Анализ многократно рассеивающих сред с учетом их микроскопического строения, эффектов флуоресценции и комбинационного рассеяния тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.05, кандидат физико-математических наук Братченко, Иван Алексеевич

• Братченко, Иван Алексеевич
• кандидат физико-математических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Братченко, Иван Алексеевич

Введение

Глава 1 .Методы контроля и моделирования многократно рассеивающих сред

1.1 Оптические свойства многократно рассеивающих сред

1.2 Методы контроля многократно рассеивающих сред

1.3 Методы моделирования распространения излучения в многократно рассеивающей среде 20 Выводы

Глава 2. Математическая модель многократно рассеивающей среды с учетом эффектов флуоресценции и комбинационного рассеяния

2.1 Физическая модель среды

2.2 Метод Монте-Карло

2.3 Приближенное решение транспортного уравнения переноса излучения

2.4 Метод малого параметра

2.5 приближение

2.6 Приближение полубесконечной среды 47 Выводы

Глава 3. Исследование взаимодействия оптического излучения с растительной тканью

3.1 Модель листа зеленого растения

3.2В егетационные индексы

3.3 Зависимость дифференциальных коэффициентов от концентрации хлорофилла

Выводы

Глава 4. Исследование оптических характеристик биологических сред, содержащих сеточные имплантаты

4.1 Принцип конфокальной микроскопии

4.2 Экспериментальная установка

4.3 Микроскопический анализ сеточных имплантатов

4.4. Микроскопический анализ инкапсуляции имплантатов

4.5 Математическое моделирование процесса инкапсуляции сеточного имплантата 82 Выводы

Глава 5. Исследование взаимодействия оптического излучения с покровными биологическими тканями 89 5.1 Модель покровных биологических тканей с образованиями

5.2. Сходимость численного решения

5.3 Спектральный анализ рассеянного назад излучения

5.4 Флуоресцентный анализ кожи

5.5. Спектральный анализ комбинационного рассеяния

5.6 Алгоритм оптической диагностики покровных тканей 108 Выводы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Анализ многократно рассеивающих сред с учетом их микроскопического строения, эффектов флуоресценции и комбинационного рассеяния»

Проблема анализа и контроля процесса взаимодействия оптического излучения с многократно рассеивающими средами имеет огромное значение во многих областях физической оптики. Это связано, прежде всего, с возможностью дистанционного получения адекватной информации о процессах и явлениях, происходящих в рассеивающих средах, их состоянии на основании изучения поглощения и рассеяния распространяющегося в них электромагнитного излучения. Примерами использования теории взаимодействия излучения с многократно рассеивающими средами может служить целый ряд приложений: распространение излучения в аэрозольной среде и создание лидаров [1], кристаллооптика [2], биологические ткани и физическая медицина [3]. Оптические методы также широко применяются в материаловедении [4], современных технологиях и других областях, таких как диагностика состояния старинных предметов искусства [5].

Исследованию взаимодействия оптического излучения с многократно рассеивающими средами и особенностям случайно неоднородных сред посвящено множество работ [6-11]. Сильная зависимость светорассеивающих свойств частиц от их формы и размера позволяет исследовать физические и химические характеристики исследуемых сред, что может быть использовано в астрофизике, атмосферной оптике Земли и планет [7], изучении оптических свойств фиброзных тканей [8]. Особенно сложными для исследований являются плотноупакованные дисперсные среды - песчаные и снежные поверхности [9], реголитные поверхности солнечной системы, различные технические и биологические среды [10].

Одним из наиболее интересных приложений оптики многократно рассеивающих сред является исследование взаимодействия излучения с биологическими тканями, что обусловлено развитием лазерной диагностики и дистанционного оптического зондирования [11]. Измерение оптических характеристик таких сред необходимо для развития методов контроля состояния зондируемого объекта.

На сегодняшний день исследование взаимодействия оптического излучения с многократно рассеивающими средами представляет собой комплексную задачу. Для определения оптических характеристик среды исследователям приходится проводить многочисленные эксперименты, что требует значительных временных затрат [12]. Математическое моделирование, может существенно облегчить и упростить постановку экспериментов за счет предварительного анализа различных вариантов, осуществляемых путем варьирования параметров среды и моделирования различных топологий исследуемых сред [13]. Это делает математическое моделирование быстрым и удобным инструментом исследования [14].

При известных параметрах многократно рассеивающих сред особо важным является корректное введение граничных условий, учет анизотропии исследуемой среды. Последнее условие фактически эквивалентно учету в фазовой функции рассеяния как дисперсионных свойств среды, так и ее анизотропии [15]. Для реализации любой математической модели требуется использование конкретного математического аппарата. В оптике многократно рассеивающих сред известно несколько подходов, способных дать математическое описание взаимодействия излучения с рассеивающей средой. Однако, наибольшее распространение получили решения связанные с применением транспортного уравнения переноса излучения [16 -22].

