Модель формирования оптоакустического сигнала от эритроцитов для лазерного цитомера
https://doi.org/10.37895/2071-8004-2018-22-1-57-60
Аннотация
Цель: разработать двумерную модель распределения эритроцитов в плазме для 200 разновидностей расположения неагрегированных эритроцитов (моделей ткани) в зависимости от гематокрита. Провести моделирование воздействия лазерного изучения на исследуемый модельный слой крови для получения оптико-акустического отклика от одиночных эритроцитов и группы эритроцитов. Считалось, что клетки подвергались воздействию лазера с постоянной интенсивностью независимо от их ориентации. Параметры лазера были выбраны для имеющейся установки LIMO 100-532/1064-U, лазер Nd:YAG, с целью дальнейшей проверки результатов моделирования с помощью эксперимента. Результат моделирования доказывает возможность подсчета количества эритроцитов и измерение гематокрита неагрегированных эритроцитов путем регистрации амплитуды сигнала и измерения спектральной мощности. Регистрируемые параметры растут с ростом количества эритроцитов, а также изменяется частота спектра сигнала, который также информирует о количественном составе эритроцитов. Работа выполнена в Южном федеральном университете и является продолжением исследования по созданию проточного оптического цитомера. Ключевые слова: оптоакустика, лазер, спектральная плотность мощности, оптоакустические сигналы, эритроциты, гематокрит, спектр сигнала.
Об авторах
Денис Андреевич Кравчук
ФГАОУ ВО «Южный федеральный университет»
Россия
Россия
И. Б. Старченко
ФГАОУ ВО «Южный федеральный университет»
Россия
Россия
Список литературы
1. Гусев В.Э., Карабутов А.А. Лазерная оптоакустика. - М.: Наука. 1991. - 304 с.
2. Грашин П.С., Карабутов А.А., Пеливанов И.М., Подымова Н.Б. Измерение оптических характеристик рассеивающих сред по временному профилю оптико-акустического сигнала // Вестник Московского университета. С. 3. Физика. Астрономия. -2001. - № 2. - С. 39-42.
3. Кравчук Д.А., Старченко И.Б., Кириченко И.А. Прототип оптоакустического лазерного цитомера // Медицинская техника. - 2017. - № 5 (305). - C. 4-7.
4. Кравчук Д.А., Старченко И.Б. Математическое моделирование оптико-акустического сигнала от сферических поглотителей на примере эритроцитов // «Известия Юго-Западного государственного университета». Серия «Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение». -2017. - Т. 7. - № 3 (24). - С. 101-107.
5. Кравчук Д.А. Экспериментальные исследования и моделирование процесса генерации оптоакустических волн // Электронный научный журнал «Инженерный вестник Дона». - № 2 (2017). URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2017/4234.
6. Кравчук Д.А. Теоретические исследования генерации оптоакустических волн в жидкости цилиндрическими поглотителями// Электронный научный журнал «Инженерный вестник Дона». - № 3 (2017). URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/ N3y2017/4350 ISSN 2073-8633.
7. Кравчук Д.А., Орда-Жигулина Д.В., Слива Г.Ю. Экспериментальные исследования оптоакустического эффекта в движущейся жидкости // Известия ЮФУ Технические науки. -2017. - № 4 (189). - С. 246-254.
8. Кравчук Д.А. Аналитический результат генерации оптоакустических волн для сферических поглотителей в дальнем поле // Электронный научный журнал «Инженерный вестник Дона». - № 4 (2017). URL: http://www.ivdon.ru/ru/magazine/ archive/n4y2017/4436.
9. Тучин В.В. Оптическая биомедицинская диагностика. - М.: Физматлит, 2007. - 511 с.
10. Diebold G.J. Photoacoustic monopole radiation: Waves from objects with symmetry in one, two and three dimensions // Photoacoustic Imaging and Spectroscopy / Edited by L.V. Wong (Taylor & Francis Group, LLC, London, 2009), Chap. 1. - Р. 3-17.
11. Gournay L. Conversion of electromagnetic to acoustic energy by surfaceheating // J. Acoust. Soc. Am. - 1966. - 40. - Р. 1322-1330.
12. Karpiouk A.B., Aglyamov S.R., Mallidi S., Shah J., Scott W.G., Rubin J.M., Emelianov S.Y. Combined ultrasound and photoacoustic imaging to detect and stage deep vein thrombosis: Phantom and ex vivo studies // J. Biomed. Opt. - 2008. - 13 (5). - Р 1-8.
13. Lai H., Young K. Theory of the pulsed optoacoustic technique // J. Acoust. Soc. Am. - 1982. - 72. - Р 2000-2007.
14. Seiyama A., Hazeki O., Tamura M. Noninvasive quantitative analysis of blood oxygenation in rat skeletal muscle // J. Biochem. (Tokyo). - 1988. - 103. - P. 419-424.
15. Zhang H.F., Maslov K., Sivaramakrishnan M., Stoica G., Wang L.V Imaging of hemoglobin oxygen saturation variations in single vessels in vivo using photoacoustic microscopy // Appl. Phys. Lett. - 2007. - 90. - 053901.
Рецензия
Для цитирования:
Кравчук Д.А., Старченко И.Б. Модель формирования оптоакустического сигнала от эритроцитов для лазерного цитомера. Лазерная медицина. 2018;22(1):57-60. https://doi.org/10.37895/2071-8004-2018-22-1-57-60
For citation:
Kravchuk D.A., Starchenko I.B. The model of the formation of an optoacoustic signal from erythrocytes for a laser cytometer. Laser Medicine. 2018;22(1):57-60. (In Russ.) https://doi.org/10.37895/2071-8004-2018-22-1-57-60
Просмотров:
164
Послать статью по эл. почте 