Устройство отражательной спектроскопии для оценки функционального состояния кожи и его применение в диагностике заболеваний
Метод отражательной спектроскопии для измерения показателей, характеризующих функциональное состояние кожи. Оценка целесообразности создания устройства отражательной спектроскопии с лазерными диодами в качестве источников диагностического излучения.
| Рубрика | Медицина |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 01.02.2019 |
| Размер файла | 13,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Устройство отражательной спектроскопии для оценки функционального состояния кожи и его применение в диагностике заболеваний
В настоящее время существует множество устройств, осуществляющих измерение оптических параметров биоткани in vivo. На основании этих измерений осуществляется регистрация содержания различных биомаркеров, а также производится расчет параметров, отражающих патологические изменения в диагностируемом объеме. Однако многие из этих устройств регистрируют только один параметр, что не позволяет проводить комплексную диагностику. Кроме того, зачастую эти устройства лишь регистрируют оптические параметры биоткани (спектры поглощения, отражения, флуоресценции), а расчет диагностических параметров происходит позднее вручную. Исходя из вышесказанного, актуальной задачей является создание устройства, способного регистрировать оптические характеристики биоткани и в автоматическом режиме анализировать диагностические параметры в режиме реального времени.
Одними из параметров, отражающих функциональное состояние микроциркуляторного русла, являются индексы эритемы и меланина, а также тканевая сатурация. Эритема является индикатором увеличения содержания крови в поверхностном сосудистом сплетении дермы и оценивает кровенаполнение тканей [1]. Изменения индекса эритемы могут вызывать заболевания, связанные с воспалительными процессами, ишемические расстройства, артериальные гиперемии. Тканевая сатурация является параметром, позволяющем получить информацию о степени насыщения крови кислородом в ткани. Аномальная оксигенация тканей может наблюдаться при онкологических заболеваниях, осложнениях сахарного диабета, заболеваниях сердечно-сосудистой системы и других патологиях, сопровождающихся нарушениями утилизации кислорода тканями [2,3]. Кроме перечисленных параметров важным показателем в оценке состояния кожных покровов является индекс меланина. Изменения концентрации меланина в кожи могут быть вызваны гормональными сдвигами (болезнь Аддисона), локальными дефектами развития (белые пятна при туберозном склерозе), результатом воспаления кожи (поствоспалительная гипо- или гиперпигментация) или же являться признаком развития злокачественной меланомы. Кроме того учет вклада меланина в общий сигнал может повысить точность вычислений индекса эритемы и сатурации [4]. Одним из возможных методов оценки перечисленных параметров является метод отражательной спектроскопии. Данный метод является неинвазивным, безболезненным и не оказывает влияние на объект исследования. Отражательная спектроскопия основана на анализе спектров диффузного отражения [5].
В основе измерения показателя тканевой сатурации лежит разница между спектрами поглощения гемоглобина и дезоксигемоглобина [6]. Принцип измерения заключается в измерении коэффициента диффузного отражения (КДО), на двух длинах волн, соответствующих изобестическим и неизобестическим точкам окси- и дезоксигемоглобина с помощью выражения, предложенного T. Spott et al. [7]
Зондирующее излучение в зависимости от длины волны проникает в биоткань на разную глубину. Это позволяет, используя различные комбинации изобестических и неизобестических точек, осуществлять измерение оксигенации крови в разных слоях биоткани.
В исследовании [1] показано, что данная методика может успешно применяться для оценки степени активности воспалительного процесса у больных ревматологического профиля.
Для измерения индекса меланина существует несколько подходов, основанных на измерении наклона зависимости оптической плотности кожи в различных диапазона спектра. Наиболее оптимальным является измерение угла наклона зависимости оптической плотности кожи в диапазоне свыше 620-640 нм, поскольку в данном диапазоне поглощение других хромофоров не оказывает существенного влияния на КДО.
Оптимальным решением для реализации устройства измерения тканевой сатурации, индекса эритемы и индекса меланина является трёхканальный прибор, источниками диагностического излучения в котором являются лазерные диоды, с пиками мощности излучения на длинах волн 510, 545, 560, 575, 610, 650 и 700 нм. Диффузно-отраженное от биообъекта излучение предполагается собирать оптоволоконным зондом и преобразовывать в фототок на фотопреобразователе. Полученный сигнал необходимо усилить и оцифровать на плате сбора данных NI USB 6211. Обработка сигнала и расчёт характеристик для оценки функционального состояния кожи предлагается проводить в среде визуального программирования NI Labview. Такой подход способен упростить математическую обработку получаемого сигнала и позволит создать устройство, способное в реальном времени измерять параметры, определяющие функциональное состояние кожи.
