Лазерно-флуоресцентное исследование биологических тканей с применением волоконно-оптических устройств тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.21, кандидат физико-математических наук Тараз Маджид

• Тараз Маджид
• кандидат физико-математических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Тараз Маджид

Введение

1. Обзор литературы.

1.1. Оптические свойства биологических сред.

1.1.1. Рассеяние.

1.1.2. Оптические свойства ткани.

1.1.3. Взаимосвязь оптических микропараметров ткани.

1.2. Теория транспорта фотонов.

1.2.1. Метод однократного рассеяния.

1.2.2. Двухпотоковая теория "Кубелки - Мунка"

1.2.3. Диффузионное приближение.

1.2.4. Симуляция "Монте-Карло".

1.2.5. Инверсный метод "добавления - удвоения".

1.3. Физика и технологии волоконных световодов.

2. Материалы и методы исследования.

2.1. Портативная спектроскопическая система для флуоресцентной диагностики опухолей и контроля фотодинамической терапией

2.1.1. Лазерно-эндоскопический спектральный анализатор ЛЭСА-6.

2.1.2. Универсальный спектроанализатор ЛЭСА-01 -УЛ-БИОСПЕК.

2.2. Световоды.

2.2.1. Введение.

2.2.2. Распространение света в оптическом волокне.

2.2.3. Системы доставки светового излучения для диагностики.

2.2.4. Терапевтические катетеры.

2.2.5. Создание тонких цилиндрических диффузоров.

2.2.6. Удаление отражающей оболочки.

2.2.7. Создание рассеивающих дефектов в сердцевине.

2.2.8. Создание рассеивающего наконечника.

2.3. Универсальный измеритель мощности светового излучения для волокнно-оптических и светодиодных систем.

2.3.1. Фторопласты.

2.3.2. Материалы и методы.

2.3.3. Результаты и обсуждение.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Лазерно-флуоресцентное исследование биологических тканей с применением волоконно-оптических устройств»

В последние время большое значение придается оптическим методам исследования биологических объектов с целью создания новых методов диагностики и лечения.

Особый интерес вызывают методы, основанные на флуоресцентной диагностике и фото динамической терапии. Это направление активно развивается ведущими научными группами во всем мире. С помощью этих методов только в России оказана медицинская помощь более чем десяти тысячам пациентам. Одним из важных направлений является дифференциальная диагностика онкологических заболеваний внутри полостных органов. Несмотря на значительный успех, достигнутый в этом направлении, остались не решенными задачи, связанные с диагностикой патологий, возникающих в тонких слоях слизистой внутри полостных органов, таких как пищевод, мочевой пузырь, желудок, бронхи и т.д. Существующие методы флуоресцентной диагностики предназначены и хорошо себя зарекомендовали для диагностики патологий в достаточно тонких слоях. Однако, точность диагностики резко понижается при анализе тонких слоев. Чем тоньше слой, чем больше ошибка. Эта ошибка связанна с тем, что при определении концентрации фотосенсибилизатора по существующим методикам в ткани подводящее свет и приемное волокна расположены друг относительно друга таким образом, что тонкий слой, содержащий фотосенсибилизатор, может оказаться незамеченным при контакте волокна с биотканью. Другим важным направлением работ является ; лечение обнаруженных опухолей. Несмотря на очевидный прогресс в этой области, имеется нехватка средств доставки излучения к пораженным участкам и эффективных методов измерения доз светового облучения.

Данная работа посвящена оптимизации методов измерения концентрации фотосенсибилизаторов в тонких слоях биоптатов и созданию соответствующего оборудования.

Цель работы:

Разработать метод и оборудование для исследования тонких слоев биологических тканей с целью медицинской диагностики. Задачи исследования:

1) Разработать метод измерения тонких слоев биологических тканей и жидкостей с применением лазерного микроскопа, спектроанализатора и лазерно-волоконного спектроанализатора.

2) Провести исследование спектральных флуоресцентных свойств модельных биоорганических жидкостей и биотканей, содержащих экзогенные и эндогенные рассеивающие и флуоресцирующие компоненты.

3) Разработать устройство для измерения спектральных флуоресцентных свойств биоптатов, получаемых в процессе эндоскопических и лапароскопических исследований, (волоконно-оптический катетер и предметное стекло с особенной конфигурацией и специальными оптическими свойствами).

4) Разработать измеритель мощности световых потоков мощностью от О до 3 Ватт, основанный на эффекте светорассеяния.

5) Разработать методику измерения макро- и микропараметров оптических свойств биологических жидкостей, например Интралипида.

6) Создать оптимальные схемы измерения оптических свойств биологических тканей толщиной от 0.16 мм до 5 мм с применением фотосенсибилизатора Фотосенс.

Научная новизна:

1) Разработан новый метод исследования концентрации фотосенсибилазаторов в тонких слоях, позволяющий улучшить эффективность диагностики онкологических заболеваний внутри полосных органов.

2) Разработана методика измерения концентрации фотосенсибилазаторов в биоптатах малых объемов.

• 3) Создана методика измерения и расчета оптических микропараметров с применением одной интегрирующей сферы.

