ФЛУОРЕСЦЕНТНЫЙ ВИДЕОДЕРМАТОСКОП
ÎÏÒÈ×ÅÑÊÎÅ ÏÐÈÁÎÐÎÑÒÐÎÅÍÈÅ È ÒÅÕÍÎËÎÃÈß
ÓÄÊ 621.391.837.681.3]:[621 + 681:723
ÔËÓÎÐÅÑÖÅÍÒÍÛÉ ÂÈÄÅÎÄÅÐÌÀÒÎÑÊÎÏ
© 2008 ã. © 2007 ã.
Kang Uk*, Ph. D; Ã. Â. Ïàïàÿí**, êàíä. òåõí. íàóê; Bae Soo-Jin*; B. Á. Áåðåçèí*, êàíä. òåõí. íàóê; C. Êèì*
*** SOI-Korea Center of Korean Electrotechnology Research Institute (KERI), Seoul, Korean Republic
*** Ñàíêò-Ïåòåðáóðãñêèé ãîñóäàðñòâåííûé ìåäèöèíñêèé óíèâåðñèòåò *** èì. àêàä. È.Ï. Ïàâëîâà, Ñàíêò-Ïåòåðáóðã *** E-mail: pgarry@mail.wplus.net
Îïèñàí ôëóîðåñöåíòíûé âèäåîäåðìàòîñêîï, ïðåäíàçíà÷åííûé äëÿ äèàãíîñòèêè êîæíûõ çàáîëåâàíèé. Îí ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé êîìïàêòíûé ðó÷íîé ïðèáîð ñî âñòðîåííûì ñâåòîäèîäíûì îñâåòèòåëåì è öâåòíîé RGB òåëåâèçèîííîé êàìåðîé ñ ïðîãðåññèâíûì ñêàíèðîâàíèåì è öèôðîâûì âûõîäîì. Âèäåîñèãíàëû ðåãèñòðèðóþòñÿ è îáðàáàòûâàþòñÿ ñ ïîìîùüþ êîìïüþòåðà. Íàáëþäåíèå îñóùåñòâëÿåòñÿ â ñâåòå ñîáñòâåííîé èëè âòîðè÷íîé ôëóîðåñöåíöèè, à òàêæå â îáû÷íîì áåëîì ñâåòå. Ïðèáîð ïîçâîëÿåò ïðîâîäèòü êîëè÷åñòâåííóþ îöåíêó ÿðêîñòíûõ è öâåòîâûõ îñîáåííîñòåé êîæè ïàöèåíòà. Ïðèâîäÿòñÿ ïðèìåðû ïðèìåíåíèÿ ïðèáîðà â ìåäèöèíñêîé ïðàêòèêå.
Êîäû OCIS: 170.0170, 170.2150, 170.2680, 170.3880, 170.3890, 170.4580.
Ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 25.06.2007.
Ââåäåíèå
Êîæà ÷åëîâåêà âûïîëíÿåò ìíîæåñòâî æèçíåííî âàæíûõ ôóíêöèé, à åå ñîñòîÿíèå, îñîáåííî íà ëèöå, îêàçûâàåò íà íåãî òàêæå è çíà÷èòåëüíîå ïñèõîëîãè÷åñêîå âîçäåéñòâèå. Ïàòîëîãè÷åñêèå ñîñòîÿíèÿ êîæè ìîãóò áûòü îáóñëîâëåíû ðàçëè÷íûìè âíåøíèìè è âíóòðåííèìè ïðè÷èíàìè. Ñðåäè êîæíûõ çàáîëåâàíèé íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåííûì ÿâëÿåòñÿ àêíå, èëè óãðåâàÿ áîëåçíü, à íàèáîëåå îïàñíûì – çëîêà÷åñòâåííàÿ îïóõîëü ìåëàíîìà.
Òðàäèöèîííûì ìåòîäîì èññëåäîâàíèÿ ñòðóêòóðíûõ èçìåíåíèé êîæè ÿâëÿåòñÿ ãèñòîëîãè÷åñêèé êîíòðîëü. Íà÷èíàÿ ñ ñåðåäèíû ïðîøëîãî âåêà, â äåðìàòîëîãèè ïîëó÷àþò ðàçâèòèå íåèíâàçèâíûå òåõíîëîãèè, ïîçâîëÿþùèå èçó÷àòü êîæó áåç åå ïîâðåæäåíèÿ â ðåàëüíîì ìàñøòàáå âðåìåíè [1]. Ñðåäè íèõ âàæíóþ ðîëü èãðàþò îïòè÷åñêèå ìåòîäû èññëåäîâàíèÿ, â òîì ÷èñëå ôëóîðåñöåíòíàÿ äèàãíîñòèêà (ÔÄ) [2], êîòîðàÿ ïîçâîëÿåò âûÿâëÿòü ïàòîëîãè÷åñêèå ó÷àñòêè òêàíè ïî èçìåíåíèþ ÿðêîñòè è ñïåêòðàëüíûì õàðàêòåðèñòèêàì ñâå÷åíèÿ. Ôëóîðåñöåíöèÿ êîæè ìîæåò áûòü îáóñëîâëåíà êàê ýíäîãåííûìè âåùåñòâàìè, âûçûâàþùèìè àâòîôëóîðåñöåíöèþ (ÀÔ) òêàíè, òàê è ââåäåííûìè â îðãàíèçì èçâíå ôëóîðåñöåíòíûìè êðàñèòåëÿìè èëè ìàðêåðàìè, êîòîðûå, íàêàïëèâàÿñü â îïðåäåëåííûõ ñòðóêòóðàõ òêàíè, íàïðèìåð, â îïóõîëÿõ, îáóñëàâëèâàþò ñïîñîáíîñòü ê âòîðè÷íîé ôëóîðåñöåíöèè (ÂÔ).
32
Âñå òêàíè ïîä äåéñòâèåì óëüòðàôèîëåòîâîãî èëè ñèíåãî ñâåòà â òîé èëè èíîé ñòåïåíè îáëàäàþò ñïîñîáíîñòüþ ê ÀÔ. Èñòî÷íèêàìè ýòîãî ñâå÷åíèÿ ÿâëÿþòñÿ ðàçëè÷íûå áåëêè è ïèãìåíòû (ðèñ. 1) [3, 4].
Èíòåíñèâíîñòü ôëóîðåñöåíöèè, îòí. åä.
8 1
4
6 52
34
8
0 200 81
300 2
400 68
(à)
7 λ, íì (á)
4
34 5
7
0 300 400 500 600 λ, íì
Ðèñ. 1. Ñïåêòðû âîçáóæäåíèÿ (a) è ýìèññèè (á) ôëóîðîôîðîâ áèîëîãè÷åñêîé òêàíè [3]. 1 – òðèïòîôàí, 2 – ïèðîäîêñèí, 3 – êîëëàãåí, 4 – ýëàñòèí, 5 – ïèðèäèííóêëåîòèäû, 6 – ëèïîïèãìåíòû 7 – ôëàâèíû, 8 – ïîðôèðèíû.
“Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 75, ¹ 1, 2008
Ïåðåêðûòèå ñïåêòðàëüíûõ ïîëîñ ýòèõ ôëóîðîôîðîâ â ñî÷åòàíèè ñî ñâåòîðàññåÿíèåì è ïîãëîùåíèåì èçëó÷åíèÿ â òêàíè äåëàåò ÀÔ ñïåêòðû áèîëîãè÷åñêîé òêàíè øèðîêèìè è ñëàáîñòðóêòóðèðîâàííûìè [5].
Ìàðêåðàìè îïóõîëè äëÿ ÂÔ ìîãóò ñëóæèòü ôîòîñåíñèáèëèçàòîðû (ÔÑ), ïðèìåíÿåìûå äëÿ ôîòîäèíàìè÷åñêîé òåðàïèè (ÔÄÒ), íàïðèìåð ïðåïàðàòû õëîðèíîâîãî ðÿäà ôîòîäèòàçèí è ðàäàõëîðèí, èëè ïðåïàðàòû, âêëþ÷àþùèå àëþìîëåâóëèíîâóþ êèñëîòó (ÀËÊ), êîòîðàÿ ÿâëÿåòñÿ èíäóêòîðîì ñèíòåçà ýíäîãåííîãî ÔÑ – ïðîòîïîðôèðèíà IX (Ïï IX).
Ñóùåñòâóþùèå ïðèáîðû è ìåòîäû äëÿ ÔÄ êîæíûõ çàáîëåâàíèé
Ðàçëè÷èÿ ôëóîðåñöåíòíîãî ñâå÷åíèÿ â íîðìå è ïàòîëîãèè ìîãóò ïðîÿâëÿòüñÿ êàê â ñïåêòðàëüíûõ ñâîéñòâàõ, òàê è â íàáëþäàåìîé ìîðôîëîãè÷åñêîé êàðòèíå. Ñîîòâåòñòâåííî, àïïàðàòóðà äëÿ ÔÄ ÿâëÿåòñÿ ëèáî ñïåêòðàëüíîé, ëèáî èçîáðàæàþùåé [6]. Íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåííûì ïðèáîðîì äëÿ ïîëó÷åíèÿ ôëóîðåñöåíòíûõ èçîáðàæåíèé â äåðìàòîëîãèè ÿâëÿåòñÿ ëàìïà Âóäà – ðòóòíàÿ ëàìïà, èçëó÷àþùàÿ â äëèííîâîëíîâîé óëüòðàôèîëåòîâîé îáëàñòè â äèàïàçîíå ÓÔÀ-1 ìîùíóþ ëèíèþ ñ äëèíîé âîëíû 365 íì. Îíà ïîçâîëÿåò îñâåùàòü çíà÷èòåëüíûå ó÷àñòêè êîæíîãî ïîêðîâà (äî 200 ñì2) è â êëèíè÷åñêîé ïðàêòèêå èçäàâíà ïðèìåíÿþòñÿ äëÿ äèàãíîñòèêè ãðèáêîâûõ çàáîëåâàíèé êîæè è âîëîñ. Ôëóîðåñöåíòíîå èçîáðàæåíèå ïðè ýòîì îáû÷íî íàáëþäàåòñÿ íåâîîðóæåííûì ãëàçîì â çàòåìíåííîì ïîìåùåíèè.
 íàñòîÿùåå âðåìÿ äëÿ ðåãèñòðàöèè ôëóîðåñöåíòíûõ èçîáðàæåíèé ïðèìåíÿåòñÿ ôîòîãðàôè÷åñêàÿ òåõíèêà. Ôîòîãðàôèè â àòëàñå [7] ïîëó÷åíû ñ ïîìîùüþ îáû÷íîãî ôîòîàïïàðàòà íà öâåòíîé ïëåíêå âûñîêîé ÷óâñòâèòåëüíîñòè (1600 ASA) ïðè ýêñïîçèöèè 0,25–1,5 c.  êà÷åñòâå îñâåòèòåëÿ ïðèìåíÿëàñü ëàìïà Âóäà, à ìåòîäà äèàãíîñòèêè – ÀËÊ-èíäóöèðîâàííàÿ ïîðôèðèíîâàÿ ôëóîðåñöåíöèÿ. Íàðÿäó ñî ñòèìóëèðîâàííîé èçâíå ôëóîðåñöåíöèåé, êîòîðóþ, êàê ïðàâèëî, çàðåãèñòðèðîâàòü íå ñëîæíî, äëÿ äèàãíîñòèêè èñïîëüçóåòñÿ òàêæå ÀÔ. Ôîòîãðàôèè â ñâåòå ÀÔ, ïîëó÷åííûå ñ ïîìîùüþ àíàëîãîâîé [8] è öèôðîâîé [9] ôîòîêàìåð, ïðèìåíÿëèñü äëÿ èäåíòèôèêàöèè ó÷àñòêîâ êîæè, çàðàæåííûõ áàêòåðèÿìè P.acnes íà îñíîâàíèè îðàíæåâî-êðàñíîé ôëóîðåñöåíöèè âõîäÿùèõ â íèõ ìîëåêóë Ïï IX. Äëÿ ôëóîðåñöåíòíîé ñúåìêè â ÓÔ ëó÷àõ âûïóñêàþòñÿ ïðîìûøëåííûå ïðèáîðû “Visnu UV Camera for Skin Diagnostics” (Atlantic Camera, USA) è “ClarityPro” (Moritex, USA). Îáà ýòè ïðèáîðà ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ ñúåìêè âñåãî ëèöà ïðè èñïîëüçîâàíèè ëàìïûâñïûøêè.  ïðèáîðå “Visnu” ðåãèñòðàöèÿ ïðîâîäèòñÿ ñ ïîìîùüþ êàìåðû Polaroid, à â “ClarityPro” –
“Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 75, ¹ 1, 2008
öèôðîâîé êàìåðû. Ïðèáîðû âûïîëíåíû â âèäå íàñòîëüíûõ óñòðîéñòâ. Êðîìå ôëóîðåñöåíòíîé ñúåìêè, “ClarityPro” ìîæåò òàêæå ïðèìåíÿòüñÿ è äëÿ ñúåìêè â îáû÷íîì ñâåòå. Ïîëó÷àåìûå öèôðîâûå èçîáðàæåíèÿ ïîñòóïàþò â êîìïüþòåð, êîòîðûé ïðîâîäèò èõ îáðàáîòêó è àíàëèç ñ ïîìîùüþ ñïåöèàëüíîé ïðîãðàììû.
 ïîñëåäíåå âðåìÿ â êà÷åñòâå èñòî÷íèêà âîçáóæäàþùåãî èçëó÷åíèÿ íà÷àëè ïðèìåíÿòü ñâåòîäèîäû. Âîçìîæíîñòü èõ ïðèìåíåíèÿ äëÿ ôëóîðåñöåíòíîé öèôðîâîé ôîòîãðàôèè ïîêàçàíà â [10]. Íà îñíîâå ñâåòîäèîäîâ è òåëåâèçèîííîé êàìåðû ïîñòðîåí ïðèáîð “DYADERM PROFESSIONAL”, âûïóñêàåìûé ôèðìîé BIOCAM GmbH (Germany) [11]. Îñîáåííîñòü ýòîãî ïðèáîðà ñîñòîèò â âîçìîæíîñòè îäíîâðåìåííîãî íàáëþäåíèÿ ôëóîðåñöåíòíîãî è îáû÷íîãî èçîáðàæåíèé. Äîñòèãàåòñÿ ýòî áëàãîäàðÿ èìïóëüñíîé ðàáîòå èñòî÷íèêà âîçáóæäàþùåãî ñâåòà. Ôëóîðåñöåíòíîå è îáû÷íîå èçîáðàæåíèÿ îòîáðàæàþòñÿ â ðàçíûõ ÷àñòÿõ îäíîãî è òîãî æå ìîíèòîðà ñ êàäðîâîé ÷àñòîòîé 5 Ãö, ðàçðåøåíèåì 320×240 è ðàçìåðîì ïîëÿ çðåíèÿ 10×10 ñì. ×óâñòâèòåëüíîñòè ïðèáîðà õâàòàåò òîëüêî äëÿ ðåãèñòðàöèè ÂÔ, ïðè÷åì èçîáðàæåíèå ïîëó÷àåòñÿ ÷åðíî-áåëûì.
Äëÿ ñïåêòðàëüíûõ èññëåäîâàíèé êîæè íåîáõîäèìû ñïåöèàëèçèðîâàííûå ôëóîðåñöåíòíûå ñïåêòðîôîòîìåòðû, êîòîðûå îáû÷íî îñíàùàþòñÿ âîëîêîííûìè æãóòàìè äëÿ ïîäâîäà âîçáóæäàþùåãî èçëó÷åíèÿ ê êîæå è ïåðåäà÷è ôëóîðåñöåíòíîé ýìèññèè â ñïåêòðàëüíûé ïðèáîð [12]. Ïðèìåðîì ïðèáîðà äëÿ ðåãèñòðàöèè ýìèññèîííûõ ñïåêòðîâ â äèàïàçîíå 650–900 íì ìîæåò ñëóæèòü êîììåð÷åñêè äîñòóïíûé âîëîêîííî-îïòè÷åñêèé ñïåêòðîìåòð LESA-01 (“Áèîñïåê”, Ðîññèÿ) [13]. Ïðèáîð ïðèìåíÿåòñÿ äëÿ ÔÄ è êîíòðîëÿ ñòåïåíè íàêîïëåíèÿ ÔÑ â õîäå ÔÄÒ. Îäíàêî, ÷òîáû ðåãèñòðèðîâàòü ñïåêòðû âîçáóæäåíèÿ, íåîáõîäèìû ïðèáîðû ñî ñêàíèðóþùèìè ìîíîõðîìàòîðàìè â êàíàëå îñâåùåíèÿ è èñòî÷íèêàìè èçëó÷åíèÿ íåïðåðûâíîãî ñïåêòðà. Ýòà çàäà÷à ìîæåò ðåøàòüñÿ ñ ïîìîùüþ óíèâåðñàëüíûõ ñïåêòðîôîòîìåòðîâ, òàêèõ êàê “Spex SkinSkan” (HORIBA Jobin Yvon) è “Varian Cary Eclipse Fluorescence Spectrophotometer” [14].
