Комплексний ступінь взаємної поляризації лазерних полів двопроменезаломлюючих матриць біологічних тканин - Автореферат

Дослідження, результати якого представлено у дисертації, виконувалось у відповідності з програмою наукової тематики кафедри оптики і спектроскопії Чернівецького національного університету “Методи поляризаційної, спектрофотометричної та сингулярної оптики в задачах діагностики фазово-неоднорідних середовищ”, № держреєстрації 0106U008643 (2007 - 2009 рр.) та у рамках держбюджетної теми „Поляризаційна томографія біологічних тканин людини в задачах лазерної діагностики їх патологічних змін”, № держке єстрації 0107U001243 (2007 - 2009 рр.). Дисертант провів компютерне моделювання координатних розподілів КСВП сіток біологічних кристалів та виконав експериментальне дослідження ефективності даного методу у діагностиці ранніх онкологічних змін БТ. Пошук нових інформативних діагностичних параметрів, які б відрізнялись високою чутливістю та статистичною стійкістю для характеристики поляризаційно-неоднорідних лазерних обєктних полів БТ шляхом удосконалення методів лазерної поляриметрії та розробки методів вимірювання координатних розподілів модуля, фази комплексного ступеня взаємної поляризації та сіток поляризаційних сингулярностей таких полів. У роботі використовувалися методи поляриметрії (визначалися координатні розподіли азимутів і еліптичності поляризації, модуля і фази КСВП, поляризаційних сингулярностей лазерних обєктних полів БТ у різних зонах дифракції); статистичного аналізу (визначалися статистичні моменти першого-четвертого порядків координатних розподілів модуля і фази КСВП лазерних обєктних полів БТ); кореляційного аналізу (визначалися півширина автокореляційних функцій координатних розподілів модуля і фази КСВП лазерних обєктних полів БТ); фрактального аналізу (визначалися Loglog залежності спектрів потужності координатних розподілів модуля і фази КСВП лазерних обєктних полів БТ). Знайдено взаємозвязок між координатними розподілами модуля і фази КСВП лазерних обєктних полів БТ та розподілами напрямів оптичних осей і двопроменезаломлюючих сіток біологічних кристалів анізотропних позаклітинних матриць БТ.Перший розділ містить аналіз діагностичної ефективності спільного використання статистичного, кореляційного і топологічного підходів до аналізу поляризаційних (розподіли азимутів і еліптичності поляризації), поляризаційно-кореляційних (розподіли дійсної частини КСВП), а також параметрів сингулярностей (розподіли кількості поляризаційних сингулярностей), які характеризують лазерні зображення БТ. IMG_fae73161-20b5-4f2c-9510-7c46ffe197cb ) розподілів модуля і фази КСВП обєктного поля доброякісно зміненої тканини у порівняні з статистичними моментом 4-го порядку, що характеризує обєктне поле здорової тканини. У четвертому розділі шляхом компютерного моделювання установлено діагностичні критерії (статистичні моменти і Loglog залежностей спектрів потужності розподілів модуля і фази КСВП) детектування локальної (співрозмірної з кроком сканування Установлено взаємозвязок між змінами значень дисперсії орієнтацій оптичних осей і фазових зсувів, які вносяться двопроменезаломлюючими біологічними кристалами позаклітинних матриць тканин жіночої репродуктивної сфери і · статистичними моментами 1-го - 4-го порядків, які характеризують координатні розподіли модуля і фази КСВП лазерних обєктних полів у різних зонах дифракції. Обґрунтування таких взаємозвязків базується на наступних, теоретично виявлених і експериментально перевірених у дисертації фактах: а) значення статистичних моментів 1-го - 4-го порядків, які характеризують координатні розподіли модуля КСВП лазерних обєктних полів здорових тканин жіночої репродуктивної сфери в 1,7 - 2,3 рази більші за аналогічні параметри полів патологічно змінених тканин. б) збільшення анізотропії речовини позаклітинної матриці БТ виявляється у рості асиметрії та ексцесу координатних розподілів фази КСВП обєктних полів в 2,1 - 5,3 рази. в) loglog залежності розподілів модуля і фази комплексного ступеня взаємної поляризації лазерних обєктних полів фізіологічно нормальних БТ, характеризуються двома нахилами апроксимуючої кривої. г) патологічні зміни орієнтаційної і фазової будови сіток біологічних кристалів тканин жіночої репродуктивної сфери виявляється у трансформації мультифрактальних розподілів модуля і фази КСВП лазерних обєктних полів у статистичні - для відповідних loglog залежностей відсутнє стабільне значення кута нахилу апроксимуючої кривої.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

