автореферат диссертации по электронике, 05.27.03, диссертация на тему:Разработка методов и аппаратуры для диагностики и терапии биологических тканей

На правах рукописи

БЕРЕЗИН АНАТОЛИЙ НИКОЛАЕВИЧ

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И АППАРАТУРЫ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ И ТЕРАПИИ БИОЛОГИЧЕСКИХ ТКАНЕЙ

Специальность: 05.27.03 -Квантовая электроника

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2004г.

Работа выполнена на кафедре «Электронные приборы» Московского государственного института радиотехники, электроники и автоматики (технического университета).

Научные руководители:

доктор технических наук, профессор Киселев Г.Л. кандидат физико-математических наук Лощенов В.Б.

Официальные оппоненты:

д.т.н., профессор Голубь Борис Иванович д.ф-м.н., профессор Кустов Евгений Федорович

Ведущая организация:

ФГУП "ГНЦ"НИОПИК"

Защита диссертации состоится «_»_2004г. на заседании

диссертационного совета Д 212.131.02 в Московском государственном институте радиотехники, электроники и автоматики (техническом университете) по адресу: 117454, г. Москва, просп. Вернадского, д. 78.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке МИРЭА.

Автореферат разослан «_»_2004г.

Ученый секретарь совета:

кандидат технических наук, доцент Вальднер В.О.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время в медицине для диагностики и лечения различных воспалительных, инфекционных и онкологических заболеваний кроме традиционных методов все более широкое распространение получают методы флюоресцентной диагностики (ФД) и фотодинамической терапии (ФДТ).

Метод ФДТ и ФД активно используется не только в онкологии, но начинает применяться в стоматологии, дерматологии и других областях медицины. Оборудование для проведения ФД и ФДТ чаще всего представляет собой лазерный или некогерентный источник оптического излучения достаточной интенсивности, оптоволоконные устройства доставки излучения к биологической ткани, а также устройства регистрации и компьютерной обработки спектрозональных изображений.

В мире активно разрабатывается специализированная аппаратура для проведения ФД и ФДТ различных патологий биологических тканей. Анализ литературных данных показал, что традиционно применяемые в клинической практике аппаратура узко специализирована и направлена на решение одной конкретной задачи - либо диагностики, либо терапии, хотя конструктивно возможно совмещение этих функций в одном приборе.

Среди разнообразных систем для диагностики отсутствуют системы, позволяющие в одно и тоже время получать изображения в естественном свете и флюоресцентные изображения обследуемой области, хотя такая особенность прибора могла бы значительно повысить эффективность диагностики.

Цель работы. Разработка спектрально-флюоресцентных методов и аппаратуры для флюоресцентной диагностики и фотодинамической терапии с применением волоконно-оптических источников света и систем регистрации изображений. Применение разработанной аппаратуры в клинической практике для повышения качества диагностики и терапии в дерматологии и стоматологии.

Задачи исследования.

1. Изучить в эксперименте рассеивающие свойства биологических тканей.

2. Разработать методику создания флюоресцентных тест-образцов.

3. Осуществить подбор оптимального источника света для ФД и ФДТ.

4. Осуществить подбор системы фильтров для проведения ФД и ФДТ в различных спектральных диапазонах.

5. Разработать метод одновременной диагностики в естественном и флюоресцентном свете.

6. Провести анализ эффективности ФД в различных спектральных диапазонах.

7. Разработать аппаратуру для ФД и ФДТ заболеваний кожи и полости рта.

8. Разработать систему регистрации изображений.

9. Разработать метод и аппаратуру для диагностики подкожных патологических новообразований.

Основные положения и результаты, представленные к защите.

1. Метод диагностики биологических тканей, основанный на одновременном проведении диагностики в естественном и флюоресцентном свете, повышает достоверность результатов диагностических исследований.

2. Разработанный метод и техническое решение для диагностики подкожных новообразований позволяет обнаруживать локальные (от 1-2мм) изменения оптических свойств ткани (рассеяние. поглощение и флюоресценция) на глубину до 2-3 мм, что дает возможность повысить вероятность обнаружения внутрикожных метастазов.

3. Экспериментальные результаты по распространению света различного спектрального диапазона в биологических тканях и их моделях дают возможность определить распределение интенсивности в глубоких слоях биологической ткани, что необходимо для назначения световой дозы и получения флюоресцентных изображений

при проведения ФДТ и ФД с применением различных фотосенсибилизаторов.

4. Представленные экспериментальные данные являются обоснованием к определению спектральных диапазонов для диагностики различных заболеваний полости рта в клинической практике.

Научная новизна проведенных исследований заключается в следующем:

1. Впервые разработан метод диагностики злокачественных новообразований, позволяющий одновременно регистрировать флюоресцентные и цветные изображения по одному оптическому каналу без механических и электронных переключений в режиме реального времени.

2. Впервые разработан метод флюоресцентной диагностики подкожных новообразований с пространственным разрешением 1-2мм и глубиной зондирования 2-Змм.

3. Впервые исследованы оптические свойства тканей зубов с целью эффективной доставки излучения к пораженной зоне на заданной глубине.

Практическая ценность проведенных исследований заключается в следующем:

1. Создана диагностико-терапевтическая установка для одновременной диагностики в естественном и флюоресцентном свете, используемая в настоящее время в

клинике для диагностики и контроля за лечением различных кожных заболеваний. Установка внедрена в клиническую практику хирургической клиники ММА имени И.М. Сеченова.

2. Создан оптический интраскоп для флюоресцентного исследования внутренней структуры биологических тканей. Тестовые клинические исследования интраскопа по обнаружению метастазов меланомы, проведенные в хирургической клинике ММА имени И.М. Сеченова дали положительные результаты.

3. Создано устройство для аутофлюоресцентной диагностики ротовой полости. Устройство внедрено в клиническую практику стоматологической клиники ММА имени И.М. Сеченова.

4. Определены наиболее эффективные спектральные диапазоны для диагностики различных заболеваний кожи и полости рта. Результаты этих исследований были использованы при создании новой серии источников на основе металлогалоидных ламп и матричных CCD приемников.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на трех международных конференциях:

—Научно-практическая конференция российских ученых "Актуальные аспекты лазерной медицины" 3-5 октября 2002г., г. Калуга.

— ILLA/LTL '2003 VIII international conference "Laser and laser-information technologies: fundamental problems and applications", Laser BioMedicine Session, Smolyan, Bulgaria, 27 September-01 October, 2003.

—The international conference on advanced laser technologies, Bedfordshire, UK, 19-23 September, 2003.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения. Содержание диссертации изложено на 138 страницах, иллюстрировано 96 рисунками, содержит 1 таблицу. Список цитируемой литературы включает 95 наименований.

Акты внедрения получены от:

- Клиники факультетской хирургии им. Н.Н. Бурденко Московской медицинской академии им. И.М.Сеченова.

Кафедры стоматологии детского возраста Московской медицинской академии им. И.М. Сеченова.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Экспериментальные исследования рассеивающих свойств биологических тканей.

