Оптический контроль сеточных имплантатов
Захаров В.П., Братченко И.А., Корнилин Д.В., Мякинин О.О., Храмов А.Г.

Аннотация:
Произведён комплексный анализ сеточных имплантатов с использованием методов конфокальной лазерной микроскопии, дифференциального обратного рассеяния и оптической когерентной томографии (ОКТ). На основе модельных экспериментов установлены границы применимости метода дифференциального обратного рассеяния для мониторинга состояния имплантата и прилегающих к нему тканей. Показана возможность обнаружения оптических неоднородностей, связанных с патологическими изменениями тканей вблизи поверхности волокон имплантата. Продемонстрирована применимость ОКТ для контроля сеточных имплантатов. Предложен алгоритм обработки ОКТ изображений на основе эмпирической модовой декомпозиции (Empirical Mode Decomposition, EMD). Установлено, что метод EMD позволяет значительно улучшить визуальное качество изображения, что делает возможным использование ОКТ для непосредственного контроля имплантатов и локализации неоднородностей.

Ключевые слова :
сеточный имплантат, зона инкапсуляции, лазерная конфокальная микроскопия, математическое моделирование, метод Монте–Карло, оптическая когерентная томография, эмпирическая модовая декомпозиция.

Литература:

  1. Кирпичёв, А.Г. Использование сетки из Пролена при пластике передней брюшной стенки / А.Г. Кирпичёв, Н.А. Сурков. – М., 2001. – 86 с.
  2. William, S.C. The argument for lightweight polypropylene mesh in hernia repair / S.C. William, W.K. Kent // Surgical Innovation. – 2005. – N 12. – P. 63.
  3. Захаров, В.П. Применение конфокальной лазерной микроскопии для контроля сеточных имплантатов в герниологии / В.П. Захаров, И.А. Братченко, В.И. Белоконев, П.Е. Тимченко, Ю.В. Пономарева, А.В. Вавилов, Л.Т. Волова // Квантовая электроника. – 2011. –Т. 41, № 4. – С. 318-323.
  4. Wojtkowski, M. High-speed optical coherence tomography: basics and applications / M. Wojtkowski // Applied Optics. – 2010. – Vol. 49,N 16. – P. 30-61.
  5. Schmitt, J. Speckle in Optical Coherence Tomography / J. Schmitt, S. Xiang, K. Yung // J. Biomed. Opt. – 1999. –N 4. – P. 95.
  6. Sander, B. Enhanced optical coherence tomography imaging by multiple scan averaging / B. Sander, M. Larsen, L. Thrane, J. Hougaard, T.M. Jorgensen // Br. J. Ophthamol. – 2005. – N 89 – P. 207.
  7. Popescu, D.P. Speckle noise attenuation in optical coherence tomography by compounding images acquired at different positions of the sample / D.P. Popescu, M.D. Hewko, M. Sowa // Opt.Commun. – 2007. – N 269. – P. 247.
  8. Jorgensen, T.M. Enhancing the signal-to-noise ratio in ophthalmic optical coherence tomography by image registration--method and clinical examples / T.M. Jorgensen, J. Thomadsen, U. Christensen, W. Soliman, B. Sander // J. Biomed. Opt. – 2007. – N 12.
  9. Rajadhyaksha, M.J. In vivo confocal scanning microscopy of human skin / M.J. Rajadhyaksha // Invest. Dermatol. –1999. – N 113. – P. 293.
  10. Egger, M.D. New Reflected-Light Microscope for Viewing Unstained Brain and Ganglion Cells / M.D. Egger, M. Petran // Science. – 1967. – N 157. – P. 305.
  11. Wang, L.-H. MCML – Monte Carlo modeling of photon transport in multi-layered tissues / L.-H. Wang, S.L. Jac­ques, L-Q. Zheng // Computer Methods and Programs in Biomedicine. – 1995. –N 47. – P.131-146.
  12. Tuchin, V.V. Tissue Optics: Light Scattering Methods and Instruments for Medical Diagnosis, second edition / V.V. Tuchin. – SPIE Press: Bellingham, 2007.
  13. Huang, N.E. The empirical mode decomposition and the Hilbert spectrum for nonlinear and non-stationary time series analysis / N.E. Huang, Z. Shen, S.R. Long, M. Wu, H.H. Shih, Q. Zheng, N.-C. Yen, С.C. Tung, H.H. Liu // Proc. R. Soc. Lond. A. – 1998. – V. 454. – P. 903-995.
  14. Bernini, M.B. Normalization of fringe patterns using the bidimensional empirical mode decomposition and the Hilbert transform / M.B. Bernini, A. Federico, G.H. Kauf­mann // Appl. Opt. – 2009. – N 48. – P. 6862-6869.
© 2009, IPSI RAS
Institution of Russian Academy of Sciences, Image Processing Systems Institute of RAS, Russia, 443001, Samara, Molodogvardeyskaya Street 151; E-mail: ko@smr.ru; Phones: +7 (846) 332-56-22, Fax: +7 (846) 332-56-20