Для корректного описания параметров среды и особенностей ее топологии во многих практически важных случаях требуется привлечение микроскопических методов исследования [23-25], среди которых можно выделить методы флуоресцентной [26] и конфокальной микроскопии [27,28]. На сегодняшний день микроскопические методы используются все шире, что способствует уточнению понимания процессов, происходящих при распространении оптического излучения в многократно рассеивающей среде. Знание микроскопического строения элементов среды особенно важно для разработки оптических методов диагностики неоднородностей и регулярных микрообразований. Особенно остро эта проблема стоит для задач, в которых используются искусственные образования (например, сеточные имплантаты), которые необходимо контролировать в процессе эксплуатации.

На сегодняшний день в оптике многократно рассеивающих сред проделана огромная работа по определению оптических параметров сред, развитию математического аппарата, способного адекватно описывать взаимодействие излучения с рассеивающими средами, а также разработано большое количество экспериментальных и теоретических методов анализа состояния рассеивающих сред. Развитие техники открыло возможность регистрации сверхслабых сигналов флуорофоров в рассеивающих средах [30], дистанционного использования эффекта комбинационного рассеяния в диагностике рассеивающих сред [31]. Создаются первые установки, которые реализуют комбинированные методы контроля многократно рассеивающих сред, одновременно использующие методы отражательной спектроскопии, флуоресцентного анализа и спектроскопии комбинационного рассеяния. Это настоятельно диктует необходимость разработки методических подходов, позволяющих единым образом описывать данные явления в многократно рассеивающих средах.

Целью диссертационной работы является разработка методов анализа многократно рассеивающих сред, учитывающих эффекты флуоресценции и комбинационного рассеяния, а также микроскопическое строение элементов среды.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать математическую модель, описывающую процесс взаимодействия оптического излучения с многократно рассеивающими средами с учетом эффектов флуоресценции и комбинационного рассеяния.

2. Экспериментально исследовать влияние микроструктуры элементов среды на ее оптические свойства.

3. Разработать метод оценки состояния биологических тканей на основании спектрального анализа диффузно рассеянного назад излучения.

4. Разработать метод контроля и локализации неоднородностей покровных биологических тканей на основании анализа комбинационного рассеяния.

Научная новизна работы

1. Разработана математическая модель многократно рассеивающих сред, учитывающая их микроскопическое строение, эффекты флуоресценции и комбинационного рассеяния, основанная на модифицированном методе Монте-Карло и рекуррентном решении системы связанных уравнений переноса излучения на основе метода малого параметра.

2. На основе микроскопических исследований предложен метод оптического контроля сеточных имплантатов и процесса инкапсуляции, основанный на определении оптических неоднородностей, развивающихся на микродефектах поверхности волокон имплантата. Показана возможность обнаружения неоднородностей с эффективным диаметром, превышающим 30 мкм.

3. На основе численного моделирования изменения оптических характеристик биологических тканей в процессе инкапсуляции сеточного имплантата показана возможность его визуализации на глубине вплоть до 4 мм с помощью метода дифференциального обратного рассеяния.

4. Разработан и исследован метод оптической диагностики наличия и типа новообразования, представляющего собой оптическую неоднородность поглощения и рассеяния в покровных биологических тканях, основанный на сравнительном анализе величин интенсивности обратного рассеяния на длинах волн 520, 560 и 760 нм в видимой части спектра и интенсивности комбинационного рассеяния в полосах ближнего ИК-спектра 1271, 1454 и 1663 см-1. Показана возможность локализация и определение типа такой оптической неоднородности, если ее размер превышает 0,4 мм.

Практическая ценность результатов

Полученные в диссертации приближенные аналитические решения могут найти применение в системах экспресс-контроля многократно рассеивающих сред, использующих флуоресцентный анализ и спектроскопию комбинационного рассеяния.

Разработанный метод микроскопического контроля сеточных имплантатов позволяет вести качественный и количественный контроль их микроскопических свойств, использовать его для аттестации вновь разрабатываемых имплантатов и контроля процесса их инкапсуляции.

Метод контроля покровных биологических тканей, основанный на совместном использовании спектральных особенностей диффузного и комбинационного рассеяния, может быть применен для создания систем скрининг-обследования, локализации и определения типа новообразования.

Практическая значимость работы подтверждается использованием результатов диссертации в грантах Федеральных Целевых Программ «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России», государственные контракты №16.740.11.0487 от 13 мая 2011 года, № П1239 от 7 июня 2010 г. и гранте Федеральной Целевой Программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технического комплекса России на 2007-2013 годы» Государственный контракт №11.519.11.2009 от 30.08.2011, и др.

