Скачать электронную версию статьи (по коду доступа).

English Abstract

АНАЛИТИЧЕСКИЙ АЛГОРИТМ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ФЛЮОРОФОРА В БИОТКАНИ С УЧЕТОМ КРОВЕНАПОЛНЕНИЯ ПО ДАННЫМ НЕИНВАЗИВНЫХ ОПТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ
И.А. Разницына

Для лазерной флюоресцентной спектроскопии in vivo переход от измеряемых оптических величин к концентрациям флюорофоров в биоткани, учитывающий различия в их поглощающих и рассеивающих свойствах, – одна из наиболее актуальных задач. В работе представлен новый разработанный алгоритм расчета относительной концентрации флюорофора в биоткани по данным неинвазивных методов оптической диагностики. В основу алгоритма положено аналитическое решение обратной задачи распространения света в полубесконечной мутной флюоресцирующей среде с применением модифицированной модели Кубелки–Мунка. Предложенный алгоритм позволяет учесть различия в кровенаполнении биотканей, которое вносит существенный вклад в зарегистрированный спектр флюоресценции и, как следствие, влияет на интерпретацию полученных результатов.

Ключевые слова: оптическое излучение, теория Кубелки–Мунка, биоткани, концентрация флюорофора, кровенаполнение

Реферат

ANALYTICAL ALGORITHM FOR CALCULATION OF THE FLUOROPHORE CONCENTRATION TAKING INTO ACCOUNT THE BLOOD CONTENT IN LIVING TISSUE BASED ON THE DATA OF NON-INVASIVE OPTICAL METHODS
I.A. Raznitsyna

Conversion from measured optical values to fluorophore concentrations in living tissues considering the differences in their absorbing and scattering properties is one of the most significant and topical problem in the field of the laser fluorescence spectroscopy. The article presents an analytical algorithm for calculating the relative fluorophore concentration in living tissue with the use of non-invasive optical diagnostic methods in vivo. The algorithm is based on the solution of the inverse problem of light propagation in a semi-infinite turbid fluorescent medium with the use of a modified Kubelka–Munk model. The proposed algorithm allows to take into account differences in the blood supply to living tissues, which makes a significant contribution to the recorded fluorescence spectrum and, as a result, affects the interpretation of the obtained results.

Key words: optical radiation, Kubelka–Munk theory, biological tissue, fluorophore concentration, blood filling