Мультимодальная оптическая когерентная томография в клинической медицине

Мультимодальная оптическая когерентная томография в клинической медицине / Под ред.
д.м.н., проф. Н.Д. Гладковой, д.ф.-м.н. Г.В. Геликонова, к.б.н. Е.Б. Киселевой. — М.: ФИЗМАТЛИТ,
2022. — 336 с. — ISBN 978-5-9221-1926-9.

Книга демонстрирует новую ступень развития технологии оптической когерентной томографии
(ОКТ) по направлению не только микроструктурной, но и функциональной оценки состояния тканей. 
Представлены возможности новых модальностей ОКТ (ОКТ-ангиографии, ОКТ-лимфоангиографии,
ОКТ-эластографии и кросс-поляризационной ОКТ) для решения клинических задач при онкологических
и неонкологических заболеваниях. Такие технические характеристики ОКТ, как высокая разрешающая
способность, неинвазивность, реальное время получения информации, быстродействие, многофункцио-
нальность и наличие специализированных ОКТ-зондов, обеспечивающих непосредственный доступ
к зоне интереса, способствуют эффективной трансляции нового метода визуализации в клинику.
Приводится обзор методов получения численных характеристик кросс-поляризационных, ангиографических 
и эластографических ОКТ-изображений, что объективизирует получаемый результат. Книга
содержит подробный атлас изображений различных модальностей ОКТ, наглядно иллюстрируя возможности 
мультидисциплинарного клинического применения метода. Продемонстрированы возможности
мультимодальной ОКТ для оптимизации прицельной биопсии, проведения дифференциальной диагностики 
патологических состояний, контроля органосохраняющих операций и мониторинга консервативных
методов лечения.
Книга будет полезна как научным сотрудникам и студентам-биофизикам, биологам и медикам,
так и практикующим врачам в области онкологии, нейрохирургии, дерматологии, оториноларингологии, 
абдоминальной хирургии, гинекологии, урологии, рентгенохирургии и врачам других медицинских
специальностей.

ISBN 978-5-9221-1926-9

c⃝ ФИЗМАТЛИТ, 2022

c⃝ Коллектив авторов, 2022

Содержание

Предисловие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  8

Список сокращений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  9

Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Часть I. ОСНОВЫ МЕТОДА МУЛЬТИМОДАЛЬНОЙ ОПТИЧЕСКОЙ  
КОГЕРЕНТНОЙ ТОМОГРАФИИ

Глава 1. Физические принципы оптической когерентной томографии
Ксенофонтов С.Ю., Шилягин П.А., Моисеев А.А., Маткиевский В.А., Ромашов В.Н., Терпелов Д.А.,  
Шабанов Д.В., Лесниченко С.В., Касаткина И.В., Василенкова Т.В., Геликонов В.М., Геликонов Г.В. . . . . . 15
1.1. Зондирование среды низкокогерентным излучением . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.2. Типы систем оптической когерентной томографии: по методам сканирования и регистрации  
сигнала . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.2.1. Корреляционные устройства оптической когерентной томографии, создаваемые  
в ИПФ РАН. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.2.2. Спектральные устройства мультимодальной оптической когерентной томографии,  
создаваемые в ИПФ РАН. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Глава 2. Мультимодальная оптическая когерентная томография: условия реализации и количественная  
обработка данных . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.1. Кросс-поляризационная оптическая когерентная томография: особенности приборной  
реализации и преимущества метода  
Геликонов В.М., Геликонов Г.В. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.2. Визуальный и количественный анализ изображений оптической когерентной томографии  
Моисеев А.А., Геликонов Г.В., Ксенофонтов С.Ю., Матвеев Л.А., Ачкасова К.А., Киселева Е.Б.,  
Губарькова Е.В., Сироткина М.А., Гладкова Н.Д. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.2.1. Визуальный анализ изображений оптической когерентной томографии . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.2.2. Автоматическая обработка структурных изображений на основе анализа статистических  
параметров пространственного распределения амплитуды / интенсивности спеклов . . . . . . . 35
2.2.3. Расчет оптических коэффициентов по изображениям в ко- и кросс-поляризациях. . . . . . . . . 38
2.2.4. Методы машинного обучения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.3. Оптическая когерентная ангиография  
Моисеев А.А., Геликонов Г.В., Матвеев Л.А., Ксенофонтов С.Ю., Сироткина М.А., Киселева Е.Б.,  
Гладкова Н.Д. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
2.3.1. Доплеровская ОКТ-ангиография . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
2.3.2. Методы, детектирующие уширение спектра сигнала ОКТ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
2.3.3. Метод анализа локальной дисперсии спеклов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
2.3.4. Метод картирования локальной корреляции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
2.3.5. Анализ структурных изображений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
2.3.6. Спектральный анализ ОКТ видимого диапазона . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
2.3.7. Компенсация движений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
2.3.8. Подходы к получению численных характеристик микроциркуляции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
2.4. Оптическая когерентная лимфангиография  
Моисеев А.А., Геликонов Г.В., Матвеев Л.А., Ксенофонтов С.Ю., Сироткина М.А., Киселева Е.Б.,  
Гладкова Н.Д. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
2.5. Компрессионная оптическая когерентная эластография. Количественная оценка параметров  
жесткости: распределение значений жесткости и нелинейность  
Зайцев В.Ю., Матвеев А.Л., Матвеев Л.А., Зыков А.А., Советский А.А. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
2.5.1. Основные соотношения из теории упругости, используемые в оптической когерентной  
эластографии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
2.5.2. Фазовый метод оценивания смещений и деформаций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