4) Разработано и изготовлено тонкое волоконно-оптическое устройство для измерения оптических свойств тканей мозга, глаза и т.д. Практическая значимость:

1) Результаты исследования используются в клинической практике московской медицинской академии им. И.М. Сеченова.

2) Создан надежный, точный и удобный в обращении измеритель мощности, позволяющий в клинических условиях измерять интенсивность лазерного излучения, выходящего из рассеивающих наконечников той или иной формы, а также излучения от любых источников света.

3) Разработанное волоконно-оптическое устройство уже производится малыми сериями.

4) Разработанные методы позволили более точно диагностировать онкологические заболевания в клинической практике.

• Положения, выносимые на защиту:

1) Новый метод измерения и расчета оптических свойств рассеивающих сред.

2) Оптимизация метода измерения концентрации фотосенсибилизаторов в тонких слоях.

1. Обзор литературы.

Термин "фотодинамическая терапия" возник для обозначения эффекта светового воздействия на биологическую ткань [1,2]. Фотодинамическая терапия (ФДТ) — метод, активно развивающийся во многих странах мира с конца семидесятых годов прошлого века. Этот метод основан на том, что опухолевые клетки разрушаются под действием активных форм кислорода, которые образуются при фотохимических реакциях. Свет только определенных длин волн, а именно красный, способен проникать в живые ткани. Фотосенсибилизатор (ФС) - второй компонент фотохимической реакции, который повышает чувствительность»тканей к. красному свету и избирательно накапливается в опухолевых клетках. Третий необходимый компонент, без которого лечебный эффект невозможен, — это кислород, всегда присутствующий в живых организмах. ФС переносит энергию света на кислород, благодаря чему последний переходит в так называемое синглетное состояние и активно окисляет окружающие биомолекулы.

Свойства ФС во многом определяют успешность проведения фотодинамической процедуры. Из известных ФС наибольшей эффективностью обладают ФС, работающие по так называемому кислородному механизму. На практике это означает, что энергия поглощенных фотонов частично расходуется на флуоресценцию, а частично передается молекулярному кислороду в метастабильном триплетном состоянии, при этом кислород переходит в возбужденное синглетное состояние, в котором он обладает высокой окислительной активностью. Поэтому если в какой-либо клетке или бактерии находится ФС и кислород, то при световом воздействии длиной волны, соответствующей поглощению ФС, будет происходить разрушение биологических макромолекул, а при достижении некоторой критической концентрации ФС в клетке или бактерии, произойдет их гибель (Рис. 1.1).

В качестве источника света можно использовать любой источник, дающий свет той длины волны, которая возбуждает сенсибилизатор. Лазер чаще используют потому, что лазерный пучок очень узок, и его можно ввести в тонкий моноволоконный световод, а затем этот световод через эндоскоп подвести к опухоли.

При ФДТ, ФС вводят внутривенно в организм, причем он поглощается всеми клетками. В раковых клетках ФС сохраняется дольше, чем в нормальных клетках. После определенного периода времени, обычно не более 48 часов, излучение лазера, подведенное через эндоскоп, используется для облучения опухоли красным светом. Поглощенный ФС свет вызывает химическую реакцию, которая убивает раковые клетки, в то время как большинство нормальных клеток организма выживает.

Reflection

Trans- Absorption mis-si да-4 lissiun4]

Scattering Luminescence

Excited singlet states

Excited triplet state s

Biological tissue

Singlet oxygen

Absorption \ Phosphorescence Triplet oxygen

Fluorescence

Рис. 1.1. Взаимодействие света с биологическими тканями в случае флуоресцентной диагностики и фотодинамической терапии.

Главный побочный эффект ФДТ - чувствительность к свету в течение месяца после процедуры. Пациент вынужден находиться в темноте, вдали от прямых лучей света. ФДТ одобрена для лечения рака кожи, а также используется для лечения рака пищевода, рака легкого и проходит клинические испытания для лечения опухолей мозга.

Первый по необходимости компонент в ФДТ - свет, его получают, используя лазеры или другие источники света (например, фотодиоды или различные лампы). Для доставки света в желаемое место организма используют волоконные световоды. В соответствии с целью применения (диагностика или терапия), были разработаны различные волоконные световоды. Их можно разделить на две группы: диагностические и терапевтические. Терапевтические световоды в связи со способом применения, в свою очередь, подразделяют на торцевые и цилиндрические волокна. Часть диссертации посвящена разработке диагностических волокон с диаметром меньше 1 мм (приблизительно 0.7 мм) и цилиндрических световодов, используемых для освещения полых органов тела (таких, как бронхи, трахея и пищевод); они будут описаны в главе 2.2.

