Biomedical Photonics (BMP - E-Journal)
Not a member yet
274 research outputs found
Sort by
Профессору Михаилу Александровичу Каплану – 80 лет
Get PDF.31 октября 2020 г. исполнилось 80 лет со дня рождения выдающегося ученого, доктора медицинских наук, академику РАЕН и вице-президенту ЛАН, доктору медицинских наук, профессору Каплану Михаилу Александровичу
Пилотное исследование эффективности использования фотодиодного сенсора в качестве дозиметра
Get PDFRadiation dosimetry in the health and medicine field is crucial to ensure there is no unnecessary ionizing radiation exposure to patients and personnel. While various types of semiconductor dosimeters are available, photodiode sensors are seen as a reliable and cost-effective immediate dosimeter. This study investigates the capabilities of a monolithic photodiode with an on-chip trans-impedance amplifier as a dosimeter in diagnostic radiology. A photodiode sensor covered with black insulation tape is irradiated with the diagnostic x-ray of potential in range between 40 to 90 kV with constant tube current-time product of 50 mAs at 60 cm source-to-detector distance (SDD). Exposures of different tube current at the range of 10 to 250 mA with a constant tube voltage of 70 kVp at the same setup are made. The photodiode sensor connected to the electrometer gives out readings in the millivolt (mV), and the output of the photodiode and semiconductor detector is recorded. The photodiode’s energy dependency, reproducibility, dose response, and distance dependency were evaluated as the capabilities of the photodiode to be used as a dosimeter. For energy dependency, it shows a linearity of 0.9458, while the response to increasing tube current with a constant tube voltage shows the R2 of 0.912. The photodiode shows good dependency on the tube voltage and tube current. Other than that, it also showed a linear coefficient of 0.5138 for distance dependence which is considered as a good linearity fit value for a photodiode as initial performance. However, its reproducibility is poor due to its large capacitance. This monolithic photodiode with an on-chip trans-impedance amplifier has demonstrated good results for energy dependency but poor results for reproducibility. However, the photodiode can be improvised in the future to ensure it is suitable as a dosimeter.Дозиметрия излучения в области здравоохранения и медицины имеет решающее значение для предотвращения ненужного воздействия ионизирующего излучения на пациентов и персонал. Несмотря на доступность различных типов полупроводниковых дозиметров, фотодиодные датчики считаются надежными и экономичными непосредственными дозиметрами. В этом исследовании изучаются возможности использования монолитного фотодиода со встроенным трансимпедансным усилителем в качестве дозиметра в диагностической радиологии. Фотодиодный датчик, покрытый черной изоляционной лентой, облучался диагностическим рентгеновским излучением в диапазоне напряжений на излучателе от 40 до 90 кВ с постоянной экспозицией 50 мАс с расстояния в 60 см до детектора (SDD). На одной и той же установке производятся воздействия различного тока трубки в диапазоне от 10 до 250 мА с постоянным напряжением трубки 70 кВ. Фотодиодный датчик, подключенный к электрометру, выдает показания в милливольтах (мВ), а выходной сигнал фотодиода и полупроводникового детектора записывается. Энергетическая чувствительность фотодиода, воспроизводимость, реакция на дозу и зависимость от расстояния были оценены как возможности фотодиода для использования в качестве дозиметра. Для зависимости от энергии он показывает линейность 0,9458, в то время как для реакции на увеличение тока трубки при постоянном напряжении трубки R2 равен 0,912. Фотодиод показывает хорошую зависимость от напряжения лампы и тока трубки. Помимо этого, он также показал линейный коэффициент 0,5138 для зависимости от расстояния, который считается хорошим значением при линейной подгонке для фотодиода в качестве начальных характеристик. Однако его воспроизводимость недостаточно высока из-за большой емкости. Таким образом, изучаемый монолитный фотодиод со встроенным трансимпедансным усилителем показал хорошие результаты по энергетической зависимости, но низкие результаты по воспроизводимости. Тем не менее, в будущем фотодиод может быть усовершенствован, чтобы обеспечить его пригодность в качестве дозиметра
