Вышедшие номера
Оценка экстинкции двуслойных сред с помощью сапфирового волоконного зонда и анализа диффузно рассеянного излучения
Russian Science Foundation , 25–79–30006
Платонова А.А. 1, Зотов А.К. 1, Кочиев Д.Г. 1, Зайцев К.И. 1, Курлов В.Н. 2, Долганова И.Н. 1,2
1Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Москва, Россия
2Институт физики твердого тела им. Ю.А. Осипьяна РАН, Черноголовка, Россия
Email: platlina.hibou2001@yandex.ru, in.dolganova@gmail.com
Поступила в редакцию: 15 июля 2025 г.
В окончательной редакции: 25 июля 2025 г.
Принята к печати: 25 ноября 2025 г.
Выставление онлайн: 5 февраля 2026 г.

Измерение оптических параметров биологических тканей с помощью методов диффузного рассеяния широко применяется для неинвазивного мониторинга различных состояний. Одним из частных случаев является анализ параметров различных объемных включений и слоев тканей. Применительно к данной задаче в настоящей работе рассмотрен сапфировый волоконный зонд, который позволяет за счет анализа диффузно рассеянного излучения с пространственным разрешением оценивать эффективный коэффициент экстинкции биологических тканей. В его основе лежит четырехканальная подсветка исследуемого объекта лазерным излучением и анализ интенсивности диффузного рассеяния в стационарном режиме. Для оценки чувствительности зонда к наличию включений были разработаны двуслойные фантомы на основе полиакриламида с различной толщиной верхнего слоя. В качестве рассеивающего компонента была использована липидная эмульсия в различной концентрации, что позволило создать контраст рассеивающих свойств на границе раздела между слоями фантомов. В результате экспериментальных исследований было показано, что измеряемый эффективный коэффициент экстинкции таких фантомов зависит от толщины верхнего слоя, а используемый зонд позволяет оценить наличие неоднородности или включения. Ключевые слова: диффузное рассеяние, эффективный коэффициент экстинкции, сапфир, фантомы биологических тканей. DOI: 10.21883/0000000000
  1. C.A. denUil, E. Klijn, W.K. Lagrand, J.J. Brugts, C. Ince, P.E. Spronk, M.L. Simoons. Prog. Cardiovasc. Dis., 51 (2), 161--170 (2008). DOI: 10.1016/j.pcad.2008.07.002
  2. P.F. Do Amaral Tafner, F.K. Chen, R.R. Filho, T.D. Corr\^ea, R.C. De Freitas Chaves, A.S. Neto. Rev. Bras. Ter. Intensiva., 29 (2), 238--247 (2017). DOI: 10.5935/0103-507X.20170033
  3. R. Fitridge, M. Thompson. Mechanisms of vascular disease: A reference book for vascular specialists (The University of Adelaide Press, Adelaide, 2011). DOI: 10.1017/UPO9781922064004
  4. N. Nakayama, S. Kuroda, K. Houkin, S. Takikawa, H. Abe. Acta. Neurochir., 143 (1), 17--24 (2001). DOI: 10.1007/s007010170133
  5. A.V. Pushkarev, S.S. Ryabikin, D.I. Tsiganov, A.K. Zotov, V.N. Kurlov, I.N. Dolganova. J. Biomed. Photon. Eng., 8 (4), 040501 (2022). DOI: 10.18287/JBPE22.08.040501
  6. I.N. Dolganova, A.K. Zotov, L.P. Safonova, P.V. Aleksandrova, I.V. Reshetov, K.I. Zaytsev, V.V. Tuchin, V.N. Kurlov. J. Biophotonics, 16 (3), e202200288 (2023). DOI: 10.1002/jbio.202200288
  7. C. Holm., M. Mayr, E. Hofter, A. Becker, U.J. Pfeiffer, W. Muhlbauer. Br. J. Plast. Surg., 55 (8), 635--644 (2002). DOI: 10.1054/bjps.2002.3969