Биологические ткани являются оптически неоднородными поглощающими средами. Как показали исследования, достаточно хорошо биологическую ткань, в частности кожу, моделирует 1,6% эмульсия Липовеноза. Рассеяние излучения He-Ne лазера в эмульсии такой концентрации практически совпадает с рассеянием в мышечной ткани. Исследование распространения света в такой модели показали, что эффективная глубина проникновения излучения диодов и металлогалоидного источника с длиной волны 405 нм при падении интенсивности в 2.7 раз составляет около 4,7 мм, с длиной волны 635 нм - 5,3 мм. При добавлении в раствор интралипида ПП IX в концентрации 4 мг/л, за счет эффекта поглощения, глубина проникновения излучения уменьшается до 1,2 мм и 3,4мм.

Методика создания флюоресцентных тест-образцов.

В качестве фотосенсибилизаторов использовались препараты, наиболее широко применяющиеся в клиниках: Аласенс (инициирующий образование ПП IX) и Фотосенс. ПП IX и Фотосенс разводились в растворе Липовеноза в различных концентрациях. Для получения спектров флюоресценции исследуемых объектов была использована лазерная электронно-спектральная установка ЛЭСА-01-"Биоспек". Для получения спектров поглощения исследуемых объектов был использован спектроанализатор Hitachi U3800. При этом измерялось пропускание в заданном диапазоне спектра.

Исследования ПШХ показали, что тест-образцы имеют пять пиков поглощения: наибольший на длине волны 409 нм в синей области, остальные на 509, 544, 584 нм в зеленой области и на 634 им в красной области спектра. Флюоресценция препарата при возбуждении на длине волны 405нм регистрировалась на длинах волн 635 и 703нм.

Максимум поглощения Фотосенса находится на длине волны 675 нм. Спектр флюоресценции Фотосенса имеет максимум на длине волны 690 нм.

В ходе работы была разработана методика создания флюоресцентных стандартных образцов, эмулирующие рассеивающие свойства кожи. Жидкие образцы были приготовлены путем разведения различных концентраций ППК, растворенного в ДМСО, в 1.6% растворе интралипида. Твердые образцы были приготовлены таким же способом, но в качестве среды, эмулирующий рассеивающие свойства биологических тканей, использовался пластик низкотемпературного плавления с добавлением сульфата бария в соотношении 1/10 г.

Подбор оптимального источника света для ФДи ФДТ.

Определено, что диапазон излучения оптимального источника, пригодного как для ФД, так и для ФДТ должен находится в пределах 380-730 нм, т.к. Такой широкий диапазон излучения связан с тем, что полученные спектры поглощения находится в пределах 380-675 нм а флюоресценции

фотосенсибилизаторов находится в пределах 625-730 нм. Следовательно в диапазоне 380-675 нм возможно возбуждение флюоресценции, а на длинах волн 600-700 нм регистрация флюоресценции и проведение фотодинамической терапии, т.к. изучение такого спектрального диапазона проникает в ткань на глубину около 5 мм.

Требуемый источник должен отвечать следующим требованиям:

1. Возможность проведения как ФДТ так и ФД с помощью одного источника.

2. Возможность одновременного проведения диагностики в естественном и флюоресцентном свете.

3. Возможность ввода излучения в оптоволоконные световоды и получение на выходе мощностей от 200мВт. Применение лазеров осложнено тем, что их излучение

создает на ткани картину в виде "спеклов", что приводит к неравномерности выгорания фотосенсибилизаторов при ФДТ, и искажении флюоресцентной картины при ФД. Изготовление портативных лазерных систем, особенно трехцветных для получения цветного изображения, технологически сложно и дорого.

Использование светодиодов осложнено тем, что для создания достаточной мощности излучения необходимо значительное количество светодиодов, что увеличивает площадь

излучающей поверхности и осложняет ввод излучения достаточной мощности в оптоволоконный жгут.

Наиболее предпочтительно использовать ламповые источники. Они имеют широкий спектр излучения в видимой области спектра, большую мощность, их излучение может быть относительно легко введено в оптоволоконный жгут.

Метрологические исследования спектральных

характеристик различных ламп высокой мощности показали, что из всех ламповых источников света оптимальными для проведения ФД и ФДТ с использованием препаратов Аласенс и Фотосенс являются ксеноновые и металлогалоидные источники.

В качестве прототипа источника света для проведения ФДТ и ФД использовался ламповый источник света с ксеноновой лампой высокого давления мощностью 1000 Вт с параболическим отражателем BSX-1000. Излучение источника для использования с препаратом Аласенс ФД: 400-570 нм, наблюдение: 670-710 нм; ФДТ: 570-650 нм. Для использования с препаратом с Фотосенс ФДТ: 660-715 нм. Не смотря на то, что прибор позволяет проводить ФД и ФДТ, существенным недостатком является то, что высокая интенсивность ксеноновой лампы в ультрафиолетовом и инфракрасном диапазоне спектра требуют достаточно сложную систему защиты от повреждения селективных оптических фильтров и оптического волокна. Это обстоятельство существенно усложняет прибор, затрудняет его

обслуживание и повышает стоимость. Указанные недостатки

12

ограничивают широкое применение данного прибора в клинической практике.

Оптимальным источником излучения для прибора. в котором совмещены функции ФД и ФДТ является металлогалоидная лампа. Она имеет спектральное распределение мощности излучения, преимущественно в видимом диапазоне, что избавляет от необходимости применения сложных систем защиты от ультрафиолетового и инфракрасного излучения. Спектр оптического излучения металлогалоидных ламп представляет собой не сплошной спектр, а практически линейчатый спектр, зависящий от состава газа-наполнителя и давления в колбе. Идеально подбирать используемую лампу так, чтобы пики излучения в спектре лампы совпадали с пиками поглощения фотосенсибилизатора.

Подбор системы фильтров для проведения ФД и ФДТ в различных спектральных диапазонах

Пропускание фильтров для возбуждения флюоресценции протопорфирина-ГХ находится в пределах 380-600 нм. Наблюдение флюоресценции осуществляется в красном диапазоне спектра на длине волны 635±10 нм.

Т.к. в данной работе созданы приборы на основе ламп БЬУ МНШ00 и МИШ50, то спектр пропускания фильтров для ФДТ находится в диапазонах 390-460 и 580-720нм. Наличие «синей» составляющей обусловлено высоким поглощением препарата в

данной области, а также эффектом, при котором наличие в терапевтическом излучении синей составляющей снижает болевой эффект, вызванный нагревом биологической ткани.

Разработка метода одновременной диагностики в естественном и флюоресцентном свете.

Разработан метод ФД биологических тканей, основанный на одновременном проведении диагностики в естественном и флюоресцентном свете в реальном времени. Метод заключается в облучении ткани излучением широкого спектрального диапазона, но в излучении отсутствует узкий диапазон на длинах волн флюоресценции. Наблюдение осуществляется одновременно с помощью цветной и флюоресцентной камеры. При этом цветная камера регистрирует изображение в естественном свете, т.к. вырезанный из падающего излучения диапазон длин волн мал и не вносит искажения при наблюдении цветного изображения. Флюоресцентная камера регистрирует только флюоресценцию, т.к. снабжена фильтром, блокирующим излучение от источника света. Для получения цветного и флюоресцентного изображений идентичной поверхности должно использоваться устройство, разделяющее сигнал на CCD матрицы цветной и флюоресцентной камер. Полученные изображения могут быть затем совместно обработаны.

