RU2697594C1 - Method of obtaining optical image of interphalangeal joints and optical sensor for its implementation - Google Patents
Method of obtaining optical image of interphalangeal joints and optical sensor for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2697594C1 RU2697594C1 RU2018126357A RU2018126357A RU2697594C1 RU 2697594 C1 RU2697594 C1 RU 2697594C1 RU 2018126357 A RU2018126357 A RU 2018126357A RU 2018126357 A RU2018126357 A RU 2018126357A RU 2697594 C1 RU2697594 C1 RU 2697594C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- immersion agent
- camera
- skin
- finger
- immersion
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 51
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 67
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims abstract description 63
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 27
- 230000036558 skin tension Effects 0.000 claims abstract description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 8
- 210000001145 finger joint Anatomy 0.000 claims abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims abstract description 4
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 53
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 claims description 20
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims description 17
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 17
- 239000008103 glucose Substances 0.000 claims description 17
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 17
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229930091371 Fructose Natural products 0.000 claims description 7
- 239000005715 Fructose Substances 0.000 claims description 7
- RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N Fructose Chemical compound OC[C@H]1O[C@](O)(CO)[C@@H](O)[C@@H]1O RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N 0.000 claims description 7
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 claims description 7
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 claims description 7
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 claims description 7
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 7
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 claims description 7
- OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 100676-05-9 Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC1C(O)C(O)C(O)C(OC2C(OC(O)C(O)C2O)CO)O1 OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N Maltose Natural products O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)OC(O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N 0.000 claims description 6
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N beta-maltose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N 0.000 claims description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 6
- 239000003623 enhancer Substances 0.000 claims description 6
- 150000002314 glycerols Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 4
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 claims description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 4
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 4
- KIUKXJAPPMFGSW-DNGZLQJQSA-N (2S,3S,4S,5R,6R)-6-[(2S,3R,4R,5S,6R)-3-Acetamido-2-[(2S,3S,4R,5R,6R)-6-[(2R,3R,4R,5S,6R)-3-acetamido-2,5-dihydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-2-carboxy-4,5-dihydroxyoxan-3-yl]oxy-5-hydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-3,4,5-trihydroxyoxane-2-carboxylic acid Chemical compound CC(=O)N[C@H]1[C@H](O)O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@@H](O[C@H]3[C@@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O3)C(O)=O)O)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)NC(C)=O)[C@@H](C(O)=O)O1 KIUKXJAPPMFGSW-DNGZLQJQSA-N 0.000 claims description 3
- FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N D-Mannitol Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N 0.000 claims description 3
- 229930195725 Mannitol Natural products 0.000 claims description 3
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 3
- 239000006210 lotion Substances 0.000 claims description 3
- 239000000594 mannitol Substances 0.000 claims description 3
- 235000010355 mannitol Nutrition 0.000 claims description 3
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 206010016334 Feeling hot Diseases 0.000 claims description 2
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 claims description 2
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QAYICIQNSGETAS-UHFFFAOYSA-N dazomet Chemical compound CN1CSC(=S)N(C)C1 QAYICIQNSGETAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 claims description 2
- 229920002674 hyaluronan Polymers 0.000 claims description 2
- 229960003160 hyaluronic acid Drugs 0.000 claims description 2
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 claims description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 abstract description 7
- 206010039073 rheumatoid arthritis Diseases 0.000 abstract description 7
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 abstract description 6
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 abstract description 5
- 201000010099 disease Diseases 0.000 abstract description 5
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 abstract description 5
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 5
- 238000012634 optical imaging Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005286 illumination Methods 0.000 abstract description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract 1
- 210000003491 skin Anatomy 0.000 description 44
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 description 28
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 25
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 9
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 5
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 4
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 4
- 230000007170 pathology Effects 0.000 description 4
- 231100000245 skin permeability Toxicity 0.000 description 4
- 206010003246 arthritis Diseases 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 210000002615 epidermis Anatomy 0.000 description 2
- 230000036252 glycation Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 2
- 102000001554 Hemoglobins Human genes 0.000 description 1
- 108010054147 Hemoglobins Proteins 0.000 description 1
- 206010061218 Inflammation Diseases 0.000 description 1
- 208000012659 Joint disease Diseases 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000000730 antalgic agent Substances 0.000 description 1
- 230000003110 anti-inflammatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 description 1
- 230000002421 anti-septic effect Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 206010012601 diabetes mellitus Diseases 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 210000003722 extracellular fluid Anatomy 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 210000004247 hand Anatomy 0.000 description 1
- 230000035876 healing Effects 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 230000004054 inflammatory process Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001575 pathological effect Effects 0.000 description 1
- 238000001126 phototherapy Methods 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 230000008707 rearrangement Effects 0.000 description 1
- 239000012047 saturated solution Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000008591 skin barrier function Effects 0.000 description 1
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000003325 tomography Methods 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 230000002792 vascular Effects 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 1
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 description 1
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/45—For evaluating or diagnosing the musculoskeletal system or teeth
- A61B5/4528—Joints
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
- A61B5/0077—Devices for viewing the surface of the body, e.g. camera, magnifying lens
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B21/00—Microscopes
- G02B21/33—Immersion oils, or microscope systems or objectives for use with immersion fluids
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/10—Arrangements of light sources specially adapted for spectrometry or colorimetry
- G01J2003/102—Plural sources
- G01J2003/106—Plural sources the two sources being alternating or selectable, e.g. in two ranges or line:continuum
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J3/2823—Imaging spectrometer
- G01J2003/2826—Multispectral imaging, e.g. filter imaging
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/10—Arrangements of light sources specially adapted for spectrometry or colorimetry
Abstract
Description
Группа изобретений относится к медицине, а именно к методу биомедицинской визуализации и устройству для его реализации, в частности, оптической визуализации изображений, и может быть использовано для неинвазивной диагностики заболеваний суставов, в том числе ревматоидного артрита.The group of inventions relates to medicine, namely to the method of biomedical imaging and a device for its implementation, in particular, optical imaging of images, and can be used for non-invasive diagnosis of joint diseases, including rheumatoid arthritis.
Одним из наиболее перспективных методов визуализации является оптический метод получения изображений благодаря своей абсолютной безопасности, высокой чувствительности и уникальной специфичности по сравнению с другими методами биомедицинской визуализации. Оптическая визуализация в биомедицине определяется взаимодействием света с микроскопическими и макроскопическими составляющими среды в результате поглощения и рассеяния света. Поэтому характеристики поглощения и рассеяния света тканями человека могут коррелировать с развитием заболевания. Просвечивание является одним из перспективных методов оптической визуализации внутренней структуры биологической ткани.One of the most promising imaging methods is the optical imaging method due to its absolute safety, high sensitivity and unique specificity compared to other biomedical imaging methods. Optical imaging in biomedicine is determined by the interaction of light with microscopic and macroscopic components of the medium as a result of absorption and scattering of light. Therefore, the characteristics of absorption and scattering of light by human tissues can correlate with the development of the disease. Translucency is one of the promising methods for optical visualization of the internal structure of biological tissue.
Известен способ получения оптического изображения и устройство оптической томографии для получения изображений суставов пальцев и рук (см. заявку WO 2014/028594 по МПК А61В 8/13, опуб. 20.02.2014). Способ включает получение оптического томографического изображения для диагностики медицинских состояний, таких как ревматоидный артрит, путем облучения точек на поверхности суставов, таких как пальцы человека в плоскости поперечного сечения и детектирования отраженного сигнала. Устройство включает множество источников и детекторов оптического излучения, расположенных вокруг суставов. В вариантах осуществления обеспечивается удобное расположение источников и детекторов и быстрое получение анатомической геометрии поверхности.A known method of obtaining an optical image and an optical tomography device for obtaining images of the joints of fingers and hands (see application WO 2014/028594 according to IPC A61B 8/13, publ. 02.20.2014). The method includes obtaining an optical tomographic image for the diagnosis of medical conditions, such as rheumatoid arthritis, by irradiating points on the surface of the joints, such as human fingers in the plane of the cross section and detecting the reflected signal. The device includes many sources and detectors of optical radiation located around the joints. In embodiments, a convenient arrangement of sources and detectors is provided, and the anatomical surface geometry is quickly obtained.