2.5.3. Использование калибровочных слабо рассеивающих слоев для количественной оценки  
упругих свойств биоткани . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  68

2.5.4. Получение нелинейных зависимостей «напряжение–деформация» для биотканей  
и количественная оценка их упругих свойств . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  71

Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  75
Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  76

Глава 3. Специализированные зонды оптической когерентной томографии
Шилягин П.А., Ромашов В.Н., Лесниченко С.В., Шабанов Д.В., Терпелов Д.А., Геликонов В.М.,  
Геликонов Г.В.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  80
3.1. Торцевой эндоскопический зонд . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  81
3.2. Интраоперационный офтальмологический зонд. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  81
3.3. Игольчатый зонд . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  82
3.4. Контактный зонд для приповерхностных исследований (варианты). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  83
3.5. Контактный зонд для кросс-поляризационных приповерхностных исследований . . . . . . . . . . . . .  85
3.6. Бесконтактный зонд для задач отоскопии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  85
3.7. Динамические характеристики зондов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  86
Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  88
Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  89

Глава 4. Некоторые особенности получения и интерпретации изображений мультимодальной  
оптической когерентной томографии
Шилягин П.А., Ксенофонтов С.Ю., Киселева Е.Б., Геликонов Г.В., Геликонов В.М. . . . . . . . . . . . . . . . . . .  90

Часть II. МУЛЬТИМОДАЛЬНАЯ ОПТИЧЕСКАЯ КОГЕРЕНТНАЯ ТОМОГРАФИЯ  
В КЛИНИЧЕСКОЙ ОНКОЛОГИИ

Глава 5. Мочевой пузырь: дифференциальная диагностика опухолевых и неопухолевых процессов
Киселева Е.Б., Стрельцова О.С., Кириллин М.Ю., Сергеева Е.А., Юнусова К.Э., Виткин А.,  
Загайнова Е.В., Гладкова Н.Д. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  99
Основные результаты главы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  99
5.1. Эффективность КП ОКТ в диагностике рака мочевого пузыря: сравнение с традиционной ОКТ,  
флуоресцентной цистоскопией и иммуногистохимическим анализом.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
5.1.1. КП ОКТ и традиционная ОКТ при раке мочевого пузыря . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
5.1.2. КП ОКТ, флуоресцентная цистоскопия и иммуногистохимическое исследование  
при раке мочевого пузыря . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
5.2. КП ОКТ для дифференциальной диагностики опухолевых и воспалительных процессов  
слизистой оболочки мочевого пузыря . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
5.3. КП ОКТ для диагностики рецидива уротелиальной карциномы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
5.4. КП ОКТ для выявления рака мочевого пузыря после лучевой терапии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113

Глава 6. Хирургия глиальных опухолей головного мозга: поиск чистого края резекции и определение  
состояния белого вещества в перифокальной зоне
Яшин К.С., Киселева Е.Б., Моисеев А.А., Ачкасова К.А., Бедерина Е.Л., Кузнецов С.С., Медяник И.А.,  
Кравец Л.Я., Геликонов Г.В., Шилягин П.А., Карякин Н.Н., Потапов А.А., Гладкова Н.Д. . . . . . . . . . . . . . 116
Основные результаты главы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
6.1. Типы получаемых КП ОКТ данных при опухолях головного мозга . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
6.2. КП ОКТ изображения белого вещества, коры и опухолей головного мозга . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
6.3. Идентификация типа ткани при глиальных опухолях головного мозга. Диагностическая  
точность КП ОКТ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
6.3.1. Дифференцировка опухоли и белого вещества . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
6.3.2. Дифференцировка опухоли и коры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
6.4. ОКТ для стереотаксической биопсии. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
6.5. Определение состояния миелинизации белого вещества методом КП ОКТ . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133

