Введение 3
1 Краткое описание теории 6
1.1 Оптические методы исследования 6
1.2 Оптическая когерентная томография 7
1.3 Объект исследования: алоэ 11
2 Постановка задач и методика исследования 14
2.1 Подготовка эксперимента 14
2.2 Ход работы: 14
3 Результаты проделанной работах 17
Заключение 24
В данной работе рассматривается задача по визуализации и количественной оценки структурах биологических объектов. Исследование проницаемости биологических тканей человека по отношению к просветляющим агентам и лекарственным препаратам представляет интерес в решении многих проблем, связанных с лечением и косметологическим уходом за организмом. Рассмотрим основные методы визуализации структур биологических объектов и их недостатки.
Магнитно-резонансная томография (МРТ) — способ получения томографических медицинских изображений для исследования внутренних органов и тканей с исполвзованием явления ядерного магнитного резонанса. Способ основан на измерении электромагнитного отклика атом- нвхх ядер, чаще всего ядер атомов водорода, а именно, на возбуждении их определённвхм сочетанием электромагнитнвхх волн в постоянном магнитном поле ввхсокой напряжённости [1]. Существуют несколвко основнвхх недостатков МРТ, при которвхх исследование недопустимо:
— Установленнвхй кардиостимулятор (изменения магнитного поля могут имитироватв сердечнвхй ритм);
— Ферромагнитнвхе или электроннвхе имплантатвх среднего уха;
— Болвшие металлические имплантатвх, ферромагнитнвхе осколки;
— Ферромагнитнвхе аппаратах Илизарова.
УЗИ аппараты - неинвазивное исследование организма человека или животного с помощью ультразвуковых волн. Ультразвук не воспринимается человеческим ухом, поскольку колебания звуковой волны в этом случае воспроизводятся с очень большой частотой. УЗИ аппараты посылают в полость исследуемого объекта ультразвук, который при отражении создает эхо, регистрируемое УЗИ сканерами [2]. К явному недостатку такого исследования относится то, что аппарат не способен выдавать высокую точность при визуализации структур объекта, из-за чего мы приходим к ограниченности области диагностики.
Компьютерная томография — метод неразрушающего послойного исследования внутреннего строения предмета. Метод основан на измерении и сложной компьютерной обработке разности ослабления рентгеновского излучения различными по плотности тканями. В настоящее время рентгеновская компьютерная томография является основным томографическим методом исследования внутренних органов человека с использованием рентгеновского излучения. Основные недостатки данного метода:
— Беременность;
— Большая масса тела для прибора;
— Почечная недостаточность;
— Тяжёлый сахарный диабет;
— Заболевания щитовидной железы;
— Миеломная болезнь;
— Тяжёлое общее состояние пациента.
В настоящее время появился новый метод визуализации структур биологических объектов. Это метод оптически когерентной томографии (далее ОКТ), который в настоящее время является одним из самых перспективных и быстро развивающихся методов. Основная суть заключается в интерферометрической регистрации низкогорентного оптического излучения, отраженного от различных слоев биоткани. ОКТ имеет ряд преимуществ по сравнению с другими методами визуализации внутренней структуры объекта. Преимущества заключаются в безопасности использования, контрасту и разрешению итогового изображения, ну и кончено же в стоимости оборудования.
Метод ОКТ имеет широкое распространение в исследовании склеры глаза, крови, эпителия. Было проведено множество различных исследовательских работ. Актуальной задачей является распространение данного метода на более широкий круг биотканей, таких как эмаль и дентин зуба.
Актуальность исследования: Актуальность данной работы заключается в том, что оптическое просветление как биологических, так и твердых тканей различными методами, в частности с помощью оптической когерентной томографии (ОКТ) играет важную роль в медицинской диагностике.
Объект исследования - алоэ, обладает полезными свойствами, которые используют в различных медицинских отраслях. При исследовании структуры листа алоэ и влияния на него просветляющих агентов можно получить новую информацию об этом растении, что непосредственно может отразиться в медицинской сфере.
Цель работы: Освоение методик и применения ОКТ для медицинской диагностики. Объект исследования: лист алоэ.
Задачи:
1) Обзор литературы и освоение метода ОКТ;
2) Проведение модельных исследований по применению ОКТ и для регистрации структуры и механических свойств биоткани;
3) Подготовка и реализация по проведению исследований на биологических объектах ex-vivo с применением метода ОКТ
В результате проведенной работы был изучен метод оптической когерентной томографии, освоен ОКТ GANYMEDE II HR, получены ОКТ сканы листа алоэ столетника, сканированного при разных просветляющих агентах, построены графики зависимости сигнала от глубины проникновения, получены коэффициенты поглощения для каждого слоя из графиков.
По результатам проделанной работы сделан вывод о том, что только глицерин смог просветить лист алоэ столетника.
