання задач уже на якісно новому рівні, який вимагає пошуку взаємозв'язку між сингулярними, поляризаційними, поляризаційно-кореляційними та вейвлет-параметрами випадкових лазерних полів і оптико-геометричною структурою самоподібних оптично-неоднорідних об'єктів [1].

Другий розділ присвячено дослідженню проявів самоподібності геометрії поверхневорозсіюючих фазово-неоднорідних шорстких поверхонь.

Проведене комп'ютерне моделювання фрактальних, мультифрактальних і випадкових шорстких поверхонь дозволило розробити й апробувати метод отримання спектрів розмірностей для оцінки фрактальних властивостей ШП. Досліджено механізм формування мультифрактальних розподілів на прикладі аналізу профілограми реальної шорсткої поверхні, який виявив наявність широкого спектра розмірностей, що вказує на її складну самоподібну структуру [1-3].

Досліджено можливості оптичної безконтактної діагностики випадкових і фрактальних шорстких поверхонь. Для вивчення процесів розсіяння когерентних світлових полів шорсткими поверхнями проводилось комп'ютерне моделювання розсіяння когерентного оптичного випромінювання різними типами ШП. Фрактальні ШП володіють властивістю статистичної самоподібності, яка полягає в тому, що дисперсія висот їх неоднорідностей на різних масштабах r змінюється за таким алгоритмом:

, , (2.1)

де: - початкова дисперсія висот неоднорідностей; - показник Херста.

Розподіли амплітуд і фаз поля , що отримуються в результаті дифракції плоскої хвилі на фазовому рельєфі шорсткої поверхні, розраховувалися з використанням подвійного дифракційного інтеграла Релея-Зомерфельда:

, (2.2)

де: -апертурна функція, що відповідає амплітудному пропусканню шорсткої поверхні; -відстань від точки на об'єкті до точки на площині спостереження; z-відстань між площиною, у якій розміщений об'єкт та площиною спостереження; -прямокутні координати в площині об'єкта та в площині спостереження, відповідно; h(x,y)-висота неоднорідностей;; -довжина хвилі; n-показник заломлення [5, 6].

Результати комп'ютерного моделювання для об'єкта з великими мікронерівностями шорсткої поверхні (розмах висоти 5 мкм при довжині хвилі опромінюючого лазерного пучка ?=0.63 мкм) виявили, що у зоні каустик починають уперше проявлятися фазові сингулярності поля, відомі як оптичні вихори. В якості діагностичного параметра поля розсіяного когерентного випромінювання ШП, з дисперсією фаз неоднорідностей набагато більше за 1, може бути “крутизна” хвильового фронту, яка діагностується за густиною нулів поля. Для аналізу просторового розподілу нулів амплітуд розсіяного поля досліджена напівширина гістограми статистичного розподілу їх локальних густин (рис. 2.1).

Виявлено зв'язок між напівшириною гістограм статистичного розподілу локальних густин нулів амплітуд оптичного поля, розсіяного різними типами ШП (випадковими та фрактальними), та структурними особливостями досліджуваних поверхонь. Значна (в 2-4 рази) перевага напівширини гістограм локальних густин амплітуд розсіяного поля фрактальними ШП від випадкових ШП простежується практично в усій області дифракції, починаючи від зони каустик до далекої зони, що зумовлено проявами статистичної самоподібності фрактальних ШП. Одержані результати є базовими у створенні нових оптичних безконтактних методів класифікації й діагностиці розглянутих структур [6].

У третьому розділі подаються результати дослідження структури полів оптичного випромінювання, розсіяного аморфно-кристалітними оптично-неоднорідними шарами (ОНШ). На основі сучасних знань про морфологічну будову біотканин застосована така модельна схема, згідно якою біотканини складаються з двох фаз: аморфної та оптично анізотропної. Оптично-анізотропна компонента біотканин володіє двома рівнями організації - кристалітним та архітектонічним [7].

Моделювання процесів розповсюдження когерентного випромінювання проведено із використанням вектор-параметричного опису у термінах матриці Джонса D. Даний оператор для оптично-одноосних структур має такий вигляд [10]:

, (3.1)

де: - орієнтація оптичної осі, що задається напрямком укладання анізотропних фібрил; - величина фазового зсуву, який вноситься речовиною фібрил між звичайною та незвичайною хвилями; - координати в площині зразка БТ.