Содержание

Глава 7. Рак молочной железы: дифференцирование подтипов, поиск границ резекции,  
ответ на неоадъювантную терапию
Губарькова Е.В., Сироткина М.А., Плеханов А.А., Зайцев В.Ю., Моисеев А.А., Советский А.А.,  
Матвеев А.Л., Матвеев Л.А., Кузнецов С.С., Карабут М.М., Воронцов Д.А., Воронцов А.Ю.,  
Загайнова Е.В., Гладкова Н.Д. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
Основные результаты главы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
7.1. Дифференцирование подтипов рака молочной железы и поиск границ резекции. . . . . . . . . . . . . . 138
7.1.1. Визуальная оценка структурных КП ОКТ-изображений для дифференцировки  
подтипов РМЖ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
7.1.2. Количественная оценка КП ОКТ-изображений для дифференцировки подтипов рака  
молочной железы и поиска границ резекции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
7.1.3. Оптическая когерентная эластография для дифференцирования подтипов рака молочной  
железы и поиска границ резекции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
7.2. Оценка ответа опухоли молочной железы на неоадъювантную терапию. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152

Глава 8. Меланоцитарные новообразования кожи: дифференциальная диагностика доброкачественных 

и злокачественных состояний
Елагин В.В., Губарькова Е.В., Гаранина О.Е., Шливко И.Л., Орлинская Н.Ю., Давыдова Д.А.,  
Клеменова И.А., Гладкова Н.Д., Моисеев А.А., Загайнова Е.В. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
Основные результаты главы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
8.1. Оптическая когерентная ангиография в диагностике меланоцитарных новообразований кожи . . . 158
8.2. КП ОКТ в диагностике меланоцитарных новообразований кожи. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
Глава 9. Базальноклеточный рак: дифференциальная диагностика подтипов и оценка ответа на лечение
Губарькова Е.В., Сироткина М.А., Фельдштейн Ф.И., Гамаюнов С.В., Седова Е.С., Кузнецов С.С.,  
Моисеев А.А., Виткин А., Загайнова Е.В., Гладкова Н.Д.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
Основные результаты главы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
Глава 10. Колоректальный рак: определение степени дифференцировки и морфологического  
подтипа опухоли
Плеханов А.А., Сироткина М.А., Советский А.А., Кузнецов С.С., Загайнов В.Е., Загайнова Е.В.,  
Зайцев В.Ю., Гладкова Н.Д. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
Основные результаты главы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
Глава 11. Компрессионная оптическая когерентная эластография для in vivo мониторинга  
морфологических изменений тканей и определения эффективности терапии
Плеханов А.А., Сироткина М.А., Советский А.А., Кузнецов С.С., Губарькова Е.В., Матвеев Л.А.,  
Матвеев А.Л., Загайнова Е.В., Зайцев В.Ю., Гладкова Н.Д. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
Основные результаты главы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
11.1. Оптическая когерентная эластография для оценки эффективности терапии . . . . . . . . . . . . . 189
11.2. Автоматическое сегментирование изображений оптической когерентной эластографии . . . . 193
Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196

Часть III. МУЛЬТИМОДАЛЬНАЯ ОПТИЧЕСКАЯ КОГЕРЕНТНАЯ ТОМОГРАФИЯ  
ПРИ НЕОНКОЛОГИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЯХ

Глава 12. Дифференциальная диагностика стадий развития атеросклеротических бляшек  
и выявление нестабильной бляшки
Губарькова Е.В., Моисеев А.А., Фельдштейн Ф.И., Киселева Е.Б., Дуденкова В.В., Кириллин М.Ю.,  
Тимофеева Л.Б., Кузнецов С.С., Шарабрин Е.Г., Виткин А., Гладкова Н.Д. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
Основные результаты главы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201

Содержание

12.1. Методы КП ОКТ и нелинейной микроскопии в определении стадии развития  
атеросклеротических бляшек . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
12.2. Количественный подход к оценке ОКТ-сигнала в диагностике нестабильных  
атеросклеротических бляшек . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213

Глава 13. Диагностика негнойных заболеваний среднего уха
Новожилов А.А., Шилягин П.А., Шахов А.В., Абубакиров Т.Э., Диленян А.Л., Василенкова Т.В.,  
Моисеев А.А., Киселева Е.Б., Геликонов В.М., Геликонов Г.В.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
Основные результаты главы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
13.1. Устройство оптической когерентной томографии, адаптированное для задач отоскопии . . . . . . . 217
13.2. Анализ данных оптической когерентной томографии. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
13.3. Оценка характера течения экссудативного среднего отита . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
13.4. Преимущества прямой визуализации содержимого барабанной полости методом  
оптической когерентной томографии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224
13.5. Оценка клинической эффективности оптической когерентной томографии  
в диагностике экссудативного среднего отита. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229