При ФДТ необходимо знать количество энергии (или мощность света), попадающее на облучаемый орган. В связи с этим измеряют выходную мощность световода, часто эти измерения надо сделать быстро, особенно при использовании цилиндрических световодов. Для измерения выходного сигнала от торцовых световодов были разработаны различные устройства и развиты методы измерения. Однако для быстрого измерения выходной мощности от цилиндрических световодов до сих пор не существовало подходящего устройства. Поэтому нами был разработан и сделан новый измеритель мощности для измерения выходного сигнала от торцовых световодов, фотодиодов, а также плотности мощности различных источников света на основе рассеяния света во фторопласте (для уточнения деталей см. главу 2.3). Мы показали, что фторопласт в качестве рассеивающего элемента ведет себя линейно, поэтому выходной сигнал от различных источников можно измерять с минимальной ошибкой. Этот метод использовался нами впервые, не было найдено никаких ссылок об использовании подобной технологии.

Измерение оптических свойств различных тканей очень важно в ФДТ, а также в любых случаях, где существует взаимодействие между светом и тканью. В этой области было сделано много работ и развито много разных методов [3,4,11,15]. Наиболее важные из них - модель Кубелки - Мунка, метод Монте-Карло [6], метод добавления - удвоения [5], инверсный метод добавления - удвоения [7] и диффузионная теория [4]. Используя эти методы, мы пробовали измерять оптические параметры биопсийных образцов и тонких слоев тканей. Для создания модели фотосенсибилизированного биопсийного образца использовали растворы Интралипида и Фотосенса. Необходимо было измерить оптические свойства очень маленького по объему образца (порядка нескольких микролитров), соответствующего по объему биопсийному материалу. Для этого были разработаны специальные стекла, в которые удобно помещать биопсийные образцы и использовать для измерения спектроанализатор ЛЭСА-01 -БИОСПЕК (глава 2.1). Оптические параметры биопсийных образцов были измерены с приемлемой ошибкой. Результаты этой части работы подробно описаны в главе 2.4.

Также при измерении оптических параметров тонких слоев использовали спектрофотометр "Hitachi" и метод одной интегрирующей сферы; при этом были измерены коллимированный, отраженный и рассеивающий свет. Затем, используя теорию Кубелки - Мунка, были рассчитаны коэффициенты поглощения и рассеяния, а также индикатриса рассеяния (g).

Заключение диссертации по теме «Лазерная физика», Тараз Маджид

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

1. Н.Л. Охотникова, С.С.Харнас, В.Б.Лощенов, Тараз М., Каримова Л.Н., Волкова А.И. Возможности- исследования Аласенс-индуцированной флюоресенции протопорфирина IX в биоптатах слизистой желудка и фрагментах органов мыши в эксперименте, г. Калуга. Научно-практическая конференция Российских ученых "Актуальные аспекты лазерной медицины". С.349. 2002.

2. М. Taraz, K.G.Linkov, V.B.Losheonov. Universal power meter of light radiation of optical fiber and photodiodes. Proc. SPIE, Vol. 5449 (2004).

3. Беляева Л.А.,. Адамян Л.В, Степанян A.A., Васильченко С.Ю., Тараз М., Лощенов В.Б., Спектроскопическое исследование фармакокинетики с эндогенного фотосенсибилизатора протопорфирина IX в тканях самок мышей, Российский биотерапевтический журнал, 2003, № 4, с. 35-39.

4. М. Taraz, V.B.Losheonov. Developing system for delivery of optical radiation in medico-biological. Proc. SPIE, Vol; 5449 (2004).

5. M. Taraz , V. B. Loschenov. MEASURING OPTICAL PROPERTIES OF MICRO VOLUME BIOPSIES. Proc. SPIE, Vol. 544 (2004).

6. М.В.Будзинская, С.А.Шевчик, В.Г.Лихванцева, В.Б.Лощенов, М.Тараз, С.Г.Кузьмин, Г.Н.Ворожцов. Флуоресцентная диагностика и фотодинамическая терапия с препаратом фотосенс эпибульбарной меланомы в эксперименте. Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Отечественные противоопухолевые препараты», Москва, 17-19 марта 2004г, стр. 47.

7. С.Ю.Васиьченко, Э.А.Шептак, А.И.Волкова, В.Б.Лощёнов, М.Тараз, С.С.Харнас, С.Г.Кузьмин, Г.Н.Ворожцов. Разработка метода фотодинамической реваскуляризации миокарда на модели ишемизированного миокарда в эксперименте. Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Отечественные противоопухолевые препараты», Москва, 17-19 марта 2004г, стр. 48.

8. Л.Н.Каримова, Е.Ю.Ершова, С.С.Харнас, С.Г.Кузьмин, М.Тараз, В.Б.Лощёнов, С.Н.Березин. Флуоресцентная диагностика и фотодинамическая терапия ACNE VULGARIS с применением аласенса. Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Отечественные противоопухолевые препараты», Москва, 17-19 марта 2004г, стр. 53-54.

9. Н.Л. Охотникова, В.Б.Заводнов, С.С.Харнас, М.Тараз, В.Б.Лощёнов, В.В.Агафонов, Е.А.Лукьянец, Г.Н.Ворожцов. Результаты флуоресцентной диагностики рака желудка с использованием препарата аласенс и преимущества сублингвального введения препарата. Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Отечественные противоопухолевые препараты», Москва, 17-19 марта 2004г, стр. 55.

