1.1.3 Методы исследования биологических тканей для контроля деятельности сердечно-сосудистой системы

Важнейшей системой, обеспечивающей жизнедеятельность организма, является сердечно-сосудистая система (ССС). Болезни ССС широко распространены, но в силу огромной компенсаторной способности сердца далеко не все проявляются выраженными симптомами и поэтому традиционными методами не диагностируются [53, 54]. Поэтому создание приборов оперативного контроля состояния ССС является актуальной задачей [55, 56].

Оценка деятельности ССС осуществляется путем регистрации механических, акустических и биоэлектрических проявлений сердечной деятельности. При этом исследование ССС может осуществляться в соответствии со схемой, представленной на рисунке 1.17, где в качестве классификационных признаков приняты: I –исследуемая область биологического объекта; II – метод исследования. Хотя насыщение артериальной крови кислородом относят к функции дыхательной систе

Метод фотоплетизмографии

Фотоплетизмография (от греч. photos – свет, plethyein – наполнять, увеличивать, graphein – записывать) – означает запись изменений объема. Приставка "фото" - определяет способ регистрации этих изменений.

Первыми авторами, использовавшими метод ФПГ для измерения кровотока и объема крови в сосудах, были H.Molitor и P.J.Hanzlik с коллегами в 1936 году [65]. Название «фотоэлектрическая плетизмография» метод получил в работах A.B.Hertzman с соавторами после 1937 года [66]. Дальнейшее развитие метод ФПГ получил в работах В.С. Мошкевича (монография 1970 года).

Фотоплетизмография (ФПГ) относится к фотометрическим методам исследования биологических объектов, в которых измерение характеристик и параметров кровообращения (пульсовой кривой, давления крови, степени насыщения артериальной крови кислородом и др.), оценка сосудистых реакций и обменных процессов и другие исследования выполняются путем регистрации интенсивности потоков электромагнитного излучения оптического диапазона (спектра) (от видимого – 0,4 мкм до ближнего инфракрасного – 1 мкм) после их взаимодействия с тканями живого организма.

Таким образом, приведенный краткий обзор показывает, что аппаратура на основе метода ФПГ позволяет решать широкий круг задач, как в медицине, так и в исследовании животных.

1.1.4 Анализ существующих математических моделей прохождения излучения через неоднородные оптические среды. Поиск модели под проблему

При исследовании взаимодействия излучения с неоднородными средами учитываются следующие основные процессы: отражение и преломление, поглощение и рассеяние. При построении математических моделей основное внимание уделяется учету поглощения и рассеяния, так как эти процессы достаточно сложны для описания.

Поглощение

Вследствие поглощения интенсивность падающей электромагнитной волны ослабляется при прохождении через среду. Поглощательная способность среды

N — общее число взвешенных частиц, a_i — радиус i-й частицы, f(a_i)- функция распределения частиц по радиусам.

Выводы:

1. При построении математической модели взаимодействия лазерного излучения с неоднородными средами необходимо учитывать одновременно процессы рассеяния и поглощения.

2. Использующиеся в настоящее время математические модели для описания взаимодействия лазерного излучения с неоднородными средами дают практически схожие результаты при исследовании биоткани, для описания неоднородных жидкостных сред они не применялись.

3. Для исследования мутных жидкостных сред в основном используются модели, построенные на основе теории рассеяния Ми

4. При описании взаимодействия лазерного излучения с биотканью и мутными жидкостными средами возможно использование одних и тех же математических моделей.