Результати дослідження поляризаційних карт лазерного випромінювання, розсіяного біотканинами різної морфологічної (дерми шкіри, м'язової тканини та кісткової тканини) будови, показали: 1) об'єктні поля біотканин усіх типів поляризаційно-неоднорідні; 2) специфіка імовірнісного розподілу значень азимутів та еліптичностей поляризації об'єктних полів указує на їх суттєву відмінність від широко відомих імовірнісних розподілів випадкових оптично-неоднорідних шарів; 3) гістограми просторових розподілів азимутів та еліптичностей поляризації об'єктних граничних полів являють собою сукупність окремо локалізованих екстремумів, величина і положення яких визначається специфікою оптико-геометричної структури архітектонічної сітки біотканин, яка має переважно самоподібний характер.

Діагностичну ефективність поляризаційного картографування у виявленні патологічних проявів у БТ ілюструє рис. 3.1.

Координатні розподіли станів поляризації лазерного випромінювання, перетвореного фізіологічно нормальним міометрієм (рис. 3.1 а, б), указують на їх однорідну структуру. Практично всі області монополяризовані з азимутом () = ₀ = 0⁰ і еліптичністю () 0⁰. Кількісно статистика станів поляризації лазерного об'єктного поля проявляється в наявності локальних максимумів ( _; = ⁰) 1.0 відповідних гістограм (рис. 3.1 в, г).

Напрямки патологічного росту колагенових волокон проявляється у формуванні неоднорідно поляризованих зон (рис. 3.1 д, ж). Кількісно це супроводжується “перекачуванням” відносної величини максимумів ( _; = ⁰) в іншу область значень параметрів поляризації: 25⁰ 45⁰; 0⁰ 25⁰ (рис. 3.1 з, е) [8-9].

У випадку однократного розсіяння лазерного випромінювання зразками біотканин величина кута орієнтації оптично анізотропних фібрил архітектонічної сітки визначається так:

, (3.2)

де k₁, k₂, k₃, параметри, що залежать від: x, y - координат точки в когерентному зображенні шару біотканини, - величини показника двопроменезаломлення, z - товщини шару, - довжини хвилі лазерного випромінювання.

Величину фазозсуваючої здатності визначено шляхом фазової компенсації величини локальної еліптичності об'єктного поля, контролюючи при цьому локальне значення отриманого азимуту лінійної поляризації (x,y) результуючого розсіяного БТ лазерного випромінювання:

; (3.3)

де ₀, ₀ - азимут та еліптичність освітлюючого лазерного пучка.

Результати експериментальної поляризаційно-фазової реконструкції архітектоніки гістологічного зрізу кісткової тканини (кісткова пластинка, що складається з порізному зорієнтованих трабекул з переважно прямолінійною укладкою волокон товщиною 25 мкм ілюструє рис. 3.2.

Отримана в такий спосіб інформація про орієнтаційну та фазову структуру оптично-неоднорідного об'єкта важлива при діагностиці патологічних і дегенеративно-дистрофічних процесів зміни структури біотканин на ранніх (доклінічних) етапах розвитку хвороб, що супроводжуються збільшенням або деградацією оптичної анізотропії речовини архітектоніки біотканини та змінами її геометричної структури [7-13].

У четвертому розділі розглядаються результати дослідження ефективності поляризаційних методів селекції оптично-геометричної інформації про структуру різних типів БТ.

Аналітично розроблено та експериментально реалізовано методи одержання координатних розподілів орієнтацій фібрилярних компонентів (орієнтаційна томографія) та параметрів їх оптичної анізотропії (фазова томографія).

Показано, що для ситуації схрещених осей поляризатора-аналізатора та освітлення лазерним пучком з азимутом = 0⁰ інтенсивність кожної точки зображення I(X,Y) може бути визначена у вигляді:

, (4.1)

де I₀ - інтенсивність лазерного освітлюючого пучка.