На защиту выносится:

1. Математическая модель многократно рассеивающих сред, учитывающая их микроскопическое строение, эффекты флуоресценции и комбинационного рассеяния, основанная на модифицированном методе Монте-Карло и рекуррентном решении системы связанных уравнений переноса излучения на основе метода малого параметра.

2. Метод оптического контроля сеточных имплантатов и процесса инкапсуляции, основанный на выделении оптических неоднородностей, развивающихся на микродефектах поверхности волокон имплантата.

3. Результаты численного анализа изменения оптических характеристик биологических сред в процессе инкапсуляции сеточного имплантата, показывающие возможность его визуализации с помощью метода дифференциального обратного рассеяния на глубине вплоть до 4 мм.

4. Метод оптической диагностики наличия и типа новообразований, представляющих собой оптические неоднородности поглощения и рассеяния в покровных биологических тканях, основанный на дифференциальном анализе интенсивности диффузно рассеянного назад излучения в видимой области спектра на длинах волн 520 и 560 нм, 760 и 560 нм, и интенсивности комбинационного рассеяния в ближней ИК-области спектра в полосах 1271, 1454 и 1663 см-1.

Достоверность результатов

Достоверность полученных в работе результатов подтверждается соответствием с малой погрешностью данных численного моделирования с экспериментально наблюдаемыми зависимостями. Публикации

По теме диссертации опубликовано 22 научные работы, в том числе 8 статей в научных журналах и изданиях, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией для опубликования основных научных результатов диссертации на соискание ученой степени кандидата и доктора наук.

Апробация результатов

Результаты работы докладывались на международных и всероссийских конференциях, в том числе: V, VI, VII, VIII и IX Самарский конкурс-конференция научных работ студентов и молодых исследователей по оптике и лазерной физике, г. Самара (2007 - 2011гг.), VI, VII и IX Международных научно-технических конференциях «Физика и технические приложения волновых процессов», (2008, 2009, 2011гг.), X, XII, XIII и XIV международных конференциях для молодых ученых и студентов Saratov Fall Meeting -International School for Junior Scientists and Students on Optics, Laser

Phys-ics & Biophotonics (Saratov, 2007,2009,2010,2011 гг.), VII конференции «Актуальные вопросы герниологии» (Москва, 2010г.), международной конференции LALS10 (laser application for life science) - 2010г., г. Оулу, Финляндия, региональной научно-технической конференции, посвященной 50-летию первого полета человека в космос, г. Самара, 2011г., международной конференции Applied Laser Technologies - 2011г., г. София, Болгария.

Заключение диссертации по теме «Оптика», Братченко, Иван Алексеевич

Выводы:

Модель многократно рассеивающей среды обобщена на случай учета локализованных неоднородностей, специфичных для новообразований покровных тканей. Проанализированы экспериментальные данные и включены в математическую модель оптические коэффициенты, и эффективности комбинационного рассеяния и автофлуоресценции. Это позволило провести модельные исследования возможности диагностики таких патологий в покровных тканях.

Показано, что комбинационное рассеяние кожи и различных доброкачественных и злокачественных опухолей имеют особенности в области 1271, 1454, и 1663 см"1, что связано с изменениями во вторичной структуре белка, происходящей при замещении нормальных клеток патологически измененными. Показано, что возможно детектирование и определение типа таких новообразований, если их размер превышает 0.4 мм.

Предложена комплексная метод контроля покровных тканей, сочетающая дифференциальные методы обратного рассеяния, реализующиеся на длинах волн 520 и 560 нм, 760 и 560 нм соответственно, и анализ комбинационного рассеяния. Такая методика позволит вести быстрый мониторинг кожи за счет взаимного дополнения используемых методов исследования. Метода дифференциального обратного рассеяния обеспечивает быстроту сканирования, однако имеет пороговый характер, в то время как метод комбинационного рассеяния характеризуется высокой точностью и специфичностью, но требует времени для накопления данных. Следовательно, использование метода обратного рассеяния может существенно сократить число областей, требующих точного анализа с привлечением метода комбинационного рассеяния.

Заключение

Проведенные исследования позволяют сформулировать следующие основные результаты работы:

1. Построена математическая модель многократно рассеивающей среды, одновременно учитывающая эффекты флуоресценции и комбинационного рассеяния, а также локальные неоднородности и их микроструктуру. Получена система связанных интегро-дифференциальных уравнений для лучевых интенсивностей диффузно-рассеянного, флуоресцентного и комбинационного излучений, и проведена модификация метода Монте-Карло для одновременного учета данных эффектов. Предложено приближенное аналитическое решение системы связанных уравнений, основанное на разложении интенсивностей в ряд по малому параметру, и найдены рекуррентные решения для коэффициентов разложения.

