Описаны геометрическая модель сильно рассеивающей среды с оптическими свойствами биологической ткани и диффузионная модель движения нормированного максимума фотонной плотности (НМФП). Геометрическая модель рецепторного типа формируется на основе анализа результатов КТ (компьютерная томография) или МРТ (магнитно-резонансная томография) исследования соответствующего биологического объекта. При этом для выделения структур исследуемого объекта проводится изогелия (постеризация) всех томограмм с последующей автоматизированной идентификацией каждой структуры и присвоением ей табличных оптических свойств (в первую очередь коэффициентов поглощения и рассеяния). Математическая модель распространения импульсного излучения в исследуемом объекте базируется на диффузионном приближении к уравнению переноса излучения. НМФП вычисляется на основе операций нормирования и порогового ограничения пространственных распределений фотонной плотности, полученных при помощи компьютерного моделирования.
Geometrical model of a turbid media with tissue-like optical properties and the diffusion model of photon density normalized maximum (PDNM) movement are described. The geometrical model of the receptor type is based on the analysis of X-ray CT or MRI results for the corresponding biological object. Posterization of all tomograms are performed for detection of the structures of the biological object. Then automated identification of each structure in the object with corresponding optical properties (absorption and scattering coefficients) destination are performed. A mathematical model of time-resolved photon migration in investigated object is based on the theory of diffusion approximation to the radiative transfer equation. Spatial distributions of the photon density after normalization and thresholding for the PDNM were performed using computer simulation.
1. Проскурин С.Г., Фролов С.В., Потлов А.Ю., Ошурков В.Ю. Детектирование поглощающей неоднородности в диффузионной оптической томографии // Вестник Тамбовского государственного технического университета. – 2012. – Т. 18. – № 1. – С. 212–215.
2. Arridge, S.R., Cope, M., Delpy, D.T. Theoretical basis for the determination of optical pathlengths in tissue : temporal and frequency analysis // Physics in Medicine and Biology. –1992. – Vol. 37. – Is. 7. – P. 1532–1560.
3. Dehghani H., Srinivasan S., Pogue B., Gibson A. Numerical modelling and image reconstruction in diffuse optical tomography // Philosophical Transactions of the Royal Society A. – 2009. – Vol. 367. – P. 3073–3093.
4. Konovalov, A.B., Vlasov, V.V., Kalintsev, A.G., Kravtsenyuk, O.V., Lyubimov, V.V. Time-domain diffuse optical tomography using analytic statistical characteristics of photon trajectories // Quantum Electronics. – 2006. – Vol. 36. – Is. 11. – P. 1048–1055.
5. MedScape [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.medscape.com/. (дата обращения: 01.11.15).
6. Potlov A.Yu., Frolov S.V., Proskurin S.G. Inhomogeneity Detection in Diffuse Optical Imaging using Conformal Mapping // Proceedings of SPIE. – 2015. – Vol. 9448. – P. 944805.1–8.
7. Potlov A.Yu., Frolov S.V., Proskurin S.G. Movement of the photon density normalized maximum in homogeneous and inhomogeneous media with tissue-like optical properties // Laser Physics. – 2015. – Vol. 25. – № 3. – P. 035601.
8. Potlov A.Yu., Proskurin S.G., Frolov S.V. Three-dimensional representation of late arriving photons for the detection of inhomogeneous in diffuse optical tomography // Quantum Electronics. – 2014. – Vol. 44. – Is. 2. – P. 174–181.
9. Proskurin S.G., Potlov A.Yu., Frolov S.V. Specific features of diffuse photon migration in highly scattering media with optical properties of biological tissues // Quantum Electronics. – 2015. – Vol. 45. – Is. 6. – P. 540–546.
10. Zimnyakov D.A., Tuchin V.V. Optical tomography of tissues // Quantum Electronics. – 2002. – Vol. 32. – Is. 10. – Р. 849–867.