Влияние фотодинамической терапии на динамику раневого процесса у пациентов с гнойными заболеваниями пальцев и кисти
Get PDFDespite the progress in modern surgery, the number of patients with purulent finger and hand diseases keeps growing these days in the clinical practice of surgeons. In recent years, there has been a tendency to develop more severe forms of panaritium and phlegmon in an increasingly young contingent of patients. Increasingly, doctors refuse to use the classical method of managing a postoperative wound of the hand involving the installation of drainage tubes. This phenomenon is polygenic and calls for special attention due to the frequent deplorable consequences of a treatment failure. The high urgency of this issue in Moscow Hospital No. 4 has become a rationale to study the effect of photodynamic therapy (PDT) on the course of the wound process in patients with this pathology.The purpose of this work is to develop a technique to advance the treatment outcomes for patients with purulent finger and hand diseases in case of open postoperative wound treatment.This study includes a comparative analysis of the wound process dynamics in 49 (49.5%) patients who underwent a photodynamic therapy session in the postoperative period and in 50 (50.5%) patients who received an open wound treatment after the operation. Photodynamic therapy was performed on the second postsurgical day by a laser apparatus “Atkus-2” (wave length 661 nm) with a gel form of the chlorinseries photosensitizer photoditazin in the form of an application at the rate of 1 g ml per 3–5 cm2 of the wound surface. The power density was chosen in the range of 0.1–1 W / cm2, and the time of exposure to the wound varied from 30 to 400 seconds, depending on the area of the wound.To assess the dynamics of the wound process in the postoperative period, we took measurements of all the patients’ wound areas on the 1st and 5th days, monitored the gross impression daily. In the patients who received PDT, we observed an earlier wound cleansing and remitting of the inflammatory process, acceleration of the edge epithelization, and earlier appearance of the granulation tissue by an average of 2 days. In the group of patients who were treated with PDT in the postoperative period, on the 5th day, the wound defect decreased by an average of 1 cm2, which amounted to 22.4%, in the control group – by 18%. The analysis of cytological and morphological patterns also revealed an accelerated switch from the inflammatory stage of the wound process to the reparative one - the reparative processes in the PDT group began earlier by 2 days. The microbiological analysis of wound exudate showed a downregulation of microflora after a PDT session - only in 6 cases pathogens were identified in the repeated seeding, which amounted to 12.24% of the group compared to 38% of the control group. After a session of photodynamic therapy, patients noted a significant reduction in pain, including during dressings. The pain syndrome immediately after the session decreased by 2–3 points. By the 5th day it became moderate – 4–5 points. In the control group, this indicator on the 2nd day was 8 points, decreasing by the 5th day to 6 points. For all analyzed indicators, the groups had statistically significant differences (p <0.001). Acceleration of postoperative wounds healing enabled to shorten the inpatient stay by 6 days and bring a vast improvement to the treatment quality for this group of patients, which allows considering photodynamic therapy as a high potential method for postoperative treatment of purulent finger and hand diseases.Несмотря на высокий уровень развития современной хирургии, в клинической практике современных хирургов продолжает расти количество пациентов с гнойными заболеваниями пальцев и кисти. В последние годы отмечается тенденция к развитию более тяжелых форм панарициев и флегмон у всё более молодого контингента больных. Все чаще врачи отказываются от использования классического метода ведения послеоперационной раны кисти с установкой дренажных трубок. Это явление полиэтиологично и требует особого внимания в связи с нередкими печальными последствиями неудачного лечениях. Высокая актуальность данной проблемы в ГБУЗ ГКБ № 4 г. Москвы стала основанием для проведения исследования влияния фотодинамической терапии (ФДТ) на течение раневого процесса у пациентов с данной патологией.