Спецкурс А.Виткина

1. я
Опт е к е етод у л
п офе о л дко т л о о ее
о о од
2016

2. М
ММ ЭЭ
http://en.wikipedia.org/wiki/File:PET-schema.png
http://www.spbpmc.ru/tomographymagnetic/
http://www.curesearch.org/CT-Scan/
http://www.sononet.us/uimaging.htm
0.5 mm
0
10
20
30
40
50
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

3. 3
ЭЭ
(400(400--13001300 ))

4. 4
(400(400--13001300 ))
--
•• (( ))
•• ((
))
•• (( ))
••
((
))
••
(( ))

5. 5
Encyclopedia of Optical Engineering, 2004
0.1 J/cm2
Ф
Т
(
)
Ф
О ч ь [В / 2
]
В я я [ ]

6. 6
•• ––
И
( )
•• –– ,,
..
(( ))
•• ––
(( ))

7. 7
(( ))
ПП :: ,,
ПП ::
И
ы
И
--
(( ,,
,,
.).)

8. 8
(( ))
ЭЭ
663030 --11300300
Hb
HbO2
( )
( )
Э
,

9. (( ))
:
- ,
- ,
- ,
- .
:
- ,
- ,
- / .
ЫЫ

10. 10
З
100 -200
1-2
10
/
( -
),
( - ),
:
400-1200
(
)
600-1200
(
–
)
700-950
(
)
( - ,
)
( – )
( – )
2-20

11. 11
З
100 -200
1-2
10
/
( -
),
( - ),
:
400-1200
(
)
600-1200
(
–
)
700-950
(
)
( - ,
)
( – )
( – )
2-20

12. 12
(( ))
200200
, ,
,
( ),
,
-
.

13. 13
~I(r/2)2
~I(r)
ЭЭ яя щщ
:
-
(∼ 1.4 );
- ;
-
( 2 );

14. 14
httphttp://://www.jenlab.dewww.jenlab.de//
in vivo (Papilla)
:
: ;
• , . .
•
•
• in
situ
•

15. 15
•• Stimulated emission depletionStimulated emission depletion ((STEDSTED))
•• PhotoactivatedPhotoactivated Localization Microscopy (PALM)Localization Microscopy (PALM)
•• Stochastic Optical Reconstruction Microscopy (STORM)Stochastic Optical Reconstruction Microscopy (STORM)
::
2014
Э ( ),
( ),
( )

16. 16
––
Stochastic Optical Reconstruction Microscopy (STORM)Stochastic Optical Reconstruction Microscopy (STORM)STORM
http://zhuang.harvard.edu/storm.html

17. 17
1
2
3
4
5
1
3
z,
( )
,
(a) (b)
/

18. 18
З
100 -200
1-2
10
/
( -
),
( - ),
:
400-1200
(
)
600-1200
(
–
)
700-950
(
)
( - ,
)
( – )
( – )
2-20

19. 19
(( ))
-

20. 20
0.5 mm
3D
Э
• – 0.65 - 1.3
• - 1-3
• – 1-15
• –

21. 21

22. я
1. К –
я
я -
я я
2. – то л е е
дет л , кото у е е о о л т о е . о т т е ое
е е е пок ет, к ко то дол т поло е
дет л , то о о ло о е л т дел о
Х р шее р реше е Сл е р реше е Пл х е р реше е

23. до коп
1 cm
0.1 mm
к о коп е о коп к о коп
до коп е к
ул т ук
Опт е к ко е е т
то о
у л
о е к
1 mm
толо

24. В
я я
я

25. ОК т о те оло
до коп ко п кт ОК о до , еде е е оп к л.
олу е е о е л то п е од in vivo де о т у т оот ет т е
о т д т о толо е ко к т о .

26. Ф г д
Ф щ
й
Ф
щ
LIFE endoscopy system
(Xillix, Canada).
й
О
г
д
щ Б .
ОК –
-
щ
Б
ОК –
щ
Б

27. ОК т -
толо е к
К
В уальная гран ца

28. Ра а с ч с OКT
from
Das A, Sivak MV et al.
DDW-Poster 2000

29. ОК л оло
до о л т о т
опу ол
ко опу ол

30. 1.0 mm
о ок е т е е о то –
о о т л о о е т о
т укту о е
еопл –
о е , л е е
т укту
о т к еопл пло к
подо тел о

31. 12 o’c
4 o’c
Patient N., 44 years old, AC, low differentiated T3N1M0
Moderate
dysplasia
OCT guidance of cystectomy

32. Healthy tissue
MGD
TCC
MGD
Patient K., 71 years old, TCC,TI-IIN0M0
Tumor
focus
OCT guidance of transurethral resection