Метод ФД биологических тканей реализован в аппаратуре на основе металлогалоидной лампы. Фильтр 380-600 нм не

подходит для возбуждения, т.к. в цветном изображении недостаточно красной составляющей. Изготовление светофильтра с пропусканием в диапазоне 400-620 и 645-700 (т е. удаление из общего потока излучения на длине волны флюоресценции 635 нм) сложно и экономически нецелесообразно. В связи с этим было решено проводить регистрацию флюоресценции в области 700 нм, где флюоресценция менее интенсивна. Для возбуждения флюоресценции использовался фильтр с пропусканием в диапазоне длин волн 400-655 нм, что позволило проводить диагностику и в естественном свете, т.к. при таком варианте в излучении в достаточном количестве присутствуют все цветовые компоненты. Для получения видеосигнала на двух CCD матрицах разработано светоделительное устройство, включающее два объектива и две призмы.

Экспериментально доказана работоспособность и эффективность метода. Для этого с помощью цветной видеокамеры получены изображения в естественном свете в диапазонах 400-635нм и 400-655нм. Анализ полученных изображений показал, что повышение зеленой составляющей при уменьшении синей и красной составляющей в изображении составляющей незначительны и не влияют на качество цветопередачи., основные цвета остаются яркими и хорошо различимыми. Испытания на флюоресцентных образцах с

концентрациями ПШХ 8, 4, 2, 1, 0.5, 0.1, 0.05, 0.01 мг/л показали

15

способность системы получить хорошо различимую флюоресценцию образца вплоть до концентрации 0.1 мг/л, даже в тонких слоях, где обнаружение затруднено. Флюоресценция препарата «Фотосенса», хорошо различима вплоть до концентрации 2.5 мл/л.

Разработка системырегистрации изображений.

Испытания различных моделей черно-белых видеокамер показали, что для наблюдения флюоресценции оптимально использовать видеокамеры 902Н и 902Б, которые обладают достаточной чувствительностью и хорошей характеристикой сигнал/шум для регистрации флюоресценции небольшой интенсивности. Из них видеокамера 902Н обладает большей чувствительностью, но худшей характеристикой сигнал/шум.

Использование принципа накопления видеокадров дало возможность улучшить отношение "сигнал-шум" в п1/2 раз при усреднении сигнала по п видеокадрам. Суть реализации эффекта цифровым способом состоит в том, что каждый поступающий кадр видеопотока не замещает собой предыдущий кадр, а изменяет текущее изображение путем наложения с некоторым коэффициентом. Такой способ требует использования персонального компьютера с большими ресурсами, и, как следствие, большей стоимостью. При использовании данного метода возникает небольшая инерционность при регистрации

динамических изооражении, но существенно улучшает качество статичных изображений.

Разработка метода и аппаратуры для диагностики подкожных патологическихновообразований.

Разработан метод диагностики подкожных новообразований и аппаратура для реализации метода. Суть метода заключается в том, что излучение доставляется к биологической ткани по световодам и распространяется в ткани в соответствии с фазовой функцией рассеяния биологической ткани преимущественно вперед. Если в ткани присутствует область патологии, ее флюоресцентное излучение распространяется равномерно во все стороны, в том числе и в направлении поверхности ткани. На поверхности биологической ткани кроме волокон доставляющих излучение находятся приемные волокна. Приемные волокна упорядочены относительно друг друга и на конце, удаленном от кожи, уложены в периодическую структуру. Поскольку приемные световоды пространственно отделены от передающих, то устранено влияние отраженного от поверхности ткани излучения. Регистрируется только рассеянное или флуоресцентное изображение ткани, идущее из глубины ткани. Разработанный интроскоп создает равномерное облучение ткани за счет чередования приемных и излучающих волокон. Интроскоп представляет собой оптоволоконный жгут с регулярно уложенными волокнами. Жгут состоит из двух частей и

установлен таким образом, что торец осветительной части жгута направлен к осветителю, а торец второй части жгута, формирующий изображение, установлен в предметной плоскости объектива телекамеры. Противоположные части этих жгутов объединены таким образом, что образуют двумерную периодическую регулярную структуру. Между торцем осветительной части жгута и осветителем установлен пространственно-временной модулятор света. Торец объединенной части жгутов устанавливается на поверхности наблюдаемого объекта.

Испытания волоконно-оптического интроскопа на созданных флюоресцентных образцах показали эффективность метода диагностики подкожных новообразований с пространственным разрешением 1-2мм и глубиной зондирования 2-Змм.

Аппаратура для ФДи ФДТ заболеваний кожи и полостирта

Разработанная система для ФД и ФДТ на основе металлогалоидной лампы показала свою эффективность для диагностики и терапии заболеваний тканей пародонта.

Исследование, целью которого являлось определение оптимального метода облучения зуба для доставки терапевтической дозы излучения в зону поражения тканей пародонта при воспалительных заболеваниях, показало необходимость расположения оптоволоконного катетера на

границе эмаль коронки - цемент корня зуба. При данном методе облучения интенсивность излучения на верхушке корня зуба в зоне возможного расположения патогенной микрофлоры больше в 8-10 раз по сравнению с другими методами.

Конструкция системы для ФД и ФДТ предполагает наличие области прямой видимости между объективом и поверхностью дентального зеркала, которую тяжело создать при обследовании задних рядов зубов. Исходя из этого, было найдено решение, позволяющее построить систему наблюдения флюоресценции ротовой полости на основе другой аппаратуры. В основе аппаратной реализации лежит существующее видео-устройство Satellite Scope DP-б. Это беспроводная интраоральная камера, предназначенный для осмотра ротовой полости и зубного ряда. Прибор модифицирован для наблюдения аутофлюоресценции: он дополнительно оснащен 4 возбуждающими аутофлюоресценцию светодиодами и фильтром для регистрации аутофлюоресценции твердых тканей зубов и микрофлоры. Исследуемая поверхность освещается возбуждающими флюоресценцию светодиодами, излучающими на длинах волн 405+10 нм. Широкополосный фильтр устанавливается перед объективом камеры и пропускает аутофлюоресцентное излучение на длинах волн 500-750 нм. При этом флюоресценция эмали зубов регистрируется в зеленом диапазоне спектра, а микрофлоры - в красном диапазоне.

Разработанная интраоральная камера для ФД заболеваний полости рта показала эффективность для диагностики заболевании твердых тканей зуба и локализации патогенной микрофлоры на удаленных зубах, а также in vivo у пациентов, имеющих поражения пародонта и кариес.

Клинические исследования лампового источника для ФДТ и ФД с системой регистрации ФД для диагностики и терапии таких заболеваний как псориаз, микоз, акне, заболевания пародонта показали эффективность разработанной аппаратуры. Рассмотрена возможность ФД и ФДТ с использованием созданной аппаратуры для коррекции сосудистых дефектов кожи.

Анализ эффективности ФД в различных спектральных диапазонах.