Глава 14. Оценка состояния слизистой оболочки полости рта в процессе (химио)лучевой терапии
Масленникова А.В., Седова Е.С., Сироткина М.А., Киселева Е.Б., Моисеев А.А., Ксенофонтов С.Ю.,  
Геликонов Г.В., Матвеев Л.А., Зайцев В.Ю., Загайнова Е.В., Фельдштейн Ф.И., Виткин А.,  
Гладкова Н.Д.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
Основные результаты главы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
14.1. Микроструктура слизистой оболочки полости рта в ходе (химио)лучевой терапии . . . . . . . . . . . . 233
14.2. Динамика изменения микроциркуляторного русла слизистой оболочки полости рта  
у пациентов в процессе (химио)лучевой терапии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241

Глава 15. Острая мезентериальная ишемия тонкой кишки: поиск границ жизнеспособных тканей
Киселева Е.Б., Рябков М.Г., Балеев М.С., Сизов М.А., Бедерина Е.Л., Моисеев А.А., Геликонов Г.В.,  
Гладкова Н.Д.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
Основные результаты главы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
15.1. Возможности мультимодальной ОКТ в диагностике состояния кровеносных сосудов  
и структуры кишечной стенки: от эксперимента к практике . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
15.2. КП ОКТ в исследовании микроструктуры нормальной и ишемизированной  
кишки человека . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
15.3. Оптическая когерентная ангиография для исследования интрамуральной микроциркуляции  
нормальной и ишемизированной кишки человека . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
15.4. Перспективы мультимодальной ОКТ в абдоминальной хирургии: практические задачи,  
которые могут и должны быть решены . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259
Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259

Глава 16. Лучевое повреждение мочевого пузыря: реакция здоровой слизистой оболочки мочевого  
пузыря на лучевую терапию органов малого таза
Стрельцова О.С., Киселева Е.Б., Кочуева М.В., Дуденкова В.В., Сергеева Е.А., Юнусова К.Э.,  
Тарарова Е.А., Котова С.Л., Масленникова А.В.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
Основные результаты главы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
16.1. Методика исследования структурной организации коллагена мочевого пузыря на уровне  
общей архитектоники органа (КП ОКТ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
16.2. Методика исследования структурной организации коллагена мочевого пузыря на уровне  
волокон и пучков (нелинейная микроскопия) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265
16.3. Методика исследования структурной организации коллагена мочевого пузыря на уровне  
фибрилл (атомная силовая микроскопия) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266

Содержание

16.4. Визуальная оценка изменений коллагена на разных уровнях его иерархической организации . . . 266
16.5. Количественная оценка изменений коллагена на разных уровнях его иерархической  
организации. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271

Глава 17. Уретральный болевой синдром: новый подход к диагностике 
Стрельцова О.С., Молви М.Ш.А.М., Моисеев А.А., Юнусова К.Э., Лазукин В.Ф., Шилягин П.А.,  
Киселева Е.Б. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
Основные результаты главы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
17.1. Гистологическое строение стенки женской уретры. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
17.2. Сведения о пациентах и проведенном обследовании . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274
17.3. Цистоскопическое исследование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
17.4. Визуальный анализ изображений кросс-поляризационной оптической когерентной  
томографии уретры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
17.5. Структура тканей уретры при уретральном болевом синдроме в сравнении с нормой  
и хроническим воспалением . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
17.6. Сравнительное исследование шейки мочевого пузыря и трех отделов уретры методом  
кросс-поляризационной оптической когерентной томографии. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
17.7. Сравнительное исследование уретры методом кросс-поляризационной оптической  
когерентной томографии с использованием торцевого и игольчатого зондов . . . . . . . . . . . . . . . . 283
Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285
Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286

Глава 18. Склеротический лихен вульвы: оценка тяжести дистрофических изменений
Сироткина М.А., Потапов А.Л., Кузнецова И.А., Раденска-Лоповок С.Г., Дуденкова В.В.,  
Вагапова Н.Н., Сафонов И.К., Кузнецов С.С., Гладкова Н.Д.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
Основные результаты главы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
18.1. Гистологические особенности строения нормальной ткани вульвы и ткани, пораженной  
склеротическим лихеном . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290
18.2 Нелинейная микроскопия в оценке структурных изменений ткани вульвы . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
18.3  Оптическая когерентная томография как метод прижизненной визуализации  
морфологических изменений при склеротическом лихене вульвы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300

Глава 19. Пролапс органов малого таза: определение стадии изменения коллагена и прогностические  
критерии
Губарькова Е.В., Сироткина М.А., Кузнецова И.А., Тимофеева Л.Б., Советский А.А., Матвеев Л.А.,  
Матвеев А.Л., Зайцев В.Ю., Гладкова Н.Д. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
Основные результаты главы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
19.1. КП ОКТ в исследовании пролапса тазовых органов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302
19.2. Компрессионная оптическая когерентная эластография в исследовании пролапса  
тазовых органов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304
Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305
Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305

