RU2169525C1 - Method for in vivo diagnosing pathological zone in laminated biological organ system composed of epithelium and connective tissue sublayer - Google Patents

Abstract

FIELD: medicine. SUBSTANCE: method involves directing low coherence optical radiation beam in visible and proximal infrared bandwidth to the laminated system under study. The mentioned radiation bandwidth is scanned over the surface of laminated system under study with image of the laminated system under study being built by representing scattered optical radiation intensity repeatedly scattered by the laminated system under study. The so produced image is used for diagnosing disease. Zones of irregular form are revealed in each layer of the mentioned system characterized by the intensity of the repeatedly scattered optical radiation differing from the intensity of the repeatedly scattered optical radiation in adjacent zones. Relation between the intensities of the repeatedly scattered optical radiation inside and outside of the detected zone pathological zone is diagnosed. EFFECT: enhanced accuracy of diagnosis; differentiated fluid and excessive cell mass accumulation cases. 4 cl, 28 dwg

Description

Изобретение относится к медицине, в частности к неинвазивной функциональной диагностике с помощью методов, основанных на интерференции световых волн, и может быть использовано для диагностики патологических состояний различной природы в биологическом органе, включающем слоистую систему эпителий - подлежащая соединительная ткань, например в слизистой гинекологического, дыхательного, мочевыделительного, гастроинтестинального трактов, а также в коже. The invention relates to medicine, in particular to non-invasive functional diagnostics using methods based on the interference of light waves, and can be used to diagnose pathological conditions of various nature in a biological organ, including a layered epithelial system - the underlying connective tissue, for example, in the mucosa of the gynecological, respiratory , urinary, gastrointestinal tracts, as well as in the skin.

В медицине широко известна ультразвуковая диагностика биологических органов in vivo (см., например, книга: Демидов В.Н., Казеев К.Н., Авдеева Т.Ф. "Клиническая ультразвуковая диагностика". 2 Т. под ред. Мухарлямова Н.М. - М. : Медицина - 1987, патенты России NN 1503748, 2024237, 2033086). Однако описанные в упомянутой книге и патентах способы не предназначены для диагностики патологической зоны в слоистой системе эпителий - подлежащая соединительная ткань биологических органов in vivo. In medicine, ultrasound diagnostics of biological organs in vivo is widely known (see, for example, the book: Demidov VN, Kazeev KN, Avdeeva TF "Clinical ultrasound diagnosis. 2 T. edited by Mukharlyamova N. M. - M.: Medicine - 1987, Russian patents NN 1503748, 2024237, 2033086). However, the methods described in the aforementioned book and patents are not intended to diagnose a pathological zone in a layered epithelial system — the underlying connective tissue of biological organs in vivo.

По статье Yoko Murata et al. "Evaluation of endoscopic ultrasonography for diagnosis of submucosal tumors of esophagus", Surgical Endoscopy, 2: 51-58, 1988 известен способ диагностики in vivo патологической зоны в пищеводе, которая представляет собой слоистую систему эпителий - подлежащая соединительная ткань. Способ основан на сканировании слоистой системы предварительно сформированным ультразвуковым излучением, визуализации указанной системы и выявлении в ней зоны с нарушенной упорядоченностью внутренней структуры, увеличивающей толщину слоистой системы. Выявленные участки диагностируют как патологический очаг. According to an article by Yoko Murata et al. "Evaluation of endoscopic ultrasonography for diagnosis of submucosal tumors of esophagus", Surgical Endoscopy, 2: 51-58, 1988. There is a known method for diagnosing in vivo pathological zone in the esophagus, which is a layered epithelial system - underlying connective tissue. The method is based on scanning the layered system with pre-formed ultrasonic radiation, visualizing the specified system and identifying in it a zone with a disordered internal structure that increases the thickness of the layered system. Identified areas are diagnosed as a pathological focus.

По книге P.Altmeyer et al. "Ultrasound in Dermatology", Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 1992, p. 42-54; 55-79 известен аналогичный способ ультразвуковой диагностики in vivo патологической зоны в коже, которая так же, как и пищевод, представляет собой слоистую систему эпителий - подлежащая соединительная ткань. Диагностику патологического очага осуществляют так же, как и в указанном выше способе. According to P. Altmeyer et al. "Ultrasound in Dermatology", Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 1992, p. 42-54; 55-79, a similar method is known for in vivo ultrasound diagnosis of a pathological area in the skin, which, like the esophagus, is a layered epithelial system - the underlying connective tissue. Diagnosis of the pathological focus is carried out in the same way as in the above method.

Однако несмотря на безусловные и хорошо известные достоинства ультразвуковой диагностики in vivo патологического очага в слоистой системе эпителий - подлежащая соединительная ткань, которыми являются неинвазивность и безвредность для пациента, он не свободен от ряда недостатков. В частности, ультразвуковая диагностика не позволяет выявить патологическую зону в отдельных слоях слоистой системы, что обусловлено недостаточным разрешением способа. Кроме того, с помощью ультразвуковой диагностики невозможно отличить патологический очаг, являющийся скоплением жидкости, от патологического очага, являющегося избыточным скоплением клеток. Это обусловлено тем, что и тот, и другой патологические очаги поглощают ультразвуковой сигнал. По-видимому, это объясняется тем, что длина волны ультразвукового излучения существенно превышает характерные масштабы рассеивающих элементов в патологической зоне, в результате чего при визуализации слоистой системы эпителий - подлежащая соединительная ткань указанные патологические очаги неразличимы. Другим недостатком способа является невозможность определения боковых границ патологического очага в системе эпителий - подлежащая соединительная ткань. However, despite the unconditional and well-known advantages of in vivo ultrasound diagnostics of a pathological lesion in the layered epithelial system - the underlying connective tissue, which are non-invasiveness and harmlessness for the patient, he is not free from a number of disadvantages. In particular, ultrasound diagnostics do not allow to identify the pathological zone in individual layers of the layered system, which is due to the lack of resolution of the method. In addition, using ultrasound diagnostics, it is impossible to distinguish a pathological lesion, which is an accumulation of fluid, from a pathological lesion, which is an excessive accumulation of cells. This is due to the fact that both the one and the other pathological foci absorb the ultrasonic signal. Apparently, this is due to the fact that the wavelength of ultrasonic radiation significantly exceeds the characteristic scales of scattering elements in the pathological zone, as a result of which, when visualizing the layered system of the epithelium - the underlying connective tissue, these pathological foci are indistinguishable. Another disadvantage of this method is the inability to determine the lateral borders of the pathological focus in the epithelium system - the underlying connective tissue.

Восемь лет назад в статье D.Huang, J.Wang, C.P.Lin, J.S.Shuman, W.G. Stinson, W.Chang, M.R.Нее, Т.Flotte, К.Gregory, C.A.Puliafito, and J.G.Fujimoto, "Optical coherence tomography," Science 254, p. 1178, 1991 в качестве нового метода исследования биотканей был предложен метод оптической когерентной томографии (ОКТ), с помощью которого возможно неинвазивное получение изображений структур покровных тканей в ближнем инфракрасном диапазоне с пространственным разрешением 10 - 20 микрометров. В последние годы этот метод активно развивается как отечественными исследователями, так и зарубежными и используется в основном для неинвазивной диагностики глаза, зубных и околозубных тканей, кожи, а также в эндоскопических исследованиях. Eight years ago in an article by D. Huang, J. Wang, C. P. Lin, J. S. Schuman, W. G. Stinson, W.Chang, M.R. Ney, T. Flotte, K. Gregory, C.A. Puliafito, and J.G. Fujimoto, "Optical coherence tomography," Science 254, p. 1178, 1991, as a new method for studying biological tissues, a method of optical coherent tomography (OCT) was proposed, with which it is possible to non-invasively obtain images of the structures of integumentary tissues in the near infrared range with a spatial resolution of 10 - 20 micrometers. In recent years, this method has been actively developed by both domestic and foreign researchers and is used mainly for non-invasive diagnostics of the eye, dental and paradental tissues, skin, as well as in endoscopic studies.

Ближайшим аналогом разработанного способа по решаемой задаче и совокупности сходных существенных признаков является способ диагностики патологической зоны биологического органа в слоистой системе эпителий - подлежащая соединительная ткань in vivo, известном по з. РФ N 98104238/14 (WO 99/45338, опубл. 10.09.99), решение о выдаче патента от 09.12.99. Способ основан на направлении пучка низкокогерентного оптического излучения видимого или ближнего ИК диапазона на исследуемую слоистую систему, сканировании указанного пучка оптического излучения по поверхности исследуемой слоистой системы с последующим получением изображения исследуемой слоистой системы путем отображения интенсивности оптического излучения, обратно рассеянного исследуемой слоистой системой. В полученном изображении идентифицируют базальную мембрану биоткани, отделяющую эпителий от подлежащей соединительной ткани, а диагностику осуществляют по состоянию базальной мембраны, т.е. по нарушению ее формы, появлению микроразрывов, либо по ее полному исчезновению. The closest analogue of the developed method to the problem to be solved and a set of similar essential features is a method for diagnosing a pathological zone of a biological organ in a layered epithelial system - the underlying connective tissue in vivo, known by s. RF N 98104238/14 (WO 99/45338, publ. 09/10/999), the decision to grant a patent dated 09/12/99. The method is based on the direction of the beam of low coherent optical radiation of the visible or near infrared range to the studied layered system, scanning the specified beam of optical radiation on the surface of the studied layered system, followed by obtaining an image of the studied layered system by displaying the intensity of optical radiation backscattered by the studied layered system. In the image obtained, the basement membrane of the biological tissue that separates the epithelium from the underlying connective tissue is identified, and the diagnosis is carried out according to the state of the basement membrane, i.e. by violation of its form, the appearance of micro-gaps, or by its complete disappearance.