Однако устройство и способ основаны на получении томографических изображений, что существенно затрудняет изучение межфаланговых суставов пальцев и не обеспечивает необходимого пространственного разрешения. В результате способ трудоёмок, а конструкция устройства достаточно сложна из-за наличия множества источников и детекторов, приводящих к многообразию связей между ними, требующих наличия специальных сотрудников, обеспечивающих работу устройства, а также разработки специального программного обеспечения для управления и решения сложных обратных задач по реконструкции изображения.However, the device and method are based on obtaining tomographic images, which significantly complicates the study of interphalangeal joints of the fingers and does not provide the necessary spatial resolution. As a result, the method is time-consuming, and the design of the device is quite complicated due to the presence of many sources and detectors, leading to a variety of connections between them, requiring special staff to ensure the operation of the device, as well as the development of special software for managing and solving complex inverse reconstruction problems Images.
Известен также биосенсор для неинвазивного оптического мониторинга патологии биологических тканей (см. патент РФ № 2633494, МПК A61B 5/05, опуб. 25.07.2017), реализующий метод просвечивания. Биосенсор содержит источник и приемник излучения; аппликатор, изготовленный в виде сосуда с биосовместимым иммерсионным агентом (оптическим просветляющим агентом (ОПА); излучающий световод, подключенный одним концом к источнику излучения, принимающий световод, подключенный одним концом к приемнику излучения, при этом дистальные концы световодов расположены внутри аппликатора.Also known is a biosensor for non-invasive optical monitoring of the pathology of biological tissues (see RF patent No. 2633494, IPC
Способ для неинвазивного оптического мониторинга патологии биологических тканей, согласно патенту № 2633494, заключается в нанесении на исследуемую биологическую ткань биосовместимого иммерсионного агента, вызывающего изменение во времени коэффициента оптического отражения и/или пропускания ткани за счет ее дегидратации и проникновения в нее молекул агента, облучении биологической ткани, определение степени гликированности ткани, по которой судят о развитии заболевания, при этом облучение осуществляют на одной или несколькихдлинах волн в диапазоне 400-2300 нм после нанесения агента, измеряют временную зависимость изменения коэффициента оптического отражения/пропускания в течение 5-30 минут, определяют коэффициент диффузии иммерсионного агента в ткани, и по величине этого коэффициента судят о наличии или развитии патологии исследуемой ткани, а также тканей внутренних жизненно важных органов труднодоступных для светового излучения.The method for non-invasive optical monitoring of the pathology of biological tissues, according to the patent No. 2633494, consists in applying a biocompatible immersion agent to the biological tissue under study, causing a change in the optical reflection and / or transmission coefficient of the tissue over time due to its dehydration and penetration of the agent molecules into it, biological tissue, determining the degree of glycation of the tissue, according to which the development of the disease is judged, while irradiation is carried out on one or several lengths in ln in the range of 400-2300 nm after applying the agent, measure the time dependence of the change in the optical reflection / transmittance coefficient for 5-30 minutes, determine the diffusion coefficient of the immersion agent in the tissue, and the presence or development of the pathology of the studied tissue is judged by the value of this coefficient, and also tissues of internal vital organs difficult to access for light radiation.
Однако данное устройство и способ, лежащий в его основе, реализуют не прямой, а косвенный характер получения информации о патологии, изучается состояние кожи и только по одному патологическому параметру – степени гликированности белков при сахарном диабете предсказывается состояние внутренних (недоступных непосредственно) органов. Сам сенсор предназначен только для исследования оптических свойств кожи и неприменим для исследования суставов из-за отсутствия специальных приспособлений для их просвечивания и получения изображений.However, this device and the method underlying it do not realize the direct, but the indirect nature of obtaining information about the pathology, the skin condition is studied and only one pathological parameter - the degree of protein glycation in diabetes is predicted state of internal (inaccessible directly) organs. The sensor itself is intended only for studying the optical properties of the skin and is not applicable for the study of joints due to the lack of special devices for their transmission and imaging.
Наиболее близким к заявляемому является способ получения оптического изображения межфаланговых суставов и оптический сенсор для его реализации (см. E. A. Kolesnikova et al., Optical clearing of human skin for the enhancement of optical imaging of proximal interphalangeal joints, Optical Technologies in Biophysics and Medicine XV; and Laser Physics and Photonics XV, edited by E. A. Genina et al., Proc. of SPIE Vol. 9031, 90310Cdoi: 10.1117/12.2049525).Способ получения оптического изображения межфаланговых суставов заключается в воздействии на сустав пальца биосовместимым иммерсионным агентом, обладающим гиперосмотическим действием и показателем преломления, равным или большим среднего показателя преломления кожи, просвечивании сустава оптическим излучением последовательно на нескольких длинах волн, лежащих в области окна прозрачности биологических тканей, регистрации соответствующих изображений с помощью цифровой камеры, располагающейся по другую сторону от источника света по отношению к положению сустава, определении контраста изображения в рамках статистики первого или второго порядка.Closest to the claimed is a method for obtaining an optical image of interphalangeal joints and an optical sensor for its implementation (see EA Kolesnikova et al., Optical clearing of human skin for the enhancement of optical imaging of proximal interphalangeal joints, Optical Technologies in Biophysics and Medicine XV; and Laser Physics and Photonics XV, edited by EA Genina et al., Proc. of SPIE Vol. 9031, 90310Cdoi: 10.1117 / 12.2049525). A method of obtaining an optical image of interphalangeal joints consists in exposing a finger joint to a biocompatible immersion agent with a hyperosmotic effect and refractive index equal to or large average refractive index of the skin, translucent of the joint with optical radiation sequentially at several wavelengths lying in the region of the transparency window of biological tissues, recording the corresponding images with a digital camera located on the other side of the light source with respect to the position of the joint, determining the image contrast within statistics of the first or second order.
Оптический сенсор для реализации способа содержит, по крайней мере, один источник лазерного излучения, обеспечивающий три или более длины волны лазерного излучения(670, 820 и 904 нм), световод, цифровую монохромную камеру с линзой и ИК-корректирующей линзой для регистрации изображения проксимальных и дистальных межфаланговых суставов пальцев человека, расположенную с противоположной стороны от источника излучения по отношению к положению сустава, опору для пальца, программируемый блок управления источником лазерного изучения и цифровой монохромной камерой, выполненный с возможностью получения изображения пальца в режиме просвечивания в реальном времени на мониторе компьютера.An optical sensor for implementing the method comprises at least one laser source providing three or more wavelengths of laser radiation (670, 820 and 904 nm), a light guide, a digital monochrome camera with a lens and an IR-correcting lens for recording proximal and distal interphalangeal joints of human fingers located on the opposite side of the radiation source with respect to the position of the joint, support for the finger, programmable control unit for the source of laser study and digital a nonchromic camera, configured to receive a finger image in real-time transillumination mode on a computer monitor.
Однако контраст получаемого изображения невелик за счёт наличия значительного рассеяния лазерного пучка на входе в кожу пальца и выходе из него. Кроме того, расположение сустава недостаточно хорошо ориентировано относительно направления пучка лазерного излучения, что существенно снижает эффект от иммерсии подповерхностных структур кожи пальца. Иммерсия кожи просветляющими агентами также неэффективна из-за отсутствия физических и химических усилителей проницаемости кожи.However, the contrast of the resulting image is small due to the presence of significant scattering of the laser beam at the entrance to and exit from the skin of the finger. In addition, the location of the joint is not well oriented relative to the direction of the laser beam, which significantly reduces the effect of immersion of subsurface structures of the skin of the finger. Skin immersion with antireflection agents is also ineffective due to the lack of physical and chemical enhancers of skin permeability.
Технической проблемой заявляемой группы изобретений является получение контрастного оптического изображения путём просвечивания лазерным излучением межфаланговых суставов для обеспечения возможности диагностики заболеваний суставов, в частности ревматоидного артрита.The technical problem of the claimed group of inventions is to obtain a contrast optical image by transmission of laser radiation of interphalangeal joints to enable diagnosis of diseases of the joints, in particular rheumatoid arthritis.
Техническим результатом является повышение контраста оптического изображения за счёт выявленного нового свойства иммерсионного агента и особой формы аппликатора для его размещения, обеспечивающих процесс натяжения кожи в течение определённого времени и иммерсию неоднородной границы и подповерхностных структур кожи пальца, что существенно повышает эффективность ввода излучения в ткань пальца за счет минимизации рассеяния на входе лазерного пучка в кожу и на выходе из кожи с обратной стороны.The technical result is to increase the contrast of the optical image due to the revealed new property of the immersion agent and the special form of the applicator for its placement, providing the process of skin tension for a certain time and immersion of the inhomogeneous border and subsurface structures of the skin of the finger, which significantly increases the efficiency of radiation input into the finger tissue for by minimizing scattering at the entrance of the laser beam into the skin and at the exit of the skin from the back.