Ю.Е.Ю.Патока, С.С.Харнас, И.Н.Завражина, Л.Н.Каримова, В.Б.Лощёнов, М.Тараз, В.В.Агафонов, Е.А.лукьянец, Г.Н.Ворожцов.

Дифференциальная диагностика периферических новообразований легких с исследованием спектров флуоресценции ала-индуцированного PPIX. Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Отечественные противоопухолевые препараты», Москва, 17-19 марта 2004г, стр. 56.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Тараз Маджид, 2004 год

1. Лощенов В.Б., Стратоников А.А., Волкова А.И., Прохоров A.M. Портативная спектроскопическая система для флуоресцентной диагностики опухолей и контроля за фотодинамической терапией. // Российский Химический Журнал. 1998. T.XLII N5, с. 50-53.

2. Loschenov V. В., Konov V. I., and Prokhorov А. М. Photodynamic therapy and fluorescence diagnostics. // Laser Physics. 2000. Vol. 10, No. 6, pp. 1188-1207.

3. Тучин В.В. Лазеры и волоконная оптика в биомедицинских исследованиях. // Саратов: изд-во Саратовского Ун-та, 384с. 1998.

4. Niems, Markolf Н. Laser tissue interactions: fundamentals and applications. Berlin et al. Springer 1996.

5. Prahl S. Optical property measurements using the inverse adding-doubling program. // March 1995. http://omlc.ogi.edu/pubs/.

6. S. L. Jacques and L.-H. Wang. Monte Carlo modeling of light transport in tissues // Optical Thermal Response of Laser Irradiated Tissue, edited by A. J. Welch and M. J. C. van Gemert (Plenum Press, New York, 1995).

7. Prahl S. Optical property measurements using the inverse adding-doubling program. // Oregon Medical Laser Center, January 1999.

8. Photodynamic Therapy: Training Program. // 1998. The Institute for Minimally Invasive Technologies. Abbott Northwestern Hospital Minneapolis, MN.

9. Kienle A., Patterson M.S., Ott L. and Steiner R. Determination of the scattering coefficient and the anisotropy factor from laser doppler spectra of liquids including blood. // Applied Optics. 1996. 35, pp. 3404-3412.

10. Fawzi Y.S., Abo-Bakr M.Y., El-Batanony M.H. and Kadah Y.M. Determination of the optical properties of a two-layer tissue model by detecting photons migrating at progressively increasing depths. // Applied Optics. 2003. 42, pp. 6398-6411.

11. Nilsson A.M.K., Berg R., and Andersson-Engels S. Measurements of the optical properties of tissue in conjunction with photodynamic therapy. // Appl. Opt. 1995. 34, pp. 4609-4619.

12. Nilsson A.M.K., Lucassen G.W., Verkruysse W., Andersson-Engels S. and van Gemert M.J.C. Changes in optical properties of human whole blood in vitro due to slow heating. // Photochem. Photobiol. 1997. 65, pp. 366-373.

13. Mourant J.R., Fuselier Т., Boyer J., Johnson T.M. and Bigio I.J. Predictions and Measurements of Scattering and Absorption Over Broad Wavelength Ranges in Tissue Phantoms. // Appl. Opt. 1997. 36, pp. 949-957.

14. Van S taveren H J., Moes С J.M., van Marie J., P rahl S .A., and v an Gemert M.J.C. Light scattering in Intralipid-10 % in the wavelength range of 400-1100 nm. //Appl. Opt. 1991. 30, pp. 4507-4514.

15. Cheong W.F., Prahl S.A., and Welch A.J. A review of the optical properties of biological tissues. // IEEE J. Quant. Electr. 1990. 26, pp. 21662185.

16. Низкоинтенсивная лазерная терапия. Под общей редакцией Москвина С.В., Буйлина В.А. Изд-во ТОО «Техника». 2000. с. 724.

17. Ripley P.M., MacRobert A.J., Mills T.N., Bown S.G. A comparative optical analysis of cylindrical diffuser fibers for laser therapy. // Lasers Med Sci. 1999.14, pp. 257-268,

18. Roche J.V.C., Whitehurst C., Watt P., Moore J.V., Krasner N. Photodynamic therapy (PDT) of gastrointestinal tumours: a new light delivery system. // Lasers Med. Sci. 1998.13, pp. 137-142.

19. Lin S.P., Wang L., Jacques S.L., and Tittel F.K. Measurement of tissue optical properties by the use of oblique-incidence optical fiber reflectometry. // Applied Optics. 1997.36, pp.136-143.

20. Beard P.C., Mills T.N. Characterization of post mortem arterial tissue using time-resolved photoacoustic spectroscopy at 436, 461 and 532 nm. // Phys. Med. Biol. 1997. 42, pp. 177-198.

21. Ramanujam N. Fluorescence Spectroscopy In Vivo. // John Wiley & Sons Ltd, Chichester, 2000.

22. Исимару А. Распространение и, рассеяние волн в случайно-неоднородных средах. Т.1. Однократное рассеяние и теория переноса. М. Мир, 1981,280 стр.