Исследование флюоресцентных изображений и спектров флюоресценции тканей пародонта с целью создания метода ФД воспалительных заболеваний по интенсивности

аутофлюоресценции в норме и патологии и возможностью последующего проведения ФДТ показало, что для ФД поражения десен и глубинных поражений твердых тканей зуба целесообразно использовать источники с излучением в красной области спектра. Для ФД микрофлоры - источники с длиной волны излучения 400нм. Для ФД микрофлоры и эмали - Nd:YAG лазер (вторая гармоника) и металлогалоидный источник.

выводы

1. Разработан метод и аппаратура для диагностики злокачественных новообразований, позволяющий одновременно регистрировать флюоресцентные и цветные изображения по одному оптическому каналу без механических и электронных переключений в режиме реального времени на заболеваниях кожи. Аппаратура внедрена в клиническую практику хирургической клиники ММА имени И.М. Сеченова.

2. Разработан метод и создано оборудование для флюоресцентной диагностики подкожных новообразований, обладающее пространственным разрешением 1-2мм и эффективной глубиной зондирования 2-Змм. Тестовые клинические исследования интраскопа по обнаружению метастазов меланомы, проведенные в хирургической клинике ММА имени И.М. Сеченова дали положительные результаты.

3. Исследованы оптические свойства тканей зубов с целью эффективной доставки излучения к пораженной зоне на заданной глубине.

4. Определены наиболее эффективные спектральные диапазоны для диагностики различных заболеваний кожи и полости рта. Разработано оборудование для флюоресцентной диагностики заболеваний полости рта в различных спектральных диапазонах.

5. Проведены модельные исследования рассеивающих свойств биологических тканей, на основе которых разработана методика создания флюоресцентных образцов и определена глубина проникновения излучения различного спектрального состава.

ОПУБЛИКОВАННЫЕ РАБОТЫ

1. М.В.Лощенов, Г.Л.Киселев, А.Н.Березин "Обработка визуальной информации в медицине по цветовым признакам". Материалы Международной Конференции и Научно-практической конференции Северо-Западного региона Российской Федерации 21-22 июня 2001 г, с. 489.

2. М.В.Лощенов, В.Б.Лощенов, Г.Л.Киселев, А.Н.Березин "Анализ спектров лазерно-индуцированной флуоресценции фотосенсибилизированных биологических тканей". Материалы Международной Конференции и Научно-практической конференции Северо-Западного региона Российской Федерации "Лазерные и информационные технологии в медицине XXI века" 21-22 июня 2001 г, с. 425.

3. А.Н.Березин, В.Б.Лощенов "Новый источник света для флуоресцентной диагностики и фотодинамической терапии". Материалы научно-практической конференции российских ученых "Актуальные аспекты лазерной медицины" 3-5 октября 2002г, с310-312.

4 Л.Н.Каримова, Е.Ю.Ершова, А.Н.Березин, С.С.Харнас, В.Б.Лощенов "Сравнение различных способов введения препарата при ФДТ псориаза". Материалы научно-практической конференции российских ученых "Актуальные аспекты лазерной медицины" 3-5 октября 2002г, с.341-342.

5 И.АШикунова, М.В.Лощенов, А.Н.Березин, К.Г.Линьков "Универсальная эндоскопическая система для анализа флуоресцентных и цветных изображений". Материалы научно-практической конференции российских ученых "Актуальные аспекты лазерной медицины" 3-5 октября 2002г, с.378-380.

6. Anatoly N. Berezin, Gennady L. Kiselev, Anna I. Volkova, Victor B. Loschenov, Maria L. Sinyaeva, Ad. A. Mamedov, V. V. Lervkin, Sergey S. Kharnas. "Investigation of normal and pathological parodontium tissue autofluorescence images"//, ALT03 International Conference on Advanced Laser Technologies: Biomedical Optics, Jul 2004, Proc. SPIE Vol. 5486, p. 287-294.

7. Maria L. Sinyaeva, Ad. A. Mamedov, V. V. Lervkin, Sergey S. Kharnas, Anna I. Volkova, Victor B. Loschenov, Anatoly N. Berezin, Gennady L. Kiselev "Optimization of parodontium tissue irradiation method for fluorescent diagnostic (FD) and photodynamic therapy (PDT)"//, Eighth International

Conference on Laser and Laser Information Technologies, Jun 2004, Proc. SPIE Vol. 5449, p. 462-465.

8. "Исследование аутофлюоресценции и флюоресценции АЛК-индуцированного протопорфирина IX микрофлоры полости рта при воспалительных заболеваниях тканей пародонта". М.Л.Синяева, Ад.А.Мамедов, В.В.Левкин, С.С.Харнас, В.Б.Лощенов, В.В.Агафонов, С.Ю.Васильченко, А.И.Волкова, А.Н.Березин, Г.Л.Киселев. Российский биотерапевтический журнал, вып. 4, 2003, с.72-79.

9. "Исследование спектров флюоресценции ALA-индуцированного PPIX периферических опухолей легких in vivo". Патока Е.Ю., РыбинВ.К., Коган Е.А., Завражина И.Н., Каримова Л.Н., Барезин А.Н., Лощенов В.Б., 1527-1536, http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2003/129.pdf.

10. "Аппаратура для проведения флуоресцентной диагностики и фотодинамической терапии" А.Н. Березин, Г.Л.Киселев, Е.Ю.Патока, В.Б. Лощенов. Сборник трудов 52 Научно-технической конференции, МИРЭА, 2003г., Часть 3, с. 67-72.

11. Ворожцов Г.Н., Кузьмин СТ., Лощенов В.Б., Линьков К.Г., Киселев Г.Л., Березин А.Н., Каримова Л.Н. "Устройство для флюоресцентной диагностики и фотодинамической терапии" заявление на получение патента РФ №2004130391 от 19.10.04.

Подписано в печать 28.10.2004. Формат 60x84 1/16.

Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,40 Усл. кр.-отт. 5,58. Уч.-изд. л. 1,5. Тираж 100 экз. Заказ 728

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики (технический университет)" 119454, Москва, пр. Вернадского, 78

123959

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ АППАРАТУРЫ И МЕТОДОВ ПРОВЕДЕНИЯ

ФОТОДИНАМИЧЕСКОЙ ТЕРАПИИ БИОЛОГИЧЕСКИХ ТКАНЕЙ И

ФЛЮОРЕСЦЕНТНОЙ ДИАГНОСТИКИ.

1.1.Принцип действия методов фотодинамической терапии и флюоресцентной диагностики.

1.2.Аппаратура и методы, применяемые для проведения фотодинамической терапии.

1.3.Аппаратура и методы, применяемые для проведения флюоресцентной диагностики.

2. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ И ТЕРАПИИ

БИОЛОГИЧЕСКИХ ТКАНЕЙ.

2.1.Математическое моделирование распространения излучения в биологической ткани.

2.2.Исследование распространения излучения в биологической ткани.

2.3.Методика приготовления стандартного образца для анализа свойств фотосенсибилизаторов.

2.4.Методы испытания системы для флюоресцентной диагностики и фотодинамической терапии на основе металлогалоидной лампы с использованием тест-образцов.