Техническая проблема и заявляемый технический результат достигается тем, что в способе получения оптического изображения межфаланговых суставов, включающем воздействие на сустав пальца биосовместимым иммерсионным агентом, обладающим гиперосмотическим действием и показателем преломления, равным или большим среднего показателя преломления кожи, просвечивание сустава оптическим излучением последовательно на нескольких длинах волн, лежащих в области окна прозрачности биологических тканей, регистрацию соответствующих изображений с помощью цифровой камеры, располагающейся по другую сторону от источника света по отношению к положению сустава, определение контраста изображения осуществляют в рамках статистики первого порядка, согласно изобретению, перед просвечиванием исследуемую область погружают в иммерсионный агент на 8-10 минут до достижения натяжения кожи, при этом иммерсионный агент помещают в сосуд с двумя плоскими стенками, расположенными напротив друг друга, через которые осуществляют просвечивание. The technical problem and the claimed technical result is achieved by the fact that in the method of obtaining an optical image of the interphalangeal joints, comprising exposing the finger joint to a biocompatible immersion agent having a hyperosmotic effect and a refractive index equal to or greater than the average refractive index of the skin, the joint is exposed to optical radiation sequentially over several lengths waves lying in the region of the window of transparency of biological tissues, registration of the corresponding images with using a digital camera located on the other side of the light source with respect to the position of the joint, the image contrast is determined in the framework of first-order statistics, according to the invention, before transillumination, the studied area is immersed in an immersion agent for 8-10 minutes until the skin tension is reached, while the immersion agent is placed in a vessel with two flat walls located opposite each other, through which translucency is carried out.
Для комфортного проведения процедуры иммерсионный агент подогревают до физиологической температуры поверхности пальца и выше, в частности до 33-39°С.For a comfortable procedure, the immersion agent is heated to a physiological temperature of the surface of the finger and above, in particular to 33-39 ° C.
В качестве иммерсионного агента могут быть использованы: дегидратированный глицерин с концентрацией не ниже 99%, либо водный раствор глицерина с концентрацией 70- 99%, либо лосьон для рук с 1-30%-ным содержанием мочевины, в состав которого также входит глицерин, либо водный раствор глюкозы с концентрацией 40-60%, либо водный раствор фруктозы с концентрацией 40-80%, либо водный раствор сахарозы с концентрацией 40-70%, либо водные растворы мальтозы и маннитола с концентрациями 40-50%, либо пропиленгликоль с концентрациями 80-100%, либо полиэтиленгликоль (ПЭГ) с молекулярной массой 300-600.As an immersion agent, you can use: dehydrated glycerin with a concentration of at least 99%, or an aqueous solution of glycerol with a concentration of 70-99%, or a hand lotion with 1-30% urea, which also contains glycerin, or an aqueous solution of glucose with a concentration of 40-60%, or an aqueous solution of fructose with a concentration of 40-80%, or an aqueous solution of sucrose with a concentration of 40-70%, or aqueous solutions of maltose and mannitol with concentrations of 40-50%, or propylene glycol with concentrations of 80 -100%, or polyethylene glycol (PEG) with molecular weight 300-600.
В качестве иммерсионного агента могут быть также использованы смеси растворов, в частности - раствор, содержащий 50% глюкозы, 20% воды и 30% этанола, либо водно-спиртовые растворы глюкозы, сахарозы, фруктозы, мальтозы с концентрациями 50% при содержании спирта до 30%.Mixtures of solutions can also be used as an immersion agent, in particular, a solution containing 50% glucose, 20% water and 30% ethanol, or aqueous-alcoholic solutions of glucose, sucrose, fructose, maltose with concentrations of 50% at an alcohol content of up to 30 %
Для усиления проницаемости кожи могут быть использованы химические усилители проницаемости кожи, такие как этиловый спирт, диметилсульфоксид, олеиновая кислота, гиалуроновая кислота, тиазон.To enhance the permeability of the skin can be used chemical enhancers of the permeability of the skin, such as ethyl alcohol, dimethyl sulfoxide, oleic acid, hyaluronic acid, thiazone.
Для усиления проницаемости кожи могут быть использованы физические усилители проницаемости кожи, такие как сонофорез, электрофорез, лазерофорез.To enhance skin permeability, physical enhancers of skin permeability, such as sonophoresis, electrophoresis, laser phoresis, can be used.
Для усиления проницаемости кожи с одновременным достижением терапевтического эффекта в качестве иммерсионного агента может быть использован раствор, состоящий из 45% глицерина, 45 % диметилсульфоксида и 10% воды.To enhance the permeability of the skin while achieving a therapeutic effect, a solution consisting of 45% glycerol, 45% dimethyl sulfoxide and 10% water can be used as an immersion agent.
При осуществлении просвечивания сустава выбирают длины волн, лежащие в видимом и инфракрасном диапазонах длин волн, а именно 670-975 нм, 1100-1350 нм, 1600-1870 нм и 2100-2300 нм, которые соответствуют “оптическим окнам прозрачности” мягких и твердых биологических тканей [В.В. Тучин, Оптика биологических тканей. Методы рассеяния света в медицинской диагностике, 2-е издание, Физматлит, 2012, 811 с.]. Такие “окна” определяются спектрами поглощения основных хромофоров биотканей, таких как гемоглобин крови, вода и липиды.When performing joint translucency, wavelengths are selected that lie in the visible and infrared wavelength ranges, namely 670-975 nm, 1100-1350 nm, 1600-1870 nm and 2100-2300 nm, which correspond to the “optical transparency windows” of soft and hard biological tissues [V.V. Tuchin, Optics of biological tissues. Methods of light scattering in medical diagnostics, 2nd edition, Fizmatlit, 2012, 811 pp.]. Such “windows” are determined by absorption spectra of the main chromophores of biological tissues, such as blood hemoglobin, water, and lipids.
Оптический сенсор для реализации способа получения оптического изображения межфаланговых суставов содержит, по крайней мере, один источник лазерного излучения, обеспечивающий три или более длины волны лазерного излучения, световод, цифровую монохромную камеру с линзой и ИК-корректирующей линзой для регистрации изображения проксимальных и дистальных межфаланговых суставов пальцев человека, расположенную с противоположной стороны от источника излучения по отношению к положению сустава, опору кисти руки, программируемый блок управления источником лазерного изучения и цифровой монохромной камерой, выполненный с возможностью получения изображения пальца в режиме просвечивания в реальном времени на мониторе компьютера. Согласно изобретению, оптический сенсор дополнительно содержит камеру-аппликатор из прозрачного стекла или пластика для иммерсионного агента, охватывающего палец со всех сторон, камера-аппликатор имеет две плоские и две закругленные стенки, опора для пальца выполнена в виде корпуса симметричной сферической формы, источник лазерного излучения и камера установлены в корпусе, корпус имеет окно напротив камеры и дополнительное отверстие для обеспечения возможности вертикального размещения пальца в аппликаторе с просветляющим агентом, один конец световода закреплен на корпусе шарнирным соединением с возможностью поворота на 90°, а другой снабжен разъемом, установленным напротив плоских стенок камеры-аппликатора, цифровая камера выполнена с возможностью изменения положения по вертикали и горизонтали, при этом камера-аппликатор расположена на корпусе напротив окна и выполнена с возможностью перемещения.An optical sensor for implementing a method for obtaining an optical image of interphalangeal joints contains at least one laser source providing three or more wavelengths of laser radiation, a light guide, a digital monochrome camera with a lens and an infrared correction lens for recording images of proximal and distal interphalangeal joints human fingers, located on the opposite side of the radiation source with respect to the position of the joint, the support of the hand, programmable control unit Ia laser source study and monochrome digital camera capable of imaging a finger in radiographic mode in real time on a computer monitor. According to the invention, the optical sensor further comprises a transparent glass or plastic applicator chamber for an immersion agent covering the finger on all sides, the applicator chamber has two flat and two rounded walls, the finger support is made in the form of a symmetrical spherical body, a laser radiation source and the camera is installed in the housing, the housing has a window opposite the camera and an additional hole to enable vertical placement of the finger in the applicator with an antireflection agent, o the dyne end of the fiber is fixed to the housing by a swivel 90 ° rotation, and the other is equipped with a connector mounted opposite the flat walls of the applicator camera, the digital camera is configured to change the vertical and horizontal positions, while the applicator camera is located on the housing opposite the window and configured to move.