33. с ф мн 27 оо
М г д
пе е о
дек т т к о о Wavelet л е
255 195 163 128 287 50

34. Л О АЛ АЯ О Ч КАЯ КО АЯ О О АФ Я
олуче 3D о е
к о о уд то о у л л то о олочк
поло т т у п ц е то етодо ОКТ
к о о ф , ле о у ел е е
плот о т о уд то етк 20% п
т лу е уко то 2 тепе
у л е л о е е
ОК
п о
И Ф А
. о о од
О у е е л т т о о
о т л о л то
о то е к л то
о оло к поло т т лу е у те п
етод к о -пол о о ОК
улу ет д ффе е ц л у
д о т ку
ф л т т о о о т л л
опу оле по е
т д ц о о ОКТ

35. ОК К ОА О АФ Я О А

36. 24
20
(
)
,
MFP (mean free path) –
TMFP (transport mean free path) –

37. 25
З
100 -200
1-2
10
/
( -
),
( - ),
:
400-1200
(
)
600-1200
(
–
)
700-950
(
)
( - ,
)
( – )
( – )
2-20

38. 2616 m
CW
(( )/)/ (( ))
( ) . Э
,

39. 27
((fNIRSfNIRS))
fNIRS
• O2Hb
• HHb
• cHb
,
http://www.biopac.com/fnir-optical-
brain-imaging-hemodynamic-response
http://www.shimadzu.com/an/lif
escience/imaging/nirs/nirs_top.
html

40. яя
Pham, TH., et al. Review of Scientific Instruments, 71 , 1 – 14, (2000).
Bevilacqua, F., et al. Applied Optics, 39, 6498-6507, (2000).
Tromberg et al. Neoplasia, 2, 26 (2000)
HbR
HbOx
Ж
650
,
700 750 800 850 900 950 1000
0,1
0,0
1
0,001
0.0001
μa,-1
(( --,, ,, ,,
))

41. [H2O][H2O]
THC = [Hb-R] + [Hb-O2]THC = [Hb-R] + [Hb-O2]
StO2 =StO2 =
[Hb-O2]
THC
[Hb-R][Hb-R]
[Hb-O2][Hb-O2]
, ,
ЬЬ

42. «« »»
[H2O], [THC]↑ Ж , StO2↓
0
20
40
60
80
100
1 2 3 4 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9
(1.0 cm)
(%)
(µM)
St
O2
(%)
(%)
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
( )l
( )
([H2
O]x[THC])/(St
O2
x[Lipid])

43. 31
0
10
20
30
40
50
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
900
10040
0
10
20
30
40
50
0 10 20 30 40 50
П
, %
М
К
К
, 1/
( )

44. 32
Brian Pogue, Keith Paulsen and coworkers
Near Infrared Imaging Group, Thayer School of Engineering Dartmouth College

45. 33
::
++ (( ))
И –
- « »
-
«Ж » -

46. 34
:: ++
Ben Brooksby, Brian W. Pogue, et al, PNAS 23 (2006)

47. 35
( )
(%)

48. 36
З
100 -200
1-2
10
/
( -
),
( - ),
:
400-1200
(
)
600-1200
(
–
)
700-950
(
)
( - ,
)
( – )
( – )
2-20

49. 37
(( ))
(Ф )
ы
––
,, ,, ,,
Hoffman R.M. Lab Animal V. 31, 2002

50. 38
((
))
,
,
,a.u.
,% Ц !

51. ( )
И ы
ы ы
Ivis Spectrum (Caliper)

52. 40
•• ((
)) ––
••
••
(( ))
Jonathan P. Celli, et al", Chem. Rev. 2010, 110

53. 41
З
100 -200
1-2
10
/
( -
),
( - ),
:
400-1200
(
)
600-1200
(
–
)
700-950
(
)
( - ,
)
( – )
( – )
2-20

54. 42
--
[532…1300]
ΔT~1 K, ΔP~1
:
-, -
, ,
,
⇓
,
(
)
+
+ Ь

55. 43
‐ ‐
: 570
: 80
3 , :
1.2 ,
. . 1, :
50
L.Wang et al.//Opt.Lett.2011.36(7).
1
.
: 800
:24
.: 250 , : 40
. .: 128, : 5
Kruger R. A at al.//Med. Phys.2010.37(6096).

56. 44
- Vevo2100 ( : visualsonics.com)
:
я
in vivo щ
: 60 .
.
Г я: 10
ш : 50
:
in vivo

57. 45
6 mm
@
584
C‐ B‐ B‐

58. 46
--
1. ,
2. .
2.1. :
,
2.2.
(
)
2.3.
( ,
, )
B16,
+
www.sciencemag.org
http://www.nature.com/nm/journal/v18/n8/
fig_tab/nm.2823_F1.html

59. 47
MFP TMFP 10 TMFP
0.1 mm 1 mm 10 mm
(μm)
1
10
102
103
-
-
-
-
- ( / )
-
-
““GoingGoing deeperdeeper thanthan microscopymicroscopy…”…”
Vasilis Ntziachristos, Nature Methods 7 (2010)

60. 48
И , я –
(a) (b)
0
10
20
30
40
50
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
900
я
я я
я
я
я
я