2.5.Методы испытании оптоволоконного интраскопа с использованием тест-образцов.

2.6.Разработка метода флюоресцентной диагностики в естественном и флюоресцентном свете.

2.7.Разработка метода терапии воспалительных заболеваний полости рта.

3. РАЗРАБОТКА АППАРАТУРЫ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ И ТЕРАПИИ

БИОЛОГИЧЕСКИХ ТКАНЕЙ.

3.1 .Анализ источников света для фотодинамической терапии и ^ флюоресцентной диагностики.

3.2.Анализ фильтров для фотодинамической терапии и флюоресцентной диагностики.

3.2.1. Анализ фильтров для использования с ксеноновым источником света.

3.2.2. Анализ фильтров для использования с металлогалоидным источником света

3.3.Разработка системы регистрации флюоресцентных изображений.

3.4.Разработка аппаратуры для флюоресцентной диагностики и фото динамической терапии наружных заболеваний.

3.5.Разработка дентальной видеофлюоресцентной камеры.

3.6.Разработка оптоволоконного интраскопа для оптической диагностики подкожных патологических образований. 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ И КЛИНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

4.1.Исследования дентальной флюоресцентной видеокамеры.

4.2.Исследования устройства для флюоресцентной диагностики и фото динамической терапии на основе металлогалоидной лампы.

4.2.1. Диагностика и терапия онихомикозов.

4.2.2. Диагностика и терапия акне.

4.2.3. Диагностика заболеваний полости рта.

В настоящее время в медицине для диагностики и лечения различных воспалительных, инфекционных и онкологических заболеваний кроме традиционных методов все более широкое распространение получают методы флюоресцентной диагностики (ФД) и фотодинамической терапии (ФДТ).

Метод ФДТ и ФД активно используется не только в онкологии, но начинает применяться в стоматологии, дерматологии и других областях медицины. Оборудование для проведения ФД и ФДТ чаще всего представляет собой лазерный или некогерентный источник оптического излучения достаточной интенсивности, оптоволоконные устройства доставки излучения к биологической ткани, а также устройства регистрации и компьютерной обработки спектрозональных изображений.

В мире активно разрабатывается специализированная аппаратура для проведения ФД и ФДТ различных патологий биологических тканей. Анализ литературных данных показал, что традиционно применяемые в клинической практике аппаратура узко специализирована и направлена на решение одной конкретной задачи - либо диагностики, либо терапии, хотя конструктивно возможно совмещение этих функций в одном приборе.

Среди разнообразных систем для диагностики отсутствуют системы, позволяющие в одно и тоже время получать изображения в естественном свете и флюоресцентные изображения обследуемой области, хотя такая особенность прибора могла бы значительно повысить эффективность диагностики.

Цель работы заключалась в разработке спектрально-флюоресцентных методов и аппаратуры для флюоресцентной диагностики и фотодинамической терапии с применением волоконно-оптических источников света и систем регистрации изображений. Применение разработанной аппаратуры в клинической практике для повышения качества диагностики и терапии в дерматологии и стоматологии. Задачи исследования.

1. Изучить в эксперименте рассеивающие свойства биологических тканей.

2. Разработать методику создания'флюоресцентных тест-образцов.

3. Осуществить подбор оптимального источника света для ФД и ФДТ.

4. Осуществить подбор системы фильтров для проведения ФД и ФДТ в различных спектральных диапазонах.

5. Разработать метод одновременной диагностики в естественном и флюоресцентном свете.

6. Провести анализ эффективности ФД в различных спектральных диапазонах.

7. Разработать аппаратуру для ФД и ФДТ заболеваний кожи и полости рта.

8. Разработать систему регистрации изображений.

9. Разработать метод и аппаратуру для диагностики подкожных патологических новообразований.

Основные положения и результаты, представленные к защите.

1. Метод диагностики биологических тканей, основанный на одновременном проведении диагностики в естественном и флюоресцентном свете, повышает достоверность результатов диагностических исследований.

2. Разработанный метод и техническое решение для диагностики подкожных новообразований позволяет обнаруживать локальные (от 12мм) изменения оптических свойств ткани (рассеяние, поглощение и флюоресценция) на глубину до 2-3 мм, что дает возможность повысить вероятность обнаружения внутрикожных метастазов.

3. Экспериментальные результаты по распространению света различного спектрального диапазона в биологических тканях и их моделях дают возможность определить распределение интенсивности в глубоких слоях биологической ткани, что необходимо для назначения световой дозы и получения флюоресцентных изображений при проведения ФДТ и ФД с применением различных фотосенсибилизаторов.

4. Представленные экспериментальные данные являются обоснованием к определению спектральных диапазонов для диагностики различных заболеваний полости рта в клинической практике.

Научная новизна проведенных исследований заключается в следующем:

1. Впервые разработан метод диагностики злокачественных новообразований, позволяющий одновременно регистрировать флюоресцентные и цветные изображения по одному оптическому каналу без механических и электронных переключений в режиме реального времени.

2. Впервые разработан метод флюоресцентной диагностики подкожных новообразований с пространственным разрешением 1-2мм и глубиной зондирования 2-3мм.

3. Впервые исследованы оптические свойства тканей зубов с целью эффективной доставки излучения к пораженной зоне на заданной глубине.

Практическая ценность проведенных исследований заключается в следующем:

1. Создана диагностико-терапевтическая установка для одновременной диагностики в естественном и флюоресцентном свете, используемая в настоящее время в клинике для диагностики и контроля за лечением различных кожных заболеваний. Установка внедрена в клиническую практику хирургической клиники ММА имени И.М. Сеченова.

2. Создан оптический интраскоп для флюоресцентного исследования внутренней структуры биологических тканей. Тестовые клинические исследования интраскопа по обнаружению метастазов меланомы, проведенные в хирургической клинике ММА имени И.М. Сеченова дали положительные результаты.

3. Создано устройство для аутофлюоресцентной диагностики ротовой полости. Устройство внедрено в клиническую практику стоматологической клиники ММА имени И.М. Сеченова.

4. Определены наиболее эффективные спектральные диапазоны для диагностики различных заболеваний кожи и полости рта. Результаты этих исследований были использованы при создании новой серии источников на основе металлогалоидных ламп и матричных CCD приемников.

Проделанная работа. Проектирование и изготовление представленных в работе приборов для ФД и ФДТ. Проведение стендовых исследований приборов, помощь при проведении клинических исследований.

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы доложены на трех международных конференциях:

Научно-практическая конференция российских ученых "Актуальные аспекты лазерной медицины" 3-5 октября 2002г., г. Калуга.

ILLA/LTL '2003 VIII international conference "Laser and laserinformation technologies: fundamental problems and applications", Laser

BioMedicine Session, Smolyan, Bulgaria, 27 September - 0 1 October, 2003. The international conference on advanced laser technologies, Bedfordshire, UK, 19-23 September, 2003.

Основные результаты диссертационной работы изложены в 11 работах:

1. М.В.Лощенов, Г.Л.Киселев, А.Н.Березин "Обработка визуальной информации в медицине по цветовым признакам". Материалы Международной Конференции и Научно-практической конференции Северо-Западного региона Российской Федерации 21-22 июня 2001 г, с. 489.