23. Jacques S.L., Barofsky A, Shangguan H.Q., Prahl S.A., Gregory K.W. Laser welding of biomaterials stained with indocyanine green to tissues.// SPIE Proceedings. 1997. Vol. 2975, pp. 54-61.

24. Jacques S.L., Furuzawa S., Rodriguez T. PDT with ALA/PPIX is enhanced by prolonged light exposure putatively by targeting mitochondria. // SPIE Proceedings. Feb., 1997. Vol. 2972.

25. Troy T.L., Thennadil S.N. Optical properties of human skin in the IR wavelength range of 1000-2200nm. // Instrumentation Metrics, Inc., 2085, Technology Circle Suite 302, Tempe, Arizona 85284.

26. Bartel S. and Hielscher A.H. Monte Carlo simulations of the diffuse backscattering Mueller matrix for highly scattering media. // Applied Оptics. 2000. 39, pp. 1580-1588.

27. Ramakrishna S.A., Rao K.D. Estimation of light transport parameters in biological media using coherent backscattering. // Pramana journal of Physics. 2000. 54, pp. 255-267.

28. Beuthan J., Netz U., Minet O., Klose A.D., HielscherA.H., Scheel A., Henniger A., Muller G. Light scattering study of rheumatoid arthritis. // Quantum Electronics. 2002.32(11), pp. 945- 952.

29. Prahl S.A. Light transport in tissue. // The University of Texas at Austin in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of DOCTOR OF PHILOSOPHY, December 1988.

30. Prahl S .A., v an G emert M.J.C., W elch A J. D etermining the optical properties of turbid media using the adding-doubling method. // 1996. http://omlc.ogi.edu/pubs/pdf7prahl93a.pdf.

31. Prahl S.A., Jacques S.L. Sized-fiber array spectroscopy. // Proc. SPIE. 1998. 3254, pp. 348-352.

32. Iizuka M.N., Vitkin I.A., Kolios M.C. and Sherar M.D. The effects of dynamic optical properties during interstitial laser photocoagulation. // Phys. Med. Biol. 2000. 45, pp. 1335-1357.

33. Shangguan H., Prahl S.A., Jacques S.L., and Casperson L.W. Pressure effects on soft tissues monitored by changes in tissue optical properties. // Proc. SPIE. 1998. 3254, pp. 366-371.

34. Shangguan H., С asperson L .W., S hearin A., P aisley D .L. and Prahl S.A. Effects of material properties on laserinduced bubble formation in absorbing liquids and on submerged targets. // Proc. SPIE. 1997. 2869, pp. 783-791.

35. Shangguan H., Casperson L.W., Gregory K.W. and Prahl S.A. Penetration of fluorescent particles in gelatin during laser thrombolysis. // Proc. SPIE. 1997. 2970, pp. 10-18.

36. Zhao H., Webb R.H., Ortel B. A new approach for noninvasive skin blood imaging in microcirculation. // Optics & Laser Technology. 2002. 34, pp. 51-54.

37. Charvet I., Thueler P., Vermeulen В., Saint-Ghislain M., Biton C., Acquet J., Bevilacqua F., Epeursinge C. and Medal P. A new optical method for the non-invasive detection of minimal tissue alterations. // Phys. Med. Biol. 2002. 47, pp. 2095-2108.

38. Hoffmanny J., L.ubbersy D.W. and Heisezx H.M. Applicability of the Kubelka-Munk theory for the evaluation о f reflectance s pectra demonstrated for haemoglobin-free perfused heart tissue. // Phys. Med. Biol. 1998. 43, pp. 3571-3587.

39. Federici J.F., Guzelsu N., Lim H.C., Jannuzzi G., Findley Т., Chaudhry H.R., and Ritter A.B. Noninvasive light-reflection technique for measuring soft-tissue stretch. // Applied Optics. 1999. 38(31), pp. 6653-6660.

40. Siegemund M., van Bommel J., Ince C. Assessment of regional tissue oxygenation. (Review). // Intensive Care Med. 1999 25, pp. 1044-1060.

41. Weersink R.A., Wilson B.C., Patterson M.S. Determination of in vivo photosensitizer concentrations using diffuse reflectance measurements and associative learning techniques. // proc. SPIE. 2002 4613, pp. 125-134.

42. Jones L.R., Grossweiner L.I., Effects of Photofrin on in vivo skin reflectivity. // Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology. 1996. 33, pp. 153-156.

43. Kollias N., Zonios G., Stamatas G.N. Fluorescence spectroscopy of skin. // Vibrational Spectroscopy. 2002. 28, pp. 17-23.

44. Hunter R.J., Patterson M.S., Farrell T.J. and Hayward J.E. Haemoglobin oxygenation of a two-layer tissue-simulating phantom from time-resolved reflectance: effect of top layer thickness. // Phys. Med. Biol. 2002. 47, pp. 193-208.

45. Kienle A., Glanzmann T. In vivo determination of the optical properties of muscle with time-resolved reflectance using a layered model. // Phys. Med. Biol. 1999. 44, pp. 2689-2702.

46. Torricelli A., Pifferi A., Taroni P., Giambattistelli E. and Cubeddu R. In vivo optical characterization of human tissues from 610 to 1010 ran by time-resolved reflectance spectroscopy. // Phys. Med. Biol. 2001. 46, pp. 2227-2237.