Недостатком способа, так же, как и известных способов ультразвуковой диагностики, является то, что он, несмотря на высокое разрешение, обусловленное используемым низкокогерентным оптическим излучением, не позволяет выявить патологическую зону в отдельных слоях слоистой системы. Кроме того, с помощью этого способа также невозможно отличить патологический очаг, являющийся скоплением жидкости, от патологического очага, являющегося избыточным скоплением клеток. Состояние базальной мембраны, которое в этом способе используется в качестве информативного параметра, позволяет лишь выявить факт наличия патологического очага в системе в целом, и, тем более, не дает возможность дифференцировать патологический очаг, являющийся скоплением жидкости, от патологического очага, являющегося избыточным скоплением клеток, равно как и определять боковые границы патологического очага. The disadvantage of the method, as well as the known methods of ultrasound diagnostics, is that, despite the high resolution due to the used low coherent optical radiation, it does not allow to identify the pathological zone in individual layers of the layered system. In addition, using this method it is also impossible to distinguish a pathological lesion, which is an accumulation of fluid, from a pathological lesion, which is an excessive accumulation of cells. The condition of the basement membrane, which is used as an informative parameter in this method, allows only to reveal the fact of the presence of a pathological lesion in the system as a whole, and, moreover, does not make it possible to differentiate a pathological lesion, which is an accumulation of fluid, from a pathological lesion, which is an excessive accumulation of cells , as well as determine the lateral borders of the pathological focus.

Таким образом, задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является разработка способа диагностики in vivo патологической зоны биологического органа в слоистой системе эпителий - подлежащая соединительная ткань с улучшенными эксплуатационными характеристиками, который при использовании может обеспечить дифференциальную диагностику скопления жидкости и избыточного скопления клеток в каждом слое исследуемой системы, а также надежное определение боковых границ патологической зоны. Thus, the problem to which the present invention is directed is to develop a method for in vivo diagnostics of a pathological zone of a biological organ in a layered epithelial system — a underlying connective tissue with improved performance, which, when used, can provide differential diagnostics of fluid accumulation and excessive accumulation of cells in each layer of the studied system, as well as reliable determination of the lateral boundaries of the pathological zone.

Сущность разработанного способа диагностики in vivo патологической зоны биологического органа в слоистой системе эпителий - подлежащая соединительная ткань заключается в том, что так же, как и способ, который является ближайшим аналогом, он основан на направлении пучка низкокогерентного оптического излучения видимого или ближнего ИК диапазона на исследуемую слоистую систему, сканировании указанного пучка оптического излучения с последующим получением изображения исследуемой слоистой системы путем отображения интенсивности оптического излучения, обратно рассеянного исследуемой слоистой системой, которое используют для диагностики. The essence of the developed method for in vivo diagnostics of the pathological zone of a biological organ in the layered epithelium system - the underlying connective tissue is that, like the method that is the closest analogue, it is based on the direction of the beam of low coherent optical radiation of the visible or near infrared range to the studied layered system, scanning the specified beam of optical radiation and then obtaining an image of the investigated layered system by displaying the optical intensity of the radiation backscattered investigated layered system, which is used for diagnosis.

Новым в разработанном способе является то, что в полученном изображении в каждом слое указанной системы выявляют зоны неправильной формы, характеризующиеся интенсивностью обратно рассеянного оптического излучения, отличной от интенсивности обратно рассеянного оптического излучения в смежных зонах, и по соотношению интенсивностей обратно рассеянного оптического излучения внутри и вне выявленной зоны осуществляют диагностику патологической зоны. New in the developed method is that in the obtained image in each layer of the indicated system, irregular-shaped zones are detected, characterized by the intensity of the backscattered optical radiation, different from the intensity of the backscattered optical radiation in adjacent zones, and by the ratio of the intensities of the backscattered optical radiation inside and out the identified zone carry out the diagnosis of the pathological zone.

В частном случае при выявлении зоны, характеризующейся малой по сравнению со смежными зонами интенсивностью обратно рассеянного оптического излучения, диагностируют скопление жидкости. In a particular case, when detecting a zone characterized by a low intensity of backscattered optical radiation compared with adjacent zones, fluid accumulation is diagnosed.

В другом частном случае при выявлении зоны, характеризующейся большой по сравнению со смежными зонами интенсивностью обратно рассеянного оптического излучения, диагностируют наличие избыточного скопления клеток. In another particular case, when revealing a zone characterized by a high intensity of backscattered optical radiation compared with adjacent zones, the presence of excessive accumulation of cells is diagnosed.

Целесообразно при визуализации боковые границы патологической зоны, выходящей по глубине за пределы слоя, в слоистой системе эпителий - подлежащая соединительная ткань определять по исчезновению видимой слоистой структуры системы в целом. When visualizing, the lateral boundaries of the pathological zone extending in depth beyond the layer in the layered epithelial system — the underlying connective tissue should be determined by the disappearance of the visible layered structure of the system as a whole.

В разработанном способе использование низкокогерентного оптического излучения обеспечивает высокое пространственное разрешение по глубине и позволяет в полученном изображении исследуемой слоистой системы биологического органа эпителий - подлежащая соединительная ткань выявлять зоны, имеющие неправильную форму и характеризующиеся интенсивностью обратно рассеянного оптического излучения, отличной от интенсивности обратно рассеянного оптического изучения в смежных зонах. Обнаруженное авторами различие оптических характеристик рассеяния патологической зоны, являющейся скоплением жидкости, и патологической зоны, являющейся избыточным скоплением клеток, позволяет использовать в качестве информативного параметра соотношение интенсивностей обратно рассеянного оптического излучения внутри и вне выявленной зоны, т.е. дифференцировать указанные патологические зоны. Использование в качестве информативного параметра исчезновения видимой слоистой структуры системы в целом позволяет определять боковые границы патологической зоны, выходящей по глубине за пределы слоя. Таким образом, разработанный способ позволяет осуществить раннюю неинвазивную диагностику, определить характер и границы патологической зоны, т.е. он характеризуется улучшенными эксплуатационными характеристиками. In the developed method, the use of low-coherent optical radiation provides a high spatial resolution in depth and allows the resulting connective tissue to identify areas having an irregular shape and characterized by an intensity of back-scattered optical radiation different from the intensity of back-scattered optical study in the resulting image of the studied layered system of the biological organ of the epithelium adjacent areas. The difference between the optical scattering characteristics of the pathological zone, which is the accumulation of fluid, and the pathological zone, which is the excessive accumulation of cells, discovered by the authors, allows us to use the ratio of intensities of backscattered optical radiation inside and outside the detected zone as an informative parameter, i.e. differentiate these pathological zones. Using as an informative parameter the disappearance of the visible layered structure of the system as a whole allows us to determine the lateral boundaries of the pathological zone that extends beyond the depth of the layer. Thus, the developed method allows for early non-invasive diagnosis, to determine the nature and boundaries of the pathological zone, i.e. It is characterized by improved performance.

На фиг. 1 приведен вариант структурной схемы устройства для оптической когерентной томографии, с помощью которого может быть реализован разработанный способ. In FIG. 1 shows a variant of the structural diagram of a device for optical coherence tomography, with which the developed method can be implemented.

На фиг. 2 приведены томограмма (а) и параллельное гистологическое изображение (б) здоровой слизистой пищевода. In FIG. 2 shows a tomogram (a) and a parallel histological image (b) of a healthy mucous membrane of the esophagus.

На фиг. 3 приведены томограмма (а) и параллельное гистологическое изображение (б) здоровой голосовой складки. In FIG. Figure 3 shows the tomogram (a) and parallel histological image (b) of a healthy vocal fold.

На фиг. 4 приведены томограмма (а) и параллельное гистологическое изображение (б) здоровой шейки матки. In FIG. Figure 4 shows the tomogram (a) and parallel histological image (b) of a healthy cervix.

На фиг. 5 приведены томограмма (а) и параллельное гистологическое изображение (б) здоровой толстой кожи. In FIG. Figure 5 shows the tomogram (a) and parallel histological image (b) of healthy thick skin.

На фиг. 6 приведены томограмма (а) и параллельное гистологическое изображение (б) здоровой тонкой кожи. In FIG. Figure 6 shows the tomogram (a) and parallel histological image (b) of healthy thin skin.

Фиг. 7 демонстрирует томограмму (а) и параллельную гистологию (б) слизистой мочевого пузыря со скоплением жидкости в эпителии и соединительно-тканном слое слизистой, возникшем в результате воспаления. FIG. 7 shows a tomogram (a) and parallel histology (b) of the bladder mucosa with accumulation of fluid in the epithelium and the connective tissue layer of the mucosa resulting from inflammation.

Фиг. 8 демонстрирует томограмму (а) и параллельную гистологию (б) участка буллезной эритемы кожи - внутриэпидермального скопления воспалительной жидкости в виде пузыря. FIG. 8 shows a tomogram (a) and parallel histology (b) of the area of bullous erythema of the skin - an intraepidermal accumulation of inflammatory fluid in the form of a bladder.

На фиг. 9 приведены томограмма (а) и параллельное гистологическое изображение кожи бедра больной с очаговой склеродермией (б), где в дерме обнаружено скопление экссудата, расслаивающее соединительно-тканные волокна дермы, а также избыточное скопление клеток в сосочковом слое и верхней трети дермы. In FIG. Figure 9 shows the tomogram (a) and a parallel histological image of the skin of the thigh of a patient with focal scleroderma (b), where an accumulation of exudate was found in the dermis, delaminating connective tissue fibers of the dermis, as well as excessive accumulation of cells in the papillary layer and the upper third of the dermis.

Фиг. 10 демонстрирует томограмму слизистой шейки матки при беременности, когда в соединительно-тканном слое происходит значительное накопление межтканевой жидкости, ведущее к разобщению соединительно-тканных волокон (так зазываемый физиологический отек). FIG. 10 shows a tomogram of the cervical mucosa during pregnancy, when a significant accumulation of interstitial fluid occurs in the connective tissue layer, leading to the dissociation of connective tissue fibers (the so-called physiological edema).

Фиг. 11 демонстрирует томограмму (а) и параллельную гистологию (б) слизистой средней трети пищевода с плоскоклеточным ороговевающим раком, инвазией до 1 мм, который представляет собой избыточное скопление клеток как результат неопластического процесса. FIG. 11 shows a tomogram (a) and parallel histology (b) of the mucous membrane of the middle third of the esophagus with squamous keratinizing cancer, invasion up to 1 mm, which is an excessive accumulation of cells as a result of a neoplastic process.

