Application of spectrophotometric methods for the study of optical parameters of biotissues

Authors

  • J.M. Khomenko Zhytomyr Polytechnic State University
  • A.K. Zylharaeva Kazakh National Research Technical University named after KI Satpayev, Almaty
  • S.V. Pavlov Vinnitsa National Technical University
  • O.S. Bezkrevnyi Vinnitsa National Technical University

DOI:

https://doi.org/10.31649/1681-7893-2020-39-1-52-60

Keywords:

spectral properties, photometry, transport coefficient, biological tissue

Abstract

Spectrophotometry as a method is based on the transmission of radiation through the studied sample of registration of scattered radiation. It is shown that the wide functionality of the spectrophotometry method is not fully used in medical diagnostics in vivo. To describe the registered radiation scattered in the opposite direction, the morphological features of cells and tissues were analyzed and the corresponding simplified mathematical solution of the scattering problem based on the refractive index, shape and size of the studied cells and their organelles was selected. the sensitivity of formulas to each parameter is considered. the dependence of the transport scattering coefficient on the anatomical characteristics of the tissue structure at the cellular level is revealed. In modern technical implementation, the method allows to quantify such optical parameters as the absorption coefficient of the transport scattering coefficient, which reflect, respectively, the component composition of chromophores and the value of the integrated absorption of biological tissue.

Author Biographies

J.M. Khomenko, Zhytomyr Polytechnic State University

Ph.D., senior lecturer at the Department of Biomedical Engineering and Telecommunications

A.K. Zylharaeva, Kazakh National Research Technical University named after KI Satpayev, Almaty

master, senior lecturer

S.V. Pavlov, Vinnitsa National Technical University

Doctor of Technical Sciences, Vice-Rector for Research

O.S. Bezkrevnyi, Vinnitsa National Technical University

graduate student, assistant of the LOT department

References

Sakhnovskiy M. Yu. Issledovanie opticheskikh svoystv svetorasseivayushchikh sred s malym udel'nym pogloshcheniem : diss. kand. fiz.-mat. nauk : 05.11.07. – L. : GOI, 1965. – 154 s.

Petruk V. G. Spektrofotometrіya svіtlorozsіyuval'nikh seredovishch. – Vіnnitsya : UNІVERSUM-Vіnnitsya, 2000. – 207 s.

Pavlov S. V., Kozhem'yako V. P., Petruk V. G., Kolіsnik P. F. Fotopletizmografіchnі tekhnologії kontrolyu sertsevo-sudinnoї sistemi. Monografіya – Vіnnitsya: UNІVERSUM-Vіnnitsya, 2007. – 254 s.

Fіzichnі osnovi bіomedichnoї optiki: Monografіya / S.Pavlov, V.Kozhem'yako, P.Kolіsnik, T.Kozlovs'ka, V.Dumenkoyu – Vіnnitsya : VNTU, 2010. – 156 s.

Tuchin V. V. «Opticheskaya biomeditsinskaya diagnostika» V 2 tomakh / V. V. Tuchin. – Moskva: Fizmalit, 2007. – 560 s.

Bezugliy M.O. Osoblivostі vigotovlennya elіpsoїdal'nikh reflektorіv fotometrіv / M.O. Bezugliy, І.І. Sinyavs'kiy, N.V. Bezugla, A.G. Kozlovs'kiy // Vіsnik NTUU «KPІ». Serіya Priladobuduvannya. – 2016, №2 (52).– S.76-81.85

Bezugliy M.O. Kontrol' formi elіpsoїdal'nikh reflektorіv bіomedichnikh fotometrіv / M.O. Bezugliy, Lіnyucheva O.V., Bezugla N.V., Bik M.V., Kostyuk S.A // Vіsnik NTUU «KPІ». Serіya Priladobuduvannya. – 2017, №1 (53). – S.62-69.

Prahl S. A. A Monte Carlo Model of Light Propagation in Tissue / S. A. Prahl, M. Keijzer, S. L. Jacques, A. J. Welch // Dosimetry of Laser Radiation in Medicine and Biology, SPIE Institute Series. – 1989. – vol. 5, – Pp. 102–111.

Hall G. Goniometric measurements of thick tissue using Monte Carlo simulations to obtain the single scattering anisotropy coefficient / G. Hall, S. L. Jacoques. // Biomedical optics express. – 2007. – no.11. – Pp. 2707–2719.

Proyzvodytel' byomedycynskyh pryborov. – Rezhim dostupu: http://www.iss.com/index.html

Binding J. Brain refractive index measured in vivo with high-NA defocus-corrected full-field OCT and consequences for two-photon microscopy / J. Binding, J. B. Arous, J.-F. L?ger, S. Gigan, C. Boccara, L. Bourdieu // OPTICS EXPRESS. – 2011. – No. 6 (19). – Pp. 4833 – 4847.

Downloads

Abstract views: 458

Published

2021-01-08

How to Cite

[1]
J. Khomenko, A. Zylharaeva, S. Pavlov, and O. Bezkrevnyi, “Application of spectrophotometric methods for the study of optical parameters of biotissues”, Опт-ел. інф-енерг. техн., vol. 39, no. 1, pp. 52–60, Jan. 2021.

Issue

Vol. 39 No. 1 (2020)

Section

Biomedical Optical And Electronic Systems And Devices

Metrics

Downloads

Download data is not yet available.

License

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
  2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
  3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).