Глава 20. Применение ОКТ для мониторинга быстрых и медленных деформаций различной природы  
(на примере роговицы глаза и хрящевой ткани)
Зайцев В.Ю., Советский А.А., Матвеев А.Л., Матвеев Л.А., Соболь Э.Н., Баум О.И.,  
Александровская Ю.А. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313
Заключение 
Гладкова Н.Д., Сироткина М.А.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315

Сведения об авторах и редакторах  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319

Содержание

Предисловие

В предлагаемой книге коллектив нижегород-

ских ученых — врачей, биологов и физиков —
впервые представляет результаты клинического 
применения метода мультимодальной оптической 
когерентной томографии для решения широкого 
круга задач как в онкологии, так и при 
неонкологических заболеваниях. Возможности 
нового метода медицинской визуализации еще 
только начинают обсуждаться в мире врачами 
и специалистами по биофотонике, но уже 
продемонстрирована перспективность, высокий 
потенциал и диагностическая значимость 
метода в медицинской практике. Несомненная 
важность публикации данной книги связана 
с малым количеством научной литературы на 
русском языке по данной теме.
Читателю представляется возможность познакомиться 
с принципиально новыми модальностями 
оптического метода получения 
изображений тканей человека в масштабе клас-
си ческой 
гистологии. 
Модальности 
метода 

включают визуализацию на микроуровне внутренней 
структуры и жесткости биотканей, 
оценку гемо- и лимфоциркуляции. На основе 
дополнительного численного анализа полученных 
оптических изображений могут быть сформулированы 
уточняющие критерии дифференциальной 
диагностики заболеваний, проведена 
оценка эффективности их лечения. Подлинное 
место мультимодальной оптической когерентной 
томографии в онкологии и при неонкологических 
заболеваниях еще только предстоит 
оценить в ближайшем будущем.
По нашему мнению, книга «Мультимодаль-
ная оптическая когерентная томография в клинической 
медицине» будет интересна широкому 
кругу научных сотрудников и практикующих 
врачей различных специальностей – онкологам, 
хирургам, гинекологам, дерматологам, отоларингологам, 
а также студентам, ординаторам 
и аспирантам биологических и медицинских 
вузов.

Лукьянов Сергей Анатольевич, д.б.н., академик РАН, ректор РНИМУ 

им. Н.И.  Пирогова, лауреат Государственной премии РФ;

Стилиди Иван Сократович, д.м.н., профессор, академик РАН, директор 

ФГБУ «НМИЦ онкологии им. Н.Н.  Блохина» Минздрава России, главный 
внештатный специалист-онколог Минздрава России

Список сокращений

АК 
– аденокарцинома

АПГ 
– атипичная протоковая гиперплазия

АСБ 
– атеросклеротическая бляшка

АСМ 
– атомная силовая микроскопия

БКР 
– базальноклеточный рак

БП 
– барабанная полость

ВИН 
– вульварная интраэпителиальная неоплазия


ВС ОКТ 
– внутрисосудистая 
оптическая 
когерентная 
томография

ВЧ 
– высокочастотный

ГВГ 
– генерация второй гармоники

ДВАФ 
– двухфотонная возбуждаемая автофлуо-
ресценция

ДТ-МРТ 
– диффузионно-тензорная магнитно-резонансная 
томография

ИГХ 
– иммуногистохимия, 
иммуногистохи-
мический

иМРТ 
– интраоперационная 
магнитно-резонансная 
томография

ИПФ РАН – Институт прикладной физики Российской 
академии наук

ИФД 
– интегральный фактор деполяризации

КВ 
– коллагеновые волокна

КП ОКТ 
– кросс-поляризационная 
оптическая 

когерентная томография

кПа 
– килопаскаль

КР 
– колоректальный рак

КТ 
– компьютерная томография

НВЗ 
– наиболее вероятное значение

НСП 
– наружный слуховой проход

НЦМУ 
– научный центр мирового уровня

ОИИ 
– острая интестинальная ишемия

ОКА 
– оптическая когерентная ангиография

ОКЛ 
– оптическая когерентная лимфангио-
графия

ОКТ 
– оптическая когерентная томография, 

оптический когерентный томограф

ОКЭ 
– оптическая когерентная эластография

ОМИ 
– острая мезентериальная ишемия

ПТО 
– пролапс тазовых органов

РМЖ 
– рак молочной железы

РНФ 
– Российский научный фонд

РОД 
– разовая очаговая доза

РФФИ 
– Российский фонд фундаментальных 

исследований

СЛ 
– склеротический лихен

СОД 
– суммарная очаговая доза

СП 
– санитарные нормы и правила

ТМ 
– тимпанальная мембрана (барабанная 

перепонка)