При одночасному обертанні осей пропускання схрещених поляризатора та аналізатора отримується серія орієнтаційних томограм (ОТ) архітектоніки БТ у вигляді топологічних розподілів поляризофот , де - кут повороту осей схрещених поляризатора й аналізатора.

Отримана сукупність ОТ архітектоніки БТ являє собою інформацію про топологічний розподіл осей найбільшої швидкості її кристалічних доменів. Така інформація актуальна в ранній доклінічній діагностиці дегенеративно-дистрофічних (розорієнтація структури) та патологічних (формування напрямків росту) змін архітектоніки БТ [12, 15]. Для статистичної оцінки та об'єктивного виявлення таких процесів використовувався кореляційний аналіз ОТ.

Ефективність орієнтаційної томографії для діагностики виникнення процесів формування патологічних структур БТ на прикладі архітектоніки міометрію [13] (БТ жіночої репродуктивної сфери) ілюструє серія томограм, що наведена на рис. 4.1. Тут показані ОТ колагенової сітки фізіологічно нормального (рис. 4.1 а, б, в) та патологічно змінених зразків міометрію - з дифузним (рис. 4.1 г, д, е) і спрямованим (рис. 4.1 ж, з, и) ростом фібрил колагенової сітки. Ліва колонка орієнтаційних томограм відповідає куту =45⁰, центральна - =25⁰, права - = 0⁰.

З отриманих даних видно, що: 1) всі ОТ поляризаційного зображення архітектоніки фізіологічно нормального зразка міометрію - це ансамблі дрібноомасштабних (5 мкм - 10 мкм) ділянок поляризофот, які рівномірно розподілені в площині зразка (рис. 4.1 а, б, в). 2) Патологічним процесам дифузного виникнення фіброміоми [15] відповідають ділянки утворення крупномасштабних (20 мкм - 200 мкм) оптично анізотропних структур - ансамблів однаково зорієнтованих колагенових волокон. Подібні домени, оптично візуалізуються у вигляді відповідних поляризофот ОТ, серія яких показана на рис. 4.1 ж, з, и. 3) Найбільш виражено асиметрію поляризофот ілюструє порівняльний аналіз ОТ поляризаційних зображень зразка міометрію зі спрямованим паростком фіброміоми (рис. 4.1 г, д, е). Видно (рис. 4.1 г), що для кута повороту схрещених поляризатора-аналізатора = 45⁰, який збігається з основним напрямком росту колагенових волокон, відповідна ОТ складається з більш крупномасштабних поляризофот.

Показано, що орієнтаційна томографія архітектоніки БТ дозволяє ефективно виявляти процеси трансформації її орієнтаційно-фазової структури, що перспективно в розробці медичних технологій ранньої діагностики фізіологічного стану БТ [14].

Для виділення фазової складової (фазова томограма - ФТ) у когерентному зображенні БТ необхідно помістити її зразок між поляризаційною системою, що складається з двох схрещених фазових фільтрів - чверть-хвильових пластинок і поляризаторів. При цьому координатний розподіл інтенсивностей I(X,Y) ФТ БТ виявляється однозначно пов'язаним з оптичною анізотропією його речовини таким співвідношенням:

. (4.2)

Вимірюючи дисперсію інтенсивностей ФТ, можна визначити дисперсію показника двопроменезаломлення, яка є статистичною оцінкою фізіологічного стану архітектоніки БТ.

Результати, що ілюструють можливості поляризаційно-фазової томографії в доклінічній діагностиці дегенеративно-дистрофічних змін КТ, наведені на рис. 4.2.

Порівняльний аналіз знайдених діаграм показує, що в межах статистично достовірних груп досліджуваних зразків, вони практично не перекриваються. Тому можна запропонувати використання даного статистичного параметра ФТ архітектоніки БТ в ранній діагностиці її дегенеративно-дистрофічних змін [16, 17].

У п'ятому розділі наведено результати досліджень ефективності вейвлет-аналізу оптико-геометричної структури фазово-неоднорідних об'єктів.

Проведений теоретичний огляд властивостей вейвлет-аналізу показав його ефективність у дослідженнях структурних неоднорідностей, особливостей структури самоподібних оптично-неоднорідних об'єктів.