Ñîâìåñòèòü ïðåèìóùåñòâà ñïåêòðàëüíîãî è èçîáðàæàþùåãî ìåòîäîâ èññëåäîâàíèÿ ìîæíî ñ ïîìîùüþ ìóëüòèñïåêòðàëüíûõ èçîáðàæàþùèõ ñèñòåì. Ýòîò ïîäõîä ðåàëèçîâàí â ïðèáîðå [15], ãäå ôëóîðåñöåíòíîå èçîáðàæåíèå êîæè ôîðìèðóåòñÿ îäíîâðåìåííî â 4 ñïåêòðàëüíûõ îáëàñòÿõ. Äåëàåòñÿ ýòî ñ ïîìîùüþ ñâåòîäåëèòåëüíîãî óñòðîéñòâà, êîòîðîå ïîâòîðÿåò èñõîäíîå èçîáðàæåíèå â ðàçëè÷íûõ êâàäðàíòàõ îäíîãî è òîãî æå äåòåêòîðà.  êàæäîì èç êàíàëîâ óñòàíîâëåí ñâîé ñâåòîôèëüòð: 635 ± 5, 600 ± 5, 540 ± 20, 400 ± 35 íì. Äåòåêòîðîì ñëóæèò íåîõëàæäàåìàÿ ìîíîõðîìíàÿ Ò êàìåðà ñ óñèëèòå-
33
ëåì ÿðêîñòè, ïîäêëþ÷åííàÿ ê êîìïüþòåðó. Ðàçðåøåíèå ïðèáîðà – 200×200 ïèêñåëîâ, êàäðîâàÿ ÷àñòîòà 3 Ãö. Îñâåòèòåëü ïîñòðîåí íà ôëóîðåñöåíòíîé ëàìïå ñ ïèêîì ýìèññèè íà äëèíå âîëíû 394 íì. Ïðèáîð ïðèìåíÿëñÿ äëÿ ìîíèòîðèíãà ÔÄÒ [16]. Ê ìóëüòèñïåêòðàëüíûì ìåòîäàì ôîðìèðîâàíèÿ èçîáðàæåíèÿ ìîæíî òàêæå îòíåñòè ìåòîä äåëåíèÿ èçîáðàæåíèé, îñíîâàííûé íà èñïîëüçîâàíèè äâóõ ïîëîñ ýìèññèè.  ðàáîòå [17] òàêîå èçîáðàæåíèå ôîðìèðóåòñÿ óñòðîéñòâîì íà îñíîâå ÏÇÑêàìåðû, â êîòîðîì îòíîøåíèå ñèãíàëîâ êðàñíîãî êàíàëà (600–800 íì) ê çåëåíîìó (480–550 íì) ðàññ÷èòûâàåòñÿ è îòîáðàæàåòñÿ ñ êàäðîâîé ÷àñòîòîé 2 Ãö. Óñòðîéñòâî èñïîëüçîâàëîñü äëÿ îòðàáîòêè ìåòîäèêè îáíàðóæåíèÿ ðàêîâûõ îïóõîëåé ïî ÀËÊ-èíäóöèðîâàííîé Ïï IX ôëóîðåñöåíöèè.
Êàê âèäíî èç êðàòêîãî îáçîðà, ôëóîðåñöåíòíóþ àïïàðàòóðó äëÿ èññëåäîâàíèé êîæè ìîæíî êëàññèôèöèðîâàòü êàê ôîòîãðàôè÷åñêóþ èëè òåëåâèçèîííóþ, à òàêæå èçîáðàæàþùóþ, ñïåêòðàëüíóþ èëè ìóëüòèñïåêòðàëüíóþ èçîáðàæàþùóþ. Ôîòîãðàôè÷åñêèå ñèñòåìû ïðèìåíÿþòñÿ ïðè èññëåäîâàíèè áîëüøèõ ïîëåé, íàïðèìåð, ïðè ñúåìêå âñåãî ëèöà ïàöèåíòà. Åñëè ïîëå çðåíèÿ ïðèáîðà íåâåëèêî, òî â êà÷åñòâå ïðèåìíèêà èçëó÷åíèÿ öåëåñîîáðàçíî èñïîëüçîâàòü òåëåâèçèîííûå êàìåðû, ÷òî ïîçâîëÿåò îïåðàòèâíî ïðîñìàòðèâàòü ðàçëè÷íûå ó÷àñòêè êîæè. Êðîìå òîãî, òåëåâèçèîííûå ñèñòåìû íåîáõîäèìû ïðè ðåãèñòðàöèè äèíàìè÷åñêèõ ïðîöåññîâ. Ïðåèìóùåñòâî ñïåêòðàëüíûõ ìåòîäîâ çàêëþ÷àåòñÿ â âîçìîæíîñòè èäåíòèôèêàöèè âõîäÿùèõ â ñîñòàâ êîæè ôëóîðîôîðîâ è ñëåæåíèÿ çà òîíêèìè èçìåíåíèÿìè îêðóæàþùåé èõ ñðåäû. Îäíàêî îíè îáëàäàþò íèçêèì ïðîñòðàíñòâåííûì ðàçðåøåíèåì, íåáîëüøèì ÷èñëîì èññëåäóåìûõ òî÷åê çà îäèí îñìîòð è òðóäíîñòüþ òîïîãðàôè÷åñêîé ïðèâÿçêè ñïåêòðàëüíûõ îñîáåííîñòåé ê êîíêðåòíûì ãèñòîëîãè÷åñêèì ñòðóêòóðàì. Ïîñêîëüêó ðåãèñòðàöèÿ ñïåêòðà ïðîâîäèòñÿ ïóòåì çîíäèðîâàíèÿ îïðåäåëåííîãî ó÷àñòêà îáúåêòà, òî èíôîðìàöèÿ î ñâîéñòâàõ äðóãèõ ó÷àñòêîâ â ýòîò ìîìåíò îêàçûâàåòñÿ íåäîñòóïíîé, ÷òî çàòðóäíÿåò èññëåäîâàíèÿ ñîâîêóïíûõ äèíàìè÷åñêèõ ïðîöåññîâ. Îñîáûå ñëîæíîñòè âîçíèêàþò â ñëó÷àÿõ, êîãäà çîíà, ãäå èìååòñÿ ôëóîðåñöåíòíàÿ îñîáåííîñòü, â îáû÷íîì ñâåòå íèêàê íå ïðîÿâëÿåò ñåáÿ è, ñëåäîâàòåëüíî, ïðè îáñëåäîâàíèè ìîæåò áûòü ëåãêî ïðîïóùåíà.
Ðåãèñòðàöèÿ ôëóîðåñöåíòíîãî ñèãíàëà â âèäå èçîáðàæåíèÿ äàåò êàðòèíó ðàñïðåäåëåíèÿ ÿðêîñòè îäíîâðåìåííî âî ìíîãèõ òî÷êàõ îáúåêòà, íî ïðè èñïîëüçîâàíèè ÷åðíî-áåëîãî ôîòîïðèåìíèêà òåðÿåòñÿ èíôîðìàöèÿ î ñïåêòðàëüíûõ ðàçëè÷èÿõ ìåæäó îòäåëüíûìè ó÷àñòêàìè êîæíîãî ïîêðîâà. Ýòî ñóùåñòâåííî îáåäíÿåò êàðòèíó, îñîáåííî ïðè ïðîâåäåíèè èññëåäîâàíèé â ñâåòå ñîáñòâåííîé ôëóîðåñöåí-
34
öèè. Ïîäîáíîãî íåäîñòàòêà ëèøåíû ìóëüòèñïåêòðàëüíûå ìåòîäû ôîðìèðîâàíèÿ èçîáðàæåíèÿ, ïîñêîëüêó îäíîâðåìåííî ñ ìîðôîëîãè÷åñêîé ñòðóêòóðîé äàþò ñæàòóþ èíôîðìàöèþ î ñïåêòðàëüíûõ ñâîéñòâàõ êàæäîé òî÷êè îáúåêòà. Îäíàêî ïðè óçêîïîëîñíîì âûäåëåíèè ñïåêòðàëüíûõ êîìïîíåíòîâ âîçíèêàþò áîëüøèå ïîòåðè ñâåòà, ÷òî ñíèæàåò ïðîñòðàíñòâåííîå ðàçðåøåíèå, áûñòðîäåéñòâèå è îòíîøåíèå ñèãíàëà ê øóìó. Êðîìå òîãî, òàêèå ñèñòåìû ñëîæíû â ðåàëèçàöèè [15].
Ïðèíöèï äåéñòâèÿ ôëóîðåñöåíòíîãî âèäåîäåðìàòîñêîïà (ÔÂÄÑ)
Òî îáñòîÿòåëüñòâî, ÷òî íàèáîëåå èíòåðåñíûé ó÷àñòîê ñïåêòðà ôëóîðåñöåíòíîãî èçëó÷åíèÿ êîæè ñîñðåäîòî÷åí â âèäèìîé îáëàñòè, ïîçâîëÿåò ñòðîèòü ìóëüòèñïåêòðàëüíûå èçîáðàæàþùèå ñèñòåìû íà îñíîâå ìàòðè÷íûõ ìíîãîñèãíàëüíûõ ïðèåìíèêîâ èçîáðàæåíèÿ. Ëó÷øèå èç íèõ ðàáîòàþò ïî öâåòîâîé ìîäåëè RGB. Ñîîòâåòñòâóþùèå ñïåêòðàëüíûå êðèâûå (ðèñ. 2) ïðèìåðíî ñîîòâåòñòâóþò ïîëîñàì èçëó÷åíèÿ ôëóîðîôîðîâ êîæè: â çîíó êðèâîé R ïîïàäàþò ïîðôèðèíû, â çîíó G – ôëàâèíû è ëèïîïèãìåíòû, â çîíó B – ïèðèäèííóêëåîòèäû, à òàêæå âèäèìàÿ ÷àñòü èçëó÷åíèÿ êîëëàãåíà è ýëàñòèíà. Ñîîòâåòñòâèå ñïåêòðîâ èçëó÷àòåëÿ è ïðèåìíèêà ïîâûøàåò öâåòîâîé êîíòðàñò è îáëåã÷àåò èäåíòèôèêàöèþ ôëóîðîôîðîâ. Ïî ñðàâíåíèþ ñ ìóëüòèñïåêòðàëüíîé èçîáðàæàþùåé ñèñòåìîé [15], âûäåëÿåìàÿ ñïåêòðàëüíàÿ îáëàñòü îêàçûâàåòñÿ íàìíîãî øèðå, ÷òî ñóùåñòâåííî óâåëè÷èâàåò ñâåòîâîé ïîòîê è ïîçâîëÿåò çàðåãèñòðèðîâàòü ôëóîðåñöåíòíîå âèäåîèçîáðàæåíèå êîæè áåç ïðèìåíåíèÿ óñèëèòåëåé ÿðêîñòè. Ïî ñðàâíåíèþ ñ äðóãèì ðàñïðîñòðàíåííûì òèïîì öâåòíûõ òåëåâèçèîííûõ ïðèåìíèêîâ, îñíîâàííûì íà ÷åòûðåõêîìïîíåíòíîé ñóáòðàêòèâíîé ìîäåëè öâåòîâîé êîäèðîâêè CMYG, äèàïàçîí öâå-
Îòíîñèòåëüíûé îòêëèê
1 GR
B
0 400
500
600 λ, íì
Ðèñ. 2. Ñïåêòðàëüíûå êðèâûå RGB êàíàëîâ îäíîêðèñòàëüíîé ÏÇÑ-ìàòðèöû ñ ïðîãðåññèâíûì ñêàíèðîâàíèåì ICX415AQ (SONY).
“Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 75, ¹ 1, 2008
òîâ, ãåíåðèðóåìûõ ñ ïîìîùüþ àääèòèâíîé ìîäåëè RGB áîëüøå, à ïîãðåøíîñòåé öâåòîïåðåäà÷è ìåíüøå. Êðîìå òîãî, CMYG ñèãíàëû íóæíî ïðåîáðàçîâûâàòü â RGB ñèãíàëû â ðåàëüíîì ìàñøòàáå âðåìåíè. Ñïåêòðàëüíûå êðèâûå RGB ñóùåñòâåííî ìåíüøå ïåðåêðûâàþòñÿ ìåæäó ñîáîé ïî ñðàâíåíèþ ñ CMYG, ÷òî óëó÷øàåò ïðîöåññ ðàñïîçíàâàíèÿ ïî öâåòîâûì ðàçëè÷èÿì â àâòîìàòè÷åñêèõ êëàññèôèêàòîðàõ è ïîçâîëÿåò áîëåå òî÷íî ïðîâîäèòü êîëè÷åñòâåííûå èçìåðåíèÿ. Íàêîíåö ñèñòåìà ñ÷èòûâàíèÿ â RGB-ïðèåìíèêàõ îðãàíèçîâàíà ïî ïðèíöèïó ïðîãðåññèâíîé ðàçâåðòêè, ÷òî ïî ñðàâíåíèþ ñ ÷åðåññòðî÷íîé ðàçâåðòêîé îáåñïå÷èâàåò ëó÷øåå ïðîñòðàíñòâåííîå è âðåìåííîå ðàçðåøåíèå.
Ïðè ðàçðàáîòêå ñõåìû ïîñòðîåíèè ÔÂÄÑ íàðÿäó ñ âûáîðîì ïðèåìíèêà èçëó÷åíèÿ âàæíî ïðàâèëüíî îïðåäåëèòü ñïåêòðàëüíóþ îáëàñòü âîçáóæäåíèÿ. Ïðîâåäåííûå íàìè èññëåäîâàíèÿ â äèàïàçîíå 350–450 íì ïîçâîëèëè óñòàíîâèòü, ÷òî îïòèìàëüíîé äëÿ íàáëþäåíèÿ ñòðóêòóð êîæè â ñâåòå ñîáñòâåííîé ôëóîðåñöåíöèè ÿâëÿåòñÿ ôèîëåòîâàÿ îáëàñòü âáëèçè 400 íì. Ïðè ñìåùåíèè âîçáóæäåíèÿ â ÓÔ îáëàñòü, êîæíûé ïîêðîâ ïðèîáðåòàåò ïðåèìóùåñòâåííî ñèíèé öâåò, ÷òî îáúÿñíÿåòñÿ ñâå÷åíèåì êîëëàãåíà, êîòîðûé “çàáèâàåò” ñâîåé âûñîêîé ÿðêîñòüþ áîëåå ñëàáóþ çåëåíóþ ôëóîðåñöåíöèþ.  ÓÔ îáëàñòè ïëîõî ïðîñìàòðèâàþòñÿ ïîäêîæíûå ñòðóêòóðû, ÷òî îáúÿñíÿåòñÿ íåçíà÷èòåëüíîé ïðîíèêàþùåé ñïîñîáíîñòüþ ýòîãî èçëó÷åíèÿ â ãëóáèíó êîæè. Ïðè ñìåùåíèè âîçáóæäåíèÿ â äëèííîâîëíîâóþ îáëàñòü ñíèæàåòñÿ èíòåíñèâíîñòü ôëóîðåñöåíöèè, öâåò ôîíîâîãî ñâå÷åíèÿ ïðèîáðåòàåò æåëòîâàòûé îòòåíîê â ñâÿçè ñ íåîáõîäèìîñòüþ ñäâèãà ãðàíèöû çàïèðàþùåãî ñâåòîôèëüòðà â äëèííîâîëíîâóþ ñòîðîíó.