Камера-аппликатор может быть установлена на передвижном столике с микрометрическим винтом, либо на сильфоне с фиксаторомThe camera applicator can be mounted on a movable table with a micrometer screw, or on a bellows with a clamp
Камера-аппликатор закреплена на корпусе с помощью разъемных монтажных колец.The camera applicator is mounted on the housing using detachable mounting rings.
Цифровая камера связана с линзой с фокальным расстоянием 12 мм посредством крепления CS-Mount.The digital camera is connected to a lens with a focal length of 12 mm through a CS-Mount.
Группа изобретений поясняется иллюстрациями, где представлены:The group of inventions is illustrated by illustrations, which show:
на фиг. 1 –оптический сенсор для реализации способа получения оптического изображения межфаланговых суставов (вид спереди);in FIG. 1 - optical sensor for implementing the method of obtaining an optical image of interphalangeal joints (front view);
на фиг. 2 –оптический сенсор (вид сверху);in FIG. 2 - optical sensor (top view);
на фиг. 3 –схема расположения камеры-аппликатора;in FIG. 3 - layout of the camera applicator;
на фиг. 4–оптический сенсор с камерой- аппликатором на передвижном столике (вид сбоку);in FIG. 4 – optical sensor with a camera-applicator on a mobile table (side view);
на фиг. 5 – оптический сенсор с камерой- аппликатором на сильфоне (вид сбоку);in FIG. 5 - optical sensor with a camera-applicator on a bellows (side view);
на фиг. 6 – камера- аппликатор на сильфоне в сжатом состоянии;in FIG. 6 - camera-applicator on a bellows in a compressed state;
на фиг. 7 – изображение исследуемой области сустава (синий квадрат площадью 220x220 пикселей) для расчета контраста;in FIG. 7 - image of the studied area of the joint (blue square with an area of 220x220 pixels) to calculate the contrast;
на фиг.8–кинетика изменения толщины (а) и площади (б) образцов кожи крыс под действием 40%-раствора глюкозы;on Fig - kinetics of changes in thickness (a) and area (b) of rat skin samples under the influence of a 40% glucose solution;
на фиг. 9 – схематическое представление иммерсии пальца просветляющим агентом в режиме полного погружения в агент;in FIG. 9 is a schematic representation of immersion of a finger with an antireflection agent in full immersion in an agent;
на фиг. 10– изображения, иллюстрирующие изменение натяжения кожи и размера пальца человека при его погружении в 85%-водный раствор глицерина на 20 минут (мужчина, 74 года указательные пальцы левой (сверху, синий квадрат, сразу после действия ОПА) и правой руки (снизу, красный квадрат, контроль). Хорошо видно, что под действием глицерина поверхность кожи стала более гладкой и поперечный размер пальца уменьшился;in FIG. 10– images illustrating the change in skin tension and the size of a person’s finger when immersed in an 85% glycerol aqueous solution for 20 minutes (male, 74 years old, index fingers of the left (top, blue square, immediately after the action of OPA) and the right hand (bottom, red square, control.) It is clearly seen that under the influence of glycerin the skin surface became smoother and the transverse size of the finger decreased;
на фиг. 11 – расположение цифровой монохромной камеры (вид спереди);in FIG. 11 - location of the digital monochrome camera (front view);
на фиг. 12 – расположение цифровой монохромной камеры (вид сбоку);in FIG. 12 - location of the digital monochrome camera (side view);
на фиг. 13 –изображения пальцевого сустава, полученные под действием иммерсии пальца в глицерине: до применения агента (а), через 60 мин после применения агента (б); изображения получены на трех длинах волн (670 нм, 820 нм и 904 нм).in FIG. 13 - images of the finger joint obtained by immersion of a finger in glycerin: before the use of agent (a), 60 minutes after the use of agent (b); Images were obtained at three wavelengths (670 nm, 820 nm and 904 nm).
Позициями на чертежах обозначено:The positions in the drawings indicate:
1 – лазерное излучение;1 - laser radiation;
2 – световод со SMA разъемом; 2 - optical fiber with SMA connector;
3 – цифровая монохромная камера;3 - digital monochrome camera;
4 – корпус - опора для кисти руки;4 - case - support for the hand;
5 –передняя панель программируемого блока управления;5 - front panel of the programmable control unit;
6 – камера-аппликатор для иммерсионного (просветляющего) агента с пальцем внутри и ее крепление;6 - camera applicator for immersion (antireflection) agent with a finger inside and its fastening;
7 – объектив цифровой камеры;7 - lens of a digital camera;
8 – ИК-корректирующая линза; 8 - IR correction lens;
9 – плоские стенки камеры-аппликатора;9 - flat walls of the applicator chamber;
10 – закругленные стенки камеры-аппликатора;10 - rounded walls of the camera applicator;
11 – окно в опоре - корпусе;11 - window in the support - housing;
12 – отверстие;12 - hole;
13 – направляющие для цифровой монохромной камеры;13 - guides for the digital monochrome camera;
14 – сильфон;14 - bellows;
15 – столик;15 - a table;
16 – шарнир;16 - hinge;
17 – переключатель положения цифровой монохромной камеры;17 - position switch digital monochrome camera;
18 – дополнительное отверстие в опоре – корпусе;18 - an additional hole in the support - housing;
19–программируемый блок управления;19 – programmable control unit;
20 – кнопка «включено-выключено»;20 - on-off button;
21 – палец;21 - finger;
22 – USB-порт.22 - USB port.
Сенсор состоит из освещающих источников лазерного излучения 1 (в частности, диодных лазеров с длинами волн 670, 820 и 904 нм), световода 2, монохромной цифровой камеры 3 (в частности, ПЗС/КМОП-камеры), опоры для кисти рук 4, выполненной в виде корпуса симметричной сферической формы. Форма корпуса эргономично адаптирована к форме ладонной поверхности руки, так что регистрация изображений суставов пальцев может быть проведена без нагрузки на руку. Сферическая форма корпуса позволяет захватывать сразу два сустава пальца - проксимальный и дистальный межфаланговые суставы путем перемещения пальца в нужное положение. Излучение от трёх лазерных диодов (на фиг. не показано), встроенных внутрь корпуса, передается через три отдельных волоконных жгута в единый световод 2, который может быть размещен на гибком держателе и установлен со стороны ладони. Один конец световода закреплен на корпусе 4 шарнирным соединением 16 с возможностью поворота на 90° в опоре - корпусе, а другой снабжен разъемом, например,SMA, и установлен напротив плоских стенок 9 камеры-аппликатора 6. Цифровая камера 3 выполнена с возможностью изменения положения по вертикали и горизонтали с помощью переключателя 17, при этом камера-аппликатор 6 расположена на корпусе 4 напротив окна 11 и выполнена с возможностью перемещения. Окно в опоре 11 служит для попадания света, прошедшего через камеру-аппликатор, содержащую иммерсионный (просветляющий) агент, и находящийся в ней палец, на цифровую камеру 3 для регистрации изображения в проходящем свете. Отверстие 12 в конструкции аппликатора определяет ширину пучка света для оптимальной засветки светочувствительной поверхности цифровой монохромной камеры 3.The sensor consists of illuminating sources of laser radiation 1 (in particular, diode lasers with wavelengths of 670, 820 and 904 nm), a
Цифровая камера 3 связана с линзой 7 с фокальным расстоянием 12 мм посредством крепления, например CS-Mount.The
Сенсор содержит программируемый блок управления 19источником лазерного изучения и цифровой монохромной камерой, выполненный с возможностью получения изображения пальца в режиме просвечивания в реальном времени на мониторе компьютера. Сенсор содержит камеру-аппликатор 6, заполненную иммерсионным агентом. Исследуемый палец размещается внутри камеры-аппликатора 6 таким образом, чтобы область сустава захватывалась камерой 3 и лазерное излучение было сфокусировано на верхнюю часть сустава. The sensor comprises a
Камера установлена на направляющих 13 в корпусе 4, так что положение камеры (вертикальное или горизонтальное) может быть изменено вручную при помощи переключателя 17. Благодаря симметричности сферической конструкции корпуса и центрального позиционирования камеры в корпусе можно обеспечить фиксированную дистанцию камеры от поверхности пальца (фиг. 4, 5).Для обеспечения естественного положения пальца держатель пальца должен быть съемным и крепиться с помощью четырех болтов (фиг. 3). На задней части корпуса размещено дополнительное отверстие 18 для обеспечения возможности вертикального размещения пальца в аппликаторе с просветляющим агентом, который выполнен из прозрачного стекла или пластика. Важно, что такой аппликатор с плоскими стенками обеспечивает иммерсию неоднородной границы кожи пальца, что существенно повышает эффективность ввода излучения в ткань пальца за счет минимизации рассеяния на входе лазерного пучка в кожу и на выходе из кожи.The camera is mounted on guides 13 in the
В случае, когда палец расположен вертикально или лазерный пучок и камера расположены горизонтально, можно подсвечивать палец, находящийся в оптическом иммерсионном агенте (ОПА). Боковое положение держателя световода 2 (волоконного жгута) имеет механическое соединение (шарнир 16), аналогичное тому, что используют в хирургических микроскопах.In the case where the finger is located vertically or the laser beam and the camera are horizontal, you can highlight the finger located in the optical immersion agent (OPA). The lateral position of the optical fiber holder 2 (fiber bundle) has a mechanical connection (hinge 16), similar to that used in surgical microscopes.