Целью данной работы является разработка методики с использованием ФДТ для улучшения результатов лечения пациентов с гнойными заболеваниями кисти при открытом ведении послеоперационных ран.В данном исследовании проведен сравнительный анализ динамики раневого процесса у 99 больных, из них 49 (49,5%) пациентам в послеоперационном периоде выполняли курс ФДТ, 50 (50,5%) послеоперационную рану вели открытым способом. ФДТ выполняли на 2–е сутки после операции. Для ФДТ использовали гелевую форму фотодитазина (фотосенсибилизатор хлоринового ряда) в виде аппликации из расчета 1 мл геля на 3–5 см2 раневой поверхности. Сеанс облучения проводили с использованием лазерного аппарата «Аткус–2» (длина волны 661 нм). Плотность мощности составляла 0,1–1 Вт/см2, время воздействия на рану варьировали от 30 до 400 сек в зависимости от площади раны.Для оценки динамики раневого процесса в послеоперационном периоде всем пациентам выполняли измерение площади раневого дефекта на 1–е и 5–е сутки, ежедневный контроль макроскопической картины. У пациентов после выполнения ФДТ отмечено более раннее очищение раны и купирование воспалительного процесса, ускорение краевой эпителизации и более раннее появление грануляционной ткани в среднем на двое суток в сравнении с контрольной группой. В этой группе на 5–е сутки площадь раневого дефекта уменьшилась в среднем на 22,4% (1 см2), в контрольной группе – на 18%. При анализе цитологической и морфологической картин выявлено ускорение перехода от воспалительной стадии раневого процесса к репаративной: репаративные процессы в группе с ФДТ начинались раньше в среднем на двое суток, в сравнении с контрольной группой. При микробиологическом анализе раневого экссудата отмечалось снижение количества микрофлоры после курса ФДТ, лишь в 6 случаях (12,2%) в повторном посеве выявлены возбудители, в контрольной группе данный показатель составил 38%. После курса ФДТ больные отмечали существенное снижение болевого синдрома, в том числе и при перевязках. Болевой синдром сразу после курса ФДТ снижался на 2–3 балла, к 5–м суткам становился умеренным: 4–5 балла. В контрольной группе данный показатель на 2–е сутки составлял 8 баллов, снижаясь к 5–м суткам до 6 баллов. По всем анализируемым показателям группы имели статистически значимые различия (р<0,001).Ускорение заживления послеоперационных ран позволило сократить сроки стационарного пребывания на 6 суток и существенно улучшить качество лечения данной группы пациентов, что позволяет считать ФДТ высокоперспективным методом послеоперационного лечения гнойных заболеваний пальцев и кисти
Интраоперационная фотодинамическая терапия и гипертермическая внутрибрюшная химиотерапия при циторедуктивном хирургическом лечении больных диссеминированной муцинозной карциномой аппендикса
Get PDFThe article presents the experience of surgical treatment of 57 patients with peritoneal pseudomyxoma of appendicular genesis. In 32 (56.1%) patients, the operation was supplemented with intraoperative photodynamic therapy (IOPDT). In the other 25 (43.9%) patients, hyperthermic intraperitoneal chemotherapy (HIPEC) was performed. The analysis according to the value of the peritoneal carcinomatosis index, completeness of cytoreduction, the volume of operations performed, postoperative complications and hospital mortality, as well as long-term treat- ment results in two groups is presented. It was shown that with significantly worse results in terms of cytoreduction completeness obtained in the IOPDT group compared to the HIPEC group, the 5-year survival rate in the HIPEC group was 86.6%, with IOPDT - 65.2%. At the same time, in the IOPDT group, the rate of postoperative complications was significantly lower (11.1%), and there was no mortality; in the HIPEC group, these indicators were 23.8% and 12.0%, respectively. The results obtained indicate that the IOPDT method is an effective and promising direction in the surgical treatment of peritoneal pseudomyxoma.В статье представлен опыт хирургического лечения 57 больных псевдомиксомой брюшины аппендикулярного генеза. У 32 (56,1%) пациентов операция дополнена интраоперационной фотодинамической терапией (ИОФДТ), у других 25 (43,9%) больных проведена гипертермическая внутрибрюшная химиотерапия (ГИВХ). Представлен анализ по величине индекса перитонеального канцероматоза, полноте циторедукции, обьему выполненных операций, послеоперационным осложнениям и госпитальной летальности, отдаленным результатам лечения в двух группах. Показано, что при достоверно худших результатах по показателям полноты циторедукции, полученных в группе ИОФДТ по сравнению с группой ГИВХ, 5-летняя выживаемость в группе с ГИВХ составила 86,6%, с ИОФДТ – 65,2%. При этом в группе ИОФДТ был достоверно ниже показатель послеоперационных осложнений (11,1%) и отсутствовала летальность, в группе ГИВХ эти показатели составили 23,8% и 12,0%, соответственно. Полученные результаты свидетельствуют о том, что метод ИОФДТ является эффективным и перспективным для использования при хирургическом лечении псевдомиксомы брюшины