Для вейвлет-аналізу шорстких поверхонь використовувалися одномірні розподіли висот мікронерівностей, отриманих як за допомогою комп'ютерного моделювання, так і оцифрованих з реальних профілограм ШП.

Результат вейвлет-аналізу профілограми реальної ШП представлений двовимірною картиною вейвлет коефіцієнтів (рис. 5.1.). Складний характер розгалужень на різних масштабних рівнях указує на мультифрактальність, неоднорідність структури. Візуально впевнено діагностуються локалізації сингулярностей поверхні.

Водночас картини розподілів коефіцієнтів вейвлет-перетворення показують мультимасштабну структуру профілю шорсткої поверхні, що, безумовно, відповідає поданням про мультифрактальну неоднорідну природу утворення мікронеоднорідностей на шліфованих, полірованих та інших поверхнях [2, 3].

Можливості вейвлет-аналізу (на прикладі дерми шкіри з проявами псоріазу) у діагностиці локалізації “оптичних дефектів” архітектоніки БТ ілюструє рис.5.2. Тут по осі абсцис відкладено координати (b) зображення; по осі ординат - масштаби (а) аналізованої ділянки. Кожному значенню (a_i, b_i) відповідає вейвлет-коефіцієнт z_jk, який характеризує ступінь кореляції координати і розмірів ділянки зображення архітектоніки з вейвлет-функцією ?_jk [18].

Видно, що вейвлет-картина зображення визначає локалізацію та розмір патологічно зміненої ділянки шкіри характерним різким зростанням (на один-два порядки) загального рівня значень коефіцієнтів z_ik. (фрагменти Б та В на рис.5.2). Крім того, спостерігається характерна для мультифрактальних структур картина розгалужень коефіцієнтів вейвлет-перетворення у великому діапазоні значень масштабних коефіцієнтів (фрагмент А на рис. 5.2), що вказує на самоподібний характер будови такого оптично-неоднорідного об'єкта, як архітектоніки дерми шкіри [19-22].

Вейвлет-аналіз поляризаційних томограм оптично-анізотропних ОНШ виявив можливість установлення координат, розмірів і величини анізотропії „оптичних дефектів” архітектонічних структур, що об'єктивно зумовлює перспективність застосування цієї техніки у методиках ранньої діагностики стану біоструктур.

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ І ВИСНОВКИ

Найбільш важливим результатом, одержаним у дисертації, є встановлення взаємозв'язків між параметрами, що характеризують самоподібну геометричну (розподіли висот мікрорельєфу шорстких поверхонь) та оптичну (координатний розподіл оптично-анізотропних елементів архітектоніки біотканин) структуру розсіюючих об'єктів і параметрами об'єктних полів, обумовлених ними (просторовий розподіл нулів амплітуди, розподіл станів поляризації світлових коливань):

1. Вивчено та проаналізовано основні механізми формування мультифрактального розподілу параметрів мікронеоднорідностей шорстких поверхонь. Установлено, що мультифрактальний розподіл висот шорсткої поверхні із широким спектром сингулярностей - результат мультиплікативного процесу формоутворення, чинниками якого є фрактальні шорсткі поверхні з різними величинами фрактальних розмірностей розподілу висот мікрорельєфу. Даний висновок базується на основі таких установлених в дисертаційній роботі фактах:

а) сума різних фрактальних розподілів призводить до формування мультифрактальних розподілів, спектри розмірностей яких практично не відрізняються за шириною від спектрів розмірностей вихідних сигналів;

б) перемноження різних фрактальних розподілів призводить до формування мультифрактальних розподілів, спектри розмірностей яких значно перевищують за шириною спектри розмірностей вихідних сигналів.

2. Знайдено взаємозв'язок між розподілом нулів амплітуд поля, розсіяного шорсткими поверхнями та структурними (самоподібними або статистичними) особливостями досліджуваних поверхонь. Цей взаємозв'язок простежується практично в усій області дифракції, починаючи від зони каустик до далекої зони. Показано, що гістограми локальної густини нулів поля, які оцінювалися на різних відстанях від об'єкта, розрізняються за шириною для фрактальних і випадкових шорстких поверхонь. Установлено, що у випадку фрактальних шорстких поверхонь у полі розсіяного випромінювання чітко простежується кластеризація нулів у певних зонах, які відповідають різним масштабам статистичного розподілу висот неоднорідностей, що знаходить своє пояснення в рамках уявлень про статистичну самоподібність таких структур.