УБС 
– уретральный болевой синдром

УЗ 
– ультразвуковой

ФБУЗ ПОМЦ ФМБА России — Федеральное бюджетное 
учреждение здравоохранения 
«Приволжский окружной медицинский 
центр» Федерального медико-биологического 
агентства

ФДТ 
– фотодинамическая терапия

ФЦ 
– флуоресцентная цистоскопия

ЭВ 
– эластические волокна

ЭСО 
– экссудативный средний отит

ALA 
– aminolevulinic acid, аминолевулиновая 

кислота

ANSI 
– American national standards institute, 

Американский национальный институт 
стандартов

DCIS 
– ductal carcinoma in situ, внутрипротоко-
вый рак in situ

FD OCT 
– frequency domain optical coherence to-

mo graphy, спектральная оптическая когерентная 
томография

FF-OCT 
– full field optical coherence tomography, 

оптическая когерентная томография 
полного поля

IDF 
– incident dark field, темное поле с прямым 
освещением

SDF 
– sidestream dark field, темное поле с диффузным 
освещением

SD-OCT 
– spectral domain optical coherence tomo-

graphy, спектральная оптическая когерентная 
томография

SS-OCT 
– swept source optical coherence tomo-

graphy, оптическая когерентная томография 
с перестраиваемым источ- 
ником

TD-OCT 
– time-domain optical coherence tomo gra-

phy, корреляционная оптическая когерентная 
томография

Введение

Разработка и применение новых диагностических 
технологий является одним из ключевых 
направлений развития современной медицины. 
Метод оптической когерентной томографии 
(ОКТ) в последнее десятилетие активно внедряется 
в клиническую практику. ОКТ в офтальмологии 
приобрела статус классического 
метода визуализиции, без которого уже не могут 
обойтись практикующие врачи. ОКТ исследует 
ткани тела человека на микроуровне в реальном 
времени, без использования дополнительных 
красителей, без нарушения целостности тканей, 
визуализирует их структурные и функциональные 
особенности на глубину нескольких 
миллиметров, обеспечивает высокое пространственное 
разрешение порядка единиц микрометров. 
Метод ОКТ развивается и приобретает 
дополнительные модальности для повышения 
информативности и новых диагностических 
возможностей: ОКТ-ангиографии, ОКТ-лим-
фангиографии, ОКТ-эластографии и по ля риза 
ционно-чувствительной ОКТ, их принято 
объединять термином мультимодальная ОКТ. 
В мировой литературе появляются примеры 
результативного применения мультимодальной 
ОКТ в клинической медицине, разрабатываются 
новые уточняющие критерии диагностики 
заболеваний, мониторинга и контроля  
лечения.
Настоящий научный труд направлен на демонстрацию 
применения новых модальностей 
скоростной спектральной ОКТ для решения 
фундаментальных и прикладных задач оценки 
микроструктуры тканей при онкологических 
и неонкологических процессах. Книга знакомит 
с результатами исследования рассеивающих, 
поляризационных и упругих свойств различных 
тканей организма человека, а также с визуализацией 
кровеносных и лимфатических сосудов 
в норме и при патологических состояниях. Это 
позволяет сформулировать показания к применению 
мультимодальной ОКТ. В книге подробно 
описаны достоинства и ограничения метода, 
представлены новые знания о возможностях визуального 
и численного анализа ОКТ данных.
Научный труд содержит физическую и техническую 
информацию, без которой трудно  

изложить основы метода и варианты его приборной 
реализации. Книга включает подробное 
описание основ получения и численной обработки 