Библиографический список
спектроскопия кожа отражательный лазерный
1. Потапова Е.В., Дремин В.В., Жеребцов Е.А. и др. Оценка микроциркуляторных нарушений у пациентов ревматологического профиля с использованием метода спектроскопии диффузного отражения / Е.В. Потапова, В.В. Дремин, Е.А. Жеребцов, и др. // Физиология человека, 2017. - №2 (43) - С. 116-124.
2. Forst T, Hohberg C, Tarakci E, Forst S, Kann P, et al. Reliability of lightguide spectrophotometry (O2C) for the investigation of skin tissue microvascular blood flow and tissue oxygen supply in diabetic and nondiabetic subjects. Journal of Diabetes Science and Technology, 2008; 2: 1151-1156.
3. Аксельрод Б.А., Толстова И.А., Гуськов Д.А. Мониторинг тканевой оксигенации во время кардиохиругических операций / Б.А. Аксельрод, И.А. Толстова, Д.А. Гуськов // Анестезиология и реаниматология, 2013. - №2 - С. 19-24.
4. Оптическая биомедицинская диагностика. В 2-х т. Т. 2: Пер. с англ. под ред. Тучина В.В.М.: Физматлит, 2007. 368 с.
5. Синичкин Ю.П. Флуоресцентная и спектрально-полязизационная диагностика биологических тканей in vivo: дисс. доктора физ.-мат. наук: 03.00.02 / Синичкин Ю.П. - Саратов, 2003. - 416 с.
6. Torching V.V. Handbook of Optical Biomedical Diagnostics. Bellingham: SPIE Press, 2002. 1110 p.
7. Spott T., Svaasand L.O., Anderson R.E., Schmedling P.F. Application of optical diffusion theory to transcutaneous bilirubinometry // Proc. SPIE 3195. 1998. P. 234.
8. Dawson J.B., Barker D.J., Elliset D.J. et al. A theoretical and experimental study of light absorption and scattering by in vivo ski // Phys. Med. Biol. 1980. V. 25. №4. P. 695.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Строение и особенности кожи как электропроводящей среды. Медицинский метод измерения электрического сопротивления тканей человека. Обзор высокоточных источников тока. Выбор элементной базы электрической цепи. Разработка принципиальной схемы устройства.
дипломная работа [491,0 K], добавлен 10.12.2015Гнойничковые заболевания кожи как вид гиподермитов, её стафилококковая этиология, патогенные и непатогенные фаготипы. Пиодермиты и стрепто-стафилодермии. Правила личной гигиенты и лечение заболеваний кожи. Диагностика чесотки, микрозов, прочих грибковых.
реферат [31,0 K], добавлен 20.01.2010Диффузные заболевания соединительной ткани. Характеристика вариантов геморрагической сыпи. Подкожные ревматические узелки. Поражение кожи при ревматоидном артрите. Изменения окраски кожи над пораженным суставом. Отличие эритематозной сыпи от эритемы.
реферат [30,9 K], добавлен 09.05.2011Использование лекарственных растений для профилактики и в комплексной терапии заболеваний кожи. Описание химического состава, фармакологические свойства растений, применение их в дерматологии. Выбор метода лечения в зависимости от стадии болезни.
учебное пособие [427,2 K], добавлен 15.02.2017Патологическое разрастание дермы. Доброкачественные новообразования кожи, предраковые состояния кожи и злокачественные новообразования. Фиброма, гемангиома, лимфангиома, кератома, ксеродерма, кожный рог, базалиома, меланома. Глубина инвазии меланомы.
презентация [2,0 M], добавлен 16.05.2016Описание кожи - наружного покрова тела, представляющего собой сравнительно тонкую, но очень прочную эластичную оболочку. Структура эпидермиса и дермы. Функция секреции, терморегуляции и обмена кожи. Виды потовых желез. Особенности функций кожи у детей.