2. В рамках исследования процессов рассеяния и флуоресценции в растительной ткани проведена аттестация разработанной математической модели и определены границы применимости приближенных решений. Установлено, что численные расчеты с использованием метода Монте-Карло дают наиболее точное согласие с экспериментальными данными - отклонения не превышают 5-8% по сравнению с экспериментальными значениями. Показано, что приближенные методы качественно правильно описывают все экспериментально наблюдаемые зависимости, однако характеризуются отклонениями, которые в среднем составляют 1015% для приближения и 11-20% для приближения малого параметра при использовании первых 10 порядков разложения. Это позволяет использовать приближенные аналитические решения для быстрого вариативного анализа исследуемых сред и процессов.

3. На основании экспериментальных исследований 12 различных типов сеточных имплантатов с использованием системы лазерной конфокальной микроскопии с разрешением 800 нм показано, что оптические неоднородности в зоне инкапсуляции имплантата связаны с наличием микродефектов поверхности их волокон. Предложен метод оптического контроля сеточных имплантатов и процесса инкапсуляции, основанный на выделении оптических неоднородностей вблизи поверхности их волокон. Показана возможность обнаружения неоднородностей с эффективным диаметром, превышающим 30 мкм.

4. На основании математического моделирования изменения оптических характеристик биологической ткани в процессе инкапсуляции сеточного имплантата показана возможность его визуализации вплоть до глубин в 4 мм.

5. Предложен дифференциальный метод оптической диагностики новообразований, представляющих собой оптическую неоднородность поглощения и рассеяния в покровных биологических тканях. Метод основан на изменении отношения интенсивностей рассеянного назад излучения на длинах волн 520 и 560 нм, и 560 и 760 нм, и отношения интенсивностей в пиках комбинационного рассеяния в области 1271, 1454, и 1663 см-1 по сравнению с нормальной тканью. За счет порогового характера метод дифференциального обратного рассеяния обеспечивает быстрое сканирования ткани и определение наличия образования, но с относительно низким пространственным разрешением. А точная локализация неоднородности внутри выделенной области определяется на основании анализа спектра комбинационного рассеяния. Показано, что возможна локализация и определение типа такой оптической неоднородности, если ее размер превышает 0,4 мм.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Братченко, Иван Алексеевич, 2012 год

1. Кугейко, М.М. Уравнения множественной регрессии для фракционных концентраций атмосферного аэрозоля Текст. / М.М. Кугейко, С.А. Лысенко // Журнал прикладной спектроскопии. -2006. -№73. -С.807-812.

2. Агранович, В.М. Кристаллооптика с учетом пространственной дисперсии и теория экситонов Текст. / В.М. Агранович, В.Л. Гинзбург. -М: Наука, -1979. -432с.

3. Арбузов, В.И. Основы радиационного оптического материаловедения: Учебное пособие / В.И. Арбузов СПб: СПбГУ ИТМО, -2008. - 284 с.

4. Гуров, И.П. Модели распространения и рассеяния оптического излучения в случайно неоднородных средах Текст. / Е. А, Воробьева, И. П. Гуров Проблемы когерентной и нелинейной оптики. Под ред. И.П. Гурова и С.А. Козлова. - СПб, -2006. С. 82-98.

5. Hanel, R.A., , Exploration of the solar system by infrared remote sensing Текст. / R.A. Hannel, B.J. Conrath, D.E. Jennings, R.E. Samuelson -Cambridge: Cambridge Univ. Press, -2003 — 518p.

6. Kaasalainen, S. Optical properties of snow in backscatter Текст. / S. Kaasalainen, M. Kaasalainen, T. Mielonen // J. Glaciol. -2006. Vol. 52. P. 574-584.

7. Kokhanovsky, A.A. Light scattering media optics: problems and solutions Текст. / A.A. Kokhanovsky -Chichester, UK: Praxis, -2004. -299p.

8. Мерзляк, M.H. Спектры плодовых деревьев Текст. / М.Н. Мерзляк // Физиология растений. 1997.- Т.44, -№5.- С.707-716.

9. Katzir, A. Special section on biomedical optics Текст. / A. Katzir // Opt. Eng. -1992. -V. 31. -No. 7. -P. 1399-1486.

10. Graff, R. Condensed Monte Carlo simulations for the description of light transport Текст. / R. Graff, M.H. Koelink, F.F. de Mull // Appl. Opt. -1993. -V.32. -No. 4. -P. 426-434.

11. Keijzer, M. Monte Carlo simulation for finite-diameter laser beam Текст. / M. Keijzer, S.L. Jaques, S.A. Prahl // Lasers Surg. Med. -2005. -V. 9. -P. 148-154.