Камера-аппликатор для ОПА 6 имеет две плоские и две закругленные стенки (фиг. 3). Плоские стенки расположены со стороны корпуса и лазерного пучка. Аппликатор крепится к стенке корпуса с помощью двух монтажных колец и может быть быстро разобран. Снизу аппликатор устанавливается либо на передвижной столик15 с микрометрическим винтом(фиг. 4), либо на сильфон с фиксатором14 (фиг.5, 6). При помощи управления высотой стола положение аппликатора может быть изменено с точностью до микрометров. Вариант с сильфоном позволяет блокировать аппликатор после установки подходящего положения при помощи фиксатора. Таким образом, можно перемещать исследуемые суставы пальцев для просвечивания на необходимую высоту. Лазерный пучок перемещается путем поворота гибкого держателя световода 2 на 90 град в правильное положение позади аппликатора с помощью шарнира 16, установленного на стороне корпуса 4.The camera applicator for the
Управление диодными лазерами и монохромной цифровой ПЗС/КМОП-камерой с помощью специального программного обеспечения позволяет получить на мониторе компьютера изображение пальца в режиме просвечивания в реальном времени. «Живая» картинка снабжена перекрестием (фиг. 7) для контроля положения исследуемого сустава по центру, в оптимальном месте облучения, так, чтобы палец облучался симметрично относительно суставной щели. При получении последующих изображений на монитор выводится также и предыдущее сохраненное изображение того же сустава, которое можно наложить на текущую картинку и, изменяя прозрачность предыдущего изображения, совместить положение сустава в реальном времени. Таким образом, позиционирование пальца может быть воспроизведено в боковой плоскости с точностью 1 - 2 мм.Using special software to control diode lasers and a monochrome digital CCD / CMOS camera, a finger image can be obtained on a computer monitor in real-time transmission mode. The “live” picture is equipped with a crosshair (Fig. 7) to control the position of the joint under study in the center, at the optimal irradiation location, so that the finger is irradiated symmetrically with respect to the joint gap. Upon receipt of subsequent images, the previous saved image of the same joint is also displayed on the monitor, which can be superimposed on the current picture and, changing the transparency of the previous image, combine the position of the joint in real time. Thus, the positioning of the finger can be reproduced in the lateral plane with an accuracy of 1 - 2 mm.
Камера-аппликатор 6 позволяет снабжать просветляющим агентом кожу вокруг исследуемого сустава со всех сторон в течение всего исследования.The camera-
Оптический сенсор позволяет проводить мультиспектральный анализ проксимальных и дистальных межфаланговых суставов за короткое время. The optical sensor allows multispectral analysis of proximal and distal interphalangeal joints in a short time.
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
В качестве иммерсионного агента используют, в частности, дегидратированный глицерин с концентрацией не ниже 99%, при этом иммерсионный агент заранее подогревают до физиологической температуры поверхности пальца и выше, вплоть до комфортного ощущения тепла, т.е. 33-39°С и наливают в камеру-аппликатор 6.In particular, dehydrated glycerin with a concentration of not less than 99% is used as an immersion agent, while the immersion agent is preheated to a physiological temperature of the surface of the finger and above, up to a comfortable sensation of heat, i.e. 33-39 ° C and poured into the
Располагают кисть руки, суставы пальцев которой необходимо исследовать, на корпусе-опоре 4. Погружают исследуемый сустав в иммерсионный агент на 8-10 минут до достижения эффекта «натяжения» кожи. Спустя 8-10 минут производят просвечивание сустава через плоские стенки 9 камеры-аппликатора 6 путём направления пучка от источника лазерного излучения в течение нескольких секунд, и фиксируют получаемое изображение с помощью цифровой камеры 3. ИК-корректирующая линза 8 цифровой камеры 3 фокусирует падающий свет в точке сбора изображения, что позволяет предотвратить сдвиг фокуса. Лазерное излучение 1 фокусируется на поверхности пальца, диаметр пятна составляет~ 12 мм. При использовании диодных лазеров с фиксированной мощностью время экспозиции зависит от диаметра пальца и состояния ревматоидного артрита.The wrist, the joints of the fingers of which must be examined, is located on the
Просвечивание лазерным излучением осуществляют последовательно на нескольких длинах волн. Для набора статистически достоверных результатов фиксирование изображения на всех длинах волн проводится каждые 1-5 мин в течение 10 минут или более в зависимости от диаметра пальца и состояния ревматоидного артрита.Transmission by laser radiation is carried out sequentially at several wavelengths. For a set of statistically reliable results, image recording at all wavelengths is carried out every 1-5 minutes for 10 minutes or more, depending on the diameter of the finger and the state of rheumatoid arthritis.
Пример конкретного примененияCase Study
Описанный способ применялся для исследования возможности повышения контраста изображения здоровых межфаланговых суставов указательного (толщина 1,6 см) и среднего (толщина 1,8 см) пальцев женщины-добровольца (возраст 25 лет). The described method was used to study the possibility of increasing the contrast of the image of healthy interphalangeal joints of the index (thickness 1.6 cm ) and middle (thickness 1.8 cm ) fingers of a female volunteer (age 25 years).
В качестве просветляющего агента был взят дегидратированный глицерин. Показатель преломления глицерина был измерен на рефрактометре Аббе (Atago DR-M2 / 1550, Япония) на нескольких длинах волн (450, 589, 680, 1100, и 1550 нм), после чего результаты измерений были интерполированы для определения показателя преломления на длинах волн используемых светодиодов. Так, показатель преломления глицерина составил 1,469 для 670 нм, 1,466 для 820 нм и 1,465 для 904 нм. Агент наносился на исследуемый участок кожи методом погружения в агент, находящийся в кювете (фиг. 9),в течение первых 5 мин и затем дополнительно перед фиксированием изображения, которое проводилось каждые 5 мин в течение 15 минут.As an antireflection agent, dehydrated glycerin was taken. The glycerol refractive index was measured on an Abbe refractometer (Atago DR-M2 / 1550, Japan) at several wavelengths (450, 589, 680, 1100, and 1550 nm), after which the measurement results were interpolated to determine the refractive index at the wavelengths used LEDs. Thus, the refractive index of glycerol was 1.499 for 670 nm, 1.466 for 820 nm and 1.465 for 904 nm. The agent was applied to the studied skin area by immersion in the agent located in the cuvette (Fig. 9), for the first 5 minutes and then additionally before fixing the image, which was carried out every 5 minutes for 15 minutes.
В результате проведенных экспериментов был получен набор изображений, которые представляют собой двумерные карты распределения интенсивности рассеянного света на верхней поверхности пальца (фиг. 13), на основании которых рассчитывался контраст изображений в области максимальной яркости проходящего света (красный прямоугольник на фиг. 13). Хорошо видно, что контраст изображения растет на всех длинах волн при действии глицерина.As a result of the experiments, a set of images was obtained, which are two-dimensional maps of the distribution of scattered light intensity on the upper surface of the finger (Fig. 13), based on which the contrast of the images in the region of maximum brightness of transmitted light was calculated (red rectangle in Fig. 13). It is clearly seen that the image contrast increases at all wavelengths under the action of glycerol.