Фотодинамическая терапия в лечении интраэпителиальных неоплазий шейки матки, вульвы и влагалища
Get PDFIn the present review the authors analyzed the effectiveness of treatment of intraepithelial neoplasia I-II-III of the cervix (CIN), vulva (VIN) and vagina (VaIN) using photodynamic therapy (PDT). PDT is a method based on exposure to light after preliminary introduction of a photosensitizer into the body with the formation of singlet oxygen, which has a cytotoxic effect. The results of research on the use of PDT with various photosensitizers in the complex of therapeutic measures in patients with CIN, VIN, VaIN are presented. These data on the effectiveness and safety of PDT, ease of use allow this medical technology to be attributed to one of the most promising areas in the treatment of pathological intraepithelial changes of the cervix, vulva and vagina. The presented information allows focusing the attention on the PDT method and informing doctors and researchers about the broad prospects for applying this treatment method in clinical practice.В обзоре литературы представлен анализ эффективности лечения интраэпителиальной неоплазии I-II-III степени шейки матки (CIN), вульвы (VIN) и влагалища (VaIN) с использованием фотодинамической терапии (ФДТ). ФДТ – метод, основанный на воздействии светом после предварительного введения в организм фотосенсибилизатора с образованием синглетного кислорода, оказывающего цитотоксический эффект. Представлены результаты исследований по использованию ФДТ с различными фотосенсибилизаторами в комплексе лечебных мероприятий у больных с CIN, VIN, VaIN. Приведенные данные об эффективности и безопасности ФДТ, простота применения позволяют данную медицинскую технологию отнести к числу наиболее перспективных направлений в лечении различной степени выраженности интраэпителиальных изменений шейки матки, вульвы и влагалища. Представленная информация позволит акцентировать внимание на ФДТ и информировать врачей и научных сотрудников о широких перспективах применения данного метода в клинической практике
Фотодинамическая терапия при раке кожи лица, развившегося в зоне предшествующей лучевой терапии (клиническое наблюдение)
Get PDFThe results of a 13-year clinical observation of a patient after treatment for basal cell carcinoma of the skin of the right cheek Ist cT1N0M0 are presented. The history of the course of the disease is associated with the fact that the patient underwent radiation therapy in early childhood for hemangioma of the lower eyelid of the right eye and right cheek. In 2008, against the background of post-radiation changes in the area of the right cheek, basal cell carcinoma was diagnosed at the Moscow Oncological Research Institute. P.A. Herzen. At the Center for Laser and Photodynamic Diagnostics and Tumor Therapy, the patient underwent organ-preserving PDT treatment. A course of photodynamic therapy (PDT) with 5-aminolevulic acid was carried out. Subsequently, the patient was followed up until 2021 without relapse in the PDT area. In 2016, the patient was diagnosed with a relapse of the disease in the form of a new focus of basal cell carcinoma of the upper eyelid skin on the right Iast cT1N0M0. The patient underwent a course of PDT with a chlorin e6-based photosensitizer. Complete regression of the tumor was achieved, the period of relapse-free follow-up was 5 years.Приведены результаты 13-летнего клинического наблюдения пациентки после лечения базальноклеточного рака кожи правой щеки I ст сТ2N0M0. Анамнез заболевания связан с тем, что пациентке в раннем детстве по поводу гемангиомы нижнего века правого глаза и правой щеки выполнена лучевая терапия. В 2008 г., на фоне постлучевых изменений в области правой щеки, диагностирован базальноклеточный рак в МНИОИ им. П.А. Герцена. В Центре лазерной и фотодинамической диагностики и терапии опухолей пациентке проведено органосохраняющее лечение методом ФДТ. Проведен курс фотодинамической терапии (ФДТ) с 5-аминолевульновой кислотой. В последующем больная наблюдалась 13 лет без рецидива в зоне ФДТ. В 2016 г у пациентки диагностирован рецидив заболевания в виде нового очага базальноклеточного рака кожи верхнего века справа IА ст сТ1N0M0. Пациентке проведен курс ФДТ с фотосенсибилизатором на основе хлорина е6. Достигнута полная регрессия опухоли, срок безрецидивного наблюдения – 5 лет