12. Viskanta, R. Radiative transfer in dispersed media Текст. / R. Viskanta, M.P. Menguc // Applied Mechanical Rev. -1989. -Vol. 42. -№ 9. -P. 241 -258.

13. Muller, G. Medical optical tomography: functional imaging and monitoring Текст. / G. Muller, B. Chance, R. Alfano Bellingham, SPIE, -1993. -V. IS11.

14. Tuchin, V.V. Selected papers on tissue optics: applications in medical diagnostics and therapy Текст. / V.V. Tuchin Bellingham, SPIE, -1994. -V. MS 102.

15. Yodth, A. Diffusion photons in turbid media Текст. / A. Yodth, B. Tromberg // J.Opt. Soc. Am. A. -1997. -V. A14. -P. 136-342.

16. Alfano, R.R. Lasers in biology and medicine Текст. / R.R. Alfano // IEEE J. Quantum Electr. -1984. -V. 20. -No. 12. -P. 1342-1532.

17. Jutamulia, S. Optical engineering in ophthalmology Текст. / S. Jutamulia, T. Asukra // Opt. Eng. -1995. -V. 34. -No. 3. -P. 640-707.

18. Чандрасекар, С. Перенос лучистой энергии Текст. / С. Чандрасекар -М.: Ил.-1993.

19. Исимару, А. Распространение и рассеяние волн в случайно-неоднородных средах Текст. / А. Исимару. М: Наука, - 1981.

20. Abramowitz, М. Davidson M.W. Introduction to Microscopy. Molecular Expressions Электронный ресурс. http://micro.magnet.fsu.edu/primer/anatomy/introduction.html. -2007.

21. Роскин, Г. И. Микроскопическая техника Текст. / Г.И. Роскин М.: Изд. «Советская наука», -1946.

22. Greger, К. Basic building units and properties of a fluorescence single plane illumination microscope Текст. / К. Greger, J. Swoger, E.H.K. Stelzer // Review of Scientific Instruments. -2007. -№78. (2). -P. 12831289.

23. Buytaert, J. The OPFOS Microscopy Family: High-Resolution Optical Sectioning of Biomedical Specimens Текст. / J. Buytaert, E. Descamps, D. Adriaens // Anatomy Research International. -2012. -№ 9(1). -P. 206208. doi: 10.1155/2012/206238. ISSN 20902743.

24. Wallace, W. A workingperson's guide to deconvolution in light microscopy Текст. / W. Wallace, L.H. Schaefer, J.R. Swedlow // BioTechniques. -2001. -№31 (5). -P. 1076-1078.

25. Clarke, R. J. Fluorescence and Light Scattering Текст. / R. J. Clarke, A. Oprysa // J. Chem. Educ. -2004. -№81 (5). -p. 705.

26. Braeuer, A. Simultaneous Raman and elastic light scattering imaging for particle formation investigations Текст. / A. Braeuer // Optics Letters. -2010. -№35.-P. 2553-2555.

27. Шифрин, К. С., Рассеяние света в мутной среде Текст. / К.С. Шифрин-М.- Л.,-1951.

28. Hagenbach, Е. Versuche fiber Fluorescenz Текст. / Е. Hagenbach // Annal. Phys. Chem., Jubelbd. 1874. - P.303-313.

29. Cutler, M. Transillumination as an aid in the diagnosis of breast lesion Текст. / M. Cutler // Surg.Gynecol.Obstet. 1929. - V.48. - P.721.

30. Болотько, JI.M. Измерение концентрации приземного озона методом абсорбционной УФ спектроскопии Текст. / Л.М. Болотько, А.Н. Красовский, A.M. Людчик, В.И. Покаташкин // Журнал прикладной спектроскопии. 2005. - Т.72. - №6. - С.832-836.

31. Сомов, А.Р. Учет физических инструментальных параметров в атомно-абсорбционной спектроскопии с источником сплошного излучения Текст. / А.Р. Сомов, А.Х. Гильмутдинов, Л.А. Гришин // Журнал прикладной спектроскопии. 2006. - Т.73. - №3. - С.285-289.

32. Гираев, К.М. Оптические исследования биотканей: определение показателей поглощения и рассеяния Текст. / К.М. Гираев, Н.А. Ашурбеков, О.В. Кобзев // Письма в ЖТФ. 2003. - Т.29. - Вып.21. -С.48-54.

33. Tuchin, V.V. Light scattering study of tissues Текст. / V.V. Tuchin // Physics Uspekhi. - 1997. - V.40. - №5. - P495 -515.

34. Esan, W.G. Determination of absorption and scattering coefficients for nonhomogeneous media. 2: Experiment Текст. / W.G. Esan, T.W. Hilgeman, J. Reichman // Appl. Opt. 1973. - №12. - P. 1816-1823.

