УДК: 535.343.4 + 535-14

Применение методов и средств нестационарной спектроскопии субтерагерцовых и терагерцовых диапазонов частот для неинвазивной медицинской диагностики

Вакс В.Л., Домрачева Е.Г., Масленникова А.В., Собакинская Е.А., Черняева М.Б.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Вакс В.Л., Домрачева Е.Г., Масленникова А.В., Собакинская Е.А., Черняева М.Б. Применение методов и средств нестационарной спектроскопии субтерагерцовых и терагерцовых диапазонов частот для неинвазивной медицинской диагностики // Оптический журнал. 2012. Т. 79. № 2. С. 9–14.

Vaks V. L., Domracheva E. G., Sobakinskaya E. A., Chernyaeva M. B., Maslennikova A. V. Using the methods and facilities of nonsteady-state spectroscopy of the subterahertz and terahertz frequency ranges for noninvasive medical // Opticheskii Zhurnal. 2012. V. 79. № 2. P. 9–14.

Ссылка на англоязычную версию:

V. L. Vaks, E. G. Domracheva, E. A. Sobakinskaya, M. B. Chernyaeva, and A. V. Maslennikova, "Using the methods and facilities of nonsteady-state spectroscopy of the subterahertz and terahertz frequency ranges for noninvasive medical diagnosis," Journal of Optical Technology. 79(2), 66-69 (2012). https://doi.org/10.1364/JOT.79.000066

Аннотация:

Рассмотрены варианты реализации спектрометров терагерцового диапазона, работающих на эффектах свободно затухающей поляризации и быстрого прохождения диапазона частот. Представлены результаты применения разработанных спектрометров для регистрации присутствия аммиака, ацетона и оксида азота в выдыхаемом воздухе, а также для анализа промывочной жидкости (кустодиола) трансплантируемых паренхиматозных органов.

Ключевые слова:

неинвазивная медицинская диагностика, нестационарная спектроскопия терагерцового диапазона, спектрометр с фазовой модуляцией воздействующего на газ излучения, выдыхаемый воздух, молекула-маркер, кустодиол

Коды OCIS: 300.6495, 300.6390, 170.6510

Список источников:

1. Степанов Е.В. Методы высокочувствительного газового анализа молекул-биомаркеров в исследованиях выдыхаемого воздуха // Труды Института общей физики им. А.М. Прохорова РАН. 2005. Т. 61. С. 5–47.
2. Скрупский В.А. Эндогенные летучие соединения – биологические маркеры в физиологии и патологии человека и методы их определения // Научно-технический отчет. Институт Океанологии РАН. 1994. 75 с.
3. Phillips M. Breath Tests in Medicine // Sci. Amer. 1992. July. Р. 74–79.
4. Higenbottam T. Lung disease and pulmonary endothelial nitric oxide // Exp. Physiol. 1995. V. 80. P. 855–864.
5. Alving K., Weitzberg E., Lundberg J.M. Increased amount of nitric oxide in exhaled air of asthmatics // Eur. Respir. J. 1993. V. 6. P. 1368–1370.
6. Taylor D.R., Pijnenburg M.W., Smith A.D., Jongste J.C.D. Exhaled nitric oxide measurements: clinical application and interpretation // Thorax. 2006. V. 61. P. 817–827.
7. Дедов И.И., Шестакова М.В. Сахарный диабет // М.: Универсум паблишинг, 2003. 456 с.
8. Дедов И.И., Балаболкин М.И., Клебанова Е.М. Сахарный диабет: патогенез, классификация, диагностика и лечение: Пособие для врачей // М., 2003. 170 с.
9. Joslin’s Diabetes Mellitus / Fourteenth Edition by C. Ronald Kahn. Lippincott Williams & Wilkins. 2005. 1209 p.
10. Березкин В.Г. Газо-жидко-твердофазная хроматография. М.: Химия, 1986. 112 с.
11. Kage S., Kudo K., Ikeda N. Determination of nitrate in blood by gas chromatography and gas chromatography-mass spectrometry // Journal of Chromatography – Biomedical Applications. 2000. V. 742. № 2. P. 363–368.
12. Larstad M., Loh C., Ljungkvist G., Olin A.C., Toren K. Determination of ethane, pentane and isoprene in exhaled air using a multi-bed adsorbent and end-cut gas-solid chromatography // The Analyst. 2002. V. 127. № 11. P. 1440–1445.
13. Mamyrin B.A. Time-of-flight mass spectrometry (concepts, achievements, and prospects) // International Journal of Mass Spectrometry. 2001. V. 206. № 3. P. 251–266.
14. Carrick W.A., Cooper D.B., Muir B. Retrospective identification of chemical warfare agents by high-temperature automatic thermal desorption–gas chromatography–mass spectrometry // Journal of Chromatography A. 2001. V. 925. P. 241–249.
15. Kharintsev S.S., Hoffmann G.G., Loos J., De With G., Dorozhkin P.S., Salakhov M.Kh. Subwavelength-resolution near-field Raman spectroscopy // Journal of Experimental and Theoretical Physics. 2007 V. 105. № 5. P. 909–915.
16. Zheng J., Tang Zh., He Y., Guo L. Sensitive detection of weak absorption signals in photoacoustic spectroscopy by using derivative spectroscopy and wavelet transform // Journal of Applied Physics. 2008. V. 103. № 9. P. 093116-(1-4).
17. Pushkarsky M.B., Webber M.E., Patel C.K.N. Ultra-sensitive ambient ammonia detection using CO2-laser-based photoacoustic spectroscopy // Applied Physics B: Lasers and Optics. 2003. V. 77. № 4. P. 381–385.
18. Yan W.-B. Trace gas analysis by diode laser cavity ring-down spectroscopy // Test and Measurement Applications of Optoelectronic Devices, Proc. SPIE. 2002. V. 4648. P. 156–164.