Лечебный патоморфоз в тканях злокачественной глиомы после фотодинамической терапии с хлорином е6 (сообщение о двух клинических случаях)
Get PDFIn recent years, photodynamic therapy (PDT) has been increasingly introduced into the surgical practice of treating malignant neoplasms. In this publication, the authors show the appearance of therapeutic pathomorphosis in vivo in human malignant glioma cells after intraoperative photodynamic therapy. Tissue samples obtained 10–14 days after PDT revealed nuclear and cytoplasmic signs indicating apoptosis, necrosis, and autophagy. A decrease in the proliferative activity of glial tumor cells and their higher death count were detected.. Immunohistochemical analysis shows decreases expression of Ki-67 cell proliferation marker and decreased amount of transcription factor protein p53.Фотодинамическая терапия (ФДТ) в последние годы все более внедряется в хирургическую практику лечения злокачественных новообразований. В данной публикации авторами показано появление лечебного патоморфоза in vivo в клетках злокачественной глиомы человека после интраоперационной ФДТ. В образцах тканей, полученных через 10–14 дней после ФДТ, выявлены ядерные и цитоплазматические признаки, указывающие на апоптоз, некроз и аутофагию. Обнаружено снижение пролиферативной активности глиальных опухолевых клеток, увеличение числа случаев их гибели. По данным иммуногистохимии отмечено уменьшение экспрессии маркера клеточной пролиферации Ki-67 и снижение содержания белка транскрипционного фактора p53
Многокурсовая фотодинамическая терапия при базально-клеточном раке кожи центральной зоны лица (клиническое наблюдение)
Get PDFThe results of an 11-year clinical observation and treatment of a patient with stage II basal cell carcinoma of the face (Т2N0M0) are presented. History of the illness is associated with a long (from 2001 to 2008) inadequate treatment, due to the incorrect diagnosis. After the proper diagnosis was established, from 2008 to 2019 at the Center for Laser and Photodynamic Diagnostics and Tumor Therapy of P.A. Herzen Moscow Oncology Research Center, the patient underwent organ-preserving treatment using the multi-course photodynamic therapy (PDT) and drug targeted therapy. In total, 23 courses of PDT were conducted with photosensitizers of the chlorin series and 5-aminolevulinic acid during this period. Since 2018, the patient is in the process of targeted drug treatment with Vismodegib. In the course of targeted drug treatment, a follow-up examination in 2019 revealed continued growth of the residual tumor, and another course of PDT was carried out. Throughout the observation period, the patient tolerated the treatment well, without complications, with a good quality of life and satisfactory cosmetic effect.Приведены результаты 11-летнего клинического наблюдения и лечения пациентки с базальноклеточным раком кожи лица II стадии (Т2N0M0). Анамнез течения заболевания связан с длительным (с 2001 по 2008 гг.) неадекватным лечением, вследствие отсутствия правильного диагноза. После установки диагноза, с 2008 по 2019 гг. в МНИОИ им. П.А. Герцена в Центре лазерной и фотодинамической диагностики и терапии опухолей пациентке проведено органосохраняющее лечение методом многокурсовой фотодинамической терапии (ФДТ) и лекарственной таргетной терапии. Проведено 23 курса ФДТ с фотосенсибилизаторами хлоринового ряда и 5-аминолевулиновой кислоты. С 2018 г. пациентка находится в процессе лекарственного лечения таргетной терапией висмодегибом. На фоне таргетного лекарственного лечения при контрольном осмотре в 2019 г. выявлен продолженный рост остаточной опухоли, проведен очередной курс ФДТ. Весь срок наблюдения пациентка переносила лечение хорошо, без осложнений с хорошим качеством жизни и удовлетворительным косметическим эффектом
Фотодинамическая терапия при раке полового члена