Фиг. 12 демонстрирует томограмму (а) и параллельную гистологию (б) слизистой голосовой складки с плоскоклеточным ороговевающим раком, инвазией более чем на 1 мм, который представляет собой избыточное скопление клеток как результат неопластического процесса. FIG. 12 shows a tomogram (a) and parallel histology (b) of the mucosa of the vocal fold with squamous keratinizing cancer, an invasion of more than 1 mm, which is an excessive accumulation of cells as a result of a neoplastic process.

На фиг. 13а представлена томограмма, снятая в центре объемной плоскоклеточной карциномы голосовой складки, показывающая исчезновение нормальной слоистой структуры эпителий - соединительная ткань. Томограмма, зарегистрированная на границе патологической зоны (фиг. 13б), визуализирует переход анормального эпителия в здоровый эпителий и позволяет наблюдать боковую границу патологической зоны, выходящей по глубине за пределы слоя, в системе эпителий - подлежащая соединительная ткань по исчезновению видимой слоистой структуры системы слизистой голосовой складки в целом. In FIG. 13a shows a tomogram taken in the center of a volumetric squamous cell carcinoma of the vocal fold, showing the disappearance of the normal layered structure of the epithelium - connective tissue. A tomogram recorded at the border of the pathological zone (Fig. 13b) visualizes the transition of the abnormal epithelium to a healthy epithelium and allows you to observe the lateral border of the pathological zone extending in depth beyond the layer, in the epithelium system - the underlying connective tissue by the disappearance of the visible layered structure of the vocal mucosa system folds in general.

Фиг. 14 демонстрирует томограмму (а), которая объективно зафиксировала границу нормального и анормального эпителия и позволяет наблюдать боковую границу патологической зоны, выходящей по глубине за пределы слоя, в системе эпителий - подлежащая соединительная ткань по исчезновению видимой слоистой структуры слизистой шейки матки в целом. Томограмма зафиксирована в области визуально (кольпоскопически) здорового эпителия. Результат биопсии, взятой в месте томографирования, представлен на фигуре 14б и подтверждает наличие здесь места перехода нормального эпителия в анормальный. FIG. 14 shows a tomogram (a) that objectively fixes the border of normal and abnormal epithelium and allows you to observe the lateral border of the pathological zone extending in depth beyond the layer, in the epithelial system - the underlying connective tissue by the disappearance of the visible layered structure of the cervical mucosa as a whole. The tomogram is fixed in the area of visually (colposcopically) healthy epithelium. The result of the biopsy taken at the tomography site is shown in Figure 14b and confirms that there is a place for the transition of a normal epithelium to an abnormal one.

Фиг. 15 демонстрирует томограмму (а) области слизистой шейки матки, которая кольпоскопически определялась как здоровая. Морфологическое исследование результата биопсии этой области (фиг. 15б) показывает, что кольпоскопическая граница патологического очага недостаточно объективна, так как и морфологически и томографически в этой области обнаруживается измененный эпителий. FIG. 15 shows a tomogram (a) of a region of the cervical mucosa that was colposcopically determined as healthy. A morphological study of the result of a biopsy of this region (Fig. 15b) shows that the colposcopic border of the pathological focus is not objective enough, since altered epithelium is detected morphologically and tomographically in this area.

Устройство по фиг. 1 представляет собой устройство для оптический когерентной томографии (ОКТ) и содержит источник 1 низкокогерентного оптического излучения и оптоволоконный интерферометр 2. Интерферометр 2 включает оптически связанные светорасщепитель 3, измерительное и опорное оптоволоконные плечи 4, 5 соответственно, а также фотоприемник 6. Выход фотоприемника 6 подключен к блоку 7 обработки и индикации. Измерительное плечо 4 снабжено оптоволоконным зондом 8, а на конце опорного плеча 5 установлено референтное зеркало 9. Опорное плечо 5 содержит сканер 10, связанный с источником управляющего напряжения (на чертеже не показан), а выход блока 7 оптоволоконного интерферометра 2 является выходом устройства. The device of FIG. 1 is an optical coherence tomography (OCT) device and contains a low coherent optical radiation source 1 and an optical fiber interferometer 2. The interferometer 2 includes optically coupled light splitter 3, measuring and reference fiber optic arms 4, 5, respectively, and a photodetector 6. The output of photodetector 6 is connected to block 7 processing and display. The measuring arm 4 is equipped with a fiber optic probe 8, and a reference mirror 9 is installed at the end of the supporting arm 5. The supporting arm 5 contains a scanner 10 connected to a control voltage source (not shown in the drawing), and the output of the unit 7 of the optical fiber interferometer 2 is the output of the device.

В качестве источника 1 может быть использован, например, суперлюминесцентный полупроводниковый диод. В конкретной реализации был использован суперлюминесцентным полупроводниковым диодом на центральной длине волны 830 нм при ширине спектра FWHM 25 нм и с мощностью 1,5 мВт. As the source 1, for example, a superluminescent semiconductor diode can be used. In a specific implementation, a superluminescent semiconductor diode was used at a central wavelength of 830 nm with a FWHM spectrum width of 25 nm and a power of 1.5 mW.

Интерферометр 2 представляет собой интерферометр Майкельсона и может быть выполнен оптоволоконным. Interferometer 2 is a Michelson interferometer and can be made fiber optic.

Светорасщепитель 3 также может быть выполнен оптоволоконным, например, по ст. R.H.Stolen et al "Polarization-selective 3dB fiber directional coupler", Opt. Lett./Vol. 10, N. 11, 1985, pp. 574-575. The light splitter 3 can also be made fiber optic, for example, according to Art. R. H. Stolen et al "Polarization-selective 3dB fiber directional coupler", Opt. Lett./Vol. 10, N. 11, 1985, pp. 574-575.

В качестве фотоприемника 6 может быть использован фотодиод. As the photodetector 6, a photodiode can be used.

Блок 7 предназначен для формирования изображения исследуемого объекта путем отображения интенсивности обратно рассеянного когерентного излучения и может быть выполнен, например, аналогично блоку обработки и индикации по ст. В. М.Геликонов и др. "Когерентная оптическая томография микронеоднородностей биотканей". Письма в ЖЭТФ, том. 61, вып. 2, с. 149-153, который включает последовательно соединенные полосовой фильтр, логарифмический усилитель, амплитудный детектор, аналого-цифровой преобразователь и компьютер. Block 7 is designed to form an image of the object under study by displaying the intensity of the backscattered coherent radiation and can be performed, for example, similarly to the processing and display unit according to Art. V. M. Gelikonov et al. "Coherent optical tomography of microinhomogeneities of biological tissues". Letters to JETP, vol. 61, no. 2, p. 149-153, which includes a series-connected bandpass filter, a logarithmic amplifier, an amplitude detector, an analog-to-digital converter, and a computer.

Оптоволоконный зонд 8 предназначен для поперечного сканирования исследуемой системы и может быть выполнен аналогично оптоволоконному зонду по з. РФ N 98104238/14 (WO 99/45338, опубл. 10.09.99). В конкретной реализации для исследования внутренних органов использован миниатюрный оптоволоконный зонд 8 с внешним диаметром 2,7 мм, обеспечивающий поперечное разрешение 20 мкм. Использованная конструкция минизонда позволяет проводить его стерилизацию традиционными методами и совмещать со стандартным эндо- и лапароскопическим оборудованием. Для исследования кожных покровов оптоволоконный зонд 8 может быть выполнен в виде макрозонда. The fiber optic probe 8 is designed for transverse scanning of the studied system and can be performed similarly to the fiber optic probe in z. RF N 98104238/14 (WO 99/45338, publ. 10.09.99). In a specific implementation, a miniature fiber optic probe 8 with an external diameter of 2.7 mm was used to study internal organs, providing a transverse resolution of 20 μm. The used design of the mini-probe allows it to be sterilized by traditional methods and combined with standard endo- and laparoscopic equipment. To study the skin, the optical fiber probe 8 can be made in the form of a macro probe.

Сканер 10 предназначен для изменения разности оптических длин плеч интерферометра 2 по меньшей мере на несколько десятков рабочих длин волн источника оптического излучения, обеспечивающего необходимое сканирование по глубине 1-2 мм. В конкретной реализации устройства по фиг. 1 референтное зеркало 9 выполнено неподвижным, а сканер 10 выполнен по пат. РФ N 2100787, 1997 г. , в виде оптоволоконного пьезоэлектрического преобразователя, содержащего по меньшей мере один пьезоэлектрический элемент, выполненный с возможностью формирования в нем электрического поля и характеризующийся высоким обратным пьезоэффектом, жестко скрепленные с пьезоэлектрическим элементом электроды, а также оптическое волокно, жестко скрепленное с электродами. Размер пьезоэлектрического элемента в направлении, приблизительно ортогональном вектору электрического поля, существенно превышает размер пьезоэлектрического элемента в направлении, приблизительно совпадающем с вектором электрического поля, при этом длина оптического волокна существенно превышает диаметр пьезоэлектрического элемента. The scanner 10 is designed to change the difference in the optical lengths of the arms of the interferometer 2 by at least several tens of operating wavelengths of the optical radiation source, which provides the necessary scanning at a depth of 1-2 mm. In the specific implementation of the device of FIG. 1 reference mirror 9 is stationary, and the scanner 10 is made according to US Pat. RF N 2100787, 1997, in the form of a fiber optic piezoelectric transducer containing at least one piezoelectric element configured to form an electric field in it and characterized by a high inverse piezoelectric effect, electrodes rigidly bonded to the piezoelectric element, and an optical fiber rigidly bonded with electrodes. The size of the piezoelectric element in a direction approximately orthogonal to the electric field vector substantially exceeds the size of the piezoelectric element in a direction approximately coinciding with the electric field vector, while the length of the optical fiber substantially exceeds the diameter of the piezoelectric element.

В конкретной реализации сканер 10 обеспечивает разрешение по глубине ~ 15 мкм. In a specific implementation, the scanner 10 provides a resolution of ~ 15 microns in depth.