35. Krishnaswamy, A. A biophysically-based spectral model of light interaction with human skin Текст. / A. Krishnaswamy, G.V.G. Baronoski // In Proceedings of Eurographics. 2004. - V.23. - P.331-340.

36. Kubelka, P. New contributions to the optics of intensely light-scattering materials, part ii: Non homogeneous layers Текст. / P. Kubelka // J. Opt. Soc. Am. 1954. - V.44. - №4. - P.330-335.

37. Patterson, M.S. Time resolved reflectance and transmittance for the noninvasive measurement of tissue optical properties Текст. / Patterson M.S., B. Chance and B.C. Wilson // Appl. Opt. 1989. - V.28. - №12. -P.2331-2336.

38. Mourant, R. Non-invasive measurement of chemotherapy drug concentrations in tissue preliminary demonstrations of in vivo measurements Текст. / R. Mourant, Tamara M. Johnson // Physics in Medicine and Biology. 1999. - V.44. - №5. - P.l397-1417.

39. Стратоников, A.A. Использование спектроскопии обратного диффузного отражения света для мониторинга состояния тканей при фотодинамической терапии Текст. / А.А. Стратоников // Квантовая электроника. 2000. - Т.36. - №12. - С. 1103-1110.

40. Захаров, В.П. Механизмы лазеротерапии. Полевая модель Текст. / В.П. Захаров, Яковлева С.В. в кн.: Новые технологии в медицинской практике. - Самара, 2002. - С.125-141.

41. Земляное, А.А. Влияние дифракции на вынужденное комбинационное рассеяние лазерного излучения в средней атмосфере Текст. / А.А. Земляное, Ю.Э. Гейнц // Оптика и спектроскопия. 2005. - Т.99. - №4. - С.644-654.

42. Гайдук, В.И. Взаимосвязь ассоциации молекул жидкой воды с диэлектрическими и рамановскими спектрами Н20 Текст. / В.И. Гайдук // Оптика и спектроскопия. 2009. -Т. 106. - №1. - С.28-46.

43. Ozaki, Y. Medical application of Raman spectroscopy Текст. / Y. Ozaki // Appl. Spectroscopy Reviews. 1988. - V.24. - P.259-312.

44. Креков, Г.М. Об эффективности методов колебательно-вращательной рамановской спектроскопии при лазерном зондировании облачной атмосферы Текст. / Г.М. Креков, М.М. Крекова // Оптика атмосферы и океана. 2005. - Т. 18. - №5-6. -С.471-481.

45. Jacques, S. L. Light distribution from point, line and plane sources for photochemical reactions and fluorescence in turbid biological tissues Текст. / S. L. Jacques // Photochem. Photobiol. 1998. - V.67. - P.23-32.

46. Ackerson, B. S. Correlation transfer: application of radiative transfer solution methods to photon correlation problems Текст. / B.S. Ackerson, R.L. Dougherty, N.M. Reguigui, U. Nobbman // J. Thermo-phys. Heat Trans. 1992. - V.6. - P.577-588.

47. Yodh, A.G. Diffusing-wave interferometry Текст. / A.G. Yodh, N. Georgiades, D. J. Pine 11 Opt. Communications. 1991. - V.83. - P.56-59.

48. Fridberger, A. Acoustic overstimulation increases outer hair cell Ca concentrations and causes dynamic contractions of the hearing organ Текст. / A. Fridberger, A. Flock, M. Ulfendahl, B. Flock/ Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1998. - V.95. - P.7127-7132.

49. Nahen, K. Acoustic on line monitoring of IR laser ablation of burnt skin Текст. / К. Nahen, W. Eisenbeis, A. Vogel // Proc. SPIE. 2000. -V.3916. - P.218-226.

50. Esenaliev, R. O. Real-time optoacoustic monitoring of photothermal laser-tissue interactions Текст. / R. O. Esenaliev, A. A. Karabutov, M. Motamedi, A. A. Oraevsky // Proc. SPIE. 1999. - V.3601. - P.268-274.

51. Huang, D. Optical coherence tomography Текст. / D. Huang, E.A. Swanson, C.P. Lin, J.S. Shuman, W.G. Chang, M.R. Нее, Т. Flotte, К. Gregory, J.G. Fujimoto // Science. -1991. -No. 254. -p. 1178-1181.

52. Wojtkowski, M. High-speed optical coherence tomography: basics and applications Текст. / Maciej Wojtkowski // Applied Optics. -2010. Vol. 49.-No. 16.-p. 30-61.

53. Матвиенко, Г.Г. Оптика атмосферы и океана неоконченный урок взаимодействия оптического излучения со средой распространения Текст. / Г.Г. Матвиенко, В.А. Погодаев // Оптика атмосферы и океана. -2012. -Т. 25. -№ 01. С. 5-10.

