анини: параметр анізотропії розсіювання g, коефіцієнт поглинання ma, коефіцієнт розсіювання ms, показник заломлення n. Перераховані оптичні параметри містять інформацію як про біохімічні властивості, так і морфологічних, структурних та функціональних особливостях тканини.
Більшість тканин мають у своєму складі клітинні та субклітинні структури, які близько розташовані один до одного. Найпростіша модель біологічної тканини, що дає прийнятне кількісний опис оптичних властивостей в досить широкому діапазоні довжин хвиль, може бути представлена ??у вигляді монодисперсної системи невзаимодействующих окремих частинок .Основними компонентами биоткани є
відносно великі частинки. При дуже малих плотностях упаковки має місце некогерентного розсіювання незалежними частинками. [13]
На основі поєднання теорії багатократного розсіяння з поданням тканини як набір рассеивающих частинок можна зробити висновок, що найбільше під нашу модель підходить некогерентного багаторазове розсіювання.
Рис. 6. - Схема фізичної моделі.
В якості фізичної моделі, яка описує поширення ІК-хвиль, можна вибрати 2% розчин Інтраліпіду, який імітує оптичні властивості епідермісу в ближньому ІЧ-діапазоні. Інтраліпід - жирова емульсія для внутрішнього харчування, до складу 500 мл якої входять 11,25 г гліцерину, 6 г лецитину, 50 г соєвого масла, 430,5 г води. Розкид часток масла знаходиться в діапазоні від 25 нм до 675 нм з розміром 97 нм.
Оптичні властивості Інтраліпіду наступні: коефіцієнт поглинання? а=0,002 мм - 1 (як і для води, тобто немає поглинання), коефіцієнт розсіювання? s=5,16 мм - 1, анізотропія розсіювання g=0,6244. Всі ці параметри дуже близькі реальним, на основі яких нижче приведено математичне моделювання.
Схема, за допомогою якої можна представити моделює установку представлена ??на рис. 7.
Рис. 7. - Схема установки.
В якості исто-чніка імпульсів - лазерний діод - напівпровідниковий лазер, побудований на базі діода. Його робота заснована на виникненні інверсії населеності в області pn переходу при інжекції носіїв заряду. Довжина хвилі таких діодів знаходиться в діапазоні 635-980 нм, потужність не менше 4 Вт, температурний діапазон від - 10 до 40? С. [15]
Т.к. проводити різні експерименти на живих тканинах досить важке, то модель повинна бути якомога ближче до реальних тканинам. Тому розроблений фантом повинен відповідати геометричним і оптичними властивостями м'яких тканин пародонту.
3. Експериментальні дослідження оптичних характеристик м'яких тканин пародонту з використанням фантома
Проведемо математичне моделювання, мета якого отримати залежність контрасту поглинаючої області від довжини хвилі. У нашому випадку - поглинаюча область - це запалена область. На рис. 6 схематично представлена ??ІК діагностика.
Рис. 8. - Схематичне уявлення діагностики (1 - слизова оболонка 0.375 мм, 2 - епітелій 0,275 мм, 3 - область запалення).
Запишемо формулу контрасту, де Imax () - максимальна інтенсивність, а Imin () - мінімальна:
(3.1)
Замість параметра інтенсивності будемо використовувати коефіцієнт пропускання:
(3.2)
- минуле випромінювання, - падаюче випромінювання.
- і -, відповідно.
Виведемо формулу для.
Рис. 9. - Схематичне зображення ходу променя для розрахунок Imax.
Значення - коефіцієнт анізотропії
(3.3)
(3.4)
Для інтенсивності в рассеивающей області (саме так поводиться здорова м'яка тканина порожнини рота) формула:
(3.5)
- потік, що проходить крізь область, S - площа області (умовно кола).
(3.6)
Значення вибираємо довільно, а знайдемо з геометричних міркувань.
Висновок для проведений на геометричних підставах і формула наступна:
(3.7)
Виведемо формулу для.
Рис. 10. - Схематичне зображення ходу променя для розрахунок Imin.
(3.8)
знаходиться в поглинаючій області (запаленої). Виведемо формулу для, використавши закон Бугера- Ламберта-Бера (l - довжина вільного пробігу фотона)