Оптический интерферометр 2 может быть реализован на анизотропном волокне, например, типа PANDA. Optical interferometer 2 can be implemented on an anisotropic fiber, for example, type PANDA.

Разработанный способ диагностики in vivo, патологической зоны в слоистой системе биологического органа эпителий - подлежащая соединительная ткань с помощью устройства, структурная схема которого приведена на фиг. 1, реализуется следующим образом. The developed diagnostic method for in vivo, the pathological zone in the layered system of the biological organ of the epithelium is the underlying connective tissue using a device whose structural diagram is shown in FIG. 1 is implemented as follows.

Направляют пучок низкокогерентного оптического излучения видимого или ближнего ИК диапазона на исследуемую слоистую систему. A beam of low coherent optical radiation of the visible or near infrared range is directed to the studied layered system.

Для этого формируют низкокогерентное оптическое излучение с помощью источника 1. Разделяют этот пучок на два пучка с помощью светорасщепителя 3 оптоволоконного интерферометра 2. Первый пучок с помощью оптоволоконного плеча 4 и оптоволоконного зонда 8 направляют на исследуемую слоистую систему. To do this, low-coherent optical radiation is formed using source 1. Divide this beam into two beams using a fiber splitter 3 of the fiber optic interferometer 2. The first beam is sent to the studied layered system using the fiber optic arm 4 and fiber optic probe 8.

Сканируют первый пучок оптического излучения по поверхности исследуемой слоистой системы по заданному закону с помощью оптоволоконного зонда 8. The first beam of optical radiation is scanned over the surface of the studied layered system according to a given law using an optical fiber probe 8.

Затем получают изображение исследуемой слоистой системы путем отображения интенсивности оптического излучения, обратно рассеянного исследуемой слоистой системой. Then, an image of the investigated layered system is obtained by displaying the intensity of the optical radiation backscattered by the studied layered system.

Для этого второй пучок с помощью опорного плеча 5 направляют на референтное зеркало 9. Сканер 10 обеспечивает изменение разности оптических длин плеч 4, 5 интерферометра 2 с постоянной скоростью V по меньшей мере на несколько десятков рабочих длин волн источника 1 оптического излучения. Светорасщепитель 3 смешивает излучение, обратно рассеянное исследуемой слоистой системой, и излучение, отраженное от референтного зеркала 9. При изменении разности оптических длин плеч 4, 5 с помощью сканера 10 происходит интерференционная модуляция интенсивности оптического излучения на частоте Допплера f = 2V/λ , где λ - рабочая длина волны источника 1 смешанного оптического излучения на выходе светорасщепителя 3, причем закон интерференционной модуляции соответствует изменению интенсивности оптического излучения, обратно рассеянного исследуемой слоистой системой с различных ее глубин. Фотоприемник 6 обеспечивает преобразование смешанного оптического излучения с выхода светорасщепителя 3 в электрический сигнал, который поступает в блок 7. Полосовой фильтр блока 7 осуществляет выделение сигнала на частоте Допплера, что обеспечивает улучшение соотношения сигнал/шум. После усиления сигнал поступает на амплитудный детектор, который выделяет сигнал, пропорциональный огибающей этого сигнала. Выделенный амплитудным детектором блока 7 сигнал пропорционален сигналу интерференционной модуляции интенсивности смешанного оптического излучения. Аналого-цифровой преобразователь блока 7 осуществляет преобразование сигнала с выхода амплитудного детектора в цифровую форму. Компьютер блока 7 обеспечивает получение изображения путем отображения на дисплее интенсивности цифрового сигнала (указанное отображение может быть реализовано, например, по кн. H.E.Burdick. Digital imaging: Theory and Applications, 304 pp., Me Graw Hill, 1997). Поскольку цифровой сигнал соответствует изменению интенсивности оптического излучения, обратно рассеянного исследуемой слоистой системой с различных ее глубин, то полученное на дисплее изображение соответствует изображению исследуемой слоистой системы. For this, the second beam with the support arm 5 is sent to the reference mirror 9. The scanner 10 provides a change in the difference in the optical lengths of the shoulders 4, 5 of the interferometer 2 with a constant speed V by at least several tens of operating wavelengths of the optical radiation source 1. The light splitter 3 mixes the radiation backscattered by the studied layered system and the radiation reflected from the reference mirror 9. When changing the difference of the optical lengths of the shoulders 4, 5 using the scanner 10, interference modulation of the optical radiation intensity occurs at the Doppler frequency f = 2V / λ, where λ - the working wavelength of the source 1 of mixed optical radiation at the output of the light splitter 3, and the law of interference modulation corresponds to a change in the intensity of the optical radiation backscattered researched layered system with its various depths. The photodetector 6 provides the conversion of the mixed optical radiation from the output of the light splitter 3 into an electrical signal, which enters the block 7. The band-pass filter of the block 7 extracts the signal at the Doppler frequency, which improves the signal-to-noise ratio. After amplification, the signal is fed to an amplitude detector, which emits a signal proportional to the envelope of this signal. The signal extracted by the amplitude detector of block 7 is proportional to the signal of interference modulation of the intensity of the mixed optical radiation. The analog-to-digital Converter unit 7 converts the signal from the output of the amplitude detector into digital form. The computer of block 7 provides an image by displaying the intensity of a digital signal (this display can be implemented, for example, according to the book of H.E. Burdick. Digital imaging: Theory and Applications, 304 pp., Me Graw Hill, 1997). Since the digital signal corresponds to a change in the intensity of optical radiation backscattered by the studied layered system from its various depths, the image obtained on the display corresponds to the image of the studied layered system.

В полученном изображении в каждом слое исследуемой слоистой системы выявляют зоны неправильной формы, характеризующиеся интенсивностью обратно рассеянного оптического излучения, отличной от интенсивности обратно рассеянного оптического излучения в смежных зонах, и по соотношению интенсивностей обратно рассеянного оптического излучения внутри и вне выявленной зоны осуществляют диагностику патологической зоны. При выявлении зоны, характеризующейся малой по сравнению со смежными зонами интенсивностью обратно рассеянного оптического излучения, диагностируют скопление жидкости, а при выявлении зоны, характеризующейся большой по сравнению со смежными зонами интенсивностью обратно рассеянного оптического излучения, диагностируют наличие избыточного скопления клеток. In the obtained image, in each layer of the studied layered system, irregularly shaped zones are detected, characterized by the intensity of backscattered optical radiation, different from the intensity of backscattered optical radiation in adjacent zones, and the pathological zone is diagnosed by the ratio of intensities of backscattered optical radiation inside and outside the identified zone. If a zone characterized by a low intensity of backscattered optical radiation compared to adjacent zones is detected, an accumulation of liquid is diagnosed, and if a zone characterized by a high intensity of backscattered optical radiation compared to adjacent zones is diagnosed, an excess accumulation of cells is diagnosed.

При этом боковые границы патологической зоны, выходящей по глубине за пределы слоя, определяют по исчезновению видимой слоистой структуры системы в целом. In this case, the lateral boundaries of the pathological zone extending in depth beyond the limits of the layer are determined by the disappearance of the visible layered structure of the system as a whole.

Разработанный способ проиллюстрирован конкретными примерами его реализации. The developed method is illustrated by specific examples of its implementation.

Прижизненному обследованию с помощью разработанного способа подвергались нормальные и патологические зоны различных биологических органов, включающих слоистую систему эпителий - подлежащая соединительная ткань, в частности слизистые гинекологического, дыхательного, мочевыделительного, гастроинтестинального трактов, а также кожа. The normal and pathological zones of various biological organs, including the layered system of the epithelium - the underlying connective tissue, in particular the mucous membranes of the gynecological, respiratory, urinary, gastrointestinal tracts, as well as the skin, were subjected to intravital examination using the developed method.

Исследования конкретной слоистой системы имело свою специфику. Для обследования с помощью разработанного способа слизистых оболочек внутренних полых органов зонд 8 был выполнен в виде минизонда и вводился в биопсийный канал соответствующего эндоскопического инструмента, а исследование проводилось при непосредственном контакте с биологическим органом. Так в гинекологии для изучения состояния наружных половых органов, влагалища и шейки матки проводилась ОКТ-вульвокольпоскопия. Методика заключалась в подведении зонда 8, выполненного в виде минизонда, к обследуемой слоистой системе эпителий - подлежащая соединительная ткань под контролем кольпоскопа. Для диагностики внутриматочной патологии проводилась ОКТ-гистероскопия. В этом случае минизонд 8 вводился в биопсийный канал стандартного жесткого гистероскопа. ОКТ информация о состоянии яичников, маточных труб и брюшины малого таза получена при лапароскопии. Для этого зонд 8 вводился через дополнительный троакар с использованием специально изготовленного проводника. В оториноларингологии для изучения состояния слоистой системы эпителий - подлежащая соединительная ткань слизистой гортани ОКТ-исследование было объединено с прямой опорной ларингоскопией, т.е. минизонд 8 вводился в просвет ларингоскопа для доступа в исследуемые области. В урологии оценка состояния слоистой системе эпителий - подлежащая соединительная ткань слизистой мочевого пузыря методом ОКТ проводилась у взрослых и детей с использованием различных методик. Так слоистая система эпителий - подлежащая соединительная ткань слизистой мочевого пузыря и простаты взрослых пациентов исследовалась во время операции аденомэктомии. В этом случае ОКТ-минизонд 8 вводился через резекционный цистоскоп. Детей, страдающих циститами, обследовали во время диагностической цистоскопии. Минизонд 8 оптического томографа заводился через биопсийный канал цистоскопа. Во всех случаях исследование проводилось на наполненном мочевом пузыре, где в качестве наполнителя использовался стерильный физиологический раствор. В гастроэнтерологии для оценки состояния слоистой системы эпителий - подлежащая соединительная ткань слизистой пищевода проводилась ОКТ-фиброгастроэзофагоскопия. Методика заключалась в подведении минизонда 8 устройства для оптической когерентной томографии к исследуемому органу через биопсийный канал фиброгастроэзофагоскопа. Studies of a specific layered system had its own specifics. For examination using the developed method of the mucous membranes of the internal hollow organs, probe 8 was made in the form of a mini-probe and was inserted into the biopsy channel of the corresponding endoscopic instrument, and the study was conducted in direct contact with the biological organ. So in gynecology, to study the condition of the external genitalia, vagina and cervix, OCT-vulvolcoscopy was performed. The technique consisted in bringing the probe 8, made in the form of a mini-probe, to the examined layered epithelial system - the underlying connective tissue under the control of a colposcope. To diagnose intrauterine pathology, OCT hysteroscopy was performed. In this case, the mini-probe 8 was inserted into the biopsy channel of a standard rigid hysteroscope. OCT information on the condition of the ovaries, fallopian tubes and pelvic peritoneum obtained by laparoscopy. For this, probe 8 was inserted through an additional trocar using a specially made conductor. In otorhinolaryngology, to study the state of the layered system of the epithelium, the underlying connective tissue of the laryngeal mucosa, the OCT study was combined with direct reference laryngoscopy, i.e. minisonde 8 was introduced into the lumen of the laryngoscope for access to the study area. In urology, the assessment of the state of the layered system of the epithelium - the underlying connective tissue of the bladder mucosa by OCT was carried out in adults and children using various methods. So the layered epithelial system - the underlying connective tissue of the mucosa of the bladder and prostate of adult patients was investigated during an adenomectomy operation. In this case, an OCT minisonde 8 was inserted through a resection cystoscope. Children with cystitis were examined during diagnostic cystoscopy. The mini-probe 8 of the optical tomograph was inserted through the biopsy channel of the cystoscope. In all cases, the study was carried out on a filled bladder, where sterile saline was used as a filler. In gastroenterology, OCT-fibrogastroesophagoscopy was performed to assess the state of the layered system of the epithelium - the underlying connective tissue of the esophagus mucosa. The technique consisted in summing up the mini-probe 8 of the device for optical coherence tomography to the organ under investigation through the biopsy channel of the fibrogastroesophagoscope.