Для контроля и определения влияния иммерсионного агента на качество изображений можно применить несколько методов обработки изображений. Обычные методы обработки изображений для оценки эффективности агента основаны на том факте, что обработанная кожа с течением времени станет более прозрачной, при этом улучшится изображение крупных сосудистых сетей и возможность их использования в качестве контроля контраста изображения суставов. Методы, базирующиеся на измерении интенсивности, включают в себя такие алгоритмы, как расчет контраста, стандартного и среднеквадратического отклонения сигнала по полю изображения, а также градиентные фильтры. Все эти методы могут быть объединены под общим названием статистики первого порядка. Статистика первого порядка рассчитывается из вероятности наблюдения особого значения пикселя в случайно выбранном месте на изображении. Все функции, основанные на статистике первого порядка распределений значения серого, инвариантны при любой перестановке пикселей.Several methods of image processing can be applied to control and determine the effect of the immersion agent on image quality. Conventional image processing methods for assessing agent effectiveness are based on the fact that the treated skin will become more transparent over time, while improving the image of large vascular networks and the possibility of using them as a control for the image contrast of joints. Intensity-based methods include algorithms such as calculating contrast, standard deviation, and standard deviation of the signal from the image field, as well as gradient filters. All these methods can be combined under the general name of first-order statistics. First-order statistics are calculated from the probability of observing a particular pixel value at a randomly selected location in the image. All functions based on statistics of the first order of the distribution of gray values are invariant for any rearrangement of pixels.
Контраст изображения в этом случае будет определяться по формулеThe image contrast in this case will be determined by the formula
где, согласно фиг. 7,where, according to FIG. 7,
рассчитывается для визуализируемой области ROI (область интереса) площадью в 220×220 пикселей, или в общем случае площадью N×M пикселей; I(i, j) соответствует значению интенсивности в каждом пикселе из области ROI.calculated for the visualized ROI area (region of interest) with an area of 220 × 220 pixels, or in the general case with an area of N × M pixels; I (i, j) corresponds to the intensity value in each pixel from the ROI region.
После повышения прозрачности поверхности кожи структуры, лежащие внутри, становятся более заметными. В основном это можно описать как улучшение четкости изображения. Для количественного описания этого процесса используется статистический подход к оценке резкости изображения с использованием собственных значений (Chong-YawW.; Paramesran, R., "Images harpness measureusing eigen values," in Signal Processing, 9thInternational Conference on Signal Processing (ICSP 2008),pp.840-843, 26-29 Oct. 2008DOI: 10.1109/ICOSP.2008.4697259). Алгоритм включает в себя: нормализацию изображения по энергии, расчета ковариантной матрицы средних отклонений и расчета уровня резкости, который определяется путем взятия следа первых k наибольших собственных чисел вырожденной матрицы из ковариационной матрицы.After increasing the transparency of the skin surface, the structures lying inside become more visible. Basically, this can be described as improving image clarity. To quantify this process, a statistical approach is used to estimate image sharpness using eigenvalues (Chong-YawW .; Paramesran, R., "Images harpness measureusing eigen values," in Signal Processing, 9 th International Conference on Signal Processing (ICSP 2008) , pp. 840-843, 26-29 Oct. 2008 DOI: 10.1109 / ICOSP.2008.4697259). The algorithm includes: normalizing the image by energy, calculating the covariant matrix of average deviations and calculating the level of sharpness, which is determined by taking the trace of the first k largest eigenvalues of the degenerate matrix from the covariance matrix.
Для обоснования достижения заявляемого результата, а именно оценки влияния иммерсионного агента на процесс сжатия кожи пальца, были проведены исследования по изучению кинетических параметров сжатия и набухания образцов кожи крыс под действием 40%-раствора глюкозы. Было показано, что в течение 10-15 мин происходит уменьшение толщины (поперечное сжатие) и уменьшение площади (продольное сжатие). Поперечное набухание образцов кожи наблюдалось после 15-20 мин иммерсии. На фиг. 8 представлена кинетика изменения толщины (а) и площади (б) образцов кожи крыс под действием 40%-раствора глюкозы. Кинетические коэффициенты обезвоживания и сжатия/набухания образцов кожи крыс под действием 40%-раствора глюкозы: максимум дегидратации (A) и степень набухания (B), константы, характеризующие время диффузии воды (τw) и глюкозы (τg), неизменная величина параметра(y0), получены путем аппроксимации экспериментальных результатов с помощью уравнения To justify the achievement of the claimed result, namely, the assessment of the effect of immersion agent on the process of finger skin compression, studies were conducted to study the kinetic parameters of compression and swelling of rat skin samples under the influence of a 40% glucose solution. It was shown that within 10-15 minutes there is a decrease in thickness (transverse compression) and a decrease in area (longitudinal compression). Transverse swelling of skin samples was observed after 15-20 minutes of immersion. In FIG. Figure 8 shows the kinetics of changes in thickness (a) and area (b) of rat skin samples under the influence of a 40% glucose solution. Kinetic coefficients of dehydration and compression / swelling of rat skin samples under the influence of a 40% glucose solution: maximum dehydration (A) and degree of swelling (B), constants characterizing the diffusion time of water (τ w ) and glucose (τ g ), constant parameter (y 0 ) obtained by approximating the experimental results using the equation
где W (t) и W(t=0) - значения толщины или площади в момент времени t и t=0, соответственно, представлены в таблице:where W (t) and W (t = 0) are the values of thickness or area at time t and t = 0, respectively, are presented in the table:
Таблица. Кинетические параметры сжатия и набухания образцов кожи крыс под действием 40%-глюкозыTable. Kinetic parameters of compression and swelling of rat skin samples under the influence of 40% glucose
± - стандартное отклонение± - standard deviation
Полученная кинетика изменения толщины и площади кожи была использована для количественной оценки сжатия кожи пальца человека. Если радиус интактного пальца rint=0.85 см, его окружность Lint=2πr=5.3 см. Площадь боковой поверхности центрального межфалангового сустава указательного пальца человека через 10-15 мин после погружения в 40% - раствор глюкозы уменьшается до S=2πrh=6.72 см2, где высота межфалангового сустава h=1.50 см. В норме окружность пальца немного больше Lint=5.34 см, чем длина окружности подлежащих тканей. Этот избыток легко определить экспериментально путем простого натягивания кожи в области межфалангового сустава и измерения микрометром длины избытка кожи. Типичное экспериментальное значение такого избытка в области проксимального межфалангового сустава ΔL = 1,1-1,2 см. Оценка возможной усадки кожи на основе измерений, представленных на фиг.8, дает уменьшение длины окружности кожи до Losm = 4.2 см, т.е. ΔL = (Lint – Losm) = 1,1 см. Это означает, что используемый иммерсионный раствор (в частности, раствор глюкозы) вполне может обеспечить полную компенсацию избытка кожного покрова вокруг пальца и обеспечить натяжение кожи и соответственно окклюзию. Таким образом, натяжение кожи вокруг пальца, вызванное поперечным и продольным сжатием, приводит к снижению рассеяния и увеличению контраста оптических изображений.The obtained kinetics of changes in the thickness and area of the skin was used to quantify the compression of the skin of a human finger. If the radius of the intact finger is r int = 0.85 cm, its circumference L int = 2πr = 5.3 cm. The lateral surface area of the central interphalangeal joint of the human index finger 10-15 minutes after immersion in 40% - the glucose solution decreases to S = 2πrh = 6.72 cm 2 , where the height of the interphalangeal joint is h = 1.50 cm. Normally, the circumference of a finger is slightly larger than L int = 5.34 cm than the circumference of the underlying tissues. This excess can easily be determined experimentally by simply pulling the skin in the area of the interphalangeal joint and measuring the length of the excess skin with a micrometer. A typical experimental value of such an excess in the proximal interphalangeal joint is ΔL = 1.1-1.2 cm. Evaluation of possible skin shrinkage based on the measurements presented in Fig. 8 gives a decrease in skin circumference to L osm = 4.2 cm, i.e. . ΔL = (L int - L osm ) = 1.1 cm. This means that the immersion solution used (in particular, glucose solution) can fully compensate for the excess skin around the finger and provide skin tension and, accordingly, occlusion. Thus, the tension of the skin around the finger, caused by transverse and longitudinal compression, leads to a decrease in scattering and an increase in the contrast of optical images.