2. М.В.Лощенов, В.Б.Лощенов, Г.Л.Киселев, А.Н.Березин "Анализ спектров лазерно-индуцированной флуоресценции фотосенсибилизированных биологических тканей". Материалы Международной Конференции и Научно-практической конференции Северо-Западного региона Российской Федерации "Лазерные и информационные технологии в медицине XXI века" 21 -22 июня 2001 г, с. 425.

3. А.Н.Березин, В.Б.Лощенов "Новый источник света для флуоресцентной диагностики и фотодинамической терапии". Материалы научно-практической конференции российских ученых "Актуальные аспекты лазерной медицины" 3-5 октября 2002г, сЗ 10-312.

4. Л.Н.Каримова, Е.Ю.Ершова, А.Н.Березин, С.С.Харнас, В.Б.Лощенов "Сравнение различных способов введения препарата при ФДТ псориаза". Материалы научно-практической конференции российских ученых "Актуальные аспекты лазерной медицины" 3-5 октября 2002г, с.341-342.

5. И.А.Шикунова, М.В.Лощенов, А.Н.Березин, К.Г.Линьков "Универсальная эндоскопическая система для анализа флуоресцентных и цветных изображений". Материалы научно-практической конференции российских ученых "Актуальные аспекты лазерной медицины" 3-5 октября 2002г, с.378-380.

6. Anatoly N. Berezin, Gennady L. Kiselev, Anna I. Volkova, Victor B. Loschenov, Maria L. Sinyaeva, Ad. A. Mamedov, V. V. Lervkin, Sergey S. Kharnas. "Investigation of normal and pathological parodontium tissue autofluorescence images"//, ALT'03 International Conference on Advanced Laser Technologies: Biomedical Optics, Jul 2004, Proc. SPIE Vol. 5486, p. 287-294.

7. Maria L. S inyaeva, Ad. A. Mamedov, V. V. L ervkin, S ergey S. Kharnas, Anna I. Volkova, Victor B. Loschenov, Anatoly N. Berezin, Gennady L. Kiselev "Optimization of parodontium tissue irradiation method for fluorescent diagnostic (FD) and photodynamic therapy (PDT)"//, Eighth International Conference on Laser and Laser Information Technologies, Jun 2004, Proc. SPIE Vol. 5449, p. 462-465.

8. "Исследование аутофлюоресценции и флюоресценции AJIK-индуцированного протопорфирина IX микрофлоры полости рта при воспалительных заболеваниях тканей парод онта". М.Л.Синяева, Ад.А.Мамедов, В.В.Левкин, С.С.Харнас, В.Б.Лощенов, В.В.Агафонов, С.Ю.Васильченко, А.И.Волкова, А.Н.Березин, Г.Л.Киселев. Российский биотерапевтический журнал, вып. 4, 2003, с.72-79.

9. "Исследование спектров флюоресценции ALA-индуцированного PPIX периферических опухолей легких in vivo". Патока Е.Ю., РыбинВ.К., Коган Е.А., Завражина И.Н., Каримова Л.Н., Барезин А.Н., Лощенов В.Б., 1527-1536, http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2003/129.pdf.

10. "Аппаратура для проведения флуоресцентной диагностики и фотодинамической терапии" А.Н. Березин, Г.Л.Киселев, Е.Ю.Патока, В.Б. Лощенов. Сборник трудов 52 Научно-технической конференции, МИРЭА, 2003г., Часть 3, с. 67-72.

П.Ворожцов Г.Н., Кузьмин С.Г., Лощенов В.Б., Линьков К.Г., Киселев Г.Л., Березин А.Н., Каримова Л.Н. "Устройство для флюоресцентной диагностики и фотодинамической терапии" заявление на получение патента РФ №2004130391 от 19/10/04.

Акты внедрения получены от:

- Клиники факультетской хирургии им. H.H. Бурденко Московской медицинской академии им. И.М.Сеченова.

- Кафедры стоматологии детского возраста Московской медицинской академии им. И.М. Сеченова. и

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и списка цитируемой литературы. В первой главе суммируются литературные данные, посвященные методам и аппаратуре для флюоресцентной диагностики и фотодинамической терапии. Во второй главе проведено математическое моделирование и исследование распространения излучения в биологической ткани, описана методика приготовления тест-образцов для испытаний разрабатываемой аппаратуры и методы ФД в естественном и флюоресцентном свете. В третьей главе проведена разработка металлогалодного источника для ФД и ФДТ, оптического интраскопа и дентальной видеофлюоресцентной камеры. В четвертой главе проведены экспериментальные и клинические исследования разработанной аппаратуры.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

-Проведено компьютерное моделирование и экспериментальные исследования рассеивающих свойств биологических тканей. -Разработана методика создания жидких и твердых флюоресцентных тест-образцов различных концентраций.

-Разработан метод одновременной диагностики в естественном и флюоресцентном свете повышающий качество диагностики и удобство ее проведения.

-Разработана аппаратура для ФД и ФДТ заболеваний кожи на основе металлогалоидной лампы, реализующая данный метод.

-Разработана дентальная флюоресцентная видеокамера для ФД воспалительных заболеваний полости рта.

-Проведен анализ эффективности ФД воспалительных заболеваний полости рта в различных спектральных диапазонах.

- Разработан метод для ФДТ воспалительных заболеваний полости рта, позволяющий доставить оптимальную световую дозу в зону поражения. -Разработан метод и аппаратура для флюоресцентной диагностики подкожных патологических новообразований.

-Разработанная аппаратура показала хорошие результаты при диагностике и терапии таких заболеваний, как онихомикозы, угревая сыпь, псориаз, ФД заболеваний тканей пародонта.

1. Roger Acroyd, Clive Catly, Nicola Brown, Malcolm Reed. The history of photodetection and photodynamic therapy. // Photochemistry and Photobiology. November 2001, 74 (5).

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

3. Chissov V.I., Sokolov V.V., Filonenko E.V et al. Clinical fluorescence diagnosis of tumors using photosensitizer photogem. Khirurgia, Moscow,- 1995 (5), -p.37-41.

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

5. Соколов B.B., Филоненко E.B., Саинкин Ю.П., Телегина Л.В. Эндоскопическая лазерная хирургия и фотодинамическая терапия больных со злокачественными опухолями органов дыхания и пищеварительного тракта.: Методические рекомендации.- М., -1997, -с. 22.

6. Соколов В.В., Филоненко К.В., Сухин Д.Г. Фотодинамическая терапия: возможности и перспективы. /Фотодинамическая терапия. Материалы III Всероссийского симпозиума.- М.,- 1999,- с. 66-68.

7. Соколов В.В., Жаркова Н.Н., Фабелинский В.Н. и соавт. Диагностика злокачественных опухолей на основе феноменов эндогенной и экзогенной флюоресценции. //Современные аспекты онкологии.- М., -1999,- с. 61-74.

8. Якубовская Р.И., Казачкина Н.И. и соавт. Скрининг и медико-биологическое изучение отечественных фотосенсибилизаторов.// Российский химический журнал, -T.XLII, -1998,-с. 17-23.