Ôèîëåòîâîå âîçáóæäåíèå äàåò ïðèìåðíî îäèíàêîâûå ñèãíàëû â çåëåíîé è êðàñíîé îáëàñòÿõ ñïåêòðà, à èíòåíñèâíîñòü ôëóîðåñöåíöèè îêàçûâàåòñÿ äîñòàòî÷íîé äëÿ åå íàäåæíîé ðåãèñòðàöèè òåëåâèçèîííûìè ñðåäñòâàìè. Ïðè âîçáóæäåíèè âáëèçè 400 íì óäàåòñÿ ïðîñìàòðèâàòü ñòðóêòóðû ýïèäåðìèñà (êàïèëëÿðû, ïèãìåíòíûå ïÿòíà) çà ñ÷åò ôëóîðåñöåíòíîé ïîäñâåòêè ãëóáèííûõ ñëîåâ òêàíè.  çàâèñèìîñòè îò áàêòåðèàëüíîé ôëîðû, öâåòîâûå îòòåíêè ôîëëèêóë èçìåíÿþòñÿ â øèðîêèõ ïðåäåëàõ – îò íàñûùåííî çåëåíîãî äî îðàíæåâî-êðàñíîãî öâåòà. Íîðìàëüíàÿ ñëàáîïèãìåíòèðîâàííàÿ êîæà èìååò ïðåèìóùåñòâåííî çåëåíûé öâåò, êîòîðûé îáóñëîâëåí, â îñíîâíîì, ôëàâèíàìè, îáëàäàþùèìè âûñîêèì ïîãëîùåíèåì âáëèçè 400 íì.  ýòîé æå ôèîëåòîâîé îáëàñòè íàõîäèòñÿ ìàêñèìóì ïîëîñû ïîãëîùåíèÿ Ñîðå ó ïîðôèðèíîâ (410 íì), ÷òî îáëåã÷àåò îáíàðóæåíèå íå òîëüêî áàêòåðèé P. acnes, íî è ÀËÊèíäóöèðîâàííîé Ïï IX ôëóîðåñöåíöèè áîëüíûõ ó÷àñòêîâ êîæè, à òàêæå ïñîðèàòè÷åñêèõ áëÿøåê [18]. Êðîìå òîãî, êàê ïîêàçàíî â [19], ïðè âîçáóæäåíèè
“Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 75, ¹ 1, 2008
âáëèçè 400 íì èíòåíñèâíîñòü ÀÔ íîðìàëüíîé òêàíè â èíòåðâàëå 450–550 íì îêàçûâàåòñÿ âûøå, à â èíòåðâàëå 500–700 íì – íèæå â ñðàâíåíèè ñ îïóõîëüþ. Òàêàÿ ðàçíîíàïðàâëåííîñòü èçìåíåíèé ïîâûøàåò äèàãíîñòè÷åñêóþ âîçìîæíîñòü îáíàðóæåíèÿ îïóõîëè ïî RGB êàðòèíå, ïîñêîëüêó ïðè ýòîì ïîâûøàåòñÿ öâåòîâîé êîíòðàñò ìåæäó îïóõîëüþ è îêðóæàþùåé òêàíüþ.
Òàêèì îáðàçîì, ÔÂÄÑ öåëåñîîáðàçíî ñòðîèòü íà îñíîâå òåëåâèçèîííîé êàìåðû ñ RGB-äåòåêòîðîì è ñ èñòî÷íèêîì âîçáóæäåíèÿ âáëèçè 400 íì. Òàêàÿ ñõåìà ïîñòðîåíèÿ ñóùåñòâåííî óïðîùàåò àïïàðàòóðó, óâåëè÷èâàåò åå ÷óâñòâèòåëüíîñòü è ïðîñòðàíñòâåííîå ðàçðåøåíèå. Êðîìå òîãî, RGB-äåòåêòîð ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàí äëÿ ïîëó÷åíèÿ âûñîêîêà÷åñòâåííîãî îáû÷íîãî èçîáðàæåíèÿ ïðè óñëîâèè îñíàùåíèÿ ïðèáîðà èñòî÷íèêîì áåëîãî ñâåòà.
ÔÂÄÑ “EcoSkin”
Ïðåäëîæåííàÿ ñõåìà ïîëîæåíà â îñíîâó ïîñòðîåíèÿ ôëóîðåñöåíòíîãî âèäåîäåðìàòîñêîïà “EcoSkin”, ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà êîòîðîãî ïîêàçàíà íà ðèñ. 3. Îñíîâó ïðèáîðà ñîñòàâëÿåò êàìåðíàÿ ãîëîâêà 2, âûïîëíåííàÿ â âèäå ðó÷íîãî ìîäóëÿ, êîòîðûé ïîäêëþ÷àåòñÿ ê êîìïüþòåðó 11 ïî ïîñëåäîâàòåëüíîé âûñîêîñêîðîñòíîé øèíå IEEE1394. Èññëåäóåìûé îáúåêò 1 îñâåùàåòñÿ âñòðîåííûì â êîðïóñ ãîëîâêè êîìáèíèðîâàííûì îñâåòèòåëåì, âêëþ÷àþùèì â ñåáÿ äâà òèïà èñòî÷íèêîâ ñâåòà: 3 – áåëûå ñâåòîäèîäû è 4 – ôèîëåòîâûå ñâåòîäèîäû. Ñ êîðïóñîì ãîëîâêè 2 æåñòêî ñâÿçàí òóáóñ 5, èçãîòîâëåííûé èç íåïðîçðà÷íîãî ìàòåðèàëà. Åãî êðîìêà ïðèæèìàåòñÿ ê êîæå äëÿ âûðàâíèâàíèÿ åå ïîâåðõíîñòè è èçîëÿöèè âíóòðåííåé ÷àñòè ãîëîâêè îò ïîñòîðîííåé çàñâåòêè, ÷òî ïîçâîëÿåò ïðîâîäèòü èññëåäîâàíèÿ â
32
7
1
6 89
11
10
54
Ðèñ. 3. Ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà ÔÂÄÑ “EcoSkin”. 1 – èññëåäóåìûé ó÷àñòîê êîæè, 2 – êîðïóñ ïðèáîðà, 3 – áåëûå ñâåòîäèîäû, 4 – ôèîëåòîâûå ñâåòîäèîäû, 5 – òóáóñ, 6 – îáúåêòèâ, 7 – îòêèäíîé çàïèðàþùèé ôèëüòð, 8 – Ò êàìåðà, 9 – êîíòðîëëåð, 10 – êàíàë “FireWire” (IEEE 1394à), 11 – êîìïüþòåð.
35
ñâåòëîì ïîìåùåíèè. Îáúåêòèâ 6 ôîðìèðóåò èçîáðàæåíèå îáúåêòà 1 â ïëîñêîñòè äåòåêòîðà òåëåâèçèîííîé êàìåðû 8. Ò êàìåðà ïîñòðîåíà íà îñíîâå ìíîãîñèãíàëüíîé ÏÇÑ-ìàòðèöû ñ ïðîãðåññèâíûì ñêàíèðîâàíèåì ICX415AQ (SONY), ó êîòîðîé äëÿ êîäèðîâàíèÿ öâåòà èñïîëüçóåòñÿ ìîçàè÷íûé ñâåòîôèëüòð Áàéåðà RGBG. Ïåðåä äåòåêòîðîì íàõîäèòñÿ ïåðåìåùàåìûé çàïèðàþùèé ôèëüòð 7, êîòîðûé âûâîäèòñÿ èç õîäà ëó÷åé ïðè íàáëþäåíèè â áåëîì ñâåòå. Âûõîäíîé ñèãíàë êàìåðû 8 ÿâëÿåòñÿ öèôðîâûì. Ñâÿçü ìåæäó êàìåðîé è êîìïüþòåðîì îñóùåñòâëÿåòñÿ ÷åðåç êîíòðîëëåð 9, êîòîðûé ïðîâîäèò îáðàáîòêó è ïåðåäà÷ó îöèôðîâàííûõ ñèãíàëîâ ÏÇÑìàòðèöû â ðåàëüíîì ìàñøòàáå âðåìåíè, äâóíàïðàâëåííûé îáìåí óïðàâëÿþùèìè êîìàíäàìè è ïîäà÷ó ïèòàþùåãî íàïðÿæåíèÿ ïî ñòàíäàðòíîìó êàáåëþ “FireWire” 10.
Êîìïüþòåð 11 ïîä óïðàâëåíèåì ñïåöèàëèçèðîâàííîãî ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ “Skin-Matrix” îáåñïå÷èâàåò ïðèåì, ðåãèñòðàöèþ è îáðàáîòêó öèôðîâîãî ïîòîêà âèäåîèçîáðàæåíèé îò êàìåðíîé ãîëîâêè, à òàêæå äâóíàïðàâëåííûé îáìåí êîìàíäàìè óïðàâëåíèÿ ðåæèìàìè ðàáîòû ñèñòåìû. Íà ðó÷êå êàìåðíîé ãîëîâêè ðàñïîëîæåíû äâå êíîïêè, ïîçâîëÿþùèå ïîëüçîâàòåëþ èçìåíÿòü ðåæèì íàáëþäåíèÿ (áåëûé ñâåò/ôëóîðåñöåíöèÿ) è îñóùåñòâëÿòü “çàõâàò” èíòåðåñóþùåãî êàäðà èç âèäåîïîòîêà äàííûõ. Êîìàíäà íà ñìåíó ðåæèìà ïåðåâîäèò çàïèðàþùèé ôèëüòð ãîëîâêè â íåîáõîäèìîå ïîëîæåíèå è ìåíÿåò ðåæèì ðàáîòû îñâåòèòåëÿ. Ïðîãðàììà “Skin-Matrix”, â ñîîòâåòñòâèè ñ âûáðàííûì ðåæèìîì, óñòàíàâëèâàåò îïòèìàëüíûå ïàðàìåòðû íàêîïëåíèÿ è óñèëåíèÿ òåëåâèçèîííîé êàìåðû, êîýôôèöèåíò ãàììà-êîððåêöèè è öâåòîâîé áàëàíñ. Åñëè ïîëüçîâàòåëü çàêðûâàåò îêíî âèäåî îòîáðàæåíèÿ, êàìåðíàÿ ãîëîâêà àâòîìàòè÷åñêè ïåðåâîäèòñÿ â ðåæèì ïîíèæåííîãî ýíåðãîïîòðåáëåíèÿ. Íà êîðïóñå ãîëîâêè ïðåäóñìîòðåíû èíäèêàöèÿ òåêóùåãî ðåæèìà ðàáîòû ïðèáîðà. Ïðîãðàììíîå îáåñïå÷åíèå ïðåäëàãàåò ïîëüçîâàòåëþ óäîáíûé àëãîðèòì àðõèâàöèè çàõâà÷åííûõ èçîáðàæåíèé, ïîçâîëÿþùèé ñîõðàíÿòü íå òîëüêî ñàìè èçîáðàæåíèÿ, íî è èíôîðìàöèþ î ðåæèìå, â êîòîðîì áûëè ýòè èçîáðàæåíèÿ ïîëó÷åíû, à òàêæå ôàìèëèþ ïàöèåíòà, ê êîòîðîìó äàííûå èçîáðàæåíèÿ îòíîñÿòñÿ. Ðàçðàáîòàííûå ñðåäñòâà àðõèâàöèè è èçìåðåíèÿ ïîçâîëÿþò ïðîâîäèòü îáúåêòèâíûé àíàëèç çàáîëåâàíèÿ è äèíàìèêè åãî ðàçâèòèÿ. Âîçìîæíà îöåíêà ÿðêîñòè ôëóîðåñöåíöèè ïî êàæäîìó èç öâåòíûõ êàíàëîâ êàê íåïîñðåäñòâåííî â âèäåîêàäðå â ðåàëüíîì ìàñøòàáå âðåìåíè, òàê è íà “çàõâà÷åííûõ” èçîáðàæåíèÿõ. Èçìåðåíèÿ ïðîâîäÿòñÿ, ëèáî â êàäðå öåëèêîì, ëèáî â îòäåëüíûõ åãî ôðàãìåíòàõ, âûäåëåííûõ èçìåðèòåëüíîé ðàìêîé. Àëãîðèòì èçìåðåíèÿ ïðåäóñìàòðèâàåò ó÷åò ïåðåêðåñòíîé ïîìåõè, âûçâàííîé ïåðåêðûòèåì RGB ñïåêò-
36
ðîâ, è âîçìîæíîñòü îöåíêè ñðåäíåé ÿðêîñòè âíóòðè âûáðàííîé çîíû ëèáî îöåíêè íàèáîëåå ÿðêèõ ýëåìåíòîâ èçîáðàæåíèÿ. Ïîñëåäíÿÿ ôóíêöèÿ âûïîëíÿåòñÿ ïóòåì àíàëèçà ãèñòîãðàììû ðàñïðåäåëåíèÿ ÿðêîñòè â ðåàëüíîì ìàñøòàáå âðåìåíè. Ïðåäâàðèòåëüíàÿ êàëèáðîâêà ïî ñòàíäàðòíûì îáðàçöàì ïîçâîëÿåò îöåíèâàòü ëèíåéíûå ðàçìåðû îáúåêòà è àâòîìàòè÷åñêè ñðàâíèâàòü ÿðêîñòè.
Âàæíîé ôóíêöèåé, âûïîëíÿåìîé ïðîãðàììîé “Skin-Matrix”, ÿâëÿåòñÿ îòîáðàæåíèå äâóõ èçîáðàæåíèé îò îäíîãî è òîãî æå ó÷àñòêà îáúåêòà â ñâåòå ôëóîðåñöåíöèè è â áåëîì ñâåòå. Èçâåñòíûå ìåòîäû îòîáðàæåíèÿ òàêèõ èçîáðàæåíèé äàþò ðàçäåëåííûå â ïðîñòðàíñòâå êàäðû. Ýòî ñîçäàåò ñëîæíîñòè ïðè èõ ðàñøèôðîâêå. Äëÿ ëó÷øåé èäåíòèôèêàöèè ñòðóêòóð ïðåäëîæåí è ðåàëèçîâàí äèíàìè÷åñêèé ñïîñîá îòîáðàæåíèÿ, ïðè êîòîðîì ôëóîðåñöåíòíîå èçîáðàæåíèå è èçîáðàæåíèå â áåëîì ñâåòå ïîïèêñåëüíî íàêëàäûâàþòñÿ äðóã íà äðóãà è îòîáðàæàþòñÿ íà ýêðàíå ìîíèòîðà ñ ïåðåìåííîé ïðîçðà÷íîñòüþ. Âîçíèêàþùèé äèíàìè÷åñêèé ýôôåêò ïîçâîëÿåò ëåãêî íàõîäèòü ôîëëèêóëû, èíôèöèðîâàííûå îïðåäåëåííûìè áàêòåðèÿìè, è ãðàíèöû ïîðàæåííûõ ó÷àñòêîâ êîæè.
Âíåøíèé âèä êàìåðíîé ãîëîâêè ïðèáîðà “EcoSkin” ïîêàçàí íà ðèñ. 4. Òåõíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ïðèáîðà ñëåäóþùèå: ÷èñëî ýëåìåíòîâ ðàçëîæåíèÿ 768×576, ïîëå çðåíèÿ 19,3×14,5 ìì, ïðîñòðàíñòâåííîå ðàçðåøåíèå â öåíòðå ïîëÿ ïðè êîýôôèöèåíòå ìîäóëÿöèè íå ìåíåå 20% ïî êàíàëó G 14 ìì–1, à ïî êàíàëàì R è B – 10 ìì–1; ìàêñèìàëüíàÿ êàäðîâàÿ ÷àñòîòà 25 Ãö, íåðàâíîìåðíîcòü ñèãíàëà ïî ïîëþ çðåíèÿ ± 15%, ãàáàðèòíûå ðàçìåðû êàìåðíîé ãîëîâêè 200×180×60 ìì, ìàññà 450 ã.
Ðèñ. 4. Âíåøíèé âèä ïðèáîðà “EcoSkin”.
“Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 75, ¹ 1, 2008
Ïðèìåðû ïðèìåíåíèÿ ÔÂÄÑ
Äèàãíîñòèêà è êîíòðîëü àêíå
Èçâåñòíî, ÷òî áàêòåðèè Ð. acnes, âûçûâàþùèå óãðåâóþ áîëåçíü, ôëóîðåñöèðóþò êðàñíî-îðàíæåâûì öâåòîì çà ñ÷åò âõîäÿùèõ â íèõ ïîðôèðèíîâ. Âîçìîæíîñòü ïîëó÷åíèÿ ñ ïîìîùüþ ÔÂÄÑ öâåòíîãî èçîáðàæåíèÿ â ñâåòå ÀÔ ïîçâîëèëà èññëåäîâàòü â [20] äåéñòâèå àíòèáèîòèêà êëèíäàìèöèíà íà ñîäåðæàíèå ýòèõ áàêòåðèé. Ïîä àìáóëàòîðíûì íàáëþäåíèåì íàõîäèëîñü 19 ïàöèåíòîâ â âîçðàñòå îò 20 äî 22 ëåò áåç êëèíè÷åñêèõ ïðîÿâëåíèé ñåáîðåè è àêíå. Ïðåïàðàò â âèäå ãåëÿ íàíîñèëñÿ íà êîæó â ðàéîíå ïîäáîðîäêà 2 ðàçà â äåíü â òå÷åíèå äâóõ íåäåëü. Ñúåìêà îñóùåñòâëÿëàñü íåïîñðåäñòâåííî ïåðåä íà÷àëîì èññëåäîâàíèÿ (0 äåíü), à òàêæå íà 7-é, 14-é è 24-é äíè. Ïîëó÷åííûå èçîáðàæåíèÿ ïîäâåðãàëèñü êîìïüþòåðíîé îáðàáîòêå è àíàëèçó. Ñåëåêöèÿ ôîëëèêóë, çàñåëåííûõ Ð. àcnes, îñóùåñòâëÿëàñü ïî öâåòîâîìó ïðèçíàêó. Ðåçóëüòàòû ïîäñ÷åòà ñðåäíåãî ÷èñëà îðàíæåâî-êðàñíûõ îáúåêòîâ â ïîëå çðåíèÿ ïðèáîðà ïðåäñòàâëåíû â òàáëèöå.