3. Розроблений підхід мультифрактального аналізу мікрорельєфу статистично самоподібних шорстких поверхонь ефективний у задачах: визначення спектрів розмірностей розподілу висот неоднорідностей шорстких поверхонь; діагностики самоподібної структури шорстких поверхонь на основі аналізу густин розподілів нулів об'єктного поля, що недосяжне для кореляційно-оптичних методів.

4. Розроблено метод поляризаційного картографування орієнтаційно-фазової структури архітектоніки біотканин, який базується на визначенні координатних розподілів азимутів та еліптичностей поляризації їх зображень. На основі цього:

а) проаналізовані оптичні прояви самоподібної морфологічної будови біотканин різних типів. Установлено, що поляризаційні карти біотканин являють собою ансамблі однорідно поляризованих локальних зон з індивідуальним координатним їх розподілом, які формуються в результаті трансформації стану поляризації лазерного випромінювання оптично одноосними самоподібними елементами архітектонічної сітки. Статистичні гістограми таких розподілів являють собою сукупність окремо локалізованих екстремумів, величина і положення яких визначається кількістю і масштабами самоподібних елементів архітектоніки біотканин;

б) установлено взаємозв'язок між координатним самоподібним розподілом азимутів і еліптичностей поляризаційних карт та орієнтаційно-фазовою структурою елементів архітектоніки самоподібних біотканин. На цій основі реалізується оптико-геометрична реконструкція самоподібної структури архітектоніки біотканин.

5. Установлено, що основними ознаками формування нових напрямків росту самоподібних елементів архітектоніки зі збільшенням оптичної анізотропії їх речовини, які пов'язані з виникненням патологічних змін біотканин на ранньому (доклінічному) етапі, є формування локальних екстремумів азимутів і еліптичностей поляризації гістограм поляризаційних карт, як результат трансформації станів поляризації лазерного пучка ансамблем оптично одноосних самоподібних фібрил.

6. Досліджено координатну орієнтаційну та фазову структуру самоподібних архітектонічних сіток біотканин різних типів шляхом одержання орієнтаційних і фазових томограм архітектоніки біотканин.

а) Показано, що зміна орієнтацій самоподібних елементів архітектоніки супроводжується асиметрією, флуктуацією та збільшенням півширини автокореляційних функцій серії орієнтаційних томограм. Фізичною причиною є збільшення діапазону орієнтацій осей найбільшої швидкості фібрил архітектонічних сіток і трансформація характеру їх самоподібної геометричної будови, що виявляється в зміні координатного розподілу та розмірів поляризофот у площинах орієнтаційних томограм;

б) Виявлено, що зміна оптичної анізотропії самоподібних елементів архітектоніки супроводжується для патологічно зміненої біотканини ростом дисперсії фазової томограми. Дегенеративно-дистрофічні зміни архітектоніки біотканини супроводжуються зниженням другого статистичного моменту фазових томограм. Визначені діапазони зміни цього параметру для різних типів фізіологічно нормальних і патологічно змінених біотканин.

7. Установлено, що сингулярні структури геометрії мікрорельєфу шорстких поверхонь проявляються в асимптотичному поводженні коефіцієнтів вейвлет-перетворення при малих значеннях масштабного коефіцієнта, а в усьому діапазоні масштабів досліджуваного розподілу спостерігається конусоподібна структура розподілу коефіцієнтів вейвлет-перетворення. Показано, що самоподібний характер структури мікрорельєфу шорсткої поверхні та архітектонічних сіток біотканин виявляється в каскадних розгалуженнях ліній максимумів вейвлет-коефіцієнтів на різних масштабних рівнях. При цьому характер розподілу амплітуд коефіцієнтів вейвлет-перетворення вказує на локалізацію й розміри оптичних неоднорідностей архітектонічних сіток.

ЛІТЕРАТУРА, ЩО ЦИТУВАЛАСЬ

1*. Иванов А.П. Оптика рассеивающих сред. - Минск: Навука і тэхнiка, 1969. - 592 с.