Для исследования слоистой системы эпителий - подлежащая соединительная ткань кожи различной локализации использовался зонд 8, выполненный в виде макрозонда. Реализация разработанного способа с использованием макрозонда 8 возможна бесконтактным способом. Это обеспечивается наличием у макрозонда 8 специальной платформы, которая фиксирует расстояние от рабочей поверхности зонда 8 до участка кожи, находящейся в фокальной плоскости объектива зонда 8. To study the layered system of the epithelium - the underlying connective tissue of the skin of different localization, probe 8 was used, made in the form of a macro probe. Implementation of the developed method using a macro probe 8 is possible in a non-contact manner. This is ensured by the presence of a special platform for the macro probe 8, which fixes the distance from the working surface of the probe 8 to the skin site located in the focal plane of the probe lens 8.

Во всех случаях прижизненному исследованию с помощью разработанного способа подвергались те нормальные и патологические области биологических органов, включающих систему эпителий - соединительная ткань, которые подлежали эксцизионной биопсии и дальнейшему гистологическому исследованию для установления соответствия между оптическим изображением, полученным при реализации разработанного способа, и морфологическими чертами биологического органа. In all cases, the normal and pathological areas of biological organs, including the epithelial system - connective tissue, which were subjected to excision biopsy and further histological examination to establish a correspondence between the optical image obtained during the implementation of the developed method and the morphological features of the biological body.

С помощью разработанного способа диагностики in vivo патологической зоны в слоистой системе биологического органа эпителий - подлежащая соединительная ткань было проведено исследование более чем у 250 пациентов. Среди обследованных пациентов преобладали больные с воспалительными и непластическими процессами. Анализ диагностических возможностей разработанного способа в клинической практике был построен на сравнительной оценке ОКТ-изображений нормальных и морфологически измененных тканей. В целях стандартизации разработанного способа для клинического использования были получены in vivo оптические изображения слоистой системы эпителий - подлежащая соединительная ткань нормальной слизистой и кожи различных локализаций. Для этого исследовались отдельные участки слоистой системы органа эпителий - подлежащая соединительная ткань слизистой и кожи, которые по данным клинического и морфологического исследования не были подвержены какому-либо патологическому процессу. В результате был составлен атлас нормальных ОКТ-изображений слоистой системы эпителий - подлежащая соединительная ткань слизистых и кожи различной локализации. Using the developed method for diagnosing in vivo pathological zones in the layered system of the biological organ of the epithelium - the underlying connective tissue, a study was conducted in more than 250 patients. Among the examined patients, patients with inflammatory and nonplastic processes predominated. An analysis of the diagnostic capabilities of the developed method in clinical practice was based on a comparative assessment of OCT images of normal and morphologically altered tissues. In order to standardize the developed method for clinical use, in vivo optical images of the layered epithelium system were obtained - the underlying connective tissue of normal mucosa and skin of various locations. For this, individual sections of the layered system of the epithelial organ were studied - the underlying connective tissue of the mucosa and skin, which, according to clinical and morphological studies, were not exposed to any pathological process. As a result, an atlas of normal OCT images of the stratified system of the epithelium was compiled - the underlying connective tissue of the mucous membranes and skin of various locations.

Клиническая апробация разработанного способа проводилась на базе различных клинических отделений Нижегородской областной клинической больницы, Нижегородского областного онкологического диспансера, а также Нижегородского научно-исследовательского кожно-венерологического института. Диагноз заболеваний устанавливался на основании клинических данных с использованием возможных общепринятых методов визуализации поверхности слизистых (кольпоскопии, фибролярингоскопии и прямой опорной микроларингоскопии, цистоскопии, фиброэзофагогастроскопии) с дальнейшим морфологическим подтверждением. Clinical testing of the developed method was carried out on the basis of various clinical departments of the Nizhny Novgorod Regional Clinical Hospital, the Nizhny Novgorod Regional Oncology Center, as well as the Nizhny Novgorod Research Institute of Skin and Venereal Diseases. The diagnosis of diseases was established on the basis of clinical data using possible generally accepted methods for visualizing the surface of mucous membranes (colposcopy, fibrolaryngoscopy and direct support microlaryngoscopy, cystoscopy, fibroesophagogastroscopy) with further morphological confirmation.

На фиг. 2-4 представлены томограммы и параллельные гистологические изображения здоровой слизистой пищевода (фиг. 2а, б), голосовой складки (фиг. 3а, б) и шейки матки (фиг. 4а, б). Структуры на прижизненных ОКТ изображениях, такие как многослойный или многорядный эпителий 11, подлежащая соединительная ткань 12, базальная мембрана 13, железы с протоками 14 и кровеносные сосуды 15 были идентифицированы на основе параллельной гистологии и типичных морфометрических параметров этих структур (глубина, размер, протяженность, форма, частота встречаемости на единице площади). In FIG. Figures 2-4 show tomograms and parallel histological images of a healthy mucous membrane of the esophagus (Fig. 2a, b), the vocal fold (Fig. 3a, b) and the cervix (Fig. 4a, b). Structures in intravital OCT images, such as stratified or multilayer epithelium 11, underlying connective tissue 12, basement membrane 13, glands with ducts 14, and blood vessels 15 were identified based on parallel histology and typical morphometric parameters of these structures (depth, size, length, form, frequency of occurrence per unit area).

На всех томограммах здоровый многослойный эпителий 11 слизистых имеет общие черты и выглядит как темная (слабо рассеивающая) полоса, четко отграниченная от подлежащей соединительной ткани 12 горизонтальной базальной мембраной 13. Ширина полосы варьирует в пределах от 30 мкм до 350 мкм в зависимости от выбранного органа. Подлежащая соединительная ткань 12 визуализируется как светлая (интенсивно рассеивающая) полоса и в ней могут встречаться сосуды 15 различного размера и железы 14. Они выглядят на томограммах в виде однородных слабо рассеивающих округлых или продолговатых зон. On all tomograms, the healthy multilayered epithelium of 11 mucous membranes has common features and looks like a dark (slightly scattering) strip, clearly delimited from the underlying connective tissue 12 by a horizontal basement membrane 13. The width of the strip varies from 30 μm to 350 μm depending on the selected organ. The underlying connective tissue 12 is visualized as a light (intensely scattering) strip and vessels 15 of various sizes and glands 14 can be found in it. They appear on tomograms in the form of homogeneous, weakly scattering, roundish or oblong zones.

Гисто-томографические исследования здоровой кожи различной локализации позволили установить, что толстая кожа ладоней и подошв имеет свои томографические особенности (фиг. 5а, б). В ней явно выделяются слабо рассеивающий (темный) роговой слой 16, интенсивно рассеивающие (светлые) клеточные слои эпидермиса 17 с отростками и слабо рассеивающий (вновь темный) сосочковый слой дермы 18. Тонкой коже присущи некоторые томографические особенности (рис. 6а, б). Роговой слой 16 выглядит как темная полоса толщиной 50-100 мкм. Клеточные слои эпидермиса 17 тонкой кожи интенсивно рассеивают зондирующее излучение и не имеют четкой границы с сосочковым слоем дермы 18. Этот факт можно связать с поперечными размерами отростков эпидермиса, которые близки к разрешающей способности разработанного способа на этой глубине. Histo-tomographic studies of healthy skin of various localization made it possible to establish that the thick skin of the palms and soles has its own tomographic features (Fig. 5a, b). The weakly scattering (dark) stratum corneum 16, the intensely scattering (light) cell layers of the epidermis 17 with the appendages and the weakly scattering (again dark) papillary dermis layer 18 are clearly distinguished in it. Some tomographic features are inherent in thin skin (Fig. 6a, b). The stratum corneum 16 looks like a dark strip with a thickness of 50-100 microns. The cellular layers of the epidermis 17 of the thin skin intensively scatter the probe radiation and do not have a clear border with the papillary dermis 18. This fact can be associated with the transverse dimensions of the processes of the epidermis, which are close to the resolution of the developed method at this depth.