47. Klassen L.M., Macintosh В.J., Menon R.S. Influence of hypoxia on wavelength dependence of differential pathlength and near-infrared Quantification. // Phys. Med. Biol. 2002. 47, pp. 1573-1589.

48. Star W.M. Light dosimetry in vivo. // Phys. Med. Biol. 1997. 42, pp. 763-787.

49. Matas A., Sowa M.G., Taylor G., Mantsh H.M. Melanin as confounding factor in near infrared spectroscopy of skin. // Vibrational Spectroscopy. 2002. 28, pp. 45-52.

50. Mourant J.R., Johnson T.M., Los G., Bigio I.J. Non-invasive measurement of chemotherapy drug concentrations in tissue: preliminary demonstrations of in vivo measurements. // Phys. Med. Biol. 1999. 44, pp. 1397-1417.

51. Weersink R., Patterson M.S., Diamond K., Silver S., Padgett N. Noninvasive measurement of fluorophore concentration in turbid media with a simple fluorescencejreflectance ratio technique. // Applied Optics. 2001. 40(34), pp. 6389-6395.

52. Hammer M., Schweitzer D., Thamm E., Kolb A. Non-invasive measurement of the concentration of melanin, xanthophyll, and hemoglobin in single fundus layers in vivo by fundus reflectometry. // International Ophthalmology. 2001. 23, pp. 279-289.

53. Stamatas G.N., Wu J., Kollias N. Non-Invasive Method for Quantitative evaluation of exogenous compound deposition on skin. // The Journal of Investigative Dermatology. 2002. pp. 295-302.

54. Laufer J.G., Beard P.C., Walker S.P., Mills T.N. Photothermal determination of optical coefficients of tissue phantoms using an optical fibre probe. // Phys. Med. Biol. 2001. 46, pp. 2515-2530.

55. Hully E.L., Nicholsyz M.G., Fosteryxk Т.Н. Quantitative broadband near-infrared spectroscopy of tissue-simulating phantoms containing erythrocytes. // Phys. Med. Biol. 1998. 43, pp. 3381-3404.

56. Hammer M., Schweitzer D. Quantitative reflection spectroscopy at the human ocular fundus. // Phys. Med. Biol. 2002. 47, pp. 179-191.

57. Nomura Y., Hazekiy O., Tamura M. Relationship between time-resolved and non-time-resolved Beer-Lambert law in turbid media. // Phys. Med. Biol. 1997. 42, pp. 1009-1022.

58. Zonios G., Bykowski J., Kollias N. Skin melanin, hemoglobin, and light scattering properties can be quantitatively assessed in vivo using diffuse reflectance spectroscopy. // The Journal of Investigative Dermatology. 2001. 117(6) pp. 1452-1457.

59. Benaron D.A. The future of cancer imaging. // Cancer and Metastasis Reviews. 2002. 21, pp. 45-78.

60. Das B.B., Liu F., Alfano R.R. Time-resolved fluorescence and photon migration studies in biomedical and model random media. // Rep. Prog. Phys. 1997. 60, pp. 227-292.

61. Hammer M, Roggan A, Schweitzer D , Mtiller G: Optical properties of ocular fundus tissue an in vitro study using the double - integrating -sphere technique and inverse Monte Carlo simulation. Phys. Med. Biol. 40 (1995) 963 - 978

62. Bays R., Wagnieres G., Robert D, Mizeret J., Braichotte D., van den Bergh H. Clinical measurement of tissue optical properties in the esophagus. // SPIE. Vol. 2324, pp. 39-45.

63. Jacques S.L. Simple optical theory for light dosimetry during PDT. // Procc. SPIE. 1992. Vol. 1645, pp. 155-165.

64. Stratonnikov A.A., Loschenov V.B., Polikarpov V.S. Photobleacing of native fluorochroms in human skin during laser irradiation // Proc. 8 Congress of the European Society for Photobiology, p. 124, Granada, Spain, September 8-13, (1999).

65. Loschenov V.B., Poleshkin P.V., Stratonnikov A.A., Torshina N.L. The spectroscopy analysis of tissue in vivo. // SPIE 1994. Vol. 2370.

66. Миронов А.Ф. Фотодинамическая Терапия рака — новый эффективный метод диагностики и лечения злокачественных опухолей. // Соросовский Образовательный Журнал. 1996. No.8.

67. Левшин Л.В., Салецкий A.M. Оптические методы исследования молекулярных систем. (Часть 1. Молекулярная спектроскопия.) // Изд-во МГУ, 320с. 1994.

68. Елыпевич М.А. Атомная и молекулярная спектроскопия. // Изд. 2-е. М. Эдиториал УРСС, 896 с. 2001.

69. Jacques S.L., Prahl S.A. Modeling optical and thermal distributions in tissue during laser irradiation. // Lasers Surg. Med. J. 1987. Vol. 6, pp. 494503.