2*. Гудмен Д. Статистическая оптика : Пер. с англ. - М.: Мир, 1988. - 528 с.

3*. Топорец А.С. Оптика шероховатой поверхности. - Л.: Машиностроение, 1988. - 190 с.

4*. Тучин В.В. Лазеры и волоконная оптика в биомедицинских исследованиях. - Саратов: Издательство Сарат. ун-та, 1998. - 384 с.

5*. Angelsky O.V., Hanson S.G., Maksimyak P.P. Use of optical correlation techniques for characterizing scattering objects and media. - Bellingham, Washington USA: SPIE press, 1999. - 192 p.

6*. Church E. L. Fractal surface finish. // Applied Optics. - 1988, Vol. 27. - P 1518-1526.

7*. Cowin S.C. How is a tissue built? // Journal of Biomedical Engineering. - 2000, Vol.122. - P. 553-568.

8*. Ушенко О.Г. Лазерна поляриметрія світлорозсіюючих об'єктів і середовищ: Дис. док. фіз.-мат. наук: 01.04.05. - Чернівці, 2001. - 334 с.

Основні результати дисертації опубліковані в роботах

1. Angelsky O.V., Kovalchuk A.V., Burkovets D.N., Hanson S.G.. Fractal description of rough surfaces // Applied Optics. - 2002. - Vol. 41, No 22. - P. 4620-4629.

2. Angelsky O.V., Kovalchuk A.V., Burkovets D.N. Fractal description of rough surfaces // Proc. SPIE. - 2002. - Vol. 4705. - P. 107-120.

3. Angelsky O.V., Burkovets D.N., Kovalchuk A.V., Hanson S.G. Fractal properties of rough surfaces // Proc. SPIE. - 2003. - Vol. 4829. - P. 589-591.

4. Burkovets D.N., Gogunets A., Mokhun I.I, Viktorovska J.Y. Computer simulation of the referenceless holography algorithm for transmitted data encryption and decryption // Proc. SPIE. - 2002. - Vol. 4607. - P. 148-152.

5. Angelsky O.V.,. Maksimyak P.P, Burkovets D.N., Hanson S.G.. Applicability of the singular-optics concept for diagnostics of random and fractal rough surfaces // Applied Optics. - 2003. - Vol. 42, No. 22. P. 4529-4540.

6. Angelsky O.V., Maksimyak P.P., Burcovets D.N., Grigiraschuk I.M. Optical correlation diagnostics of rough surfaces: statistical and fractal approach// Proc. SPIE. - 2003. - Vol. 5477. - P. 114-130.

7. Ushenko A.G., Burkovets D.N., Ushenko Yu.A. Polarization-Phase Mapping and Reconstruction of Biological Tissue Architectonics during Diagnosis of Pathological Lesions // Optics and Spectroscopy. - 2002. - Vol. 93, No 3. - P. 449-456.

8. Angelsky O.V., Ushenko A.G., Burkovets D.N., Pishak V.P., Pishak O.V. Laser polarimetry of pathological changes in biotissues // Proc. SPIE. - 2002 Vol. 4900. - p. 1045-1049.

9. Angelsky O.V., Ushenko A.G., Burkovets D.N., Pishak O.V., Ushenko Y.A., Pishak V.P. Polarization two-dimensional processing of birefringence images // Proc. SPIE. - 2003. - Vol. 5227. - P. 97-107.

10. Burkovets D.N., Ushenko Y.A., Ushenko A. G. Wavelet Analysis of the Polarization Structure of Biospeckle Fields of Statistical and Multifractal Phase-Inhomogeneous Layers // Optics and Spectroscopy. - 2003. - Vol. 94, No 1. - P. 141-148.

11. Angelsky O.V., Ushenko A.G., Burkovets D.N., Pishak O.V., Ushenko Yu.A., Pishak V.P. Laser polarization visualization and selection of biofractal images // Proc. SPIE. - 2003. - Vol. 4829. - P. 188-189.

12. Angelsky O.V., Ushenko A.G., Burkovets D.N., Ushenko Y.A. Laser polarization visualization and selection of biotissue images // Optica Applicata. - 2002. - Vol. 32, No 4. - P. 591-602.