Рассмотрим частные клинические примеры, иллюстрирующие предлагаемый способ диагностики слоистой системы биологического органа эпителий - подлежащая соединительная ткань. Учитывая общность морфологического строения и томографической картины слизистых различной локализации, и некоторые особенности кожи как системы эпителий - подлежащая соединительная ткань, клинические примеры отдельно проиллюстрируют возможности предлагаемого способа в слизистых и коже. Consider private clinical examples illustrating the proposed method for the diagnosis of the layered system of the biological organ of the epithelium - the underlying connective tissue. Given the common morphological structure and tomographic picture of mucous membranes of different localization, and some features of the skin as an epithelial system - the underlying connective tissue, clinical examples will separately illustrate the possibilities of the proposed method in mucous membranes and skin.

Известно, что такая неспецифическая реакция организма, как воспаление, имеет общие морфологические черты вне зависимости от причин, его вызвавших, и от локализации патологического процесса. К таким изменениям, в частности, могут быть отнесены избыточное скопление жидкости (отек) и клеточная инфильтрация соединительной ткани в его активной фазе. Разработанный способ позволяет обнаружить характерные для воспаления изменения в соединительно-тканных структурах слизистых различной локализации, а также такие специфические изменения кожи, как внутриэпидермальные пузыри. Исследования с помощью разработанного способа были проведены у 87 пациентов, которым были диагностированы те или иные виды воспалительных процессов, локализирующиеся в слизистых или коже. It is known that such a nonspecific reaction of the body as inflammation has common morphological features, regardless of the causes that caused it, and on the localization of the pathological process. Such changes, in particular, include excessive accumulation of fluid (edema) and cellular infiltration of connective tissue in its active phase. The developed method allows to detect changes in the connective tissue structures of mucous membranes of various localization characteristic of inflammation, as well as such specific skin changes as intraepidermal blisters. Studies using the developed method were carried out in 87 patients who were diagnosed with certain types of inflammatory processes localized in the mucous membranes or skin.

Клинический пример 1 иллюстрирует возможности разработанного способа в диагностике скопления жидкости в слизистой мочевого пузыря как результат воспаления. У больного П., 63 лет, история болезни N 9826558, находившегося на лечении в урологическом отделении Областной клинической больницы г. Н. Новгорода, клинически и цистоскопически диагностирован хронический катарально-фибринозный цистит в фазе обострения. Цистоскопическое исследование дает представления только о состоянии поверхности эпителия слизистой мочевого пузыря и не позволяет судить о структурных изменениях в системе эпителий - подлежащая соединительная ткань. Результаты цистоскопии обнаружили слизистую темно-красного цвета с выраженной инъекцией сосудов. Фиг. 7 демонстрирует томограмму (а) и параллельную гистологию (б) слизистой мочевого пузыря данного больного. Морфологически выявлена вакуолизация и гидропическая дистрофия эпителия 19. Обнаружено утолщение и отек соединительной ткани 12 со скоплением жидкости 20 между соединительно-тканными волокнами и появлением пустот, диаметр которых достигал 130 мкм. Томографически вакуолизированный эпителий 19 и соединительная ткань 12 утолщены. Упорядоченность внутренней структуры как вакуолизированного эпителия 19, так и соединительной ткани 12 нарушены, появляются зоны неправильной формы со слабым по сравнению со смежными зонами обратным рассеянием оптического излучения, которые диагностируются как внутриэпителиальное 19 или внутрисоединительно-тканное скопление жидкости 20. Clinical example 1 illustrates the possibilities of the developed method in the diagnosis of fluid accumulation in the bladder mucosa as a result of inflammation. Patient P., 63 years old, had a case history N 9826558, who was undergoing treatment in the urology department of the Regional Clinical Hospital of N. Novgorod, diagnosed with chronic catarrh-fibrinous cystitis in the exacerbation phase, clinically and cystoscopically. A cystoscopic examination gives an idea only about the state of the surface of the epithelium of the bladder mucosa and does not allow judging about structural changes in the epithelial system - the underlying connective tissue. The results of cystoscopy revealed a dark red mucosa with a pronounced vascular injection. FIG. 7 shows a tomogram (a) and parallel histology (b) of the bladder mucosa of this patient. Morphologically revealed vacuolization and hydropic dystrophy of the epithelium 19. Thickening and swelling of the connective tissue 12 with the accumulation of fluid 20 between the connective tissue fibers and the appearance of voids, the diameter of which reached 130 microns, were detected. Tomographically vacuolated epithelium 19 and connective tissue 12 are thickened. The ordering of the internal structure of both the vacuolated epithelium 19 and the connective tissue 12 is disturbed, zones of irregular shape appear with weak backscattering of optical radiation compared to adjacent zones, which are diagnosed as intraepithelial 19 or intraconnective tissue fluid accumulation 20.

Клинический пример 2 иллюстрирует возможности разработанного способа в диагностике скопления жидкости в коже как результат воспаления. В клинической практике часто возникает проблема дифференциального диагноза различных буллезных дерматозов. Так, больной С. 70 лет, история болезни N 2459, поступил в клинику Нижегородского научно-исследовательского кожно-венерологического института для проведения дифференциального диагноза буллезного дерматоза. Проявления болезни к моменту наблюдения существовали 4 дня, расположены на бедре, представлены очагом сиренево-красной отечной эритемы округлой формы с четкими границами, 1,5 см в диаметре. В центральной части очага расположен довольно напряженный пузырь с серозным содержимым. На основании клинических и морфологических данных был установлен диагноз: буллезная форма фиксированной эритемы. Фиг. 8 демонстрирует томограмму (а) и параллельную гистологию (б) участка буллезной эритемы кожи. По результату морфологического исследования установлено: внутри эпидермиса - пузырь 21 на уровне шиповатого слоя с серозным содержимым. На соседних участках имеются явления спонгиоза и экзоцитоза. В верхних отделах дермы - отек и небольшой периваскулярный моноцитарный инфильтрат. Исследование с помощью разработанного способа также выявило внутриэпидермальный пузырь 21 с прозрачным (серозным) содержимым на уровне шиповатого слоя. Патологическая зона томографически описывается как зона, нарушающая упорядоченность внутренней структуры эпидермиса 17 и увеличивающая толщину слоистой системы в целом, в результате чего диагностируется скопление жидкости 21, в данном случае в виде пузыря (буллы). Clinical example 2 illustrates the possibilities of the developed method in the diagnosis of fluid accumulation in the skin as a result of inflammation. In clinical practice, the problem of the differential diagnosis of various bullous dermatoses often arises. So, patient S., 70 years old, medical history N 2459, was admitted to the clinic of the Nizhny Novgorod Research Institute of Skin and Venereal Diseases for the differential diagnosis of bullous dermatosis. Manifestations of the disease at the time of observation existed for 4 days, located on the thigh, represented by a focus of lilac-red edematous erythema of a rounded shape with clear boundaries, 1.5 cm in diameter. In the central part of the focus is a rather strained bladder with serous contents. Based on clinical and morphological data, the diagnosis was established: a bullous form of fixed erythema. FIG. 8 shows a tomogram (a) and parallel histology (b) of the area of bullous skin erythema. According to the morphological study, it was found: inside the epidermis - bubble 21 at the level of the prickly layer with serous contents. In neighboring areas there are phenomena of spongiosis and exocytosis. In the upper parts of the dermis there is edema and a small perivascular monocytic infiltrate. The study using the developed method also revealed an intraepidermal bladder 21 with transparent (serous) contents at the level of the prickly layer. The pathological zone is tomographically described as a zone that violates the ordering of the internal structure of the epidermis 17 and increases the thickness of the layered system as a whole, as a result of which the accumulation of fluid 21 is diagnosed, in this case in the form of a bubble (bulla).

Клинический пример 3 иллюстрирует возможности разработанного способа в выявлении, как скопления жидкости, так и избыточного скопления клеток в коже как результат воспаления. У пациентки Т., 56 лет, история болезни N 372, клинически диагностирована очаговая склеродермия в острой фазе с высокой активностью воспалительного процесса. Давность заболевания составила 3 месяца. Морфологически (фиг. 9б) в дерме обнаружен резко выраженный отек 22 - скопление экссудата, расслаивающее соединительно-тканные волокна дермы, а также выраженное избыточное скопление клеток 23 (диффузный воспалительный инфильтрат) в субэпителиальной дерме. Томографически (фиг. 9а) в дерме наблюдаются большие зоны слабого рассеяния неправильной формы, нарушающие упорядоченность внутренней структуры дермального слоя и соответствующие морфологически выявленным участкам отека 22. В субэпителиальной дерме заметна зона неправильной формы, нарушающая упорядоченность внутренней структуры дермы, интенсивно рассеивающая зондирующее излучение. Она морфологически соответствовала участкам избыточного скопления клеток 23 - воспалительному клеточному инфильтрату. Clinical example 3 illustrates the possibilities of the developed method in detecting both fluid accumulation and excessive accumulation of cells in the skin as a result of inflammation. Patient T., 56 years old, medical history N 372, clinically diagnosed focal scleroderma in the acute phase with a high activity of the inflammatory process. The duration of the disease was 3 months. Morphologically (Fig. 9b), a pronounced edema 22 was found in the dermis — an accumulation of exudate that exfoliates connective tissue fibers of the dermis, as well as a pronounced excessive accumulation of cells 23 (diffuse inflammatory infiltrate) in the subepithelial dermis. Tomographically (Fig. 9a), large areas of weak scattering of irregular shape are observed in the dermis, disrupting the ordering of the internal structure of the dermal layer and corresponding to morphologically identified areas of edema 22. An irregular zone is visible in the subepithelial dermis, which violates the ordering of the internal structure of the dermis, and intensively scatters the probe radiation. She morphologically corresponded to areas of excessive accumulation of cells 23 - inflammatory cell infiltrate.

Как известно, скопления жидкости в тканях могут иметь и невоспалительное происхождение. As you know, fluid accumulations in tissues can also have a non-inflammatory origin.