70. Pickering J.W., Moes C.J.M., Sterenborg H.J.C.M., Prahl S.A. and van Gemert M.J.C. Two integrating spheres with an intervening scattering sample. // J. Opt. Soc. Am. A. 1992. Vol. 9, pp. 621-631.

71. Pickering J.W., Prahl S.A., van Wieringen N., Beek J.B., Sterenborg H.J.C.M. and van Gemert M.J.C. A double integrating sphere system for measuring the optical properties of tissue. // Appl. Opt. 1993. Vol. 32, pp. 399410.

72. Murrer L.H.P, Marijnissen J.P.A., Star W.M. Light distribution by linear diffusing sources for Photodynamic Therapy. // Phys. Med. Biol. 1996. 41, pp. 951-961.

73. Fussel W. Approximate theory of the photometric integrating sphere. // National Bureau of Standards Techn. Note 594-7. 1974.

74. Brown R.L. A numerical solution of the integral equation describing a photometric integrating sphere. // Journ. Res. Nat. Bureau of Standards, A. Physics and Chemistry. 1973. 77A, pp. 343-351.

75. De Visser A.C.M., Van de Woude M. Minimization of the screen effect in the integrating sphere by variation of the reflection factor.// Light. Res. & Technology. 1980.12, pp. 42-49.

76. Ohno Y. Integrating sphere simulation: application to total flux scale realization. // Appl. Opt. 1994. 33, pp. 2637-2646.

77. Tardy H.L. Matrix method for integrating sphere calculations. // J. Opt. Soc. Am. 1991. A8, pp. 1411-1418.

78. Clare J.F. Comparison of four analytic methods for the calculation of irradiance in integrating spheres. J. Opt. Soc. Am. 1998. A15, pp. 30863096.

79. Hanssen L.M. Effects of non-Lambertian surfaces on integrating sphere measurements. // Appl. Opt. 1996.35, pp. 3597-3606.

80. Prokhorov A.V., Sapritsky V.I., Mekhontsev S.N. Modeling of integrating spheres for photometric and radiometric applications. // Proc. SPIE 2815. Palmer J.M. Optical radiation measurements III, Ed. 1996. pp. 118-125.

81. Crowther B.G. Computer modeling of integrating spheres. // Appl. Opt. 1996. 35, pp. 5880- 5886.

82. Shirley PW ang С., Z immerman К. M onte С arlo T echniques for Direct Lighting Calculations. // ACM Trans on Graphics. 1966.15, pp. 136.

83. Pickering J.W., Moes C.J.M., Sterenborg H.J.C.M., Prahl S.A. and van Gemert M.J.C. Two integrating sphere with an intervening scattering sample. // J. Opt. Soc. Am. 1992. 9, pp. 621-631.

84. Pickering J.W., Prahl S.A., van Wieringen N., Beek J.F., Sterenborg H.J.C.M. and van Gemert M.J.C. Double-integrating-sphere system for measuring the optical properties of issue. Appl. Opt. 1993. 32, pp. 399-410.

85. Flock S.T., Jacques S.L., Wilson B.C., Star W.M., van Gemert M.J.C. Optical properties of intralipid: a phantom medium for light propagation studies. // Lasers in Surgery and Medicine. 1992.12, pp. 510-519.

86. Van Staveren H.G., Moes C.J.M., Van Marie J., Prahl S.A., van Gemert M .J.C. Light scattering in Intralipid-10% in the wavelength range of 400-1100 nanometers. // Applied Optics. 1991. 30, pp. 4507-4514.

87. Baryshev M.V., Loschenov V.B. Optimization of optical fiber catheter for spectral investigations in clinics. // Proc. SPIE. 1994. Vol. 2084, pp. 106118.

88. Loschenov V.B., Stratonnikov A.A. Spectra line separation method for sophisticated data analysis of biological tissue optical spectra. // Proc. SPIE. 1994. Vol.2081, pp. 237-242.

89. Лощенов В.Б., Стратонников A.A., Волкова А.И., Прохоров A.M. Портативная спектроскопическая система для флуоресцентнойдиагностики опухолей и контроля за фотодинамической терапией. // Российский химический журнал. 1998. №5, том XLII. с.50.

90. Стратонников А.А., Лощенов В.Б., Дуплик А.Ю., Конов В.И. Контроль за степенью оксигенации гемоглобина в тканях и крови при фотодинамической терапии. // Российский химический журнал. 1998. №5, том XLII. с.63.

91. Linkov K.G., Kisselev G.L., Loschenov V.B. Investigation of physical model of biological tissue. // Proceedings of SPIE. Laser-Tissue Interaction and Tissue Optics. 1996. IV, 2923, pp. 58-67.

92. Киселев Г.Л., Лощенов В.Б. Распределение лазерного излучения в биологической ткани при фотодинамической терапии и диагностике. // Российский химический журнал. 1998. №5, том XLII. с.53.

93. Stratonnikov A.A., Edinac N.E., Loschenov V.B. The spectral fluorescent properties of tissues in vivo excited in the red wavelength range. // Abstracts of 7-th Congress of the European Society for Photobiology. 1997. Stresa, Italy, pp.133.