13. Jozwicki R., Patorski K., Angelsky O.V., Ushenko A.G., Burkovets D.N., Ushenko Y.A. Automatic polarimetric system for early medical diagnosis by biotissue testing // Optica Applicata. - 2002. - Vol. 32, No4. - P. 603-612.

14. Ушенко О.Г., Бурковець Д.М., Олар О.І. Автокореляційна структура поляризаційних образів біотканин // Науковий вісник ЧНУ. Вип.151: Фізика.Електроніка.-Чернівці: ЧНУ, 2002, с. 13-18.

15. Ushenko A.G., Burkovets D.N. Laser polarization visualization and selection of biotissue images // Proc. Int. Conf. “Czujniki optoelektroniczne I elektroniczne”. - Rzheszow (Poland). - 2002. - P. 203 -213.

16. Ushenko A.G., Burkovets D.N. Laser polarization visualization, selection of biofractal images // Proc. 19 Congress of ICO “Optics for the quality of life”. - Firenze (Italy). - 2002. - P. 215-217.

17. Burcovets D.N. Polarization phase mapping of biological tissues: I. Topological structure of architectonics of biological tissues // Proc. SPIE. - 2003. - Vol. 5477. - P. 496-505.

18. Burkovets D.N. Wavelet analysis in two-dimensional tomography // Proc. SPIE. - 2002. - Vol. 4607. - p. 391-396.

19. Ushenko A.G., Burkovets D.N. Polarization correlometry and wavelet analysis of dynamics of changes in orientation-phase structure of tissue architechtonics // Proc. SPIE. - 2002. - Vol. 4705. - P. 178-185.

20. Angelsky O.V., Demianovsky G.V., Ushenko A.G., Burkovets D.N., Ushenko Yu.A. Wavelet-analysis of two-dimensional birefringence images of architectonics in biotissues for diagnosting pathological changes // Journal of Biomedical Optics (SPIE Press). - 2004. - Vol. 9, No 4. - P. 679-690

21. Ushenko A.G., Burkovets D.N. Wavelet-analysis of multifractal images // Proc. Int. Conf. “Czujniki optoelektroniczne I elektroniczne”. - Rzheszow (Poland). - 2002. - P. 197-202.

22. Ushenko A.G., Angelsky O.V., Burkovets D.N., Ushenko Y.A. Wavelet processing of polarization images biotissue architechtonics //Proc.SPIE.-2003.-Vol.5227.-P.67-72.

АНОТАЦІЯ

Бурковець Д.М. Лазерна діагностика самоподібних оптично-неоднорідних об'єктів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.05 - оптика, лазерна фізика. Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, Чернівці, 2004.

У дисертаційній роботі на основі методів сингулярної оптики та лазерної поляриметрії досліджуються взаємозв'язки між набором статистичних і фрактальних параметрів, які описують оптико-геометричну структуру самоподібних оптично-неоднорідних об'єктів: поверхневорозсіюючих шорстких поверхонь та оптично-анізотропних архітектонік біотканин.

Знайдено взаємозв'язок між розподілом нулів амплітуди об'єктного поля шорсткої поверхні та структурними особливостями геометрії їх мікрорельєфу. На основі цього встановлено, що гістограми локальних густин нулів, які оцінюються на різних відстанях від об'єкта, різні для фрактальних і випадкових шорстких поверхонь.

Установлено взаємозв'язок між ієрархічною оптико-геометричною структурою архітектоніки біотканин та двомірними розподілами станів поляризації їх зображень. У роботі обґрунтовані та експериментально реалізовані методи орієнтаційної та фазової селекції поляризаційних карт біотканин, за допомогою яких проводиться безконтактна реконструкція оптико-геометричної будови архітектоніки фізіологічно нормальних і патологічно змінених біотканин. Показано, що процеси формоутворення самоподібних елементів архітектоніки біотканин зумовлюють асиметрію, флуктуації відносних значень і збільшення напівширини автокореляційних функцій їх орієнтаційних томограм. Установлено однозначний взаємозв'язок між коефіцієнтом асиметрії двомірних автокореляційних функцій орієнтаційних томограм і патологічними змінами архітектоніки біотканини.