9. Fitzmaurice М. Principles and pitfalls of diagnostic test development: implications for spectroscopic tissue diagnosis.// J of Biomed. Optics 5(2),-p. 119-130 (April 2000).

10. Tan W.C., Fulljames C., Stone N. et all. Photodynamic therapy using 5-aminolevulinic acid for oesophageal adenoms associated with Barrett's metaplasia.// J Photochem. Photobiol. В.,- 1999,- Nov.-Dec.;- 53 (1-3),-p. 7580.

11. Edell ES, Cortese DA. Photodynamic therapy in the management of early superficial squamous cell carcinoma as an alternative to surgical resection. // Chest 1992;102:1319-22.

12. Okunaka T, Harubimi K, Konaka C, Kawate N, Bonaminio A, Yamamoto H et al. Photodynamic therapy for multiple primary bronchogenic carcinoma.// Cancer 1991;68:253-8.

13. Marijnissen JPA, Baas P, Beck JF, van Moll JH, van Zandwijk N, Star WM. Pilot study on light dosimetry for endobronchial photodynamic therapy. //Photochem Photobiol 1993;58:92-9.

14. Kubler A, Haase T, Rheinwald M, Barth T, Muhling J. Treatment of oral leukoplakia by topical application of 5-aminolevulinic acid. //Int J Oral Maxillofac Surg 1998;27:466-9.

15. Krishnadath KK, Wang KK, Taniguchi К, Sebo TJ, Buttar NS, Anderson MA et al. Persistent genetic abnormalities in Barrett's esophagus after photodynamic therapy. //Gastroenterology 2000; 119:624-30.

16. LaMuraglia GM, Schiereck J, Heckenkamp J, Nigri G, Waterman P, Leszcynski D et al. Photodynamic therapy induces apoptosis in intimal hyperplastic arteries. //Am J Pathol 2000;157:867-75.

17. Странадко Аппаратура для ФД и ФДТ. Российский Химический журнал.

18. Marks PV, Belchetz РЕ, Saxena A, Igbaseimokumo U, Thomson S, Nelson M et al. E#ect of photodynamic therapy on recurrent pituitary adenomas: clinical phase I/II an early report. //Br J Neurosurg 2000; 14:31725.

19. Fong DS. Photodynamic therapy with verteporfin for age-related macular degeneration. //Ophtalmology 2000; 107:2314-17.

20. Karamata B, Sickenberg M, van den Bergh H. A fiber optic light distributor for the preventive photodynamic therapy of secondary cataract. //Laser Med Sci 2000;15:238-45.

21. Whitehurst, С.К. Byrne and J.V. Moore. Development of an alternative light source to lasers for photodynamic therapy. Comparative in vitro dose response characteristics //Lasers Med Sci. 1993; 8:259-261.

22. L. Brancaleon and H. Moseley. Laser and Non-laser Light Sources for Photodynamic Therapy. //Lasers Med Sci 2002, 17:173-186

23. Kennedy JC, Marcus SL, Pottier RH. Photodynamic therapy (PDT) and photodiagnosis (PD) using endogenous photosensitization induced by 5aminolevulinic acid (ALA): mechanisms and clinical results. //J Clin Laser Med Surg 1996;14:289-304.

24. Morton CA, Whitehurst C, Moore JV, MacKie RM. Comparison of red and green light in the treatment of Bowen's disease by photodynamic therapy. //Br J Dermatol 2000;143:767-72.

25. Thissen MR, Neumann MH, Schouten LJ. A systematic review of treatment modalities for primary basal cell carcinomas. //Arch Dermatol 1999;135:1177-83.

26. Thissen MRTM, Schroeter CA, Neumann HAM. Photodynamic therapy with delta-aminolaevulinic acid for nodular basal cell carcinomas using prior debulking technique. //Br J Dermatol 2000;142:338-9.

27. Kurwa HA, Barlow RJ, Neill S. Single-episode photodynamic therapy and v ulval intraepithelial neoplasia type III r esistant to c onventional therapy. //Br J Dermatol 2000;143:1040-2.

28. Henta T, Itoh Y, Kobayashi M, Ninomiya Y, Ishibashi A. Photodynamic therapy for inoperable vulval Padget's disease using delta-aminolevulinic acid: successful management of a large skin lesion. //Br J Dermatol 2999;141:347-9.

29. Wennberg AM, Gudmundson F, Stenquist B, Ternesten A, Molne L, Rosen A et al. In vivo detection of basal cell carcinoma using imaging spectroscopy. //Acta Derm Venereol 1999;79:54-61.

30. Bissonnette R, Shapiro J, Zeng H, Mclean DI, Liu H. Topical photodynamic therapy with 5-aminolaevulinic acid does not induce hair regrowth in patients with extensive alopecia areata. //Br J Dermatol 2000; 143:1032-5.

31. K. Orth, D. Russ, R. Steiner, H.G. Beger. Fluorescence detection of small gastrointestinal tumours: principles, technique, first clinical experience. //Langenbeck's Arch Surg (2000) 385:488-494.

32. Jianan Y. Qu and Jianwen Hua. C alibrated fluorescence imaging o f tissue in vivo. //Applied Physics Letters (2001) 78:4040-4042.

33. Cothren et al. Gastrointestinal Tissue Diagnosis by Laser-Induced Fluorescence Spectroscopy at Endoscopy. //Gastrointestinal Endoscopy 36 (2) (1990) 105-111.

34. Andersson et al. Auto fluorescence of Various Rodent Tissues and Human Skin Tumour Samples. //Lasers in Medical Science 2 (41) (1987) 4149.

35. Qu, Jianan. Method and apparatus for fluorescence imaging of tissue. //6,343,228 January 29, 2002.

36. Katerkamp, Andreas, Kunz, Grawe, Frank, Key, Goran. Process and device for carrying out fluorescence immunoassays. //6,440,748 August 27, 2002.

37. Sendai, Tomonari, Hakamata, Kazuo, Hayashi, Katsumi. Method of and apparatus for obtaining fluorescence image. //6,492,646 December 10, 2002.

38. Irion, Klaus M., Erhardt, Andre, Stepp, Herbert, Pichler, Josef Peter. Method of and devices for fluorescence diagnosis of tissue, particularly by endoscopy. //6,510,338 January 21, 2003.

39. Hayashi, Katsumi. Fluorescence imaging apparatus. //6,573,513 June 3, 2003.

40. Herth FJ, Ernst A, Becker HD. Autofluorescence bronchoscopy a comparison of two systems (LIFE and D-Light). Respiration. 2003 Jul-Aug;70(4): 395-8.47. www.shtorz.com

41. Sieron A, Namyslowski G, Misiolek M, Adamek M, Kawczyk-Krupka A. Photodynamic therapy of premalignant lesions and local recurrence of 1 aryngeal and hypopharyngeal c ancers. / /Eur Arch O torhinolaryngol. 2 001 Sep;258(7):349-52.