94. Loschenov V.B., Stratonnikov A.A, Steiner R. Laser spectroscopic investigation of vegetation origin food components and PDT aspects. // Wroclaw, Poland. 1997. Acta Biooptica et Informatica Medica NR 1/97. Vol.3. ISSN 1234-5563, p.16.

95. Stratonnikov A.A. and Loschenov V.B. Evaluation of blood oxygen saturation in vivo from diffuse reflectance spectra. // J. Biomed. Optics. 2000. (In press).

96. Stratonnikov A.A., Meerovich G.A. and Loschenov V.B. Photobleaching of photosensitizers applied for photodynamic therapy. // Proc. SPIE. 2000. 3909, pp.81-91.

97. Stratonnikov A.A., Douplik A.Y., Klimov D.V., Loschenov V.B., Mizin S.V. The influence of light irradiation on blood oxygen saturation level in vitro and in vivo during photodynamic therapy. // SPIE. 1998. 3247, pp. 128136.

98. Стратонников A.A., Лощенов В.Б., Дуплик А.Ю. Изменение степени оксигенации гемоглобина крови во время фото динамическойтерапии. II «Фотодинамическая терапия». Материалы III Всероссийского симпозиума 11-12 ноября 1999 года. Москва, стр. 197-213.

99. Linkov K.G., Kisselev G.L., Loschenov V.B. Determination of optical properties of biological tissue in its depth. // Proc. SPIE. 1998. Vol. 3196, pp. 210-217.

100. Linkov K.G., Kisselev G.L., Loschenov V.B. Investigations of physical model of biological tissue. // Proc. SPIE. 1996. Vol. 2923, pp. 58-67.

101. Loschenov V.B., Kuzin M.I., Artjushenko V.G., Konov V.I. Study of tissue fluorescence spectra in situ. // SPIE Proc. 1989. Vol. 1066, pp. 271274.

102. Loschenov V.B., Steiner R. Spectra investigation methods of biological tissues. Technique. Experiments. Clinics. // SPIE Proc. 1993. Vol. 2081, pp. 96-108.

103. Stratonnikov A.A., Loschenov V.B. Evaluation of blood oxygen saturation in vivo from diffuse reflectance spectra. // J. Biomed. Optics. 2001. Vol.6, pp.457-467.

104. Loschenov V.B., Meerovich G.A., Kiselev G.L. and Stratonnikov A.A. Physical and photo-chemical aspects of photodynamic therapy. // Proc. of Workshop on Optical Technologies in Biophysics and Medicine II. Saratov, Russia. 2000. October 3-6.

105. Лощенов В.Б., Стратоников A.A. Физические основы флуоресцентной диагностики и фотодинамической терапии. // Сборник трудов МИФИ. 2000. Том 4, с. 53-54.

106. Stratonnikov А.А., Edinak N.E., Loschenov V.B., Meerovich G.A. The light absorption spectroscopy as a tool to control PDT in clinics. // Acta Bio-Optica et Informatica Medica. 1997. Vol.3, p.5.

107. Stratonnikov A.A., Douplik A.Y., Loschenov V.B. Oxygen Consumption and Photobleaching in Whole Blood Incubated with Photosensitizer Induced by Laser Irradiation. // J. Laser Physics. 2003.

108. Welch A.J., Yoon G., van Gemert M.J.C. Practical models for light distribution in laser irradiated tissue. // Las. Surg. Med. 1987. Vol. 6, p. 488.

109. M.S. Patterson, B.C. Wilson, D.R. Wyman: "The propagation of optical radiation in tissue 1. Models of radiation transport and their application", Las. Med. Sci., Vol. 6, 1991, p.155.

110. Patterson M.S., Wilson B.C., Wyman D.R. The propagation of optical radiation in tissue. Optical properties of tissue and resulting fluence distributions. // Las. Med. Sci. 1991. Vol. 6, p.379.

111. Yoon G., Welch A.J., Motamedi M. et al. Development and application of three-dimensional light distribution model for laser irradiated tissue // IEEE J. Quantum Electr. 1987. Vol. 23, N 10. P.1721-1733.

112. Duck F.A. Physical properties of tissues: a comprehensive reference book. L., Academic, 1992.

113. Selected papers on tissue optics: applications in medical diaghoctics and therapy / Ed. V.V. Tuchin. Bellingham, SPIE, 1994. Vol. MS 102.

114. Jacques S.L. Monte Carlo modeling of light transport in tissue // Tissue Opt. / Eds A.j. Welch, M.C.J, van Gemert. N.Y., Academic, 1992.

115. Dosimetry of laser radiation in medicine and biology / Edv G.V.Muller, D.H.Sliney // Bellingham; Washington, SPIE Inst. Advanced Opt. Techn., 1989. Vol. IS5.

116. Anderson R.R., Parrish J.A. Optical properties of human skin // the science of photomedicine / Eds J.D.Regan, J.A.Parrish. N.Y., Plenum Press, 1982. P. 147-194.

117. Cheong W.F., Prahl S.A., Welch A.J. A review of the optical properties of biological tissues // IEEE J. Quantum Elect. Vol. 26 N 12. P. 2166-2185.