19. Feng J., Raynor M., Chen Yu. Spectroscopy exposes trace-water contamination in process gases // Technology Equipment Update. Compoud Semiconductor. October. 2007. P. 31–33.
20. Vaks V.L., Brailovsky A.B., Khodos V.V. Millimeter Range Spectrometer with Phase Switching – Novel Method for Reaching of the Top Sensitivity // Infrared & Millimeter Waves. 1999. V. 20. № 5. P. 883–896.
21. Vaks V.L., Khodos V.V., Spivak E.V. A nonstationary microwave spectrometer //Review of Scientific Instruments. 1999. V. 70. № 8. P. 3447–3453.
22. Khodos V.V., Ryndyk D.A., Vaks V.L. Fast passage microwave molecular spectroscopy with frequency sweeping // J. Appl. Phys. 2004. V. 25. P. 203.
23. Вакс В.Л., Домрачева Е.Г., Никифоров С.Д., Собакинская Е.А., Черняева М.Б. Применение микроволновой нестационарной спектроскопии для неинвазивной медицинской диагностики // Изв. вузов. Радиофизика. 2008. Т. 51. № 6. С. 490–498.
24. Вакс В.Л., Панин А.Н., Басов С.А., Иллюк А.В., Приползин С.И., Павельев Д.Г., Кошуринов Ю.И. Нестационарная спектроскопия диапазона частот 1–2,5 ТГц на твердотельных устройствах // Изв. вузов. Радиофизика. 2009. Т. 52. № 7. С. 569–575.
25. Вакс В.Л., Кошуринов Ю.И., Павельев Д.Г., Панин А.Н. Разработка и создание системы фазовой синхронизации в субтерагерцовом и терагерцовом частотных диапазонах по гармонике сигнала синтезатора сантиметрового диапазона // Изв. вузов. Радиофизика. 2005. Т. 48. № 10–11. С. 933–938.
26. Vaks V.L., Panin A.N., Paveliev D.G., Koshurinov U.I. Generation of high stable wide-range THz radiation for precise frequency measurements // Proceedings of 33rd International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves, Pasadena, California, USA. 2008. M4B3. 1560.
27. Вакс В.Л., Домрачева Е.Г., Никифоров С.Д., Собакинская Е.А., Черняева М.Б. Метод микроволновой нестационарной газовой спектроскопии для неинвазивной медицинской диагностики // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. 2008. Т. 5. С. 9–14.
28. Sagar M.S., Singh G., Hodson D.I., Whitton A.C. Nitric oxide and anti-cancer therapy. Cancer Treatment Reviews. 1995. V. 21. Р. 159–181.