На фиг. 10 представлены результаты invivo демонстрации изменения натяжения кожи и размера пальца человека при его погружении в 85%-водный раствор глицерина на 20 минут. На цифровой фотографии представлены указательные пальцы левой (сверху, синий квадрат, сразу после действия ОПА) и правой руки (снизу, красный квадрат, контроль) мужчины возрастом 74 года. Хорошо видно, что в норме кожа в области межфаланговых суставов имеет сильную неоднородность в виде глубоких бороздок, однако под действием глицерина поверхность кожи становится более гладкой и поперечный размер пальца несколько уменьшается.In FIG. 10 presents the results of an in vivo demonstration of changes in skin tension and the size of a person’s finger when immersed in an 85% aqueous glycerol solution for 20 minutes. The digital photograph shows the index fingers of the left (top, blue square, immediately after the action of the OPA) and the right hand (bottom, red square, control) of a man aged 74 years. It is clearly seen that, normally, the skin in the area of the interphalangeal joints has a strong heterogeneity in the form of deep grooves, however, under the action of glycerol, the skin surface becomes smoother and the transverse size of the finger slightly decreases.
Действие оптического просветляющего агента на биоткань приводит к частичной замене внутритканевой жидкости иммерсионным раствором, согласованию показателей преломления рассеивателей и окружающей их среды и, следовательно, снижению рассеяния. Иммерсионный агент также вызывает локальную дегидратацию тканей из-за их осмотических свойств, что также приводит к согласованию показателей преломления компонентов ткани и их упорядочению.The action of an optical antireflection agent on biological tissue leads to a partial replacement of the interstitial fluid with an immersion solution, coordination of the refractive indices of the scatterers and their environment, and, consequently, a decrease in scattering. The immersion agent also causes local tissue dehydration due to their osmotic properties, which also leads to coordination of the refractive indices of the tissue components and their ordering.
Под действием иммерсионного агента с ярко выраженными гиперосмотическими свойствами распределение вещества происходит в поверхностных слоях эпидермиса. Пропитанные таким образом слои в течение некоторого времени выполняют двоякую роль – роль «окклюзионной пленки» и роль абсорбера воды, которая покидает верхние слои эпидермиса, устремляясь наружу. Under the action of an immersion agent with pronounced hyperosmotic properties, the distribution of the substance occurs in the surface layers of the epidermis. The layers impregnated in this way for some time play a double role - the role of the “occlusal film” and the role of the water absorber, which leaves the upper layers of the epidermis, rushing out.
Следует отметить, что этот вывод касается только одного из процессов, участвующих в повышении контраста, а именно уменьшения коэффициента рассеяния слоев кожи. Кроме иммерсионного просветления слоев кожи вклад в повышение контраста изображения дают: 1) плоская граница ввода излучения в держатель пальца при полном погружении пальца в иммерсионный агент, а также 2) натяжение кожи и ее поперечное сжатие.It should be noted that this conclusion concerns only one of the processes involved in increasing contrast, namely, reducing the scattering coefficient of skin layers. In addition to immersion cleansing of the skin layers, a contribution to increasing the image contrast is provided by: 1) the flat border of the radiation input into the finger holder when the finger is completely immersed in the immersion agent, and 2) the skin tension and its transverse compression.
В качестве биологически совместимых иммерсионных агентов могут быть использованы дегидратированный глицерин с концентрацией 99%;водный раствор глицерина 70-99 %; лосьон для рук с 5-30%-ным содержанием мочевины, в состав которого входит глицерин; водно-спиртовые растворы глюкозы, сахарозы, фруктозы, мальтозы с концентрациями 50% при содержании спирта на уровне 30%; водный раствор глюкозы с концентрацией 40-60%, водный раствор фруктозы с концентрацией 40-80%; водный раствор сахарозы с концентрацией 40-70%; водные растворы мальтозы и маннитола с концентрациями 40-50%. Верхние пределы концентраций водных растворов глюкозы, сахарозы и фруктозы соответствуют концентрациям насыщенных растворов данных сахаров.As biocompatible immersion agents, dehydrated glycerol with a concentration of 99% can be used; an aqueous solution of glycerol of 70-99%; hand lotion with 5-30% urea content, which includes glycerin; water-alcohol solutions of glucose, sucrose, fructose, maltose with concentrations of 50% with an alcohol content of 30%; an aqueous solution of glucose with a concentration of 40-60%, an aqueous solution of fructose with a concentration of 40-80%; an aqueous solution of sucrose with a concentration of 40-70%; aqueous solutions of maltose and mannitol with concentrations of 40-50%. The upper limits of the concentration of aqueous solutions of glucose, sucrose and fructose correspond to the concentrations of saturated solutions of these sugars.
Кроме того, важное значение имеет использование разнообразных физических и химических усилителей проницаемости кожи, что может существенно повысить скорость просветления ткани и уменьшить время аппликации ОПА. К физическим методам, например, относится ультразвуковое воздействие, нагрев, компрессия, а к химическим биосовместимые растворители липидного защитного слоя рогового слоя, такие как апротонный растворитель диметилсулфоксид (ДМСО), олеиновая кислота, тиазон и многие другие (V.V. Tuchin, OpticalClearingofTissuesandBlood, PM 154, SPIEPress, Bellingham, WA, 2006; Genina E.A., Bashkatov A.N., Sinichkin Yu.P., Yanina I.Yu., Tuchin V.V. Optical clearing of biological tissues: prospects of application in medical diagnostics and phototherapy, Journal of Biomedical Photonics & Engineering 1(1), P. 22-58, 2015; Clara Barba, Cristina Alonso, Meritxell Martí, Albert Manich, Luisa Coderch, Skin barrier modification with organic solvents Biochimica et Biophysica Acta 1858 1935–1943, 2016; Rong Yang, Tuo Wei, Hannah Goldberg, Weiping Wang, Kathleen Cullion, andDanielS. Kohane, GettingDrugsAcrossBiologicalBarriers, Adv. Mater. 29, 1606596, 2017).In addition, the use of a variety of physical and chemical enhancers of skin permeability is important, which can significantly increase the rate of tissue clearing and reduce the time of application of OPA. Physical methods, e.g. SPIEPress, Bellingham, WA, 2006; Genina EA, Bashkatov AN, Sinichkin Yu.P., Yanina I.Yu., Tuchin VV Optical clearing of biological tissues: prospects of application in medical diagnostics and phototherapy, Journal of Biomedical Photonics & Engineering 1 (1), P. 22-58, 2015; Clara Barba, Cristina Alonso, Meritxell Martí, Albert Manich, Luisa Coderch, Skin barrier modification with organic solvents Biochimica
Важно отметить, что ДМСО (Димексид) – это противовоспалительное, анальгетическое средство, применяемое в медицине, являющееся сильным антисептиком, обладающее заживляющими, противомикробными свойствами. Оно способно проникать вглубь кожи и эффективно работать в очаге воспаления, поэтому активно применяется для компрессов, в том числе и при лечении ревматоидных артритов (http://sovets.net/8659-kompressy-s-dimeksidom.html). It is important to note that DMSO (Dimexide) is an anti-inflammatory, analgesic agent used in medicine, which is a strong antiseptic and has healing, antimicrobial properties. It is able to penetrate deep into the skin and work effectively in the focus of inflammation, therefore it is actively used for compresses, including in the treatment of rheumatoid arthritis (http://sovets.net/8659-kompressy-s-dimeksidom.html).
При лечении артрита можно применять и очень концентрированный ДМСО (http://pozvonochnikpro.ru/bolezni-sustavov/doa-kistey-ruk.html; http://www.listentoyourgut.com/symptoms/29/arthritis.html), вплоть до 50-80% в течение 30-60 минут. ДМСО при таких концентрациях является хорошим просветляющим агентом. Это означает возможность обеспечить диагностику и терапию заболевания одновременно.In the treatment of arthritis, very concentrated DMSO can also be used (http://pozvonochnikpro.ru/bolezni-sustavov/doa-kistey-ruk.html; http://www.listentoyourgut.com/symptoms/29/arthritis.html), up to up to 50-80% within 30-60 minutes. DMSO at such concentrations is a good antireflection agent. This means the ability to provide diagnosis and treatment of the disease at the same time.
Глицерин также широко используется при лечении суставов (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29027137; https://www.medicinenet.com/glycerol/supplements-vitamins.htm; https://gocelery.zendesk.com/hc/en-us/community/posts/360006389023). Glycerin is also widely used in the treatment of joints (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29027137; https://www.medicinenet.com/glycerol/supplements-vitamins.htm; https: // gocelery. zendesk.com/hc/en-us/community/posts/360006389023).
