Спосіб ранньої діагностики виникнення остеопорозу кісткової тканини

Спосіб ранньої діагностики виникнення остеопорозу кісткової тканини, що включає формування мікроскопічного зображення поперечного зрізу кісткової тканини, візуальний аналіз структури архітектонічної сітки, який відрізняється тим, що використовують ЛІНІЙНО поляризоване лазерне випромінювання, проектують когерентне зображення кісткової тканини крізь ортогонально орієнтований аналізатор в площину світлочутливої цифрової матриці, дискретизують поляризаційно візуалізоване аналогове когерентне зображення архітектонічної сітки, визначають функцію автореляцм такого зображення, за якою судять про характер дегенеративно-дистрофічних змін кісткової тканини Винахід відноситься до медицини, біофізики та фізичної оптики і може бути використаний для дистанційної неруйнівної діагностики патологічних змін будови кісткової тканини, що актуально в аналізі процесів виникнення, перебігу та лікування рахіту, остеопорозу, хвороби Педжета, мармурової хвороби та ш Прототипом до даного способу є метод, описаний в [1] Тут аналізують мікроскопічне зображення мікропрепарату кістки за ступенем орієнтації елементів архітектонічної сітки Недоліком даного способу є суб'єктивність в визначенні патологічних змін кісткової тканини і неможливість проведення об'єктивного метрологічного контролю статистичної структури и архітектонічної сітки Задача винаходу полягала в підвищенні точності визначення дегенеративно - дистрофічних змін кісткової тканини при одночасному розширенні функціональних можливостей за рахунок поляризаційної візуалізаци когерентного зображення архітектонічної сітки та автокореляційного аналізу и статистичної структури Поставлена задача розв'язувалася за допомогою того, що використовують ЛІНІЙНО поляризоване лазерне випромінювання, проектують когерентне зображення кісткової тканини крізь ортогонально орієнтований аналізатор в площину світлочутливої цифрової матриці, дискретизують поляризаційне візуалізоване аналогове когерентне зображення архітектонічної сітки, визначають функцію автореляцм такого зображення, за якою судять про характер дегенсратнвно-дистрофічгнх змін кісткової тканини ВІДПОВІДНІСТЬ критерію "новизна" запропонованому способу забезпечує використання ЛІНІЙНО поляризованого лазерного випромінювання, проектування когерентного зображення кісткової тканини крізь ортогонально орієнтований аналізатор в площину світлочутливої цифрової матриці, дискретизування поляризаційне візуалізоване аналогового когерентного зображення архітектонічної сітки, визначення функції автореляцм такого зображення, за якою судять про характер дегенеративно-дистрофічних змін кісткової тканини «Винахідницький рівень» запропонованому способу забезпечується новою сукупністю дій, яка призводить до підвищення точності визначення дегенеративно - дистрофічних змін кісткової тканини при одночасному розширенні функціональних можливостей за рахунок поляризаційної візуалізацм когерентного зображення архітектонічної сітки та автокореляційного аналізу и статистичної структури Неочевидність розв'язку даної задачі випливає з того, що ні в одному з розглянутих нами аналогів запропонованого способу не зустрічається дискретизування поляризаційне візуалізованого аналогового когерентного зображення архітектонічної сітки, визначення функції автореляцм такого зображення, за якою судять про характер дегенеративно-дистрофічних змін кісткової тканини Розглянемо основні теоретичні припущення способу Відомо [2, 3], що елементи архітектонічної сіт 1 О 49707 тів архітектонічної сітки за напрямками оптичних ки кісткової тканини володіють властивостями одосей р та за величиною двопроменезаломлення, ноосних оптичних кристалів, які перетворюють визначаємого фазовим зсувом 5, за якими діагносполяризаційну структуру лазерного пучка за натують виникнення остеопорозу кісткової тканини ступним алгоритмом Запропонованний спосіб пояснюється