Èçìåíåíèå ñðåäíåãî ÷èñëà ôîëëèêóë â ïîëå çðåíèÿ ÔÂÄÑ, çàñåëåííûõ Ð. acnes, â ïðîöåññå ëå÷åíèÿ êëèíäàìèöèíîì
Ïàöèåíòû
Äî ëå÷åíèÿ
×åðåç 7 äíåé
×åðåç 10 äíåé
×åðåç 14 äíåé
×åðåç 10 äíåé ïîñëå ëå÷åíèÿ
Ìóæ÷èíû 13,3 7,9 6,3 1,4
0
Æåíùèíû 38,5 33,9 14,8 7,5
8,3
Âñåãî
27,8 23,8 12,0 4,9
5,8
%% 100 85 43 18 21
Ñðàâíåíèå ýòèõ äàííûõ ñ äàííûìè [9], ïîëó÷åííûìè íà ïåðåêèñè áåíçîëà, ïîêàçàëî, ÷òî àíòèáàêòåðèàëüíîå äåéñòâèå êëèíäàìèöèíà îêàçûâàåòñÿ áîëåå äëèòåëüíûì. Ïðîâåäåííûå èññëåäîâàíèÿ ñâèäåòåëüñòâóþò, ÷òî ïðèáîð ïîçâîëÿåò íà ðàííèõ ñòàäèÿõ áîëåçíè âûÿâëÿòü ïðîáëåìíûå ó÷àñòêè êîæè, ïîäëåæàùèå ïðîôèëàêòè÷åñêîé îáðàáîòêå, âûáèðàòü ïðàâèëüíóþ òàêòèêó è õîä ëå÷åíèÿ, îöåíèâàòü ýôôåêòèâíîñòü äåéñòâèÿ ïðåïàðàòîâ, ïðåäíàçíà÷åííûõ äëÿ ïîäàâëåíèÿ P. àcnes.
100
ßðêîñòü ôëóîðåñöåíöèè, îòí. åä.
12
0
0
20 40
60
Äîçà, Äæ/ñì2
Ðèñ. 5. Èçìåíåíèå ÿðêîñòè ôëóîðåñöåíöèè íàíå-
ñåííûõ íà êîæó ïðåïàðàòîâ õëîðèíîâîãî òèïà â
âèäå ãåëÿ ïîä äåéñòâèåì èçëó÷åíèé: 1 – ñâåòîäèîä, 405 íì, 17 ìÂò/ñì2, ôîòîäèòàçèí, 2 – ëàçåð, 662 íì, 40 ìÂò/ñì2, Ðàäàõëîðèí.
ðåàëüíîì ìàñøòàáå âðåìåíè ïîçâîëÿåò ïðèìåíÿòü ïðèáîð äëÿ êîíòðîëÿ ïîëó÷åííîé äîçû. Íà ðèñ. 5 ïîêàçàíû êðèâûå âûöâåòàíèÿ ôëóîðåñöåíöèè ÔÑ õëîðèíîâîãî òèïà. Îíè ïîñòðîåíû íà îñíîâå èçìåðåíèÿ ðàçíîñòíîãî ñèãíàëà â R êàíàëå ìåæäó ó÷àñòêàìè êîæè, ñîäåðæàùèìè ÔÑ è ñâîáîäíûìè îò ÔÑ. Îñâåùåíèå ïðîâîäèëîñü íà äëèíàõ âîëí 405 è 662 íì. Âèäíî, ÷òî óæå ïðè ïëîòíîñòè ýíåðãèè îêîëî 8 Äæ/ñì2 (405 íì) è 30 Äæ/ñì2 (662 íì) ÿðêîñòü ôëóîðåñöåíöèè ÔÑ ñîñòàâëÿåò 20% îò ïåðâîíà÷àëüíîé è, ñëåäîâàòåëüíî, ýôôåêòèâíîñòü ôîòîäèíàìè÷åñêîãî âîçäåéñòâèÿ ïàäàåò â 5 ðàç. Ýòè äîçû îêàçàëèñü âî ìíîãî ðàç íèæå òåõ, ÷òî îáû÷íî ïðèìåíÿþòñÿ â êëèíè÷åñêîé ïðàêòèêå. Ðàçëè÷èÿ â äîçàõ îáåñöâå÷èâàíèÿ äëÿ äëèí âîëí 405 è 662 íì ïðèìåðíî ñîîòâåòñòâóþò ñîîòíîøåíèþ ýêñòèíêöèé â ìàêñèìóìàõ ñîîòâåòñòâóþùèõ ïîëîñ ïîãëîùåíèÿ ïðåïàðàòà. Îáúåêòèâíàÿ îöåíêà èíòåíñèâíîñòè ôëóîðåñöåíöèè ÔÑ ìîæåò ïðèìåíÿòüñÿ äëÿ ðåøåíèÿ ñëåäóþùèõ çàäà÷ ÔÄÒ: âûáîðà èñòî÷íèêà ñâåòà è óñëîâèé îáëó÷åíèÿ, óñòàíîâëåíèÿ âðåìåíè îêîí÷àíèÿ îáëó÷åíèÿ, êîíòðîëÿ “ñâåæåñòè” ïðåïàðàòà, îòðàáîòêè ìåòîäèê ââåäåíèÿ ïðåïàðàòà â îðãàíèçì, ñëåæåíèÿ çà äèíàìèêîé íàêîïëåíèÿ ïðåïàðàòà.
Ðåøåíèå ýòèõ çàäà÷ áóäåò ñïîñîáñòâîâàòü îïòèìèçàöèè óñëîâèé âûïîëíåíèÿ ïðîöåäóð ÔÄÒ.
Äîçèìåòðèÿ ÔÄÒ
Îäíèì èç âàæíûõ ôàêòîðîâ ïîâûøåíèÿ ýôôåêòèâíîñòè ÔÄÒ ÿâëÿåòñÿ îðãàíèçàöèÿ â êëèíè÷åñêèõ óñëîâèÿõ äîçèìåòðèè èçëó÷åíèÿ. Îíà ìîæåò áûòü îñíîâàíà íà îöåíêå ñòåïåíè ñíèæåíèÿ ÿðêîñòè ôëóîðåñöåíöèè ÔÑ â ïðîöåññå îáëó÷åíèÿ [21]. Âîçìîæíîñòü ïðîâåäåíèÿ èçìåðåíèé ñ ïîìîùüþ ÔÂÄÑ ñïåêòðàëüíîé ÿðêîñòè ôëóîðåñöåíöèè ÔÑ â
Çàêëþ÷åíèå
Ïðèíöèï äåéñòâèÿ ÔÂÄÑ îñíîâàí íà âîçáóæäåíèè ôëóîðåñöåíöèè ôèîëåòîâûìè ëó÷àìè âáëèçè 400 íì ñ ïîìîùüþ ñâåòîäèîäîâ è èñïîëüçîâàíèè òåëåâèçèîííîãî RGB äåòåêòîðà ôëóîðåñöåíòíîãî èçîáðàæåíèÿ. Íà ýòîì ïðèíöèïå ñîçäàí êîìïàêòíûé ðó÷íîé ïðèáîð “EcoSkin”, êîòîðûé îáåñïå÷èâàåò ëåãêèé äîñòóï ê ðàçëè÷íûì ó÷àñòêàì òåëà è ïîçâî-
“Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 75, ¹ 1, 2008
37
ëÿåò â îïðåäåëåííîé ñòåïåíè ñîâìåñòèòü ïðåèìóùåñòâà ñïåêòðîñêîïè÷åñêèõ è èçîáðàæàþùèõ ìåòîäîâ èññëåäîâàíèÿ êîæè. Òåëåâèçèîííûé ñïîñîá íàáëþäåíèÿ ïîçâîëÿåò îïåðàòèâíî ïðîñìàòðèâàòü îäèí ó÷àñòîê êîæè çà äðóãèì è ðåãèñòðèðîâàòü äèíàìè÷åñêèå ïðîöåññû. Áëàãîäàðÿ âûñîêîé ÷óâñòâèòåëüíîñòè ïðèáîðà îáåñïå÷èâàåòñÿ âîçìîæíîñòü èññëåäîâàíèÿ íå òîëüêî âòîðè÷íîé, íî è àâòîôëóîðåñöåíöèè. Îïòè÷åñêèå óñëîâèÿ âîçáóæäåíèÿ è ðåãèñòðàöèè ïîçâîëÿþò íàáëþäàòü ñ âûñîêèì ïðîñòðàíñòâåííûì ðàçðåøåíèåì è öâåòîâûì êîíòðàñòîì ðàçíîîáðàçíûå ñòðóêòóðû êîæè, â òîì ÷èñëå ìèêðîêîìåäîíû.  çàâèñèìîñòè îò áàêòèðèàëüíîé ôëîðû öâåò ôîëëèêóë ìîæåò ïðèîáðåòàòü èçóìðóäíûé, çåëåíûé, æåëòûé èëè îðàíæåâî-êðàñíûé îòòåíîê; íîðìàëüíàÿ ñëàáîïèãìåíòèðîâàííàÿ êàæà èìååò ïðåèìóùåñòâåííî çåëåíûé öâåò.  ïîëó÷àåìûõ èçîáðàæåíèÿõ âèäíû íå òîëüêî ôëóîðåñöèðóþùèå, íî è ïîãëîùàþùèå ñòðóêòóðû çà ñ÷åò ïðîõîæäåíèÿ ÷åðåç íèõ ñâåòà ôëóîðåñöåíöèè èç ãëóáèíû òêàíè. Èìååòñÿ âîçìîæíîñòü îäíîâðåìåííîãî íàáëþäåíèÿ îäíîãî è òîãî æå ó÷àñòêà â ñâåòå ôëóîðåñöåíöèè è â áåëîì ñâåòå.
Ïîíèæåííàÿ ÷óâñòâèòåëüíîñòü êàìåðíîé ãîëîâêè ê âíåøíåé çàñâåòêå ïîçâîëÿåò ðàáîòàòü â ñâåòëîì ïîìåùåíèè, à äèñòàíöèîííûå ýëåìåíòû óïðàâëåíèÿ ïîçâîëÿþò áûñòðî èçìåíÿòü ðåæèìû ðàáîòû ïðèáîðà. Ïðèáîð ôóíêöèîíèðóåò ïîä óïðàâëåíèåì ñïåöèàëèçèðîâàííîé ïðîãðàììû “Skin-Matrix”. Ïðîãðàììà îáåñïå÷èâàåò âîçìîæíîñòü äîêóìåíòèðîâàíèÿ ðåçóëüòàòîâ èññëåäîâàíèÿ â ôîòî- è âèäåîðåæèìàõ è âûïîëíåíèÿ èçìåðèòåëüíûõ ôóíêöèé, ïîçâîëÿþùèõ îáúåêòèâíî îöåíèâàòü ïàðàìåòðû ôëóîðåñöåíòíîé êàðòèíû ïî èíòåíñèâíîñòè, öâåòîâûì ðàçëè÷èÿì è ðàçìåðàì. Êðîìå äèàãíîñòèêè, ïðèáîð ìîæåò èñïîëüçîâàòüñÿ äëÿ êîíòðîëÿ ýôôåêòèâíîñòè ïðåïàðàòîâ è ôîòîäèíàìè÷åñêîãî ëå÷åáíîãî âîçäåéñòâèÿ.
Áëàãîäàðÿ óêàçàííûì îñîáåííîñòÿì ïðèáîð ìîæåò ñòàòü ïîëåçíûì èíñòðóìåíòîì â äåðìàòîëîãèè è êîñìåòîëîãèè è ïîçâîëèò ðàñøèðèòü âîçìîæíîñòè íåèíâàçèâíûõ ìåòîäîâ èññëåäîâàíèÿ êîæè.
ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ
11. Handbook of non-invasive methods and the skin / Edited by Serup J. et al. London. N.-Y.: CRC Press Taylor & Francis Group, 2006. 1029 ð.
12. Herpens A. et al. Fluorescence Photography of Sebaceous Follicles // Handbook of non-invasive methods and the skin / Edited by Serup J. et al. London. N.-Y.: CRC Press Taylor & Francis Group, 2006. Ð. 853–860.
13. Wagnieres G. et al. In vivo fluorescence spectroscopy and
imaging for oncological applications // Photochem. Photobiology. 1998. 68(5). Ð. 603–632.
14. Êàðíàóõîâ Â.Í. Ëþìèíåñöåíòíûé ñïåêòðàëüíûé àíàëèç êëåòîê. Ì.: Íàóêà, 1978. Ñ. 131.
15. Richards-Kortum R., Sevick-Muraca E. Quantitative optical spectroscopy for tissue diagnosis // Annual Review of Physical Chemistry. 1996. 47(1). Ð. 555–606.
16. Ïàïàÿí Ã.Â., Êàíã Óê. Ôëóîðåñöåíòíàÿ ýíäîñêîïè÷åñêàÿ âèäåîñèñòåìà // Îïòè÷åñêèé æóðíàë. 2006. Ò. 73. ¹ 10. Ñ. 94–99.
17. Fritch C., Ruzichka T. Fluorescence Diagnosis and Photodynamic Therapy of Skin Diseases. Wien–N.-Y. Springer-Verlag.; 2003. Ð. 124.
18. Lucchina L. et al. Fluorescence photography in the evaluation of acne // J. Am. Acad. Dermatology. 1996. V. 35. Ð. 58–63.
19. Pagnoni A. et al. Digital fluorescence photography can assess the suppressive effect of benzoyl peroxide on Propionibacterium acnes // J. Am. Acad. Dermatology. 1999. V. 41. Ð. 710–716.
10. Ahn H.H. et al. Fluorescence digital photography of acnes using a light-emitting diode illuminator // Skin research and technology. 2006. 12. Ð. 289–291.
11. http://www.biocam.de/
12. Papayan G.V., Barsky I.Ya. Contact Luminescence spectrophotometry for biomedical studies // Proc. SPIE. V. 4515. 2001. Ð. 125–136.
13. http://www.biospec.ru
14. https://www.varianinc.com/media/sci/apps/app05.pdf
15. Hewett J. et al. Fluorescence detection of superficial skin cancer // J. Mod. Opt. 2000. V. 47. Ð. 2021–2027.
16. Hewett J. et al. The application of compact multispectral imaging system with integrated excitation source to in vivo monitoring of fluorescence during topical photodynamic therapy of superficial skin cancer // Photochemistry and Photobiology. 2001. V. 73 ¹ 30. Ð. 278–282.
17. Scott M. et al. Fluorescence photodiagnostics and photobleaching studies of cancerous lesions using Ratio Imaging and Spectroscopic Techniques // Lasers Med. Sci. London. Springer-Verlag, 2000. Ð. 63–72.
18. Bissonnette R. et al. Psoriatic plaques exhibit red autofluorescence that is due to protoporphyrin IX // J. Invest. Dermatology. 1998. V. 111. Ð. 586–591.
19. Andersson-Engels S. et al. In vivo fluorescence imaging for tissue diagnostics // Phys. Med. Biol. 1997. V. 42. Ð. 815–824.
20. Ïàïàÿí Ã.Â. è äð. Îöåíêà ýôôåêòèâíîñòè íàðóæíîé òåðàïèè àêíå ïóòåì àíàëèçà öâåòíûõ ôëóîðåñöåíòíûõ èçîáðàæåíèé êîæè // Àêòóàëüíûå ïðîáëåìû ëàçåðíîé ìåäèöèíû. Ñáîðíèê íàó÷íûõ òðóäîâ ïîä ðåäàêöèåé Í.Í. Ïåòðèùåâà. Ñ. 201–210.
21. Stratonnicov A. et al. Photobleaching of endogenous fluorochroms in tissues in vivo during laser irradiation // Proc. SPIE. 2001. V. 4241. Ð. 13–24.
38 “Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 75, ¹ 1, 2008
ÓÄÊ 621.391.837.681.3]:[621 + 681:723
ÔËÓÎÐÅÑÖÅÍÒÍÛÉ ÂÈÄÅÎÄÅÐÌÀÒÎÑÊÎÏ
© 2008 ã. © 2007 ã.
Kang Uk*, Ph. D; Ã. Â. Ïàïàÿí**, êàíä. òåõí. íàóê; Bae Soo-Jin*; B. Á. Áåðåçèí*, êàíä. òåõí. íàóê; C. Êèì*
*** SOI-Korea Center of Korean Electrotechnology Research Institute (KERI), Seoul, Korean Republic
*** Ñàíêò-Ïåòåðáóðãñêèé ãîñóäàðñòâåííûé ìåäèöèíñêèé óíèâåðñèòåò *** èì. àêàä. È.Ï. Ïàâëîâà, Ñàíêò-Ïåòåðáóðã *** E-mail: pgarry@mail.wplus.net
Îïèñàí ôëóîðåñöåíòíûé âèäåîäåðìàòîñêîï, ïðåäíàçíà÷åííûé äëÿ äèàãíîñòèêè êîæíûõ çàáîëåâàíèé. Îí ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé êîìïàêòíûé ðó÷íîé ïðèáîð ñî âñòðîåííûì ñâåòîäèîäíûì îñâåòèòåëåì è öâåòíîé RGB òåëåâèçèîííîé êàìåðîé ñ ïðîãðåññèâíûì ñêàíèðîâàíèåì è öèôðîâûì âûõîäîì. Âèäåîñèãíàëû ðåãèñòðèðóþòñÿ è îáðàáàòûâàþòñÿ ñ ïîìîùüþ êîìïüþòåðà. Íàáëþäåíèå îñóùåñòâëÿåòñÿ â ñâåòå ñîáñòâåííîé èëè âòîðè÷íîé ôëóîðåñöåíöèè, à òàêæå â îáû÷íîì áåëîì ñâåòå. Ïðèáîð ïîçâîëÿåò ïðîâîäèòü êîëè÷åñòâåííóþ îöåíêó ÿðêîñòíûõ è öâåòîâûõ îñîáåííîñòåé êîæè ïàöèåíòà. Ïðèâîäÿòñÿ ïðèìåðû ïðèìåíåíèÿ ïðèáîðà â ìåäèöèíñêîé ïðàêòèêå.
Êîäû OCIS: 170.0170, 170.2150, 170.2680, 170.3880, 170.3890, 170.4580.
Ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 25.06.2007.
Ââåäåíèå
Êîæà ÷åëîâåêà âûïîëíÿåò ìíîæåñòâî æèçíåííî âàæíûõ ôóíêöèé, à åå ñîñòîÿíèå, îñîáåííî íà ëèöå, îêàçûâàåò íà íåãî òàêæå è çíà÷èòåëüíîå ïñèõîëîãè÷åñêîå âîçäåéñòâèå. Ïàòîëîãè÷åñêèå ñîñòîÿíèÿ êîæè ìîãóò áûòü îáóñëîâëåíû ðàçëè÷íûìè âíåøíèìè è âíóòðåííèìè ïðè÷èíàìè. Ñðåäè êîæíûõ çàáîëåâàíèé íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåííûì ÿâëÿåòñÿ àêíå, èëè óãðåâàÿ áîëåçíü, à íàèáîëåå îïàñíûì – çëîêà÷åñòâåííàÿ îïóõîëü ìåëàíîìà.
Òðàäèöèîííûì ìåòîäîì èññëåäîâàíèÿ ñòðóêòóðíûõ èçìåíåíèé êîæè ÿâëÿåòñÿ ãèñòîëîãè÷åñêèé êîíòðîëü. Íà÷èíàÿ ñ ñåðåäèíû ïðîøëîãî âåêà, â äåðìàòîëîãèè ïîëó÷àþò ðàçâèòèå íåèíâàçèâíûå òåõíîëîãèè, ïîçâîëÿþùèå èçó÷àòü êîæó áåç åå ïîâðåæäåíèÿ â ðåàëüíîì ìàñøòàáå âðåìåíè [1]. Ñðåäè íèõ âàæíóþ ðîëü èãðàþò îïòè÷åñêèå ìåòîäû èññëåäîâàíèÿ, â òîì ÷èñëå ôëóîðåñöåíòíàÿ äèàãíîñòèêà (ÔÄ) [2], êîòîðàÿ ïîçâîëÿåò âûÿâëÿòü ïàòîëîãè÷åñêèå ó÷àñòêè òêàíè ïî èçìåíåíèþ ÿðêîñòè è ñïåêòðàëüíûì õàðàêòåðèñòèêàì ñâå÷åíèÿ. Ôëóîðåñöåíöèÿ êîæè ìîæåò áûòü îáóñëîâëåíà êàê ýíäîãåííûìè âåùåñòâàìè, âûçûâàþùèìè àâòîôëóîðåñöåíöèþ (ÀÔ) òêàíè, òàê è ââåäåííûìè â îðãàíèçì èçâíå ôëóîðåñöåíòíûìè êðàñèòåëÿìè èëè ìàðêåðàìè, êîòîðûå, íàêàïëèâàÿñü â îïðåäåëåííûõ ñòðóêòóðàõ òêàíè, íàïðèìåð, â îïóõîëÿõ, îáóñëàâëèâàþò ñïîñîáíîñòü ê âòîðè÷íîé ôëóîðåñöåíöèè (ÂÔ).
32
Âñå òêàíè ïîä äåéñòâèåì óëüòðàôèîëåòîâîãî èëè ñèíåãî ñâåòà â òîé èëè èíîé ñòåïåíè îáëàäàþò ñïîñîáíîñòüþ ê ÀÔ. Èñòî÷íèêàìè ýòîãî ñâå÷åíèÿ ÿâëÿþòñÿ ðàçëè÷íûå áåëêè è ïèãìåíòû (ðèñ. 1) [3, 4].
Èíòåíñèâíîñòü ôëóîðåñöåíöèè, îòí. åä.
8 1
4
6 52
34
8
0 200 81
300 2
400 68
(à)
7 λ, íì (á)
4
34 5
7
0 300 400 500 600 λ, íì
Ðèñ. 1. Ñïåêòðû âîçáóæäåíèÿ (a) è ýìèññèè (á) ôëóîðîôîðîâ áèîëîãè÷åñêîé òêàíè [3]. 1 – òðèïòîôàí, 2 – ïèðîäîêñèí, 3 – êîëëàãåí, 4 – ýëàñòèí, 5 – ïèðèäèííóêëåîòèäû, 6 – ëèïîïèãìåíòû 7 – ôëàâèíû, 8 – ïîðôèðèíû.
“Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 75, ¹ 1, 2008
Ïåðåêðûòèå ñïåêòðàëüíûõ ïîëîñ ýòèõ ôëóîðîôîðîâ â ñî÷åòàíèè ñî ñâåòîðàññåÿíèåì è ïîãëîùåíèåì èçëó÷åíèÿ â òêàíè äåëàåò ÀÔ ñïåêòðû áèîëîãè÷åñêîé òêàíè øèðîêèìè è ñëàáîñòðóêòóðèðîâàííûìè [5].
Ìàðêåðàìè îïóõîëè äëÿ ÂÔ ìîãóò ñëóæèòü ôîòîñåíñèáèëèçàòîðû (ÔÑ), ïðèìåíÿåìûå äëÿ ôîòîäèíàìè÷åñêîé òåðàïèè (ÔÄÒ), íàïðèìåð ïðåïàðàòû õëîðèíîâîãî ðÿäà ôîòîäèòàçèí è ðàäàõëîðèí, èëè ïðåïàðàòû, âêëþ÷àþùèå àëþìîëåâóëèíîâóþ êèñëîòó (ÀËÊ), êîòîðàÿ ÿâëÿåòñÿ èíäóêòîðîì ñèíòåçà ýíäîãåííîãî ÔÑ – ïðîòîïîðôèðèíà IX (Ïï IX).
Ñóùåñòâóþùèå ïðèáîðû è ìåòîäû äëÿ ÔÄ êîæíûõ çàáîëåâàíèé
Ðàçëè÷èÿ ôëóîðåñöåíòíîãî ñâå÷åíèÿ â íîðìå è ïàòîëîãèè ìîãóò ïðîÿâëÿòüñÿ êàê â ñïåêòðàëüíûõ ñâîéñòâàõ, òàê è â íàáëþäàåìîé ìîðôîëîãè÷åñêîé êàðòèíå. Ñîîòâåòñòâåííî, àïïàðàòóðà äëÿ ÔÄ ÿâëÿåòñÿ ëèáî ñïåêòðàëüíîé, ëèáî èçîáðàæàþùåé [6]. Íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåííûì ïðèáîðîì äëÿ ïîëó÷åíèÿ ôëóîðåñöåíòíûõ èçîáðàæåíèé â äåðìàòîëîãèè ÿâëÿåòñÿ ëàìïà Âóäà – ðòóòíàÿ ëàìïà, èçëó÷àþùàÿ â äëèííîâîëíîâîé óëüòðàôèîëåòîâîé îáëàñòè â äèàïàçîíå ÓÔÀ-1 ìîùíóþ ëèíèþ ñ äëèíîé âîëíû 365 íì. Îíà ïîçâîëÿåò îñâåùàòü çíà÷èòåëüíûå ó÷àñòêè êîæíîãî ïîêðîâà (äî 200 ñì2) è â êëèíè÷åñêîé ïðàêòèêå èçäàâíà ïðèìåíÿþòñÿ äëÿ äèàãíîñòèêè ãðèáêîâûõ çàáîëåâàíèé êîæè è âîëîñ. Ôëóîðåñöåíòíîå èçîáðàæåíèå ïðè ýòîì îáû÷íî íàáëþäàåòñÿ íåâîîðóæåííûì ãëàçîì â çàòåìíåííîì ïîìåùåíèè.
 íàñòîÿùåå âðåìÿ äëÿ ðåãèñòðàöèè ôëóîðåñöåíòíûõ èçîáðàæåíèé ïðèìåíÿåòñÿ ôîòîãðàôè÷åñêàÿ òåõíèêà. Ôîòîãðàôèè â àòëàñå [7] ïîëó÷åíû ñ ïîìîùüþ îáû÷íîãî ôîòîàïïàðàòà íà öâåòíîé ïëåíêå âûñîêîé ÷óâñòâèòåëüíîñòè (1600 ASA) ïðè ýêñïîçèöèè 0,25–1,5 c.  êà÷åñòâå îñâåòèòåëÿ ïðèìåíÿëàñü ëàìïà Âóäà, à ìåòîäà äèàãíîñòèêè – ÀËÊ-èíäóöèðîâàííàÿ ïîðôèðèíîâàÿ ôëóîðåñöåíöèÿ. Íàðÿäó ñî ñòèìóëèðîâàííîé èçâíå ôëóîðåñöåíöèåé, êîòîðóþ, êàê ïðàâèëî, çàðåãèñòðèðîâàòü íå ñëîæíî, äëÿ äèàãíîñòèêè èñïîëüçóåòñÿ òàêæå ÀÔ. Ôîòîãðàôèè â ñâåòå ÀÔ, ïîëó÷åííûå ñ ïîìîùüþ àíàëîãîâîé [8] è öèôðîâîé [9] ôîòîêàìåð, ïðèìåíÿëèñü äëÿ èäåíòèôèêàöèè ó÷àñòêîâ êîæè, çàðàæåííûõ áàêòåðèÿìè P.acnes íà îñíîâàíèè îðàíæåâî-êðàñíîé ôëóîðåñöåíöèè âõîäÿùèõ â íèõ ìîëåêóë Ïï IX. Äëÿ ôëóîðåñöåíòíîé ñúåìêè â ÓÔ ëó÷àõ âûïóñêàþòñÿ ïðîìûøëåííûå ïðèáîðû “Visnu UV Camera for Skin Diagnostics” (Atlantic Camera, USA) è “ClarityPro” (Moritex, USA). Îáà ýòè ïðèáîðà ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ ñúåìêè âñåãî ëèöà ïðè èñïîëüçîâàíèè ëàìïûâñïûøêè.  ïðèáîðå “Visnu” ðåãèñòðàöèÿ ïðîâîäèòñÿ ñ ïîìîùüþ êàìåðû Polaroid, à â “ClarityPro” –
“Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 75, ¹ 1, 2008
öèôðîâîé êàìåðû. Ïðèáîðû âûïîëíåíû â âèäå íàñòîëüíûõ óñòðîéñòâ. Êðîìå ôëóîðåñöåíòíîé ñúåìêè, “ClarityPro” ìîæåò òàêæå ïðèìåíÿòüñÿ è äëÿ ñúåìêè â îáû÷íîì ñâåòå. Ïîëó÷àåìûå öèôðîâûå èçîáðàæåíèÿ ïîñòóïàþò â êîìïüþòåð, êîòîðûé ïðîâîäèò èõ îáðàáîòêó è àíàëèç ñ ïîìîùüþ ñïåöèàëüíîé ïðîãðàììû.
 ïîñëåäíåå âðåìÿ â êà÷åñòâå èñòî÷íèêà âîçáóæäàþùåãî èçëó÷åíèÿ íà÷àëè ïðèìåíÿòü ñâåòîäèîäû. Âîçìîæíîñòü èõ ïðèìåíåíèÿ äëÿ ôëóîðåñöåíòíîé öèôðîâîé ôîòîãðàôèè ïîêàçàíà â [10]. Íà îñíîâå ñâåòîäèîäîâ è òåëåâèçèîííîé êàìåðû ïîñòðîåí ïðèáîð “DYADERM PROFESSIONAL”, âûïóñêàåìûé ôèðìîé BIOCAM GmbH (Germany) [11]. Îñîáåííîñòü ýòîãî ïðèáîðà ñîñòîèò â âîçìîæíîñòè îäíîâðåìåííîãî íàáëþäåíèÿ ôëóîðåñöåíòíîãî è îáû÷íîãî èçîáðàæåíèé. Äîñòèãàåòñÿ ýòî áëàãîäàðÿ èìïóëüñíîé ðàáîòå èñòî÷íèêà âîçáóæäàþùåãî ñâåòà. Ôëóîðåñöåíòíîå è îáû÷íîå èçîáðàæåíèÿ îòîáðàæàþòñÿ â ðàçíûõ ÷àñòÿõ îäíîãî è òîãî æå ìîíèòîðà ñ êàäðîâîé ÷àñòîòîé 5 Ãö, ðàçðåøåíèåì 320×240 è ðàçìåðîì ïîëÿ çðåíèÿ 10×10 ñì. ×óâñòâèòåëüíîñòè ïðèáîðà õâàòàåò òîëüêî äëÿ ðåãèñòðàöèè ÂÔ, ïðè÷åì èçîáðàæåíèå ïîëó÷àåòñÿ ÷åðíî-áåëûì.
Äëÿ ñïåêòðàëüíûõ èññëåäîâàíèé êîæè íåîáõîäèìû ñïåöèàëèçèðîâàííûå ôëóîðåñöåíòíûå ñïåêòðîôîòîìåòðû, êîòîðûå îáû÷íî îñíàùàþòñÿ âîëîêîííûìè æãóòàìè äëÿ ïîäâîäà âîçáóæäàþùåãî èçëó÷åíèÿ ê êîæå è ïåðåäà÷è ôëóîðåñöåíòíîé ýìèññèè â ñïåêòðàëüíûé ïðèáîð [12]. Ïðèìåðîì ïðèáîðà äëÿ ðåãèñòðàöèè ýìèññèîííûõ ñïåêòðîâ â äèàïàçîíå 650–900 íì ìîæåò ñëóæèòü êîììåð÷åñêè äîñòóïíûé âîëîêîííî-îïòè÷åñêèé ñïåêòðîìåòð LESA-01 (“Áèîñïåê”, Ðîññèÿ) [13]. Ïðèáîð ïðèìåíÿåòñÿ äëÿ ÔÄ è êîíòðîëÿ ñòåïåíè íàêîïëåíèÿ ÔÑ â õîäå ÔÄÒ. Îäíàêî, ÷òîáû ðåãèñòðèðîâàòü ñïåêòðû âîçáóæäåíèÿ, íåîáõîäèìû ïðèáîðû ñî ñêàíèðóþùèìè ìîíîõðîìàòîðàìè â êàíàëå îñâåùåíèÿ è èñòî÷íèêàìè èçëó÷åíèÿ íåïðåðûâíîãî ñïåêòðà. Ýòà çàäà÷à ìîæåò ðåøàòüñÿ ñ ïîìîùüþ óíèâåðñàëüíûõ ñïåêòðîôîòîìåòðîâ, òàêèõ êàê “Spex SkinSkan” (HORIBA Jobin Yvon) è “Varian Cary Eclipse Fluorescence Spectrophotometer” [14].