изображений 
кросс-поляризационной 
ОКТ, ОКТ-ангиографии, ОКТ-лимфангиогра-
фии и компрессионной ОКТ-эластографии. 
Про демонстрированы различные варианты спе-
циа лизированных ОКТ-зондов. При проведении 
исследований методом мультимодальной ОКТ 
важнейшее значение имеют конструктивные 
особенности зондов, обеспечивающие удобный 
доступ к зоне интереса. Приоритет нижегородской 
группы состоит в разработке и создании 
портативной кросс-поляризационной корреляционной 
ОКТ-установки со сменными стерилизуемыми 
минизондами, совместимыми со 
стандартными эндоскопами, а также линейки 
специализированных зондов: для отоскопических 
исследований; для интраоперационного 
доступа под микроскопом при хирургических 
операциях на головном мозге; для интраопера-
ционного использования на сетчатке глаза; для 
прицельного наведения при стереотаксической 
биопсии головного мозга (игольчатый зонд); 
для 
приповерхностных 
интраоперационных 
исследований (серия зондов) и для приповерхностных 
экспериментальных исследований.
История развития ОКТ, наряду с совершенствованием 
приборной базы, включает разработку 
клинических методик ОКТ с обоснованием 
показаний к использованию нового 
метода визуализации в медицине. Показания 
к ОКТ-ис следованию учитывают такие технические 
характеристики, как высокая разрешающая 
способность, неинвазивность (возможность 
применения, не повреждая целостности ткани), 
реальное время получения информации, быстродействие, 
многофункциональность и наличие 
специализированных ОКТ-зондов, обеспечивающих 
доступ к зоне интереса. Сочетание этих 
возможностей делает мультимодальную ОКТ 
перспективной для оптимизации прицельной 
биопсии, проведения дифференциальной диагностики 
патологических состояний, контроля 
органосохраняющих операций и мониторинга 
консервативных методов лечения.

В главах, посвященных клиническому приложению 
метода, научный труд описывает результаты 
пилотного применения мультимодальной 
ОКТ в клинической практике различных онкологических 
процессов, таких как рак мочевого 
пузыря, глиомы головного мозга, рак молочной 
железы, меланома, базальноклеточный рак 
кожи и колоректальный рак, где особое внимание 
уделено возможности дифференциальной 
диагностики подтипов опухолей и способов ин-
траоперационного поиска границ резекции исследуемых 
опухолей. Кроме того, представлены 
результаты исследований с помощью мультимо-
дальной ОКТ тканей коронарных артерий для 
выявления нестабильных атеросклеротических 
бляшек, состояния барабанной перепонки при 
негнойных заболеваниях среднего уха, транс-
серозного исследования стенки тонкой кишки 
при острой мезентериальной ишемии, ткани 
уретры при уретральном болевом синдроме, 
ткани вульвы при склеротическом лихене и ткани 
влагалища при пролапсе органов малого таза. 
В книге продемонстрированы результаты клинического 
использования новых модальностей 
ОКТ для мониторинга эффективности лечения. 
Так, ОКТ-ангиография применена для контроля 
эффективности фотодинамической терапии 
базальноклеточного рака кожи, а также оценки 
реакции здоровой слизистой оболочки полости 
рта на лучевую терапию при лечении опухолей 
головы и шеи. Показано, что кросс-поляризационная 
ОКТ может быть использована в качестве 
уточняющего метода для оценки реакции 
здоровой слизистой оболочки мочевого пузыря 
и полости рта на лучевую терапию вблизи расположенных 
опухолей. Апробация метода муль-
тимодальной ОКТ, в ходе которой обследовано 
более 5000 пациентов, проведена на базе ряда 
российских и зарубежных клиник. 

Традиционно принято выделять несколько 
уровней анализа ОКТ данных: эвристический 
(где использована формализация визуальных 
признаков, на которые опирается специалист 
при анализе изображений) и методы машинного 
обучения (способ получения диагноза по 
данным ОКТ с использованием современных 
алгоритмов анализа изображений без формального 
описания диагностических признаков на 
понятном пользователю языке). Второй уровень 
анализа только начинает завоевывать свое 
место в оценке диагностических изображений 

в клинической практике. В книге приводится 
обзор эвристических методов получения численных 
характеристик по кросс-поляризационным, 
ангио графическим и эластографическим 
ОКТ-изображениям.
Опубликованные в книге научные результаты 
полностью отвечают условиям новизны 
и оригинальности и, по существу, дополняют 
имеющиеся в мировой науке сведения об особенностях 
изменения структурных и функциональных 
характеристик тканей при онкологических 
и неонкологических процессах, изучение 
которых доступно новым модальностям ОКТ. 

Настоящая книга является коллективным научным 
трудом мультидисциплинарной команды 
медиков Приволжского исследовательского медицинского 
университета и физиков Института 
прикладной физики РАН, в котором представлены 
результаты исследований последних 
15 лет в области развития методов оптической 
когерентной томографии в России. Книга продолжает 
традицию отчета уникального научного 
коллектива перед российской читательской 
аудиторией, интересующейся развитием медицинской 
биофотоники. В 2007 г. издательство 
«ФИЗМАТЛИТ» при поддержке Российского 
фонда фундаментальных исследований (проект 
06-02-30046д) опубликовало первое на русском 
языке «Руководство по оптической когерентной 
томографии», в котором были представлены результаты 
внедрения первого поколения отечественных 
приборов ОКТ в клиническую практику 
за пределами традиционной для ОКТ офтальмологии. 
Настоящая книга демонстрирует 
следующую ступень развития технологии ОКТ 
в сторону уже не только микроструктурных, 
но и функциональных исследований тканей, 
разрешающих физиологические и патологические 
процессы на уровне единиц микрометров. 
В коллектив авторов книги входят специалисты 
медицинского, биологического, физического 
и физико-математического профилей, имеющие 
многолетний опыт работы с использованием 
кросс-поляризационной ОКТ, ОКТ-ангиографии, 
ОКТ-лимфангиографии и компрессионной 
ОКТ-эластографии, а также лазерной 
сканирующей и атомно-силовой микроскопии 
и работающие в различных областях медицины. 
Такое объединение разностороннего опыта 
авторов книги позволило продемонстрировать 
новые возможности мультидисциплинарного 