1. Angelsky O.V. Polarization manifestations of correlation (intrinsic coherence) of optical fields /O.V. Angelsky, S.B. Yermolenko, A. O. Angelskaya [et al.].// Applied Optics. - 2008. - v.47, №32. - P.

2. Ushenko Y.A. On the interconnection between correlation and singular-optics approaches in polarization diagnostics of fields from biological tissues / Y.A. Ushenko, A.O. Angelskaya, D.N. Burkovets // Proc. SPIE. - 2008. - Vol. 7008 - p. 1-8.

3. Angelsky O.V. Topological and statistical describing inhomogeneously polarized light fields / O.V. Angelsky, P.V. Polyanskii, A.O. Angelskaya [et al.]. // Ukr. J. Phys.Opt. - 2007. - V. 8, No.4 - P. 217-227.

4. Angelsky O.V. Correlation- and singular-optical approaches in diagnostics of polarization inhomogeneity of coherent optical fields from biological tissues/ O.V. Angelsky, A.G. Ushenko, A.O. Angelskaya [et al.].// Ukr.J.Phys.Opt.- 2007.- V. 8, No.2. - P. 106-123.

5. Angelskaya A.O. Polarization speckle-reconstruction of biological tissues architectonics: Part 1. Polarization correlometry of birefringence architectonics: singular approach / A.O. Angelskaya, Yu.A. Ushenko, Y. Ushenko [et al.]. // Proc. SPIE. - 2007. - Vol. 6635. - P. 1-5.

6. Angelskaya A.O. Polarization speckle-reconstruction of biological tissues architectonics; Part 2. Study of polarizing intercorrelative function of coherent images of phase-inhomogeneous layer anisotropy / A.O. Angelskaya, Yu.A. Ushenko, A.G. Ushenko [et al.].// Proc. SPIE. - 2007. - Vol. 6635. - p. 1-6.

7. Angelskaya A.O. Polarization speckle-reconstruction of biological tissues architectonics; Part 3. Polarizing-correlative processing of images of statistical object in the problem of visualization and topology reconstruction of their phase heterogeneity / A.O. Angelskaya, Yu.A. Ushenko, A.G Ushenko [et al.]// Proc. SPIE - 2007. - Vol. 6635, - p. 1-6.

8. Angelskaya A.O. Polarization speckle-reconstruction of biological tissues architectonics; Part 4. Coherent introscopy of phase-inhomogeneous surface and layers / A.O. Angelskaya, Yu.A. Ushenko, A.G. Ushenko [et al.].// Proc. SPIE. - 2007. - Vol. 6635, - p. 1-5.

9. Angelskaya A.O. Polarization correlometry of polarization singularities of biological tissues object fields/ A.O. Angelskaya, Yu.A. Ushenko, A.G Ushenko [et al.].// Proc. SPIE- 2007. - Vol. 6616. - p. 1-9.

10 Angelsky O.V. On polarization manifestation of correlation (intrinsic coherence) of optical fields/ О.V. Angelsky, S.B. Yermolenko, A.O. Angelskaya [et al.].// Proc. SPIE. - 2009. - Vol. 7297. - p. 1-5.

11. Angelsky O.V. Fractal Strucrure of 2 D Mueller Matrix Images of Biotissues/ O.V.Angelsky, A.G. Ushenko, A.O. Angelskaya [et al.].// Ukr. J. Phys.Opt. - 2004. - V. 6, No.1. - P. 13-23.

12. Angelsky O.V. Statistical structure of 2D Stokes parameters of birefringent biotissues images/ O.V. Angelsky, A.G. Ushenko, A.O. Angelskaya [et al.].// Ukr. J. Phys.Opt. - 2004. - V. 5, No.4 - P. 123-130.