name: Исследование лазерно-индуцированных оптических и тепловых полей в биологических тканях, содержащих фотосенсибилизаторы
keyword_list: лазерное излучение, распространение лазерного излучения, сильнорассеивающие среды, флуоресценция, поглощение, гипертермия, фотосенсибилизаторы, видимый диапазон, ближний инфракрасный диапазон
abstract: Целью данной работы являлось исследование лазерно-индуцированных тепловых и световых полей в биологических тканях, содержащих ФС, а также разработка новых методов регистрации тепловых и световых полей и устройств управления ими для ФД, фотодинамической терапии и гипертермии.  Результаты. 1.Разработана математическая модель, описывающая распространение света в многослойных гетерогенных биологических средах, содержащих ФС, позволяющая увеличить скорость расчета и количество фотонов, участвующих в моделировании, в тысячу раз по сравнению со стандартным алгоритмом моделирования. 2.Проведено сравнение глубины зондирования лазерным и флуоресцентным излучением по результатам полученным экспериментально и теоретически, методом Монте Карло и диффузионным приближением. Глубина зондирования лазерным излучением (632.8 нм) на 50% больше, чем флуоресцентным, при спектроскопическом исследовании модели головного мозга человека, содержащего ПпIX, для расстояния между излучающим и принимающим оптическими волокнами более 2 мм3.Разработан способ измерения интенсивности лазерного излучения, рассеиваемого и поглощаемого биологической тканью непосредственно во время облучения ткани, по НПВО оптического волокна. Проведено математическое моделирование распространения лазерного излучения в оптическом волокне при условии НПВО. Результаты математического моделирования были сравнены с экспериментальным, и показали хорошее соответствие.4.Разработана экспериментальная установка для исследования процессов взаимодействия лазерного излучения с биологическими тканями при облучении внутрикожных опухолей и новообразований. Получены характерные времена и динамика изменения оптических параметров облучаемых тканей.5.Зафиксировано изменение коэффициента рассеяния до 10% для печени, до 40% для мозговой ткани и до 35% для мышечной ткани при помощи разработанной методики и устройства, измеряющего рассеянное назад излучение по НПВО в волокне, во время облучения лазерным излучением с длиной волны 675 нм и плотностью мощности 300, 360 и 620 Вт/см2 соответственно.6.Разработана методика и устройство для подкожного лазерного локального нагрева с автоматической регистрацией температурных полей облучаемой зоны. Применение данной методики позволяет создавать внутреннюю локальную гипертермию при сохранении неповрежденных поверхностных слоев толщиной более 2 мм.7.Разработан алгоритм и методика регистрации и оценки флуоресцентных изображений в БИК диапазоне, получаемых у пациентов с сосудистыми нарушениями. Определены статистически важные параметры динамики изменения яркости флуоресценции в исследуемой области такие, как время разгорания флуоресценции, максимум интенсивности флуоресценции, скорость разгорания флуоресценции.8.Исследованы оптические параметры биологических тканей, актуальных для практического применения и содержащих флуоресцентный краситель, в БИК диапазоне. Показано, что визуализация в БИК диапазоне глубокозалегающих кровеносных и лимфатических сосудов в биологических тканях обладает контрастом выше, чем визуализация в видимом диапазоне.
chairman_dissertation_council.surname: Шафеев Г.А.
chairman_dissertation_council.position: директор НЦВИ ИОФ РАН
chairman_dissertation_council.degree: Доктор физико-математических наук
organization_supervisor.surname: Гарнов С. В.
organization_supervisor.position: Директор
organization_supervisor.degree: Доктор физико-математических наук
rubrics.code: 29.33.49
rubrics.name: Лазерная спектроскопия
rubrics.code: 29.33.47
rubrics.name: Воздействие лазерного излучения на вещество
rubrics.code: 29.33.43
rubrics.name: Распространение лазерного излучения
oecds.code: 01.06.DA
oecds.name: BIOPHYSICS
oecds.code: 01.03.UB
oecds.name: PHYSICS, APPLIED
oecds.code: 01.02.EX
oecds.name: COMPUTER SCIENCE, THEORY & METHODS
speciality_codes.name: Лазерная физика
speciality_codes.code: 01.04.21
supervisors.fio: Лощенов В.Б.
supervisors.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
supervisors.speciality_code: Лазерная физика
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Васютинский О.С.
opponents.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
opponents.speciality_code: Физика плазмы
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Климентов С.М.
opponents.scientific_degree: Кандидат физико-математических наук
opponents.speciality_code: Квантовая электроника
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ИОФ РАН
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР "ИНСТИТУТ ОБЩЕЙ ФИЗИКИ ИМ. А.М. ПРОХОРОВА РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК"
protection_organization.ogrn: 1027700378595
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.short_name: ИОФ РАН
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР "ИНСТИТУТ ОБЩЕЙ ФИЗИКИ ИМ. А.М. ПРОХОРОВА РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК"
author_organization.ogrn: 1027700378595
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения