Застосування імпульсного лазерного випромінювання фемтосекундної тривалості для діагностики біологічних тканин та ідентифікації патологічних утворень

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorМамута, Олександр Дмитрович
dc.contributor.degreedepartmentлазерної техніки та фізико-технічних технологійuk
dc.contributor.degreefacultyмеханіко-машинобудівнийuk
dc.contributor.degreegrantorНаціональний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»uk
dc.date.accessioned2017-03-06T13:48:52Z
dc.date.available2017-03-06T13:48:52Z
dc.date.issued2017
dc.description.abstractenThesis is dedicated to the research problem solving – development of the highly effective method for healthy (normal) and pathological tissues diagnosis that is based on femtosecond laser generation with varying wavelength. This problem was solved by development of the method for identification of the pathological tissues by four parameters: fluorescence spectra, average power of scattered and transmitted radiation, and temperature distribution at the depth of the biological tissues. The experimental setup for the optical and thermal characteristics investigation of the biological tissues under the action of femtosecond laser radiation was developed. The temperature distribution, the temperature gradients and the heat flow density were determined by the mathematical modeling and numerical analysis. The theoretical and experimental studies of the temperature distribution of the multilayer biological tissue, when it is heated under the influence of laser radiation, were verified. The experimental results of the optical characteristics investigation of the healthy (normal) and pathological biological tissues were presented. These results are the precondition for the development of the comprehensive approach, which will enable to assess the impact and to calculate the dose of laser exposure for laser therapy sessions, and also, will allow to identify the tissue pathology and to define precisely their bounds on the early stages, which is extremely necessary both for diagnosis and surgical intervention.en
dc.description.abstractruДиссертация посвящена решению научной задачи создания высокоэффективной методики диагностики здоровых и патологических биотканей на основе фемтосекундного лазера с перестраиваемой длиной волны. Задача решена путем разработки методики идентификации патологических биотканей по четырем параметрам спектрам флуоресценции, мощности рассеянного излучения и излучения, прошедшего через биологические ткани и по распределению температуры по глубине биоткани. Создана экспериментальная установка для исследования особенностей оптических и теплофизических характеристик биологических тканей под действием фемтосекундного лазерного излучения. В данной работе получили дальнейшее развитие физическая и математическая модели теплового состояния многослойной биологической ткани при ее нагревании лазерным излучением с учетом его поглощения и рассеяния полупрозрачной средой окруженной полупрозрачными диффузно-отражающими границами. Также адаптирована методика численного решения сформулированной задачи с использованием методов конечных объемов и дискретных ординат. На основании полученной математической модели нагрева образца биологических тканей под действием лазерного излучения с учетом сложного радиационно-кондуктивного теплообмена и методики численного решения задачи разработана числовая модель. Даная модель необходима для проведения численного анализа для определения распределения температуры, градиентов температуры и плотности тепловых потоков в зависимости от параметров системы (геометрических, физических, условий внешней теплообмена и др.). Проведено верификацию теоретических и экспериментальных исследований распределения температуры в многослойной биологической ткани при ее нагревании под действием лазерного излучения. Представлены результаты экспериментальных исследований оптических параметров здоровых и патологических биотканей. Полученные экспериментальные результаты являются предпосылкой для создания комплексного подхода, что позволит оценить влияние и рассчитать дозы лазерного облучения при проведении сеансов лазерной терапии. Также данные результаты позволят выявлять патологии тканей и определять их четкие границы уже на ранних стадиях развития, что является крайне необходимым как в диагностических целях, так и при необходимости хирургического вмешательства.ru
dc.description.abstractukДисертація присвячена вирішенню наукової задачі створення високоефективної методики діагностики здорових та патологічних біотканин на основі фемтосекундного лазера зі змінною довжиною хвилі. Ця задача вирішена шляхом розробки методики ідентифікації патологічних біотканин за чотирьома параметрами спектрами флуоресценції, потужності розсіяного випромінювання та випромінювання, що пройшло крізь біологічні тканини, та за розподілом температури по глибині біотканини. Створено експериментальну установку для дослiдження особливостей оптичних параметрів та характер зміни температури в бiологiчних тканин пiд дiєю фемтосекундного лазерного випромiнювання. Проведено математичне моделювання та числовий аналіз визначення розподілу температури, градієнтів температури та густини теплових потоків. Проведено верифікацію теоретичних та експериментальних досліджень розподілу температури в багатошаровій біологічній тканині при її нагріванні під дією лазерного випромінювання. Представлено результати експериментальних досліджень оптичних параметрів здорових та патологічних біотканин. Отриманi експериментальні результати є передумовою для створення комплексного пiдходу, що дасть змогу оцiнити вплив та розрахувати дози лазерного опромiнення при проведеннi сеансiв лазерної терапiї, а також дозволить виявляти патологiї тканин та визначати їх чiткi межi вже на раннiх стадiях розвитку, що є вкрай необхiдним як в дiагностичних цiлях, так i при необхiдностi хiрургiчного втручання.uk
dc.format.page23 с.uk
dc.identifier.citationМамута, О. Д. Застосування імпульсного лазерного випромінювання фемтосекундної тривалості для діагностики біологічних тканин та ідентифікації патологічних утворень : автореф. дис. … канд. техн. наук : 05.03.07 - процеси фізико-технічної обробки / Мамута Олександр Дмитрович. – Київ, 2017. – 23 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/18968
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.status.pubpublisheduk
dc.subjectлазерна дiагностикаuk
dc.subjectфемтосекундний лазерuk
dc.subjectлюмiнесцентна дiагностикаuk
dc.subjectоптичнi характеристики бiотканинuk
dc.subjectлазерная диагностикаru
dc.subjectфемтосекундный лазерru
dc.subjectлюминесцентная диагностикаru
dc.subjectоптические характеристики биотканейru
dc.subjectfemtosecond laser generationen
dc.subjectluminescent and laser diagnosisen
dc.subjectoptical characteristics of biological tissuesen
dc.subject.udc539.1.043:616-006-071(043.3/.5)uk
dc.titleЗастосування імпульсного лазерного випромінювання фемтосекундної тривалості для діагностики біологічних тканин та ідентифікації патологічних утвореньuk
dc.typeThesisuk
thesis.degree.levelcandidateuk
thesis.degree.nameкандидат технічних наукuk
thesis.degree.speciality05.03.07 - процеси фізико-технічної обробкиuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Mamuta_aref.pdf
Розмір:
1.24 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
7.65 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Автореферати (ЛТФТТ)
Автореферати (вільний доступ)