Ñîâìåñòèòü ïðåèìóùåñòâà ñïåêòðàëüíîãî è èçîáðàæàþùåãî ìåòîäîâ èññëåäîâàíèÿ ìîæíî ñ ïîìîùüþ ìóëüòèñïåêòðàëüíûõ èçîáðàæàþùèõ ñèñòåì. Ýòîò ïîäõîä ðåàëèçîâàí â ïðèáîðå [15], ãäå ôëóîðåñöåíòíîå èçîáðàæåíèå êîæè ôîðìèðóåòñÿ îäíîâðåìåííî â 4 ñïåêòðàëüíûõ îáëàñòÿõ. Äåëàåòñÿ ýòî ñ ïîìîùüþ ñâåòîäåëèòåëüíîãî óñòðîéñòâà, êîòîðîå ïîâòîðÿåò èñõîäíîå èçîáðàæåíèå â ðàçëè÷íûõ êâàäðàíòàõ îäíîãî è òîãî æå äåòåêòîðà.  êàæäîì èç êàíàëîâ óñòàíîâëåí ñâîé ñâåòîôèëüòð: 635 ± 5, 600 ± 5, 540 ± 20, 400 ± 35 íì. Äåòåêòîðîì ñëóæèò íåîõëàæäàåìàÿ ìîíîõðîìíàÿ Ò êàìåðà ñ óñèëèòå-
33
ëåì ÿðêîñòè, ïîäêëþ÷åííàÿ ê êîìïüþòåðó. Ðàçðåøåíèå ïðèáîðà – 200×200 ïèêñåëîâ, êàäðîâàÿ ÷àñòîòà 3 Ãö. Îñâåòèòåëü ïîñòðîåí íà ôëóîðåñöåíòíîé ëàìïå ñ ïèêîì ýìèññèè íà äëèíå âîëíû 394 íì. Ïðèáîð ïðèìåíÿëñÿ äëÿ ìîíèòîðèíãà ÔÄÒ [16]. Ê ìóëüòèñïåêòðàëüíûì ìåòîäàì ôîðìèðîâàíèÿ èçîáðàæåíèÿ ìîæíî òàêæå îòíåñòè ìåòîä äåëåíèÿ èçîáðàæåíèé, îñíîâàííûé íà èñïîëüçîâàíèè äâóõ ïîëîñ ýìèññèè.  ðàáîòå [17] òàêîå èçîáðàæåíèå ôîðìèðóåòñÿ óñòðîéñòâîì íà îñíîâå ÏÇÑêàìåðû, â êîòîðîì îòíîøåíèå ñèãíàëîâ êðàñíîãî êàíàëà (600–800 íì) ê çåëåíîìó (480–550 íì) ðàññ÷èòûâàåòñÿ è îòîáðàæàåòñÿ ñ êàäðîâîé ÷àñòîòîé 2 Ãö. Óñòðîéñòâî èñïîëüçîâàëîñü äëÿ îòðàáîòêè ìåòîäèêè îáíàðóæåíèÿ ðàêîâûõ îïóõîëåé ïî ÀËÊ-èíäóöèðîâàííîé Ïï IX ôëóîðåñöåíöèè.
Êàê âèäíî èç êðàòêîãî îáçîðà, ôëóîðåñöåíòíóþ àïïàðàòóðó äëÿ èññëåäîâàíèé êîæè ìîæíî êëàññèôèöèðîâàòü êàê ôîòîãðàôè÷åñêóþ èëè òåëåâèçèîííóþ, à òàêæå èçîáðàæàþùóþ, ñïåêòðàëüíóþ èëè ìóëüòèñïåêòðàëüíóþ èçîáðàæàþùóþ. Ôîòîãðàôè÷åñêèå ñèñòåìû ïðèìåíÿþòñÿ ïðè èññëåäîâàíèè áîëüøèõ ïîëåé, íàïðèìåð, ïðè ñúåìêå âñåãî ëèöà ïàöèåíòà. Åñëè ïîëå çðåíèÿ ïðèáîðà íåâåëèêî, òî â êà÷åñòâå ïðèåìíèêà èçëó÷åíèÿ öåëåñîîáðàçíî èñïîëüçîâàòü òåëåâèçèîííûå êàìåðû, ÷òî ïîçâîëÿåò îïåðàòèâíî ïðîñìàòðèâàòü ðàçëè÷íûå ó÷àñòêè êîæè. Êðîìå òîãî, òåëåâèçèîííûå ñèñòåìû íåîáõîäèìû ïðè ðåãèñòðàöèè äèíàìè÷åñêèõ ïðîöåññîâ. Ïðåèìóùåñòâî ñïåêòðàëüíûõ ìåòîäîâ çàêëþ÷àåòñÿ â âîçìîæíîñòè èäåíòèôèêàöèè âõîäÿùèõ â ñîñòàâ êîæè ôëóîðîôîðîâ è ñëåæåíèÿ çà òîíêèìè èçìåíåíèÿìè îêðóæàþùåé èõ ñðåäû. Îäíàêî îíè îáëàäàþò íèçêèì ïðîñòðàíñòâåííûì ðàçðåøåíèåì, íåáîëüøèì ÷èñëîì èññëåäóåìûõ òî÷åê çà îäèí îñìîòð è òðóäíîñòüþ òîïîãðàôè÷åñêîé ïðèâÿçêè ñïåêòðàëüíûõ îñîáåííîñòåé ê êîíêðåòíûì ãèñòîëîãè÷åñêèì ñòðóêòóðàì. Ïîñêîëüêó ðåãèñòðàöèÿ ñïåêòðà ïðîâîäèòñÿ ïóòåì çîíäèðîâàíèÿ îïðåäåëåííîãî ó÷àñòêà îáúåêòà, òî èíôîðìàöèÿ î ñâîéñòâàõ äðóãèõ ó÷àñòêîâ â ýòîò ìîìåíò îêàçûâàåòñÿ íåäîñòóïíîé, ÷òî çàòðóäíÿåò èññëåäîâàíèÿ ñîâîêóïíûõ äèíàìè÷åñêèõ ïðîöåññîâ. Îñîáûå ñëîæíîñòè âîçíèêàþò â ñëó÷àÿõ, êîãäà çîíà, ãäå èìååòñÿ ôëóîðåñöåíòíàÿ îñîáåííîñòü, â îáû÷íîì ñâåòå íèêàê íå ïðîÿâëÿåò ñåáÿ è, ñëåäîâàòåëüíî, ïðè îáñëåäîâàíèè ìîæåò áûòü ëåãêî ïðîïóùåíà.
Ðåãèñòðàöèÿ ôëóîðåñöåíòíîãî ñèãíàëà â âèäå èçîáðàæåíèÿ äàåò êàðòèíó ðàñïðåäåëåíèÿ ÿðêîñòè îäíîâðåìåííî âî ìíîãèõ òî÷êàõ îáúåêòà, íî ïðè èñïîëüçîâàíèè ÷åðíî-áåëîãî ôîòîïðèåìíèêà òåðÿåòñÿ èíôîðìàöèÿ î ñïåêòðàëüíûõ ðàçëè÷èÿõ ìåæäó îòäåëüíûìè ó÷àñòêàìè êîæíîãî ïîêðîâà. Ýòî ñóùåñòâåííî îáåäíÿåò êàðòèíó, îñîáåííî ïðè ïðîâåäåíèè èññëåäîâàíèé â ñâåòå ñîáñòâåííîé ôëóîðåñöåí-
34
öèè. Ïîäîáíîãî íåäîñòàòêà ëèøåíû ìóëüòèñïåêòðàëüíûå ìåòîäû ôîðìèðîâàíèÿ èçîáðàæåíèÿ, ïîñêîëüêó îäíîâðåìåííî ñ ìîðôîëîãè÷åñêîé ñòðóêòóðîé äàþò ñæàòóþ èíôîðìàöèþ î ñïåêòðàëüíûõ ñâîéñòâàõ êàæäîé òî÷êè îáúåêòà. Îäíàêî ïðè óçêîïîëîñíîì âûäåëåíèè ñïåêòðàëüíûõ êîìïîíåíòîâ âîçíèêàþò áîëüøèå ïîòåðè ñâåòà, ÷òî ñíèæàåò ïðîñòðàíñòâåííîå ðàçðåøåíèå, áûñòðîäåéñòâèå è îòíîøåíèå ñèãíàëà ê øóìó. Êðîìå òîãî, òàêèå ñèñòåìû ñëîæíû â ðåàëèçàöèè [15].
Ïðèíöèï äåéñòâèÿ ôëóîðåñöåíòíîãî âèäåîäåðìàòîñêîïà (ÔÂÄÑ)
Òî îáñòîÿòåëüñòâî, ÷òî íàèáîëåå èíòåðåñíûé ó÷àñòîê ñïåêòðà ôëóîðåñöåíòíîãî èçëó÷åíèÿ êîæè ñîñðåäîòî÷åí â âèäèìîé îáëàñòè, ïîçâîëÿåò ñòðîèòü ìóëüòèñïåêòðàëüíûå èçîáðàæàþùèå ñèñòåìû íà îñíîâå ìàòðè÷íûõ ìíîãîñèãíàëüíûõ ïðèåìíèêîâ èçîáðàæåíèÿ. Ëó÷øèå èç íèõ ðàáîòàþò ïî öâåòîâîé ìîäåëè RGB. Ñîîòâåòñòâóþùèå ñïåêòðàëüíûå êðèâûå (ðèñ. 2) ïðèìåðíî ñîîòâåòñòâóþò ïîëîñàì èçëó÷åíèÿ ôëóîðîôîðîâ êîæè: â çîíó êðèâîé R ïîïàäàþò ïîðôèðèíû, â çîíó G – ôëàâèíû è ëèïîïèãìåíòû, â çîíó B – ïèðèäèííóêëåîòèäû, à òàêæå âèäèìàÿ ÷àñòü èçëó÷åíèÿ êîëëàãåíà è ýëàñòèíà. Ñîîòâåòñòâèå ñïåêòðîâ èçëó÷àòåëÿ è ïðèåìíèêà ïîâûøàåò öâåòîâîé êîíòðàñò è îáëåã÷àåò èäåíòèôèêàöèþ ôëóîðîôîðîâ. Ïî ñðàâíåíèþ ñ ìóëüòèñïåêòðàëüíîé èçîáðàæàþùåé ñèñòåìîé [15], âûäåëÿåìàÿ ñïåêòðàëüíàÿ îáëàñòü îêàçûâàåòñÿ íàìíîãî øèðå, ÷òî ñóùåñòâåííî óâåëè÷èâàåò ñâåòîâîé ïîòîê è ïîçâîëÿåò çàðåãèñòðèðîâàòü ôëóîðåñöåíòíîå âèäåîèçîáðàæåíèå êîæè áåç ïðèìåíåíèÿ óñèëèòåëåé ÿðêîñòè. Ïî ñðàâíåíèþ ñ äðóãèì ðàñïðîñòðàíåííûì òèïîì öâåòíûõ òåëåâèçèîííûõ ïðèåìíèêîâ, îñíîâàííûì íà ÷åòûðåõêîìïîíåíòíîé ñóáòðàêòèâíîé ìîäåëè öâåòîâîé êîäèðîâêè CMYG, äèàïàçîí öâå-
Îòíîñèòåëüíûé îòêëèê
1 GR
B
0 400
500
600 λ, íì
Ðèñ. 2. Ñïåêòðàëüíûå êðèâûå RGB êàíàëîâ îäíîêðèñòàëüíîé ÏÇÑ-ìàòðèöû ñ ïðîãðåññèâíûì ñêàíèðîâàíèåì ICX415AQ (SONY).
“Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 75, ¹ 1, 2008
òîâ, ãåíåðèðóåìûõ ñ ïîìîùüþ àääèòèâíîé ìîäåëè RGB áîëüøå, à ïîãðåøíîñòåé öâåòîïåðåäà÷è ìåíüøå. Êðîìå òîãî, CMYG ñèãíàëû íóæíî ïðåîáðàçîâûâàòü â RGB ñèãíàëû â ðåàëüíîì ìàñøòàáå âðåìåíè. Ñïåêòðàëüíûå êðèâûå RGB ñóùåñòâåííî ìåíüøå ïåðåêðûâàþòñÿ ìåæäó ñîáîé ïî ñðàâíåíèþ ñ CMYG, ÷òî óëó÷øàåò ïðîöåññ ðàñïîçíàâàíèÿ ïî öâåòîâûì ðàçëè÷èÿì â àâòîìàòè÷åñêèõ êëàññèôèêàòîðàõ è ïîçâîëÿåò áîëåå òî÷íî ïðîâîäèòü êîëè÷åñòâåííûå èçìåðåíèÿ. Íàêîíåö ñèñòåìà ñ÷èòûâàíèÿ â RGB-ïðèåìíèêàõ îðãàíèçîâàíà ïî ïðèíöèïó ïðîãðåññèâíîé ðàçâåðòêè, ÷òî ïî ñðàâíåíèþ ñ ÷åðåññòðî÷íîé ðàçâåðòêîé îáåñïå÷èâàåò ëó÷øåå ïðîñòðàíñòâåííîå è âðåìåííîå ðàçðåøåíèå.
Ïðè ðàçðàáîòêå ñõåìû ïîñòðîåíèè ÔÂÄÑ íàðÿäó ñ âûáîðîì ïðèåìíèêà èçëó÷åíèÿ âàæíî ïðàâèëüíî îïðåäåëèòü ñïåêòðàëüíóþ îáëàñòü âîçáóæäåíèÿ. Ïðîâåäåííûå íàìè èññëåäîâàíèÿ â äèàïàçîíå 350–450 íì ïîçâîëèëè óñòàíîâèòü, ÷òî îïòèìàëüíîé äëÿ íàáëþäåíèÿ ñòðóêòóð êîæè â ñâåòå ñîáñòâåííîé ôëóîðåñöåíöèè ÿâëÿåòñÿ ôèîëåòîâàÿ îáëàñòü âáëèçè 400 íì. Ïðè ñìåùåíèè âîçáóæäåíèÿ â ÓÔ îáëàñòü, êîæíûé ïîêðîâ ïðèîáðåòàåò ïðåèìóùåñòâåííî ñèíèé öâåò, ÷òî îáúÿñíÿåòñÿ ñâå÷åíèåì êîëëàãåíà, êîòîðûé “çàáèâàåò” ñâîåé âûñîêîé ÿðêîñòüþ áîëåå ñëàáóþ çåëåíóþ ôëóîðåñöåíöèþ.  ÓÔ îáëàñòè ïëîõî ïðîñìàòðèâàþòñÿ ïîäêîæíûå ñòðóêòóðû, ÷òî îáúÿñíÿåòñÿ íåçíà÷èòåëüíîé ïðîíèêàþùåé ñïîñîáíîñòüþ ýòîãî èçëó÷åíèÿ â ãëóáèíó êîæè. Ïðè ñìåùåíèè âîçáóæäåíèÿ â äëèííîâîëíîâóþ îáëàñòü ñíèæàåòñÿ èíòåíñèâíîñòü ôëóîðåñöåíöèè, öâåò ôîíîâîãî ñâå÷åíèÿ ïðèîáðåòàåò æåëòîâàòûé îòòåíîê â ñâÿçè ñ íåîáõîäèìîñòüþ ñäâèãà ãðàíèöû çàïèðàþùåãî ñâåòîôèëüòðà â äëèííîâîëíîâóþ ñòîðîíó.