54. Зуев, В.Е. Оптика атмосферы. Итоги и перспективы Текст. / В.Е. Зуев // Оптика атмосф. -1988. -Т. 1. -№ 1. -С. 5-12.

55. Гейнц, Ю.Э. Характеристики филаментов при распространении мощного фемтосекундного лазерного излучения в воздухе и в воде: I. Качественный анализ Текст. / Ю.Э. Гейнц, А.А. Землянов // Оптика атмосф. и океана. -2010. -Т. 23. -№ 9. -С. 749-756.

56. Mitev, V. Consistency between backscatter lidar products and visibility range Текст. / V. Mitev, R. Matthey // Оптика атмосф. и океана. -2010. -Т. 23.-№ 12.-С. 1051-1054.

57. Travis, L. D. Remote sensing of aerosols with the Earth Observing Scanning Polarimeter Текст. / L.D. Travis // Proc. SPIE. -1992. Vol. 1747.-P. 154-164.

58. Rivkin, A. S. Three-micron survey of E- and M-class asteroids: final results Текст. / A. S. Rivkin, L. A. Lebofsky, D. T. Britt, E. S. Howell // Bull. Amer. Astron. Soc. -1997. Vol. 29. - P. 972-973.

59. Geake, J. E. Planetary surface texture and albedo from parameter plots of optical polarization data Текст. / J. E. Geake, A. Dollfus // Mon. Not. R. Astron. Soc. -1986.-Vol. 218. P. 75-91.

60. Tuchin, V.V., Coherent optical techniques for the analysis of tissue structure and dynamics Текст. / V.V. Tuchin // J. Biomed. Opt. -1999. -Vol. 4. -No. l.-pp. 100-125.

61. Arecchi, T. Optical coherence tomography for painting diagnostics Текст. / Т. Arecchi, M. Bellini, C. Corsi, R. Fontana, M. Materazzi, L. Pezzati, A. Tortora // Proc. SPIE Int. Soc. Opt. Eng. -2005. -P.5857.

62. Arecchi, T. A new tool for painting diagnostics: Optical Coherence Tomography Текст. / F.T. Arecchi, M. Bellini, C. Corsi, R. Fontana, M. Materazzi, L. Pezzati, A. Tortora // Optics and Spectroscopy. -2006. -V.101 (1). -P.27-30.

63. Scott, M. Juds Photoelectric sensors and controls: selection and application Текст. / M. Scott — CRC Press, -1988. — P. 29.

64. Синичкин, Ю.П., Утц C.P. In vivo отражательная и флуоресцентная спектроскопия кожи человека Текст. / Ю.П. Синичкин Саратов. Изд-во Сарат. ун-та, -2001.

65. Schulman, S.G., in Molecular luminescence spectroscopy methods and applications Part 1 Текст. / S.G. Schulman Wiley, N.Y. -1985.

66. Грязнов, H.A., Кириченко B.B. Лазерная интегральная оптика и мехатроника для решения экологических медицинских и других прикладных задач Текст. / Н.А. Грязнов, В.В. Кириченко // Успехи современного естествознания. 2004. - № 7. - С. 46-47.

67. Вебер, А. Спектроскопия комбинационного рассеяния света в газах и жидкостях (под ред.) Текст. / М.: Мир, -1982.

68. Behrendt, A. Combined Raman lidar for the measurement of atmospheric temperature, water vapor, particle extinction coefficient, and particle backscatter coefficient Текст. / A. Behrendt // Applied Optics. — 2002. — Vol.41. -No 36. —P. 7657 — 7666.

69. Соболев, В. В., Рассеяние света в атмосферах планет Текст. / В.В. Соболев-М.,-1972.

70. Максимова, И.Л., Зимняков Д.А., Тучин В.В. Управление оптическими свойствами биотканей: 1. Спектральные характеристики склеры глаза Текст. / И.Л. Максимова, Д.А. Зимняков, В.В. Тучин // Оптика и спектроскопия. 2000. - Т. 89. -№1. - С. 86-95.

71. Roggan A. Optical properties of circulating human blood in the wavelength range 400-2500 nm Текст. / A. Roggan, M. Friebel, K. Dorschel, A. Hahn, G. Muller // J. Biomed. Opt. 1999. - Vol. 4. - №1. -P. 36-46.

72. Roggan, A. Measurements of optical tissue properties using integrating sphere technique Текст. / A. Roggan, O. Minet, C. Schroder, G. Muller // Proc. SPIE. Medical Optical Tomography: Functional Imaging and Monitoring. 1993. - P. 149-165.