Ключові слова: мультифрактал, фрактал, сингулярна оптика, шорстка поверхня, поляриметрія, біотканина, архітектоніка, томографія, вейвлет-аналіз.

ANNOTATION

Burkovets D.N. Laser diagnostics of self-similar optically inhomogeneous objects. - Manuscript.

Thesis for Candidate's Degree in Physics and Mathematics by spatiality 01.04.05 - optics, laser physics. - Yury Fedkovitch's Chernivtsi National University, Chernivtsi, 2004.

The interconnections between the set of statistics and fractal parameters, which describe optical-geometric structure of self-similar optically inhomogeneous objects (surface-scattering rough surfaces and optically anisotropic architectonics of biotissues) have been investigated in the dissertation on the basis of singular optics and laser polarimetry.

The interconnection between the distribution of zeros of rough surface object field amplitude and the structural peculiarities of their microrelief geometry has been found. Based on this, it was determined that histograms of the zeros' local densities, which are estimated on various distances from the object, are different for fractal and random rough surfaces.

The interconnection between the hierarchical optical-geometric structure of biotissues architectonics and 2D distributions of polarization state of their images has been found. The methods of orientational and phase selection of biotissues polarization maps, by means of which the noncontact reconstruction of optical-geometric structure of architectonics of physiologically normal and pathologically changed biotissues is fulfilled, have been substantiated and experimentally realized. It was shown that the processes of forming self-similar elements of architectonics of biotissues cause the asymmetry, the fluctuations of relative values and the increase of half-width of autocorrelation function of their orientational tomograms. The interconnection between the asymmetry coefficient of 2D autocorrelation functions of orientational tomograms and pathological changes of biotissue architectonics has been determined.

Key words: fractal, multifractal, singularities, rough surface, polarimetry, biotissue, architectonics, tomography, wavelet-analysis.

АННОТАЦИЯ

Бурковец Д.Н. Лазерная диагностика самоподобных оптически-неоднородных объектов. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.05 - оптика, лазерная физика. Черновицкий национальный университет имени Юрия Федьковича, Черновцы, 2004.

В диссертации на основе методов сингулярной оптики и лазерной поляриметрии исследуются взаимосвязи между набором статистических и фрактальных параметров, описывающих оптико-геометрическую структуру самоподобных оптически-неоднородных объектов: поверхностно-рассеивающих шероховатых поверхностей и оптически-анизотропных - архитектоника биотканей.

В работе предложен оригинальный метод оценки мультифрактальных спектров размерностей для классификации и диагностики шероховатых поверхностей. Найдена взаимосвязь между распределением нулей амплитуды объектного поля шероховатой поверхности и структурными особенностями геометрии их микрорельефа. На основании этого установлено, что гистограммы локальных плотностей нулей амплитуды, которые оцениваются на разных расстояниях от объекта, отличаются по ширине для фрактальных и случайных шероховатых поверхностей, что положено в основу разработки метода их классификации.

В работе для исследования морфологического самоподобного строения биотканей был использован метод поляризационного картографирования их архитектоники, что позволило установить взаимосвязь между иерархической оптико-геометрической структурой архитектоники биотканей и двумерными распределениями состояний поляризации их изображений. В работе обоснованы и экспериментально реализованы методы ориентационной и фазовой селекции поляризационных карт биотканей, при помощи которых проводится бесконтактная реконструкция оптико-геометрического строения архитектоники физиологически нормальных и патологически измененных биотканей. Показано, что процессы формообразования самоподобных элементов архитектоники биотканей обуславливают асимметрию, флуктуации относительных значений и увеличение полуширины автокорреляционных функций их ориентационных томограмм. Установлена однозначная взаимосвязь между коэффициентом двумерных автокорреляционных функций ориентационных томограмм и патологическими изменениями архитектоники биотканей. Выявлено, что изменение оптической анизотропии элементов архитектоники биотканей является причиной изменения второго статистического момента распределения интенсивностей фазовой томограммы архитектоники биотканей. На основании этого установлена однозначная взаимосвязь между дисперсией величины двулучепреломления и дегенеративно-дистрофическими изменениями архитектоники биоткани.

...