Ôèîëåòîâîå âîçáóæäåíèå äàåò ïðèìåðíî îäèíàêîâûå ñèãíàëû â çåëåíîé è êðàñíîé îáëàñòÿõ ñïåêòðà, à èíòåíñèâíîñòü ôëóîðåñöåíöèè îêàçûâàåòñÿ äîñòàòî÷íîé äëÿ åå íàäåæíîé ðåãèñòðàöèè òåëåâèçèîííûìè ñðåäñòâàìè. Ïðè âîçáóæäåíèè âáëèçè 400 íì óäàåòñÿ ïðîñìàòðèâàòü ñòðóêòóðû ýïèäåðìèñà (êàïèëëÿðû, ïèãìåíòíûå ïÿòíà) çà ñ÷åò ôëóîðåñöåíòíîé ïîäñâåòêè ãëóáèííûõ ñëîåâ òêàíè.  çàâèñèìîñòè îò áàêòåðèàëüíîé ôëîðû, öâåòîâûå îòòåíêè ôîëëèêóë èçìåíÿþòñÿ â øèðîêèõ ïðåäåëàõ – îò íàñûùåííî çåëåíîãî äî îðàíæåâî-êðàñíîãî öâåòà. Íîðìàëüíàÿ ñëàáîïèãìåíòèðîâàííàÿ êîæà èìååò ïðåèìóùåñòâåííî çåëåíûé öâåò, êîòîðûé îáóñëîâëåí, â îñíîâíîì, ôëàâèíàìè, îáëàäàþùèìè âûñîêèì ïîãëîùåíèåì âáëèçè 400 íì.  ýòîé æå ôèîëåòîâîé îáëàñòè íàõîäèòñÿ ìàêñèìóì ïîëîñû ïîãëîùåíèÿ Ñîðå ó ïîðôèðèíîâ (410 íì), ÷òî îáëåã÷àåò îáíàðóæåíèå íå òîëüêî áàêòåðèé P. acnes, íî è ÀËÊèíäóöèðîâàííîé Ïï IX ôëóîðåñöåíöèè áîëüíûõ ó÷àñòêîâ êîæè, à òàêæå ïñîðèàòè÷åñêèõ áëÿøåê [18]. Êðîìå òîãî, êàê ïîêàçàíî â [19], ïðè âîçáóæäåíèè
“Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 75, ¹ 1, 2008
âáëèçè 400 íì èíòåíñèâíîñòü ÀÔ íîðìàëüíîé òêàíè â èíòåðâàëå 450–550 íì îêàçûâàåòñÿ âûøå, à â èíòåðâàëå 500–700 íì – íèæå â ñðàâíåíèè ñ îïóõîëüþ. Òàêàÿ ðàçíîíàïðàâëåííîñòü èçìåíåíèé ïîâûøàåò äèàãíîñòè÷åñêóþ âîçìîæíîñòü îáíàðóæåíèÿ îïóõîëè ïî RGB êàðòèíå, ïîñêîëüêó ïðè ýòîì ïîâûøàåòñÿ öâåòîâîé êîíòðàñò ìåæäó îïóõîëüþ è îêðóæàþùåé òêàíüþ.
Òàêèì îáðàçîì, ÔÂÄÑ öåëåñîîáðàçíî ñòðîèòü íà îñíîâå òåëåâèçèîííîé êàìåðû ñ RGB-äåòåêòîðîì è ñ èñòî÷íèêîì âîçáóæäåíèÿ âáëèçè 400 íì. Òàêàÿ ñõåìà ïîñòðîåíèÿ ñóùåñòâåííî óïðîùàåò àïïàðàòóðó, óâåëè÷èâàåò åå ÷óâñòâèòåëüíîñòü è ïðîñòðàíñòâåííîå ðàçðåøåíèå. Êðîìå òîãî, RGB-äåòåêòîð ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàí äëÿ ïîëó÷åíèÿ âûñîêîêà÷åñòâåííîãî îáû÷íîãî èçîáðàæåíèÿ ïðè óñëîâèè îñíàùåíèÿ ïðèáîðà èñòî÷íèêîì áåëîãî ñâåòà.
ÔÂÄÑ “EcoSkin”
Ïðåäëîæåííàÿ ñõåìà ïîëîæåíà â îñíîâó ïîñòðîåíèÿ ôëóîðåñöåíòíîãî âèäåîäåðìàòîñêîïà “EcoSkin”, ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà êîòîðîãî ïîêàçàíà íà ðèñ. 3. Îñíîâó ïðèáîðà ñîñòàâëÿåò êàìåðíàÿ ãîëîâêà 2, âûïîëíåííàÿ â âèäå ðó÷íîãî ìîäóëÿ, êîòîðûé ïîäêëþ÷àåòñÿ ê êîìïüþòåðó 11 ïî ïîñëåäîâàòåëüíîé âûñîêîñêîðîñòíîé øèíå IEEE1394. Èññëåäóåìûé îáúåêò 1 îñâåùàåòñÿ âñòðîåííûì â êîðïóñ ãîëîâêè êîìáèíèðîâàííûì îñâåòèòåëåì, âêëþ÷àþùèì â ñåáÿ äâà òèïà èñòî÷íèêîâ ñâåòà: 3 – áåëûå ñâåòîäèîäû è 4 – ôèîëåòîâûå ñâåòîäèîäû. Ñ êîðïóñîì ãîëîâêè 2 æåñòêî ñâÿçàí òóáóñ 5, èçãîòîâëåííûé èç íåïðîçðà÷íîãî ìàòåðèàëà. Åãî êðîìêà ïðèæèìàåòñÿ ê êîæå äëÿ âûðàâíèâàíèÿ åå ïîâåðõíîñòè è èçîëÿöèè âíóòðåííåé ÷àñòè ãîëîâêè îò ïîñòîðîííåé çàñâåòêè, ÷òî ïîçâîëÿåò ïðîâîäèòü èññëåäîâàíèÿ â
32
7
1
6 89
11
10
54
Ðèñ. 3. Ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà ÔÂÄÑ “EcoSkin”. 1 – èññëåäóåìûé ó÷àñòîê êîæè, 2 – êîðïóñ ïðèáîðà, 3 – áåëûå ñâåòîäèîäû, 4 – ôèîëåòîâûå ñâåòîäèîäû, 5 – òóáóñ, 6 – îáúåêòèâ, 7 – îòêèäíîé çàïèðàþùèé ôèëüòð, 8 – Ò êàìåðà, 9 – êîíòðîëëåð, 10 – êàíàë “FireWire” (IEEE 1394à), 11 – êîìïüþòåð.
35
ñâåòëîì ïîìåùåíèè. Îáúåêòèâ 6 ôîðìèðóåò èçîáðàæåíèå îáúåêòà 1 â ïëîñêîñòè äåòåêòîðà òåëåâèçèîííîé êàìåðû 8. Ò êàìåðà ïîñòðîåíà íà îñíîâå ìíîãîñèãíàëüíîé ÏÇÑ-ìàòðèöû ñ ïðîãðåññèâíûì ñêàíèðîâàíèåì ICX415AQ (SONY), ó êîòîðîé äëÿ êîäèðîâàíèÿ öâåòà èñïîëüçóåòñÿ ìîçàè÷íûé ñâåòîôèëüòð Áàéåðà RGBG. Ïåðåä äåòåêòîðîì íàõîäèòñÿ ïåðåìåùàåìûé çàïèðàþùèé ôèëüòð 7, êîòîðûé âûâîäèòñÿ èç õîäà ëó÷åé ïðè íàáëþäåíèè â áåëîì ñâåòå. Âûõîäíîé ñèãíàë êàìåðû 8 ÿâëÿåòñÿ öèôðîâûì. Ñâÿçü ìåæäó êàìåðîé è êîìïüþòåðîì îñóùåñòâëÿåòñÿ ÷åðåç êîíòðîëëåð 9, êîòîðûé ïðîâîäèò îáðàáîòêó è ïåðåäà÷ó îöèôðîâàííûõ ñèãíàëîâ ÏÇÑìàòðèöû â ðåàëüíîì ìàñøòàáå âðåìåíè, äâóíàïðàâëåííûé îáìåí óïðàâëÿþùèìè êîìàíäàìè è ïîäà÷ó ïèòàþùåãî íàïðÿæåíèÿ ïî ñòàíäàðòíîìó êàáåëþ “FireWire” 10.
Êîìïüþòåð 11 ïîä óïðàâëåíèåì ñïåöèàëèçèðîâàííîãî ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ “Skin-Matrix” îáåñïå÷èâàåò ïðèåì, ðåãèñòðàöèþ è îáðàáîòêó öèôðîâîãî ïîòîêà âèäåîèçîáðàæåíèé îò êàìåðíîé ãîëîâêè, à òàêæå äâóíàïðàâëåííûé îáìåí êîìàíäàìè óïðàâëåíèÿ ðåæèìàìè ðàáîòû ñèñòåìû. Íà ðó÷êå êàìåðíîé ãîëîâêè ðàñïîëîæåíû äâå êíîïêè, ïîçâîëÿþùèå ïîëüçîâàòåëþ èçìåíÿòü ðåæèì íàáëþäåíèÿ (áåëûé ñâåò/ôëóîðåñöåíöèÿ) è îñóùåñòâëÿòü “çàõâàò” èíòåðåñóþùåãî êàäðà èç âèäåîïîòîêà äàííûõ. Êîìàíäà íà ñìåíó ðåæèìà ïåðåâîäèò çàïèðàþùèé ôèëüòð ãîëîâêè â íåîáõîäèìîå ïîëîæåíèå è ìåíÿåò ðåæèì ðàáîòû îñâåòèòåëÿ. Ïðîãðàììà “Skin-Matrix”, â ñîîòâåòñòâèè ñ âûáðàííûì ðåæèìîì, óñòàíàâëèâàåò îïòèìàëüíûå ïàðàìåòðû íàêîïëåíèÿ è óñèëåíèÿ òåëåâèçèîííîé êàìåðû, êîýôôèöèåíò ãàììà-êîððåêöèè è öâåòîâîé áàëàíñ. Åñëè ïîëüçîâàòåëü çàêðûâàåò îêíî âèäåî îòîáðàæåíèÿ, êàìåðíàÿ ãîëîâêà àâòîìàòè÷åñêè ïåðåâîäèòñÿ â ðåæèì ïîíèæåííîãî ýíåðãîïîòðåáëåíèÿ. Íà êîðïóñå ãîëîâêè ïðåäóñìîòðåíû èíäèêàöèÿ òåêóùåãî ðåæèìà ðàáîòû ïðèáîðà. Ïðîãðàììíîå îáåñïå÷åíèå ïðåäëàãàåò ïîëüçîâàòåëþ óäîáíûé àëãîðèòì àðõèâàöèè çàõâà÷åííûõ èçîáðàæåíèé, ïîçâîëÿþùèé ñîõðàíÿòü íå òîëüêî ñàìè èçîáðàæåíèÿ, íî è èíôîðìàöèþ î ðåæèìå, â êîòîðîì áûëè ýòè èçîáðàæåíèÿ ïîëó÷åíû, à òàêæå ôàìèëèþ ïàöèåíòà, ê êîòîðîìó äàííûå èçîáðàæåíèÿ îòíîñÿòñÿ. Ðàçðàáîòàííûå ñðåäñòâà àðõèâàöèè è èçìåðåíèÿ ïîçâîëÿþò ïðîâîäèòü îáúåêòèâíûé àíàëèç çàáîëåâàíèÿ è äèíàìèêè åãî ðàçâèòèÿ. Âîçìîæíà îöåíêà ÿðêîñòè ôëóîðåñöåíöèè ïî êàæäîìó èç öâåòíûõ êàíàëîâ êàê íåïîñðåäñòâåííî â âèäåîêàäðå â ðåàëüíîì ìàñøòàáå âðåìåíè, òàê è íà “çàõâà÷åííûõ” èçîáðàæåíèÿõ. Èçìåðåíèÿ ïðîâîäÿòñÿ, ëèáî â êàäðå öåëèêîì, ëèáî â îòäåëüíûõ åãî ôðàãìåíòàõ, âûäåëåííûõ èçìåðèòåëüíîé ðàìêîé. Àëãîðèòì èçìåðåíèÿ ïðåäóñìàòðèâàåò ó÷åò ïåðåêðåñòíîé ïîìåõè, âûçâàííîé ïåðåêðûòèåì RGB ñïåêò-
36
ðîâ, è âîçìîæíîñòü îöåíêè ñðåäíåé ÿðêîñòè âíóòðè âûáðàííîé çîíû ëèáî îöåíêè íàèáîëåå ÿðêèõ ýëåìåíòîâ èçîáðàæåíèÿ. Ïîñëåäíÿÿ ôóíêöèÿ âûïîëíÿåòñÿ ïóòåì àíàëèçà ãèñòîãðàììû ðàñïðåäåëåíèÿ ÿðêîñòè â ðåàëüíîì ìàñøòàáå âðåìåíè. Ïðåäâàðèòåëüíàÿ êàëèáðîâêà ïî ñòàíäàðòíûì îáðàçöàì ïîçâîëÿåò îöåíèâàòü ëèíåéíûå ðàçìåðû îáúåêòà è àâòîìàòè÷åñêè ñðàâíèâàòü ÿðêîñòè.
Âàæíîé ôóíêöèåé, âûïîëíÿåìîé ïðîãðàììîé “Skin-Matrix”, ÿâëÿåòñÿ îòîáðàæåíèå äâóõ èçîáðàæåíèé îò îäíîãî è òîãî æå ó÷àñòêà îáúåêòà â ñâåòå ôëóîðåñöåíöèè è â áåëîì ñâåòå. Èçâåñòíûå ìåòîäû îòîáðàæåíèÿ òàêèõ èçîáðàæåíèé äàþò ðàçäåëåííûå â ïðîñòðàíñòâå êàäðû. Ýòî ñîçäàåò ñëîæíîñòè ïðè èõ ðàñøèôðîâêå. Äëÿ ëó÷øåé èäåíòèôèêàöèè ñòðóêòóð ïðåäëîæåí è ðåàëèçîâàí äèíàìè÷åñêèé ñïîñîá îòîáðàæåíèÿ, ïðè êîòîðîì ôëóîðåñöåíòíîå èçîáðàæåíèå è èçîáðàæåíèå â áåëîì ñâåòå ïîïèêñåëüíî íàêëàäûâàþòñÿ äðóã íà äðóãà è îòîáðàæàþòñÿ íà ýêðàíå ìîíèòîðà ñ ïåðåìåííîé ïðîçðà÷íîñòüþ. Âîçíèêàþùèé äèíàìè÷åñêèé ýôôåêò ïîçâîëÿåò ëåãêî íàõîäèòü ôîëëèêóëû, èíôèöèðîâàííûå îïðåäåëåííûìè áàêòåðèÿìè, è ãðàíèöû ïîðàæåííûõ ó÷àñòêîâ êîæè.
Âíåøíèé âèä êàìåðíîé ãîëîâêè ïðèáîðà “EcoSkin” ïîêàçàí íà ðèñ. 4. Òåõíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ïðèáîðà ñëåäóþùèå: ÷èñëî ýëåìåíòîâ ðàçëîæåíèÿ 768×576, ïîëå çðåíèÿ 19,3×14,5 ìì, ïðîñòðàíñòâåííîå ðàçðåøåíèå â öåíòðå ïîëÿ ïðè êîýôôèöèåíòå ìîäóëÿöèè íå ìåíåå 20% ïî êàíàëó G 14 ìì–1, à ïî êàíàëàì R è B – 10 ìì–1; ìàêñèìàëüíàÿ êàäðîâàÿ ÷àñòîòà 25 Ãö, íåðàâíîìåðíîcòü ñèãíàëà ïî ïîëþ çðåíèÿ ± 15%, ãàáàðèòíûå ðàçìåðû êàìåðíîé ãîëîâêè 200×180×60 ìì, ìàññà 450 ã.
Ðèñ. 4. Âíåøíèé âèä ïðèáîðà “EcoSkin”.
“Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 75, ¹ 1, 2008
Ïðèìåðû ïðèìåíåíèÿ ÔÂÄÑ
Äèàãíîñòèêà è êîíòðîëü àêíå
Èçâåñòíî, ÷òî áàêòåðèè Ð. acnes, âûçûâàþùèå óãðåâóþ áîëåçíü, ôëóîðåñöèðóþò êðàñíî-îðàíæåâûì öâåòîì çà ñ÷åò âõîäÿùèõ â íèõ ïîðôèðèíîâ. Âîçìîæíîñòü ïîëó÷åíèÿ ñ ïîìîùüþ ÔÂÄÑ öâåòíîãî èçîáðàæåíèÿ â ñâåòå ÀÔ ïîçâîëèëà èññëåäîâàòü â [20] äåéñòâèå àíòèáèîòèêà êëèíäàìèöèíà íà ñîäåðæàíèå ýòèõ áàêòåðèé. Ïîä àìáóëàòîðíûì íàáëþäåíèåì íàõîäèëîñü 19 ïàöèåíòîâ â âîçðàñòå îò 20 äî 22 ëåò áåç êëèíè÷åñêèõ ïðîÿâëåíèé ñåáîðåè è àêíå. Ïðåïàðàò â âèäå ãåëÿ íàíîñèëñÿ íà êîæó â ðàéîíå ïîäáîðîäêà 2 ðàçà â äåíü â òå÷åíèå äâóõ íåäåëü. Ñúåìêà îñóùåñòâëÿëàñü íåïîñðåäñòâåííî ïåðåä íà÷àëîì èññëåäîâàíèÿ (0 äåíü), à òàêæå íà 7-é, 14-é è 24-é äíè. Ïîëó÷åííûå èçîáðàæåíèÿ ïîäâåðãàëèñü êîìïüþòåðíîé îáðàáîòêå è àíàëèçó. Ñåëåêöèÿ ôîëëèêóë, çàñåëåííûõ Ð. àcnes, îñóùåñòâëÿëàñü ïî öâåòîâîìó ïðèçíàêó. Ðåçóëüòàòû ïîäñ÷åòà ñðåäíåãî ÷èñëà îðàíæåâî-êðàñíûõ îáúåêòîâ â ïîëå çðåíèÿ ïðèáîðà ïðåäñòàâëåíû â òàáëèöå.