блокcospcosS"] схемою на фіг 1 Вона вміщує наступні блокиа - Q,Sarct< (0 $ш$ J' оператори, розміщені у такій функціональній ПОСЛІДОВНОСТІ випромінювальний блок 1, поляризаційний блок 2, об'єктний блок 3, проективний блок {2} 4, поляризаційно-аналізуючий блок 5, блок обробки даних 6 де f,k - елементи матриці Мюлера [4], a, [3, азимут і еліптичність поляризації об'єктного поля На фіг 2 наведена схема корисної моделі, що елемента (трабекула або ламела остеона) архітереалізує запропонований спосіб ктонічної сітки з орієнтацією оптичної осі р та фаКорисна модель (фіг 2) вміщує такі елементи зовим зсувом 5 джерело випромінювання 1, коліматор 2, чвертьхвильову пластинку 3, поляризатор 4, об'єкт 5, проВ схрещених поляризаторі і аналізаторі відбуекційний мікрооб'єктив 6, аналізатор 7, цифрову вається візуалізація когерентного зображення анісвітлочутливу матрицю 8, аналогово-цифровий зотропної структури кісткової тканини Інтенсивперетворювач 9, ЕОМ 10 ність зображення описується виразом [5] Корисна модель працює наступним чином На -rWarcsiuf cxspsmS fism' СОЕЙ/ вхід пристрою поступає випромінювання одномодового лазера (джерело випромінювання 1) КоліТут 4Jp Об - функції розподілу орієнтацій елематор 2, що складається з двох об'єктивів та діаментів архітектонічної сітки за напрямками оптичфрагми між ними, формує паралельний пучок, них осей р та за величиною двопроменезаломякий проходить крізь чвертьхвильову пластинку З, лення, визначаємого фазовим зсувом 5 яка формує циркулярне поляризовану хвилю, з Характер функцій ^ р , Об несе повну інформаякої поляризатор 4 виділяє строго орієнтованний цію про інтегральну структуру кісткової тканини напрямок коливань вектора електричної напруОсновні патологічні зміни структури кісткової ткаженності лазерної хвилі у площині падіння, яка нини призводять до разорієнтацм елементів архіспрямовується на дослідний зразок 5, в результаті тектонічної сітки, що математично визначається як чого на його поверхні формується когерентне об'єктне поле, яке відображається проективним об'єктивом 6 в площину реєстрації, де крізь аналізатор 7 проходить когерентне зображення а також до демінералізацм кісткової тканини архітетонічної сітки кісткової тканини і реєструється світлочутливою цифровою матрицею 8, яка виробляє дискретизований сигнал, який за домоДіагностувати такі тенденції у вигляді функцій погою аналого-цифрового перетворювача 9 поЧ-'оО* найбільш точно вдається шляхом знахотрапляє в процесор ЕОМ 10, яка визначає автокодження автокореляційної функції виразу (3) реляційну функцію візуалізованого когерентного зображення архітектонічної сітки, за яким судять про дегенеративно-дистрофічні зміни кісткової тканини де х - координата в площині когерентного зображення архітектонічної сітки діагностуємої кістВ таблиці наведено порівняльний аналіз КЛІНІкової тканини ЧНИХ досліджень діагностичних можливостей даноНапівширина такої функції і дає інформацію го способу та корисної моделі для його реалізації про Фр, Об - функції розподілу орієнтацій елеменТаблиця Діагностичні ознаки виникнення остеопорозу Дисперсія орієнтацій трабекул Дисперсія показника Двопроменезаломлення трабеку За літературними даними Запропонований спосіб 1°-5° Г-3' Не має 10 3 - 104 ЛІТЕРАТУРА 1 Ushenko A G and others Crystalooptic Properties of Bone Tissue // Proc SPIE - 1997 - 3317 P 425-434 2 Ushenko A G and others Laser Polarization Microscopy of Biofractales // Congress of Modem Optic -1998 -P 53-57 3 Ushenko A G and others Investigation of Polarized Radiation Diffraction on the Systems of Oriented Bioiractal Fibers // Congress of Modem Optic 1998 -P 112-117 4 Ushenko A G and others About Fractal Structure of Mueller Matrixes of Biotissues // Congress of Modem Optic -1998 - P 89-94 5 Ushenko A G and others Polarization Superresolution in Laser Microscopy of Rough Surfase // Congress of Modem Optic -1998 -P 134-137 49707 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71