  8. D.K. Tuchina, V.V. Tuchin. J. Biomed. Photon. Eng., 4 (2), 020201 (2018). DOI: 10.18287/jbpe18.04.020201
  9. E. Zharkikh, V. Dremin, E. Zherebtsov, I. Meglinski. J. Biophotonics, 13 (10), 202000203 (2020). DOI: 10.1002/jbio.202000203
  10. V.V. Tuchin. Tissue optics: Light scattering methods and instruments for medical diagnosis (SPIE, California, 2015). DOI: 10.1117/3.1003040
  11. M.G. Nichols, E.L. Hull, T.H. Foster. Appl. Opt., 36 (1), 93--104 (1997). DOI: 10.1364/AO.36.000093
  12. Z. Shi, Y. Fan, H. Zhao, K. Xu. J. Biomed. Opt., 17 (6), 067004 (2012). DOI: 10.1117/1.jbo.17.6.06700
  13. A.M.K. Nilsson, R. Berg, S. Andersson-Engels. Appl. Opt., 34 (21), 4609--4619 (1995). DOI: 10.1364/ao.34.004609
  14. B. Hallacoglu, A. Sassaroli, S. Fantini. PLoS One, 8 (5), e64095 (2013). DOI: 10.1371/journal.pone.0064095
  15. A.K. Zotov, A.V. Pushkarev, A.I. Alekseeva, K.I. Zaytsev, S.S. Ryabikin, D.I. Tsiganov, D.A. Zhidkov, I.A. Burkov, V.N. Kurlov, I.N. Dolganova. Sensors, 24 (11), 3655 (2024). DOI: 10.3390/s24113655
  16. А.А. Платонова, П.В. Александрова, С.П. Кудрявцева, А.К. Зотов, К.И. Зайцев, К.Б. Долганов, В.Н. Курлов, И.Н. Долганова. Опт. и спектр., 133 (5), 473--479 (2025). DOI: 10.61011/OS.2025.05.60784.201-24
  17. A.A. Platonova, P.V. Aleksandrova, A.I. Alekseeva, S.P. Kudryavtseva, A.K. Zotov, K.I. Zaytsev, K.B. Dolganov, I.V. Reshetov, V.N. Kurlov, I.N. Dolganova. J. Biophotonics, 17 (11), e202400368 (2024). DOI: 10.1002/jbio.202400368
  18. K. Stock, T. Stegmayer, R. Graser, W. Forster, R. Hibst. Las. Surg. Med., 44 (10), 815--823 (2012). DOI: 10.1002/lsm.22091
  19. I.N. Dolganova, I.A. Shikunova, A.K. Zotov, M.A. Shchedrina, I.V. Reshetov, K.I. Zaytsev, V.V. Tuchin, V.N. Kurlov. J. Biophotonics, 13 (10), e202000164 (2020). DOI: 10.1002/jbio.202000164
  20. M. Ahmad, M. Ismail. J. Cosmet. Dermatol., 20 (11), 3610--3615 (2021). DOI: 10.1111/jocd.14006
  21. T.J. Polletto, A.K. Ngo, A. Tchapyjnikov, K. Levin, D. Tran, N.M. Fried. Las. Surg. Med., 38 (8), 787--791 (2006). DOI: 10.1002/lsm.20382
  22. H.E. LaBelle. J. Cryst. Growth, 50 (1), 8--17 (1980). DOI: 10.1016/0022-0248(80)90226-2
  23. V.N. Kurlov, S.N. Rossolenko, N.V. Abrosimov, K. Lebbou. Crystal Growth Processes Based on Capillarity: Czochralski, Floating Zone, Shaping and Crucible Techniques (John Wiley and Sons, Capstone, 2010). Ch. 5. DOI: 10.1002/9781444320237
  24. T.J. Farrell, M.S. Patterson, B. Wilson. Med. Phys., 19 (4), 879--888 (1992). DOI: 10.1118/1.596777
  25. A. Liemert, A. Kienle. Opt. Expr., 18 (9), 9266--9279 (2010). DOI: 10.1364/OE.18.009266
  26. H. Assadi, R. Karshafian, A. Douplik. Int. J. Photoenergy, 2014 (1), 471764 (2014). DOI: 10.1155/2014/471764
  27. S.T. Flock, S.L. Jacques, B.C. Wilson, W.M. Star, M.J. van Gemert. Las. Surg. Med., 12 (5), 510--519 (1992). DOI: 10.1002/lsm.1900120510
  28. S.R. Guntur, M.J. Choi. Ultrasound Med. Biol., 40 (11), 2680--2691 (2014). DOI: 10.1016/j.ultrasmedbio.2014.06.010
  29. A. Hariri, J. Palma-Chavez, K.A. Wear, T.J. Pfefer, J.V. Jokerst, W.C. Vogt. Photoacoustics, 22 (22), 100245 (2021). DOI: 10.1016/j.pacs.2021.100245
  30. B. Aernouts, R. Van Beers, R. Watte, J. Lammertyn, W. Saeys. Opt. Expr., 22 (5), 6086--6098 (2014). DOI: 10.1364/oe.22.006086