презентация [1,8 M], добавлен 25.04.2015Гнойничковые заболевания кожи (пиодермиты), вызванные золотистым, вирулентным лимонно-желтым стафилококками. Внешние и внутренние факторы заболеваний. Фурункул (чирей), фолликулит, карбункул, гидраденит. Причины возникновения болезней и методы их лечения.
реферат [10,8 K], добавлен 05.12.2011Внедрение в кожу микробактерий туберкулеза как причина туберкулеза кожи. Его локализованные и диссеминированные формы: туберкулезная волчанка, лепра, колликвативный туберкулез (скрофулодерма). Инфекционно-паразитарные, экзогенные факторы дерматозов кожи.
реферат [27,3 K], добавлен 20.01.2010Рак кожи как одна из самых распространенных злокачественных опухолей на сегодняшний день. Факторы риска, способствующие развитию рака кожи. Предраковые заболевания, виды злокачественных опухолей кожи. Методы диагностики, лечения и профилактики болезни.
реферат [34,3 K], добавлен 07.04.2017Заболевания кожи человека, которые вызывают микроорганизмы. Грибковые поражения кожи. Гнойничковые заболевания кожи, стафилодермиты, стрептодермиты, атипичные пиодермиты. Герпес простой (пузырьковый лишай). Факторы, способствующие развитию кандидоза.
презентация [1,0 M], добавлен 01.03.2016Классификация грибковых заболеваний. Кератомикозы, дерматофитии, кандидоз, глубокие микозы, псевдомикозы. Факторы, способствующие развитию разноцветного лишая. Лабораторная диагностика дерматофитов. Алгоритмы лечения грибковых заболеваний кожи.
презентация [2,6 M], добавлен 09.01.2014Кожа человека, зависимость ее состояния от возраста, питания и образа жизни. Функции и строение кожи. Компоненты соединительнотканной части кожи у детей и взрослых. Атрофические процессы, происходящие в эластических волокнах дермы у пожилых и стариков.
презентация [736,2 K], добавлен 24.01.2016Изучение особенностей дерматозов вирусной этиологии. Анализ путей проникновения вируса. Симптомы и клинические проявления простого герпеса, опоясывающего лишая, остроконечных кондилом, бородавок. Дифференциальная диагностика и лечение заболеваний кожи.
презентация [3,2 M], добавлен 02.11.2016Состояние кожи, ее возрастные особенности и косметические недостатки. Дезинфекция и подсушивание жирной кожи. Косметические процедуры, применяемые для ухода за кожей различных типов. Паровые ванны для жирной кожи. Удаление пигментации и веснушек.
презентация [4,2 M], добавлен 23.11.2013Учет данных опроса, осмотра, лабораторных, функциональных и специальных исследований, диагноза и объема предстоящей операции при оценке состояния больного. Функциональное состояние основных систем организма и предоперационная коррекция нарушенных функций.
реферат [29,6 K], добавлен 26.03.2010Структура кожи как наружного покрова тела человека. Выделение функционала кожного покрова. Производные элементы (придатки). Основные функции кожи, строение кожного анализатора. Кожа как орган чувств. Виды поражений кожи. Заболевания кожи (дерматозы).
презентация [333,6 K], добавлен 14.02.2014Строение и функции кожи, тест на определение ее типа. Причины сухости кожи. Правила постановки диагноза. Уход за сухой кожей, описание процедур. Защита в зимний период. Преждевременное старение кожи: причины, профилактика. Правильное питание и маски.
контрольная работа [641,6 K], добавлен 01.04.2013Выявление фальсифицированных лекарственных средств современными аналитическими методами. Общая характеристика группы спазмолитиков. Определение фальсификатов дротаверина гидрохлорида. Комплексное применение тонкослойной хроматографии, ИК-спектроскопии.
курсовая работа [463,0 K], добавлен 28.01.2016Изучение строения слоев кожи - эпидермиса, дермы и гиподермы. Определение проблем кожи лица. Описание косметический способов очищения кожи - атравматического, ультразвукового, вакуумного и химического. Алгоритм выполнения механической чистки лица.
презентация [2,0 M], добавлен 16.09.2013Заболевания, характерные при поражениях собственно кожи, подкожной клетчатки, поверхностной фасции, мышц и глубоких фасцильных структур. Возбудители этих заболеваний и основные направления их лечения. Забор материала для микробиологического исследования.
презентация [278,4 K], добавлен 07.04.2014