При лечении артрита применяются также низкомолекулярные и высокомолекулярные производные гиалуроновой кислоты, которые используются в комбинации с глицерином и другими агентами для оптического просветления кожи.In the treatment of arthritis, low molecular weight and high molecular weight derivatives of hyaluronic acid are also used, which are used in combination with glycerin and other agents for the optical clearing of the skin.
Таким образом,в качестве иммерсионного агента может быть использован состав, содержащий 45% глицерина, 45 % ДМСО и 10 % воды, который не только выполняет свойства иммерсионной жидкости для улучшения качества изображения межфаланговых суставов, но и обладает терапевтическими свойствами.Thus, as an immersion agent, a composition containing 45% glycerol, 45% DMSO and 10% water can be used, which not only fulfills the properties of immersion fluid to improve image quality of interphalangeal joints, but also has therapeutic properties.
Заявляемая группа изобретений позволяет получить контрастное оптическое изображение за счёт нового свойства иммерсионного агента, помещённого в камеру-аппликатор, обеспечивающего процесс натяжения кожи в течение определённого времени и иммерсию неоднородной границы и подповерхностных структур кожи пальца, что существенно повышает эффективность ввода излучения в ткань пальца.The claimed group of inventions allows to obtain a contrast optical image due to a new property of an immersion agent placed in an applicator chamber, which provides a process of skin tension for a certain time and immersion of an inhomogeneous border and subsurface structures of the finger skin, which significantly increases the efficiency of radiation input into the finger tissue.
Claims (22)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018126357A RU2697594C1 (en) | 2018-07-17 | 2018-07-17 | Method of obtaining optical image of interphalangeal joints and optical sensor for its implementation |
| PCT/RU2019/050114 WO2020018004A2 (en) | 2018-07-17 | 2019-07-17 | Method for obtaining the optical image of the interphalanges joints and optical sensor for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018126357A RU2697594C1 (en) | 2018-07-17 | 2018-07-17 | Method of obtaining optical image of interphalangeal joints and optical sensor for its implementation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2697594C1 true RU2697594C1 (en) | 2019-08-15 |
Family
ID=67640265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018126357A RU2697594C1 (en) | 2018-07-17 | 2018-07-17 | Method of obtaining optical image of interphalangeal joints and optical sensor for its implementation |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2697594C1 (en) |
| WO (1) | WO2020018004A2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021133233A1 (en) * | 2019-12-27 | 2021-07-01 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Саратовский Национальный Исследовательский Государственный Университет Имени Н. Г. Чернышевского" | Method for laser biomodulation and increasing blood-brain barrier permeability |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8647835B2 (en) * | 2008-10-31 | 2014-02-11 | BIO MéRIEUX, INC. | Methods for separation, characterization and/or identification of microorganisms using spectroscopy |
| WO2014028594A2 (en) * | 2012-08-14 | 2014-02-20 | The Trustees Of Columbia University In The City Of New York | Imaging interfaces for full finger and full hand optical tomography |
-
2018
- 2018-07-17 RU RU2018126357A patent/RU2697594C1/en active
-
2019
- 2019-07-17 WO PCT/RU2019/050114 patent/WO2020018004A2/en active Application Filing
Non-Patent Citations (6)
| Title |
|---|
| E. A. Kolesnikova et al. Optical clearing of human skin for the enhancement of optical imaging of proximal interphalangeal joints, Optical Technologies in Biophysics and Medicine XV; and Laser Physics and Photonics XV, pp.1-10. . * |
| E. A. Kolesnikova et al. Optical clearing of human skin for the enhancement of optical imaging of proximal interphalangeal joints, Optical Technologies in Biophysics and Medicine XV; and Laser Physics and Photonics XV, pp.1-10. Uwe J. Netz et al. Development of a finger joint phantom for evaluation of frequency domain measurement systems, Proceedings of the 28th IEEE, EMBS Annual International Conference, Aug 30-Sept 3, 2006, pp 1937-1940. С.Р.Утц и др. Динамика некоторых биофизических параметров кожи человека в процессе оптического просветления при воздействии гиперосмотических агентов - Вестник дерматологии и венерологии 2015; (4), сс.60-68. Е.М. Артемина и др. Сравнительная оценка просветляющих агентов с целью повышения качества дальней длинноволновой ультрафиолетовой терапии хронических дерматозов - Саратовский научно-медицинский журнал. 2016. Т. 12 (3), сc. 453-458. Рыжевич А.А. и др. Концепция устройства для проведения приповерхностного лазерофореза - Приборы и методы измерений, * |
| Uwe J. Netz et al. Development of a finger joint phantom for evaluation of frequency domain measurement systems, Proceedings of the 28th IEEE, EMBS Annual International Conference, Aug 30-Sept 3, 2006, pp 1937-1940 * |
| Е.М. Артемина и др. Сравнительная оценка просветляющих агентов с целью повышения качества дальней длинноволновой ультрафиолетовой терапии хронических дерматозов - Саратовский научно-медицинский журнал. 2016. Т. 12 (3), сc. 453-458. * |
| Рыжевич А.А. и др. Концепция устройства для проведения приповерхностного лазерофореза - Приборы и методы измерений, Т. 1 (8), 2014, сc.22-31. * |
| С.Р.Утц и др. Динамика некоторых биофизических параметров кожи человека в процессе оптического просветления при воздействии гиперосмотических агентов - Вестник дерматологии и венерологии 2015; (4), сс.60-68. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021133233A1 (en) * | 2019-12-27 | 2021-07-01 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Саратовский Национальный Исследовательский Государственный Университет Имени Н. Г. Чернышевского" | Method for laser biomodulation and increasing blood-brain barrier permeability |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2020018004A2 (en) | 2020-01-23 |
| WO2020018004A3 (en) | 2021-03-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Basiri et al. | Use of a multi-spectral camera in the characterization of skin wounds | |
| US20100210931A1 (en) | Method for performing qualitative and quantitative analysis of wounds using spatially structured illumination | |
| Xu et al. | The role of water desorption on optical clearing of biotissue: studied with near infrared reflectance spectroscopy | |
| JP2011518339A (en) | Measure changes in optical properties of wound tissue to determine whether the wound is healing and correlate near infrared absorption (fNIR) and diffuse reflectance spectral scattering (DRS) with tissue neovascularization and collagen concentration Method | |
| US10945656B2 (en) | Device and method for imaging collagen structure in vivo | |
| Milanic et al. | Hyperspectral imaging for detection of arthritis: feasibility and prospects | |
| Chen et al. | Dedicated photoacoustic imaging instrument for human periphery blood vessels: a new paradigm for understanding the vascular health | |
| Xu et al. | Optical clearing effect on gastric tissues immersed with biocompatible chemical agents investigated by near infrared reflectance spectroscopy | |
| Mo et al. | The importance of illumination in a non-contact photoplethysmography imaging system for burn wound assessment | |
| RU2697594C1 (en) | Method of obtaining optical image of interphalangeal joints and optical sensor for its implementation | |
| KR101571135B1 (en) | Apparatus for measuring health indexes in retinal vessels using an optical sensor and method for processing light reflected from vessels for calculation of health indexes | |
| Genin et al. | Optical clearing of the gastric mucosa using 40%-glucose solution | |
| Huang et al. | Dual-Scan Photoacoustic Tomography for the Imaging of Vascular Structure on Foot | |
| Bashkatov et al. | Monte Carlo study of skin optical clearing to enhance light penetration in the tissue: implications for photodynamic therapy of acne vulgaris | |
| Zherebtsov et al. | Hyperspectral system for Imaging of skin chromophores and blood oxygenation | |
| Taroni et al. | Time-resolved optical spectroscopy and imaging of breast | |
| Sergeev et al. | Biomedical diagnostics using optical coherence tomography | |
| Shkilniak et al. | Photoplethysmography method for investigation of tissue microcirculation disorders after tooth extraction | |
| Matsushita et al. | Qualitative near-infrared vascular imaging system with tuned aperture computed tomography | |
| Bashkatov et al. | Optical clearing of human eye sclera | |
| Pandian et al. | Laser reflectance imaging of human chest for localization of internal organs | |
| Hariri | Toward Practical Deployment of Photoacoustic Imaging | |
| RU204680U1 (en) | DEVICE FOR CONTACT INFRARED VISUALIZATION OF BLOOD VESSELS BY BACKSCATTERED LASER RADIATION | |
| Bashkatov et al. | Monte Carlo study of skin optical clearing to enhance light penetration in the tissue | |
| Khalil et al. | Dynamic contact-free continuous-wave diffuse optical tomography system for the detection of vascular dynamics within the foot |