Èçìåíåíèå ñðåäíåãî ÷èñëà ôîëëèêóë â ïîëå çðåíèÿ ÔÂÄÑ, çàñåëåííûõ Ð. acnes, â ïðîöåññå ëå÷åíèÿ êëèíäàìèöèíîì
Ïàöèåíòû
Äî ëå÷åíèÿ
×åðåç 7 äíåé
×åðåç 10 äíåé
×åðåç 14 äíåé
×åðåç 10 äíåé ïîñëå ëå÷åíèÿ
Ìóæ÷èíû 13,3 7,9 6,3 1,4
0
Æåíùèíû 38,5 33,9 14,8 7,5
8,3
Âñåãî
27,8 23,8 12,0 4,9
5,8
%% 100 85 43 18 21
Ñðàâíåíèå ýòèõ äàííûõ ñ äàííûìè [9], ïîëó÷åííûìè íà ïåðåêèñè áåíçîëà, ïîêàçàëî, ÷òî àíòèáàêòåðèàëüíîå äåéñòâèå êëèíäàìèöèíà îêàçûâàåòñÿ áîëåå äëèòåëüíûì. Ïðîâåäåííûå èññëåäîâàíèÿ ñâèäåòåëüñòâóþò, ÷òî ïðèáîð ïîçâîëÿåò íà ðàííèõ ñòàäèÿõ áîëåçíè âûÿâëÿòü ïðîáëåìíûå ó÷àñòêè êîæè, ïîäëåæàùèå ïðîôèëàêòè÷åñêîé îáðàáîòêå, âûáèðàòü ïðàâèëüíóþ òàêòèêó è õîä ëå÷åíèÿ, îöåíèâàòü ýôôåêòèâíîñòü äåéñòâèÿ ïðåïàðàòîâ, ïðåäíàçíà÷åííûõ äëÿ ïîäàâëåíèÿ P. àcnes.
100
ßðêîñòü ôëóîðåñöåíöèè, îòí. åä.
12
0
0
20 40
60
Äîçà, Äæ/ñì2
Ðèñ. 5. Èçìåíåíèå ÿðêîñòè ôëóîðåñöåíöèè íàíå-
ñåííûõ íà êîæó ïðåïàðàòîâ õëîðèíîâîãî òèïà â
âèäå ãåëÿ ïîä äåéñòâèåì èçëó÷åíèé: 1 – ñâåòîäèîä, 405 íì, 17 ìÂò/ñì2, ôîòîäèòàçèí, 2 – ëàçåð, 662 íì, 40 ìÂò/ñì2, Ðàäàõëîðèí.
ðåàëüíîì ìàñøòàáå âðåìåíè ïîçâîëÿåò ïðèìåíÿòü ïðèáîð äëÿ êîíòðîëÿ ïîëó÷åííîé äîçû. Íà ðèñ. 5 ïîêàçàíû êðèâûå âûöâåòàíèÿ ôëóîðåñöåíöèè ÔÑ õëîðèíîâîãî òèïà. Îíè ïîñòðîåíû íà îñíîâå èçìåðåíèÿ ðàçíîñòíîãî ñèãíàëà â R êàíàëå ìåæäó ó÷àñòêàìè êîæè, ñîäåðæàùèìè ÔÑ è ñâîáîäíûìè îò ÔÑ. Îñâåùåíèå ïðîâîäèëîñü íà äëèíàõ âîëí 405 è 662 íì. Âèäíî, ÷òî óæå ïðè ïëîòíîñòè ýíåðãèè îêîëî 8 Äæ/ñì2 (405 íì) è 30 Äæ/ñì2 (662 íì) ÿðêîñòü ôëóîðåñöåíöèè ÔÑ ñîñòàâëÿåò 20% îò ïåðâîíà÷àëüíîé è, ñëåäîâàòåëüíî, ýôôåêòèâíîñòü ôîòîäèíàìè÷åñêîãî âîçäåéñòâèÿ ïàäàåò â 5 ðàç. Ýòè äîçû îêàçàëèñü âî ìíîãî ðàç íèæå òåõ, ÷òî îáû÷íî ïðèìåíÿþòñÿ â êëèíè÷åñêîé ïðàêòèêå. Ðàçëè÷èÿ â äîçàõ îáåñöâå÷èâàíèÿ äëÿ äëèí âîëí 405 è 662 íì ïðèìåðíî ñîîòâåòñòâóþò ñîîòíîøåíèþ ýêñòèíêöèé â ìàêñèìóìàõ ñîîòâåòñòâóþùèõ ïîëîñ ïîãëîùåíèÿ ïðåïàðàòà. Îáúåêòèâíàÿ îöåíêà èíòåíñèâíîñòè ôëóîðåñöåíöèè ÔÑ ìîæåò ïðèìåíÿòüñÿ äëÿ ðåøåíèÿ ñëåäóþùèõ çàäà÷ ÔÄÒ: âûáîðà èñòî÷íèêà ñâåòà è óñëîâèé îáëó÷åíèÿ, óñòàíîâëåíèÿ âðåìåíè îêîí÷àíèÿ îáëó÷åíèÿ, êîíòðîëÿ “ñâåæåñòè” ïðåïàðàòà, îòðàáîòêè ìåòîäèê ââåäåíèÿ ïðåïàðàòà â îðãàíèçì, ñëåæåíèÿ çà äèíàìèêîé íàêîïëåíèÿ ïðåïàðàòà.
Ðåøåíèå ýòèõ çàäà÷ áóäåò ñïîñîáñòâîâàòü îïòèìèçàöèè óñëîâèé âûïîëíåíèÿ ïðîöåäóð ÔÄÒ.
Äîçèìåòðèÿ ÔÄÒ
Îäíèì èç âàæíûõ ôàêòîðîâ ïîâûøåíèÿ ýôôåêòèâíîñòè ÔÄÒ ÿâëÿåòñÿ îðãàíèçàöèÿ â êëèíè÷åñêèõ óñëîâèÿõ äîçèìåòðèè èçëó÷åíèÿ. Îíà ìîæåò áûòü îñíîâàíà íà îöåíêå ñòåïåíè ñíèæåíèÿ ÿðêîñòè ôëóîðåñöåíöèè ÔÑ â ïðîöåññå îáëó÷åíèÿ [21]. Âîçìîæíîñòü ïðîâåäåíèÿ èçìåðåíèé ñ ïîìîùüþ ÔÂÄÑ ñïåêòðàëüíîé ÿðêîñòè ôëóîðåñöåíöèè ÔÑ â
Çàêëþ÷åíèå
Ïðèíöèï äåéñòâèÿ ÔÂÄÑ îñíîâàí íà âîçáóæäåíèè ôëóîðåñöåíöèè ôèîëåòîâûìè ëó÷àìè âáëèçè 400 íì ñ ïîìîùüþ ñâåòîäèîäîâ è èñïîëüçîâàíèè òåëåâèçèîííîãî RGB äåòåêòîðà ôëóîðåñöåíòíîãî èçîáðàæåíèÿ. Íà ýòîì ïðèíöèïå ñîçäàí êîìïàêòíûé ðó÷íîé ïðèáîð “EcoSkin”, êîòîðûé îáåñïå÷èâàåò ëåãêèé äîñòóï ê ðàçëè÷íûì ó÷àñòêàì òåëà è ïîçâî-
“Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 75, ¹ 1, 2008
37
ëÿåò â îïðåäåëåííîé ñòåïåíè ñîâìåñòèòü ïðåèìóùåñòâà ñïåêòðîñêîïè÷åñêèõ è èçîáðàæàþùèõ ìåòîäîâ èññëåäîâàíèÿ êîæè. Òåëåâèçèîííûé ñïîñîá íàáëþäåíèÿ ïîçâîëÿåò îïåðàòèâíî ïðîñìàòðèâàòü îäèí ó÷àñòîê êîæè çà äðóãèì è ðåãèñòðèðîâàòü äèíàìè÷åñêèå ïðîöåññû. Áëàãîäàðÿ âûñîêîé ÷óâñòâèòåëüíîñòè ïðèáîðà îáåñïå÷èâàåòñÿ âîçìîæíîñòü èññëåäîâàíèÿ íå òîëüêî âòîðè÷íîé, íî è àâòîôëóîðåñöåíöèè. Îïòè÷åñêèå óñëîâèÿ âîçáóæäåíèÿ è ðåãèñòðàöèè ïîçâîëÿþò íàáëþäàòü ñ âûñîêèì ïðîñòðàíñòâåííûì ðàçðåøåíèåì è öâåòîâûì êîíòðàñòîì ðàçíîîáðàçíûå ñòðóêòóðû êîæè, â òîì ÷èñëå ìèêðîêîìåäîíû.  çàâèñèìîñòè îò áàêòèðèàëüíîé ôëîðû öâåò ôîëëèêóë ìîæåò ïðèîáðåòàòü èçóìðóäíûé, çåëåíûé, æåëòûé èëè îðàíæåâî-êðàñíûé îòòåíîê; íîðìàëüíàÿ ñëàáîïèãìåíòèðîâàííàÿ êàæà èìååò ïðåèìóùåñòâåííî çåëåíûé öâåò.  ïîëó÷àåìûõ èçîáðàæåíèÿõ âèäíû íå òîëüêî ôëóîðåñöèðóþùèå, íî è ïîãëîùàþùèå ñòðóêòóðû çà ñ÷åò ïðîõîæäåíèÿ ÷åðåç íèõ ñâåòà ôëóîðåñöåíöèè èç ãëóáèíû òêàíè. Èìååòñÿ âîçìîæíîñòü îäíîâðåìåííîãî íàáëþäåíèÿ îäíîãî è òîãî æå ó÷àñòêà â ñâåòå ôëóîðåñöåíöèè è â áåëîì ñâåòå.
Ïîíèæåííàÿ ÷óâñòâèòåëüíîñòü êàìåðíîé ãîëîâêè ê âíåøíåé çàñâåòêå ïîçâîëÿåò ðàáîòàòü â ñâåòëîì ïîìåùåíèè, à äèñòàíöèîííûå ýëåìåíòû óïðàâëåíèÿ ïîçâîëÿþò áûñòðî èçìåíÿòü ðåæèìû ðàáîòû ïðèáîðà. Ïðèáîð ôóíêöèîíèðóåò ïîä óïðàâëåíèåì ñïåöèàëèçèðîâàííîé ïðîãðàììû “Skin-Matrix”. Ïðîãðàììà îáåñïå÷èâàåò âîçìîæíîñòü äîêóìåíòèðîâàíèÿ ðåçóëüòàòîâ èññëåäîâàíèÿ â ôîòî- è âèäåîðåæèìàõ è âûïîëíåíèÿ èçìåðèòåëüíûõ ôóíêöèé, ïîçâîëÿþùèõ îáúåêòèâíî îöåíèâàòü ïàðàìåòðû ôëóîðåñöåíòíîé êàðòèíû ïî èíòåíñèâíîñòè, öâåòîâûì ðàçëè÷èÿì è ðàçìåðàì. Êðîìå äèàãíîñòèêè, ïðèáîð ìîæåò èñïîëüçîâàòüñÿ äëÿ êîíòðîëÿ ýôôåêòèâíîñòè ïðåïàðàòîâ è ôîòîäèíàìè÷åñêîãî ëå÷åáíîãî âîçäåéñòâèÿ.
Áëàãîäàðÿ óêàçàííûì îñîáåííîñòÿì ïðèáîð ìîæåò ñòàòü ïîëåçíûì èíñòðóìåíòîì â äåðìàòîëîãèè è êîñìåòîëîãèè è ïîçâîëèò ðàñøèðèòü âîçìîæíîñòè íåèíâàçèâíûõ ìåòîäîâ èññëåäîâàíèÿ êîæè.
ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ
11. Handbook of non-invasive methods and the skin / Edited by Serup J. et al. London. N.-Y.: CRC Press Taylor & Francis Group, 2006. 1029 ð.
12. Herpens A. et al. Fluorescence Photography of Sebaceous Follicles // Handbook of non-invasive methods and the skin / Edited by Serup J. et al. London. N.-Y.: CRC Press Taylor & Francis Group, 2006. Ð. 853–860.
13. Wagnieres G. et al. In vivo fluorescence spectroscopy and
imaging for oncological applications // Photochem. Photobiology. 1998. 68(5). Ð. 603–632.
14. Êàðíàóõîâ Â.Í. Ëþìèíåñöåíòíûé ñïåêòðàëüíûé àíàëèç êëåòîê. Ì.: Íàóêà, 1978. Ñ. 131.
15. Richards-Kortum R., Sevick-Muraca E. Quantitative optical spectroscopy for tissue diagnosis // Annual Review of Physical Chemistry. 1996. 47(1). Ð. 555–606.
16. Ïàïàÿí Ã.Â., Êàíã Óê. Ôëóîðåñöåíòíàÿ ýíäîñêîïè÷åñêàÿ âèäåîñèñòåìà // Îïòè÷åñêèé æóðíàë. 2006. Ò. 73. ¹ 10. Ñ. 94–99.
17. Fritch C., Ruzichka T. Fluorescence Diagnosis and Photodynamic Therapy of Skin Diseases. Wien–N.-Y. Springer-Verlag.; 2003. Ð. 124.
18. Lucchina L. et al. Fluorescence photography in the evaluation of acne // J. Am. Acad. Dermatology. 1996. V. 35. Ð. 58–63.
19. Pagnoni A. et al. Digital fluorescence photography can assess the suppressive effect of benzoyl peroxide on Propionibacterium acnes // J. Am. Acad. Dermatology. 1999. V. 41. Ð. 710–716.
10. Ahn H.H. et al. Fluorescence digital photography of acnes using a light-emitting diode illuminator // Skin research and technology. 2006. 12. Ð. 289–291.
11. http://www.biocam.de/
12. Papayan G.V., Barsky I.Ya. Contact Luminescence spectrophotometry for biomedical studies // Proc. SPIE. V. 4515. 2001. Ð. 125–136.
13. http://www.biospec.ru
14. https://www.varianinc.com/media/sci/apps/app05.pdf
15. Hewett J. et al. Fluorescence detection of superficial skin cancer // J. Mod. Opt. 2000. V. 47. Ð. 2021–2027.
16. Hewett J. et al. The application of compact multispectral imaging system with integrated excitation source to in vivo monitoring of fluorescence during topical photodynamic therapy of superficial skin cancer // Photochemistry and Photobiology. 2001. V. 73 ¹ 30. Ð. 278–282.
17. Scott M. et al. Fluorescence photodiagnostics and photobleaching studies of cancerous lesions using Ratio Imaging and Spectroscopic Techniques // Lasers Med. Sci. London. Springer-Verlag, 2000. Ð. 63–72.
18. Bissonnette R. et al. Psoriatic plaques exhibit red autofluorescence that is due to protoporphyrin IX // J. Invest. Dermatology. 1998. V. 111. Ð. 586–591.
19. Andersson-Engels S. et al. In vivo fluorescence imaging for tissue diagnostics // Phys. Med. Biol. 1997. V. 42. Ð. 815–824.
20. Ïàïàÿí Ã.Â. è äð. Îöåíêà ýôôåêòèâíîñòè íàðóæíîé òåðàïèè àêíå ïóòåì àíàëèçà öâåòíûõ ôëóîðåñöåíòíûõ èçîáðàæåíèé êîæè // Àêòóàëüíûå ïðîáëåìû ëàçåðíîé ìåäèöèíû. Ñáîðíèê íàó÷íûõ òðóäîâ ïîä ðåäàêöèåé Í.Í. Ïåòðèùåâà. Ñ. 201–210.
21. Stratonnicov A. et al. Photobleaching of endogenous fluorochroms in tissues in vivo during laser irradiation // Proc. SPIE. 2001. V. 4241. Ð. 13–24.
38 “Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 75, ¹ 1, 2008