Аналитическая модель спектра диффузного отражения кожной ткани

Получены простые аналитические выражения, позволяющие с высокой точностью рассчитывать сигналы диффузно отраженного кожей света в спектральном диапазоне 450 – 800 нм вне зоны посылки возбуждающего излучения. Выражения получены в приближении модели двухслойной среды (эпидермис и дерма) с одинаковыми параметрами светорассеяния, но различающимися коэффициентами поглощения слоев, и учитывают зависимость детектируемых сигналов от показателя преломления, транспортного коэффициента рассеяния, коэффициентов поглощения и фактора анизотропии рассеяния среды. Путем численных экспериментов по восстановлению биофизических параметров кожи из спектров ее диффузного отражения, смоделированных методом Монте-Карло, показано, что на основе коммерчески доступных оптоволоконных спектрофотометров с фиксированным расстоянием между источником и приемником излучения можно надежно определять концентрации билирубина, окси- и деоксигемоглобина в тканях дермы, а также структурный параметр ткани, характеризующий размер ее эффективных рассеивателей. Приведены примеры количественного анализа экспериментальных данных, подтверждающие корректность оценок биофизических параметров кожи с использованием полученных аналитических выражений.