Ādas hromoforu kartēšana, izmantojot divu momentuzņēmumu metodi

Abstract

Darba mērķis ir izstrādāt metodi, ar kuru īsā laika posmā var iegūt informāciju par hromoforu koncentrāciju sadalījumu ādā. Darbā tiek apskatītas vairākas ādas patoloģijas. Katra veidojuma analīzei tiek uzņemti divi attēli. Pirmais attēls tiek iegūts, ādu apgaismojot ar trīs dažādu viļņu garumu lāzeriem: 450nm, 525nm un 850nm. Savukārt otrs attēls tiek iegūts, ādu apgaismojot ar diviem dažādu viļņa garuma lāzeriem: 405nm un 656nm. Tālāk attēli tiek sadalīti R, G un B kanālos. Papildus tiek iegūti pieci references attēli, apgaismojot baltu lapu ar katru no lāzeriem. Sadalot arī šos attēlus R, G un B kanālos, rezultātā tiek iegūti 21 monohromatisks attēls, no kuriem tiek aprēķināti spektrālās vājināšanas koeficienti katram izmantotajam viļņa garumam. BēraLamberta vienādojumā, ievietojot zināmos lielumus un attiecīgos ekstincijas koeficientus, tiek aprēķinātas hromoforu kartes. Rezultātā īsā laika posmā tiek iegūtas oksi-hemoglobīna, deoksi-hemoglobīna, melanīna, bilirubīna un lipīdu kartes. Šīs kartes parāda skābekļa koncentrāciju asinīs, melanīna daudzumu un bilirubīna koncentrāciju. Šāda veida neinvazīvo metožu ieviešana dermatoloģijā atvieglo un paātrina ādas sastāva analīzi.

The aim of this work is to develop a method for acquiring information on the distribution of the skin chromophore over a short period of time. In the work, there are analysed several skin pathologies. Each skin pathology is photographed with a device, which takes two pictures in a short period of time. The first image is obtained by illuminating skin with three different lasers with wavelengths 450nm, 525nm and 850nm. Lasers used for the second image are with wavelengths 405nm and 656nm. Five more images, obtained by illuminating white paper sheet with corresponding wavelengths, are sorted in output values. Thus, there are 21 image, and from their matrix value attenuation coefficients can be calculated. When combining attenuation and chromophore extinction coefficients, as well as wavelengths and chromophore concentrations, chromophore maps can be obtained using Beer-Lambert law. As a result, in short period of time five chromophore maps are obtained – oxyhemoglobin, deoxy-hemoglobin, melanin, bilirubin and lipids. These maps provide relative information about hemoglobin content in blood, relative amount of melanin and relative concentration of bilirubin.