Get PDFIn this article we submit the case report of a patient with cT1N0M0 penile cancer diagnosis. The patient underwent two courses of photodynamic therapy (PDT) using Fotoditazin photosensitizer (PS) and ATKUS-2 diode laser. The PS was administered at a dose of 1 mg/kg of body weight 2 hours prior to the PDT session. The irradiation parameters were: 662 nm laser wavelength, 200 mW/cm2 power density and 250 J/cm2 energy density. In the presented clinical observation, we demonstrated that PDT is an effective and safe treatment method in patients with non-invasive penile cancer. The use of photodynamic therapy allowed preserving the physiological urination, sexual function and achieving a good cosmetic effect.В данной статье представлено клиническое наблюдение за пациентом, имеющим диагноз: рак полового члена сT1N0M0, которому было проведено 2 курса фотодинамической терапии (ФДТ) с использованием фотодитазина и диодного лазера «АТКУС-2». Фотодитазин в дозе 1 мг/кг массы тела вводили пациенту за 2 ч до начала сеанса ФДТ. Параметры облучения: длина волны излучения 662 нм, плотность мощности 200 мВт/см2, плотность энергии облучения 250 Дж/см2. В представленном клиническом наблюдении нами продемонстрировано, что ФДТ является эффективным и безопасным методом лечения у пациентов с неинвазивным раком полового члена. Использование ФДТ позволило сохранить физиологическое мочеиспускание, половую функцию и достичь хорошего косметического эффекта
Алгоритм определения оптимального числа волокон используемых при внутритканевой фотодинамической терапии рака молочной железы на основании диффузионного уравнения
Get PDFIt is essential in interstitial Photodynamic therapy (iPDT) treatment planning to ensure a homogeneous distribution within a tumor volume using cylindrical diffusing fibers while keeping the surrounding tissue intact. Light distribution is simulated through two algorithms based on the diffusion equation assuming diffusers as light sources. The first algorithm analyzes the diffusion equation and studies the effects of different variables (optical properties, delivered power, diffuser length, and position). Next, optical properties of breast were applied to estimate the volume that receives accepted light dose from one diffuser. In the second algorithm, multiple diffusers were simulated in order to find the relation between the volume and the number of required diffusers which are needed to cover cubical or cylindrical volume with sufficient light dose. Throughout this study, real values of optical properties, clinical laser power, and treatment time were considered to evaluate sufficient light doses. This study is in agreement with previous works in that optical properties are the major factors influencing light distribution in iPDT. It is shown that for a homogeneous phantom mimicking breast cancer and cubical or cylindrical shape, the number of required fibers N equal W×L or D2 respectively.При планировании внутритканевой фотодинамической терапии (iPDT ) с использованием цилиндрических диффузных волокон важно обеспечить однородное распределение света по всему объему опухоли, сохранив при этом целостность окружающей ткани. Авторы данной статьи смоделировали распределение света с помощью двух алгоритмов, основанных на уравнении диффузии, в которых в качестве источников света используются цилиндрические диффузоры. Первый алгоритм анализирует уравнение диффузии и изучает влияние различных переменных (оптических свойств источника, применяемой мощности, длины диффузора и его положения). Затем были использованы параметры оптических свойств молочной железы для оценки объема, который рассчитывает световую дозу от одного диффузора. Во втором алгоритме было смоделировано несколько рассеивателей для нахожде ния соотношения между объемом и количеством рассеивателей, необходимых для покрытия кубического или цилиндрического объема достаточной световой дозой. На протяжении всего этого исследования рассматривались реальные значения оптических свойств, клинической мощности лазера и времени лечения для оценки достаточных световых доз. Это исследование согласуется с предыдущими работами в том, что оптические свойства являются основными факторами, влияющими на распределение света при iPDT. Показано, что, для однородного фантома, имитирующего рак молочной железы, кубической или цилиндрической формы, количество требуемых волокон N равно W×L или D2 , соответственно