73. Тучин, В.В. Лазеры и волоконная оптика в биомедицинских исследованиях Текст. /В.В. Тучин Саратов: Изд-во Сарат. Ун-та, -1998. -384с.

74. Tuchin, V.V. Light propagation in tissues with controlled optical properties Текст. / V.V. Tuchin, I.L. Maksimova, D.A. Zimnyakov, I.L. Коп, A.H. Mavlutov, A.A. Mishin // J. Biomed. Opt. 1997. - Vol. 2. -4.-P. 401-417.

75. Johns, M. Computational and in vivo investigation of optical reflectance from human brain to assist neurosurgery Текст. / M. Johns, C. Giller, H. Liu // J. Biomed. Opt. 1998. - Vol. 3. - 4. - P. 437-445.

76. Быков, В. Л. Цитология и общая гистология Текст. / В. Л. Быков — СПб.: СОТИС, -2002.

77. Gelikonov, G.V. In Vivo Imaging of Human Internal Organs with an Integrated Endoscopic OCT System Текст. / G.V. Gelikonov, V.M.

78. Gelikonov, A.M. Sergeev // Proc. OSA TOPS Advances In Optical Imaging and Photon Migration. -1998. -V. 103. -P. 1106-1113.

79. Helmchen, F. Deep tissue two-photon microscopy Текст. / F. Helmchen, W. Denk // Nature Methods. 2005. - №2. - C. 932-940.

80. Niemz, M.H. Laser Tissue Interactions: Fundamentals and Applications Текст. / M.H. Niemz - Berlin, -1996. - 305 p.

81. Beauvoit, B. Time-resolved spectroscopy of mitochondria, cells, and rat tissues under normal and pathological conditions Текст. / В. Beauvoit // Proceedings of SPIE. -1994.-Vol. 2326.-P. 127-136.

82. Наумов, H. П. Зоология позвоночных. — Ч. 1. — Низшие хордовые, бесчелюстные, рыбы, земноводные: Учебник для биолог, спец. унтов Текст. / Н. П. Наумов, Н. Н. Карташев — М.: Высш. школа, -1979, — 333 е., ил.

83. Приезжев, А.В. Лазерная диагностика в биологии и медицине Текст. / А.В. Приезжев, В.В. Тучин, Л.П. Шубочкин М., Наука, -1989.

84. Preuss, L. Е. Optical properties of mammalian tissue Текст. / L. E. Preuss, A. E. Profio // Applied Optics. -1989. -Vol. 28. -Issue 12. -pp. 2207-2207.

85. Ries, L. SEER Cancer Statistics Review, 1975-2003 Текст. / L. Ries, D. Harkins, M. Krapcho Bethesda , MD: National Cancer Institute, -2006.

86. Steinberg, M. E. Revision total hip arthroplasty Текст. / M. E. Steinberg, J. P. Garino Lippincott Williams & Wilkins.- Philadelphia.- 1999,- 578 P

87. Мищенко, М.И. Электромагнитное рассеяние в случайных дисперсных средах: фундаментальная теория и приложения Текст.: дисс. док. ф.-м. наук: защищена 17.07.2007: утв. 12.09.2007/ Михаил Иванович Мищенко. -Киев. -2007. -173с.

88. Синичкин, Ю.П. In vivo спектроскопия кожи человека: II. Спектры флуоресценции Текст. / Ю.П. Синичкин, С.Р. Утц, И.В. Меглинский, Е.А. Пилипенко // Опт. Спектр. 1996. - Т.80.- С.431-438.

89. Zeng, H. Spectroscopic and microscopic characteristics of human skin autofluorescence emission Текст. / H. Zeng, C. MacAulay, D.I. McLean, B. Palcic // Photochem. Photobiol. -1995. Vol 61. - 6. - P. 639-645.

90. Hoffman, R. M. In vivo imaging of metastatic cancer with fluorescent proteins Текст. / R. M. Hoffman // Cell Death and Differentiation. -2002. -V. 9. -No 8. -P. 786-789.

91. Ландсберг, Г. С. Новое явление при рассеянии света (предварительное сообщение) Текст. / Г. С. Ландсберг, Л. И. Мандельштам // Журнал Русского физ.-хим. об-ва. -1928. -Т. 60. -С. 335.

92. Enejder, S. Andersson-Engels // JOSA A. -2003. -Vol. 20. Issue 4. -pp. 714-727.

93. Chen, J. Evaluation of vegetation indices and modified simple ratio for boreal applications Текст. / J. Chen // Can. J. Remote Sens. 1996. - № 22. - P. 229-242.

94. Huete, A.R. A comparison of vegetation indices global set of TM images for EOS-MODIS / A.R. Huete, H.Q. Liu, K. Batchily, W. van Leeuwen. // Remote Sens. Environ. 1997. -№ 59. - p. 440-451