Клинический пример 4 иллюстрирует возможности разработанного способа в диагностике скопления жидкости в слизистой шейки матки невоспалительного происхождения. Больная М., 19 лет, истории болезни N 28476, находилась в гинекологической клинике Областной больнице г. Н.Новгорода по поводу угрожающего выкидыша при беременности 21 - 22 недели. Как известно, при беременности в строме шейки матки происходит значительное накопление межтканевой жидкости, ведущее к разобщению соединительно-тканных волокон (так называемый физиологический отек). При кольпоскопическом исследовании обнаружена картина, характерная для беременной шейки матки: покровный эпителий гладкий, утолщен и цианотичен. Однако кольпоскопия дает представление только о состоянии эпителия и не позволяет судить о структурных изменениях в системе эпителий - подлежащая соединительная ткань. Томографическое изображение шейки матки, представленное на фиг. 10, обнаруживает, что при беременности нарушается упорядоченность внутренней структуры соединительно-тканного слоя, и появляются зоны неправильной формы со слабым по сравнению со смежными зонами обратным рассеянием оптического излучения, которые диагностируются как скопление жидкости 20. Clinical example 4 illustrates the possibilities of the developed method in the diagnosis of fluid accumulation in the cervical mucosa of non-inflammatory origin. Patient M., 19 years old, medical history N 28476, was in the gynecological clinic of the Regional hospital of N. Novgorod for a threatened miscarriage during pregnancy 21 - 22 weeks. As you know, during pregnancy, a significant accumulation of interstitial fluid occurs in the stroma of the cervix, leading to the separation of connective tissue fibers (the so-called physiological edema). Colposcopic examination revealed a picture characteristic of a pregnant cervix: the integumentary epithelium is smooth, thickened and cyanotic. However, colposcopy gives an idea only about the state of the epithelium and does not allow us to judge the structural changes in the epithelium system - the underlying connective tissue. A tomographic image of the cervix shown in FIG. 10, discovers that during pregnancy, the internal structure of the connective tissue layer is disordered, and zones of irregular shape appear with weak backscattering of optical radiation compared to adjacent zones, which are diagnosed as fluid accumulation 20.

В проведенных исследованиях в 52 случаях морфологически подтвержденного инвазивного рака различных локализаций (шейки матки, пищевода, голосовых складок, мочевого пузыря и др. ) все полученные томограммы демонстрируют исчезновение упорядоченной структуры слизистой и появление зон с интенсивным обратным рассеиванием от ткани опухоли. Разработанный способ, обеспечивающий пространственное разрешение порядка 10-20 мкм, не может детектировать непосредственно клеточный уровень изменений при дисплазии высокой степени или карциноме. Однако разработанный способ позволяет обнаружить некоторые особенности эпителиальной малигнизации на уровне архитектуры ткани. Иными словами, способ позволяет выявить зоны, соответствующие сильному по сравнению со смежными зонами обратному рассеянию оптического излучения, характеризующиеся потерей нормальной ориентации эпителия и соединительно-тканного слоя. При этом малигнизированный эпителий, представляющий собой избыточное скопление клеток, демонстрирует интенсивное обратное рассеяние зондирующего излучения. In the studies carried out in 52 cases of morphologically confirmed invasive cancer of various localizations (cervix, esophagus, vocal folds, bladder, etc.), all obtained tomograms show the disappearance of the ordered structure of the mucosa and the appearance of zones with intense backscattering from the tumor tissue. The developed method, which provides a spatial resolution of the order of 10-20 μm, cannot directly detect the cellular level of changes in high-level dysplasia or carcinoma. However, the developed method allows to detect some features of epithelial malignancy at the level of tissue architecture. In other words, the method allows to identify areas corresponding to strong backscattering of optical radiation compared to adjacent areas, characterized by the loss of normal orientation of the epithelium and connective tissue layer. Moreover, malignant epithelium, which is an excessive accumulation of cells, exhibits intense backscattering of the probe radiation.

Клинический пример 5 иллюстрирует возможности разработанного способа в диагностике избыточного скопления клеток в слизистой как результат неопластического процесса в слизистой пищевода. У больного П., 59 лет, амбулаторная карта N 2981, находившегося на диспансерном наблюдении в областном онкологическом диспансере г. Н. Новгорода, клинически и фиброэзофагогастроскопически диагностирована карцинома средней трети пищевода. Фиг. 11 представляет томограмму (а) и параллельную гистологию (б) слизистой средней трети пищевода с признаками дисплазии III степени и плоскоклеточным ороговевающим раком с инвазией до 1 мм. Избыточное скопление клеток малигнизированного эпителия нарушает обычную архитектуру слизистой. Кроме того, клетки малигнизированного эпителия имеют оптические свойства, отличные от нормальных клеток, что находит свое отражение на томограмме. Скопление клеток малигнизированного эпителия занимает всю область сканирования и томографически выявляется как зона неправильной формы, нарушающая упорядоченность внутренней структуры пищевода, интенсивно рассеивающая зондирующее излучение. Она морфологически соответствовала участкам избыточного скопления клеток малигнизированного эпителия 24. Хотя томографические данные не содержат информации о морфологической специфичности опухоли, полное отсутствие структурности на томограмме слизистой в сочетании с данными традиционных методов (эндоскопии и цитологии) может в определенных случаях быть использовано в целях диагностики рака. Clinical example 5 illustrates the possibilities of the developed method in the diagnosis of excessive accumulation of cells in the mucosa as a result of a neoplastic process in the mucosa of the esophagus. Patient P., 59 years old, outpatient card N 2981, which was under observation at the regional oncological clinic in N. Novgorod, was diagnosed with carcinoma of the middle third of the esophagus clinically and fibroesophagogastroscopically. FIG. 11 is a tomogram (a) and parallel histology (b) of the mucous membrane of the middle third of the esophagus with signs of grade III dysplasia and squamous keratinizing cancer with an invasion of up to 1 mm. Excessive accumulation of cells of malignant epithelium violates the usual architecture of the mucosa. In addition, malignant epithelial cells have optical properties different from normal cells, which is reflected in the tomogram. The accumulation of malignant epithelial cells occupies the entire scanning area and is tomographically detected as an irregular-shaped zone that violates the ordering of the esophagus’s internal structure and intensively scatters the probe radiation. It morphologically corresponded to areas of excessive accumulation of cells of the malignant epithelium 24. Although tomographic data do not contain information on the morphological specificity of the tumor, the complete lack of structurality on the tomogram of the mucosa in combination with data from traditional methods (endoscopy and cytology) can be used in certain cases for the diagnosis of cancer.

Клинический пример 6 иллюстрирует возможности ОКТ в диагностике избыточного скопления клеток в слизистой голосовой складки как результат неопластического процесса. У больного В., 58 лет, история болезни N 9808470, находившегося на лечении в оториноларингологическом отделении Областной клинической больницы г. Н. Новгорода, клинически и ларингоскопически диагностирована карцинома голосовых складок. Фиг. 12 представляет томограмму (а) и параллельную гистологию (б) голосовой складки с плоскоклеточным ороговевающим раком с инвазией более чем на 1 мм. Избыточное скопление клеток малигнизированного эпителия 24 нарушают обычную архитектуру слизистой. Кроме того, клетки малигнизированного эпителия 24 имеют оптические свойства, отличные от нормальных, что находит свое отражение на томограмме (фиг. 12а). Clinical example 6 illustrates the potential of OCT in the diagnosis of excessive accumulation of cells in the mucosa of the vocal fold as a result of a neoplastic process. Patient V., 58 years old, had a medical history N 9808470, who was being treated at the ENT department of the Regional Clinical Hospital of N. Novgorod, clinically and laryngoscopically diagnosed vocal cord carcinoma. FIG. 12 is a tomogram (a) and parallel histology (b) of the vocal fold with squamous keratinized cancer with an invasion of more than 1 mm. Excessive accumulation of cells of malignant epithelium 24 violate the usual architecture of the mucosa. In addition, cells of the malignant epithelium 24 have optical properties that are different from normal, which is reflected in the tomogram (Fig. 12A).

Клинический пример 7 иллюстрирует возможности ОКТ в определении боковой границы патологической зоны, выходящей по глубине за пределы слоя, в системе эпителий - подлежащая соединительная ткань по исчезновению видимой слоистой структуры системы слизистой голосовой складки. Больной К., 62 лет, история болезни N 9808034, поступил в оториноларингологическое отделение Областной больницы г. Н. Новгорода с целью уточнения характера объемного процесса правой голосовой складки. Результат морфологического исследования биоптата позволил диагностировать эпидермальную карциному. Морфологически: эпителий резко утолщен с явлениями пара- и гиперкератоза, акантоза, в акантотических тяжах с дисплазией II - III степени, с малигнизацией эпителия и переходом в эпидермальную карциному 1 степени катаплазии и инвазивным ростом до 1,8 мм. Определение границы патологической зоны на основе клинических и ларингоскопических данных представлялось затруднительным. Традиционные эндоскопические методы исследования с помощью микроларингоскопии, дающей увеличение оптического изображения поверхности слизистой в 2-8 раз, позволяют судить о границе патологического процесса, основываясь только на таких субъективных критериях, как цвет и характер поверхности. В отличие от визуального детектирования границ с помощью разработанного способа можно наблюдать структурные изменения на границе между нормальной тканью и опухолью, что увеличивает достоверность, объективность и точность обследования. Томографическая картина, снятая в центре объемного образования (фиг. 13а), показала полное отсутствие структурности на томограмме слизистой, обусловленное наличием малигнизированного эпителия 24, а также исчезновение слоистой структуры эпителий - соединительная ткань в целом. Томограмма, зарегистрированная на границе патологической зоны, четко визуализирует переход анормального эпителия 25 в здоровый эпителий II (фиг. 13б). Таким образом, при визуализации боковые границы патологической зоны, выходящей по глубине за пределы слоя, в системе эпителий - подлежащая соединительная ткань определяют по исчезновению видимой слоистой структуры системы в целом. Clinical example 7 illustrates the possibility of OCT in determining the lateral border of the pathological zone extending in depth beyond the layer, in the epithelium system - the underlying connective tissue for the disappearance of the visible layered structure of the vocal fold mucosa system. Patient K., 62 years old, medical history N 9808034, was admitted to the ENT department of the Regional Hospital of N. Novgorod in order to clarify the nature of the volumetric process of the right vocal fold. The result of a morphological study of the biopsy sample allowed us to diagnose epidermal carcinoma. Morphologically: the epithelium is sharply thickened with the phenomena of para- and hyperkeratosis, acanthosis, in acanthotic cords with dysplasia of the II - III degree, with malignancy of the epithelium and transition to epidermal carcinoma of the 1st degree of cataplasia and invasive growth of up to 1.8 mm. The determination of the boundary of the pathological zone based on clinical and laryngoscopic data was difficult. Traditional endoscopic research methods using microlaryngoscopy, which gives an increase in the optical image of the surface of the mucosa by 2-8 times, allow us to judge the border of the pathological process, based only on subjective criteria such as color and nature of the surface. In contrast to the visual detection of borders using the developed method, structural changes can be observed at the border between normal tissue and the tumor, which increases the reliability, objectivity and accuracy of the examination. The tomographic picture taken at the center of the volumetric formation (Fig. 13a) showed a complete lack of structurality on the tomogram of the mucosa due to the presence of malignant epithelium 24, as well as the disappearance of the layered structure of the epithelium - the connective tissue as a whole. The tomogram recorded at the border of the pathological zone clearly visualizes the transition of the abnormal epithelium 25 into a healthy epithelium II (Fig. 13b). Thus, during visualization, the lateral borders of the pathological zone extending in depth beyond the layer in the epithelium system — the underlying connective tissue is determined by the disappearance of the visible layered structure of the system as a whole.