42. Delank W, Khanavkar B, Nakhosteen JA, Stoll W. A pilot study of autofluorescent endoscopy for the in vivo detection of laryngeal cancer. //Laryngoscope. 2000 Mar;l 10(3 Pt l):368-73.50. www.xillix.com

43. Bennett T. Amaechi, Susan M. Higham, Use of Quantitative L ight-induced Fluorescence to monitor tooth whitening, Lasers in Dentistry VII, Peter Rechmann, Daniel Fried, Thomas Hennig, Editors, Proceedings of SPIE Vol. 4249 (2001).

44. Takamori K, Hokari N, Okumura Y, Watanabe S, Detection of occlusal caries under sealants by use of a laser fluorescence system, J Clin Laser Med Surg 2001 Oct 19:267-71.

45. A.L. Golub, E.F. Gudgin Dickson, J.C. Kennedy, S.L. Marcus, Y. Park and R.H. Pottier. The Monitoring of ALA-Induced Protoporphyrin IX Accumulation.// Lasers Med Sci 1999, 14:112-122.

46. M.A. Scott, C. Hopper, A. Sahota, R. Springett, B.W. Mcllroy, S.G. Bown and A.J. MacRobert. Fluorescence Photodiagnostics and Photobleaching Studies of Cancerous Lesion. //Lasers Med Sci 2000, 15:63-72.

47. Stepp H., Baumgartner R., Brand P., Haubinger K., Huber R., Pichler J., Stanzel F. Fluorescence bronchoscopy for the localisation of early stage tumors. //Lasers Serg. And Med. 2000.

48. T.R. Flotte, S.E. Beck, K. Chesnut, M. Potter, A. Poirier and S. Zolotukhin. A fluorescence video-endoscopy technique for detection of gene transfer and expression //Gene Therapy (1998) 5, 166-173.

49. A. Bogaards, M.C.G. Aalders, A. J. L. Jongen, E. Dekker, H.J.C.M. Sterenborg. Double ratio fluorescence imaging for the detection of early superficial cancers. //Review Of Scientific Instruments. Volume 72, Number 10, October 2001 3956-3961.

50. Nakamura, et al. Fluorescence endoscopy and endoscopic device therefor.//5,092,331 March 3, 1992.

51. Heffelfinger, et al. Tunable excitation and/or tunable emission fluorescence imaging. //5,591,981 January 7, 1997.

52. Che. Large-field fluorescence imaging apparatus. //6,140,653 October 31, 2000.

53. Irion, et al. Method of and devices for fluorescence diagnosis of tissue, particularly by endoscopy. //6,510,338 January 21, 2003.

54. Alfano, et al. System and method of fluorescence spectroscopic imaging for characterization and monitoring of tissue damage. //6,631,289 October 7, 2003.

55. J. Hewett, T. Mckechnie, W. Sibbett, J. Ferguson, C. Clark And M. Padgett. Fluorescence detection of supercial skin cancers. // Journal Of Modern Optics, 2000, Vol. 47, No. 11, 2021- 2027.

56. Hoyt, et al. Fluorescence imaging system. //5,943,129 August 24, 1999.

57. Lazarev, et al. Fluorescence imaging system. //5,986,271 November 16, 1999.

58. Kambara, et al. Fluorescence detection type electrophoresis apparatus. //5,290,419 March 1, 1994.

59. Fujimiya, et al. Multi-colored electrophoresis pattern reading apparatus. //5,213,673 May 25, 1993.

60. Yokoi. Fluorescence detecting device. //6,094,274 July 25, 2000.

61. Scherninski, et al. Endoscopic or fiberscopic imaging device using infrared fluorescence. //6,192,267 February 20, 2001.

62. Cline, et al. Imaging system with automatic gain control for reflectance and fluorescence endoscopy. //6,462,770 October 8, 2002.

63. Hayashi. Fluorescence imaging apparatus. //6,573,513 June 3, 2003.

64. Лощенов В.Б., Меерович Г.А., Линьков К.Г. Матричное светодиодное устройство для флуоресцентной диагностики и фотодинамической терапии патологических участков. //RU 2176475 С1.

65. Лощенов В.Б., Киселев Г.Л. Оптический интраскоп. //RU 21897811. С2.

66. Karahalli Е, Yilmaz A, Turker Н, Ozvaran К. Usefulness of various diagnostic techniques during fiberoptic bronchoscopy for endoscopically visible lung cancer: should cytologic examinations be performed routinely? Respiration. 2001;68(6):611-4.

67. Шевченко Ю.Л., Харнас С.С., Лощенов В.Б., Коган Е.А., Аблицов Ю.А., Заводнов В.Я., Завражина И.Н., Патока Е.Ю. Флюоресцентная диагностика хирургических заболеваний легких с использованием препарата Аласенс //Анналы хирургии, №2, 2003 г. Стр.

68. А.А. Stratonnikov, V.S. Polikarpov, and V.B. Loschenov. Photobleaching of endogenous fluorochroms in tissues in vivo during laser irradiation. //Proc. of SPIE, v. 4241, p. 13-24 (2001).

69. Zuev, Vladimir M., Beliaeva, Ludmila A., Tevlina, Ekaterina V., Zaiceva, Galina U., Loschenov, Victor В., Stratonnikov, Alexander A., Volkova, Anna I. Autofluorescence diagnostic of gynecological diseases ex vivo. //Proc. SPIE, v.4156, p. 26-30 (2001).

70. В.Б. Лощенов, А.А. Стратоников. Физические основы флуоресцентной диагностики и фотодинамической терапии. //Сборник трудов МИФИ, том 4, стр. 53-54 (2000).

71. Iwami Y, Shimizu A, Yamamoto H, Hayashi M, Takeshige F, Ebisu S. In vitro study of caries detection through sound dentin using a laser .uorescence device, DIAGNOdent. //Eur J Oral Sci 2003; 111:7-11.

72. Lussi A, M egert В, Longbottom С, Reich E, F rancescut P. Clinical performance of a laser fluorescence device for detection of occlusal caries lesions. //Eur J Oral Sci 2001; 109: 14-19.

73. Телевизионные наблюдения в сложных условиях. http://evs.ru/publl .php?st=3.

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

75. Linkov, Kirill G.; Kisselev, G. L.; Loschenov, Victor B. Investigations of physical model of biological tissue. //SPIE Vol. 2923, p. 58-67, (1996).

76. Г.Л. Киселев. Моделирование распространения света в биологических тканях. //Биомедицинская радиоэлектроника. №1 2001г. стр. 10-16.

77. И.П. Башкатов, Г.Л. Киселев, В.Б. Лощенов. Лазерно-индуцированный нагрев биологической среды. //Биомедицинская радиоэлектроника. №1 2001г. стр. 18-24.

78. Тучин В.В. Лазеры и волоконная оптика в биомедицинских исследованиях. //Саратов, изд-во Саратовск. ун-та, 1998.

79. Loschenov V. В., Kuzin М. I., Artjushenko V. G., Konov V. I. «Study of tissue fluorescence spectra in situ»,//Proc. SPIE, 1989; Vol. 1066:2 71 -274.

80. Loschenov V. В., Steiner R. «Spectra investigation methods of biological tissues. Technique. Experiments. Clinics», //Proc. SPIE, 1993; Vol. 2081: 96- 108.