Клинический пример 8 иллюстрирует возможности разработанного способа в определении боковой границы патологической зоны, выходящей по глубине за пределы слоя, в системе эпителий - подлежащая соединительная ткань по исчезновению видимой слоистой структуры системы в целом в слизистой шейки матки. Больная Р. 40 лет, история болезни N 9724. Госпитализирована в гинекологическое отделение Областной клинической больницы г. Н. Новгорода. При поступлении жалоб не предъявляла, из анамнеза заболевания известно, что при профилактическом осмотре были обнаружены изменения на шейке матки, в связи с чем была взята биопсия с шейки матки. Морфологически: дисплазия тяжелой степени с переходом в cancer in situ. Кольпоскопическая картина имела признаки рака шейки матки: шейка матки резко гипертрофирована, на всей поверхности многослойный плоский эпителий утолщен, непрозрачен, гиперваскуляризирован, с очагами грубой и более нежной пунктации, с участками грубой лейкоплакии. Обнаружены хорошие морфологические и томографические совпадения таких кольпоскопических признаков, как лейкоплакия, нежная, и грубая мозаика. В то же время с помощью разработанного способа было установлено, что размеры пораженного участка покровного эпителия шейки матки на некоторых участках больше кольпоскопических. Так оптическая граница нормального эпителия обнаруживалась на 1,5 мм кнаружи от границы, определяемой визуально (кольпоскопически), что было подтверждено морфологически. Фиг. 14 демонстрирует томограмму (а), которая объективно зафиксировала границу нормального 11 и анормального эпителия 24. Томограмма снята в области кольпоскопически здорового эпителия. Результат биопсии, взятой в месте томографирования, представлен на фиг. 14б и подтверждает наличие здесь места перехода нормального эпителия II в анормальный 25. Томограмма области слизистой шейки матки, которая кольпоскопически уже определялась как здоровая (фиг. 15а) и морфологический результат биопсии этой области (фиг. 15б) показывают, что кольпоскопическая граница патологического очага не всегда бывает объективной, так как и морфологически и томографически в этой области обнаруживается анормальный эпителий 25. Следовательно, размеры участка анормального эпителия 25, определенные с помощью разработанного способа, превзошли размеры, определяемые кольпоскопически. Этот результат имеет важное клиническое значение, так как непременным условием хорошего результата оперативного лечения рака шейки матки является удаление пораженного участка эпителия в пределах здоровой ткани. Clinical example 8 illustrates the possibilities of the developed method in determining the lateral border of the pathological zone extending in depth beyond the layer, in the epithelium system - the underlying connective tissue by the disappearance of the visible layered structure of the system as a whole in the cervical mucosa. Patient R., 40 years old, medical history N 9724. Hospitalized in the gynecological department of the Regional Clinical Hospital of N. Novgorod. Upon receipt of complaints did not show, from the anamnesis of the disease it is known that during a routine examination, changes were found on the cervix, in connection with which a biopsy was taken from the cervix. Morphologically: severe dysplasia with a transition to cancer in situ. The colposcopic picture had signs of cervical cancer: the cervix is sharply hypertrophied, on the entire surface the stratified squamous epithelium is thickened, opaque, hypervascularized, with foci of gross and more tender puncture, with areas of gross leukoplakia. Good morphological and tomographic coincidences of such colposcopic signs as leukoplakia, tender, and rough mosaic were found. At the same time, using the developed method, it was found that the size of the affected area of the integumentary cervical epithelium in some areas is larger than colposcopic. So the optical border of the normal epithelium was detected 1.5 mm outward from the border, determined visually (colposcopically), which was confirmed morphologically. FIG. 14 shows the tomogram (a), which objectively fixes the border of the normal 11 and abnormal epithelium 24. The tomogram was taken in the area of a colposcopically healthy epithelium. The result of the biopsy taken at the tomography site is shown in FIG. 14b and confirms that there is a place for the transition of normal epithelium II to abnormal 25. The tomogram of the cervical mucosa region, which was colposcopically determined as healthy (Fig. 15a) and the morphological result of a biopsy of this region (Fig. 15b) show that the colposcopic border of the pathological focus does not it is always objective, since both abnormal epithelium 25 is detected morphologically and tomographically in this area. Therefore, the sizes of the abnormal epithelium 25 site determined using the developed method soba, exceeded the sizes determined colposcopically. This result is of great clinical importance, since an indispensable condition for a good result of surgical treatment of cervical cancer is the removal of the affected area of the epithelium within healthy tissue.

Клиническое значение возможностей разработанного способа по выявлению боковых границ патологической зоны, выходящей по глубине за пределы слоя, наиболее очевидно, как минимум, в трех ситуациях: 1) при эндофитных формах рака, где в отличие от экзофитных очень трудно определить истинные размеры опухоли, которые является одним из критериев стадии процесса, а следовательно, и лечебной тактики; 2) при небольших размерах опухолей, когда допустимо проведение щадящих операций, позволяющих сохранить не только орган, но и его функцию. В такой ситуации четкое знание границ опухоли позволяет при интраоперационном контроле провести эффективное удаление патологического объекта; 3) для прицеливания (направления) при различных видах микрохирургических операциях, выполняемых с использованием лазерного излучения, крио, электро и других видов воздействия. The clinical significance of the capabilities of the developed method for identifying the lateral boundaries of the pathological zone extending in depth beyond the layer limits is most obvious in at least three situations: 1) in endophytic forms of cancer, where, in contrast to exophytic forms, it is very difficult to determine the true size of the tumor, which is one of the criteria for the stage of the process, and therefore, therapeutic tactics; 2) with small sizes of tumors, when sparing operations are permissible, allowing to preserve not only the organ, but also its function. In such a situation, a clear knowledge of the boundaries of the tumor allows for effective removal of the pathological object during intraoperative control; 3) for aiming (direction) for various types of microsurgical operations performed using laser radiation, cryo, electro and other types of exposure.

Claims (4)

1. Способ диагностики in vivo патологической зоны в слоистой системе биологического органа эпителий-подлежащая соединительная ткань, основанный на направлении пучка низкокогерентного оптического излучения видимого или ближнего ИК диапазона на исследуемую слоистую систему, сканирования указанного пучка оптического излучения по поверхности исследуемой слоистой системы с последующим получением изображения исследуемой слоистой системы путем отображения интенсивности оптического излучения, обратно рассеянного исследуемой слоистой системой, и использованием полученного изображения для диагностики, отличающийся тем, что в полученном изображении в каждом слое упомянутой слоистой системы выявляют зоны неправильной формы, характеризующиеся интенсивностью обратно рассеянного оптического излучения, отличной от интенсивности обратно рассеянного оптического излучения в смежных зонах, и по соотношению интенсивностей обратно рассеянного оптического излучения внутри и вне выявленной зоны осуществляют диагностику патологической зоны. 1. A method for diagnosing an in vivo pathological zone in a layered system of a biological organ epithelium-underlying connective tissue, based on the direction of a beam of low-coherent optical radiation of visible or near infrared range to the studied layered system, scanning the specified beam of optical radiation on the surface of the studied layered system with subsequent image acquisition of the studied layered system by displaying the intensity of the optical radiation backscattered by the studied layered system irradiation, and using the obtained image for diagnostics, characterized in that in the obtained image in each layer of the aforementioned layered system, irregular-shaped zones are detected, characterized by the intensity of backscattered optical radiation, different from the intensity of backscattered optical radiation in adjacent zones, and by the ratio of intensities back scattered optical radiation inside and outside the identified area carry out the diagnosis of the pathological zone. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при выявлении зоны, характеризующейся малой, по сравнению со смежными зонами, интенсивностью обратно рассеянного оптического излучения, диагностируют скопление жидкости. 2. The method according to claim 1, characterized in that when detecting a zone characterized by a small, compared with adjacent zones, the intensity of the backscattered optical radiation, diagnose the accumulation of liquid. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что при выявлении зоны, характеризующийся большой, по сравнению со смежными зонами, интенсивностью обратно рассеянного оптического излучения, диагностируют наличие избыточного скопления клеток. 3. The method according to claim 2, characterized in that when revealing the zone, characterized by a large, compared with adjacent zones, the intensity of the backscattered optical radiation, diagnose the presence of excessive accumulation of cells. 4. Способ по п.1 или 3, отличающийся тем, что боковые границы патологической зоны, выходящей по глубине за пределы слоя, определяют по исчезновению видимой слоистой структуры системы в целом. 4. The method according to claim 1 or 3, characterized in that the lateral boundaries of the pathological zone extending in depth beyond the layer are determined by the disappearance of the visible layered structure of the system as a whole.

Images