Введение

использования метода мультимодальной ОКТ 
в клинической прак тике. 

Подобная книга впервые издается на русском 
языке и на сегодняшний день является 
наиболее полным руководством по мультимо-
дальной ОКТ, так как, наряду с принципами 
метода и описанием технологических решений 
для его реализации, содержит примеры клинического 
применения и мультидисциплинарный 
атлас изображений (168 иллюстраций).
Исследования по оптической когерентной 
томографии активно поддерживаются Российским 
правительством и российскими научными 
фондами — грантами Правительства РФ 
14.B25.31.0015; грантами Президента РФ — МК-
6504.2016.2, МК-905.2017.7, МК-6634.2018.7, 
МК-3416.2018.2; грантами Российского фонда 
фундаментальных исследований (РФФИ) — 94-
02-03913-а, 95-02-05990-а, 96-02-18964-а, 99-02- 
16265-а, 03-02-17253-а, 04-02-08095 офи_а, 05-
02-16748-а, 08-02-01152-а, 13-02-00436, 13-02-
00627, 13-02-97131, 15-42-02513, 15-02-08162, 16-

02-00846, 16-07-00655, 16-02-00670, 16-34-00995, 
16-02-00642, 18-29-01049, 18-32-20056, 18-42-
520018, 18-32-00608, 19-315-90087, 19-07-00395, 
19-02-00645, 19-32-90110; грантами Российского 
научного фонда (РНФ) — 14-15-00538; 16-
15-10391; 16-15-10274; 17-15-01507; 17-72-20249; 
18-75-10068; 19-75-10096; 19-75-10084; Министерством 
науки и высшего образования РФ 
(НЦМУ «Центр фотоники») — 075-15-2020-906; 
Федеральной целевой программой — 8145; государственным 
заданием Минздрава РФ; государственным 
заданием ИПФ РАН (0035-2019-0013 
и 0030-2021-0013 ; 0035-2019-0007; 0030-2021-
0007).
Книга может представлять интерес и будет 
полезна как научным сотрудникам и студентам-
биофизикам, 
биологам 
и 
медикам, 

так и практикующим врачам в области онкологии, 
нейрохирургии, дерматологии, оториноларингологии, 
абдоминальной хирургии, гинекологии, 
урологии, рентгенохирургии и других 
медицинских специальностей.

Введение

Часть I

Основы метода мультимодальной  
оптической когерентной томографии

Ксенофонтов С.Ю., Шилягин П.А., Моисеев А.А., Маткиевский В.А., Ромашов В.Н., 
Терпелов Д.А., Шабанов Д.В., Лесниченко С.В., Касаткина И.В., Василенкова Т.В., 
Геликонов В.М., Геликонов Г.В.

Оптическая когерентная томография (ОКТ) 
является 
неинвазивным 
(малоинвазивным) 
методом построения изображений приповерхностной 
внутренней структуры биологических 
тканей на глубину до 2 мм с характерным разрешением 
2–20 микрон. Для зондирования используется 
излучение ближнего инфракрасного 
диапазона малой мощности. В результате сканирования 
после обработки на мониторе компьютера 
отображаются двумерная или трехмер-
ная карты распределения обратного рассеяния 
в среде. Обычно более яркие точки изображе-

ния соответствуют способности среды сильнее 
рассеивать излучение назад. В случае мульти-
модальной ОКТ на мониторе отображаются 
распределения дополнительных характеристик 
исследуемой ткани. Например, визуализация 
кровеносных (оптическая когерентная ангиография — 
ОКА) и лимфатических (оптическая 
когерентная лимфангиография — ОКЛ) сосудов, 
распределение упругости (оптическая когерентная 
эластография — ОКЭ), распределение 
обратного рассеяния в ортогональной поляризации (
кросс-поляризационная ОКТ — КП ОКТ).

1.1. Зондирование среды низкокогерентным излучением

Технология ОКТ активно развивается в течение 
последних трех десятилетий [1–4]. Исследованиями 
и разработками в области ОКТ 
в настоящее время во всем мире занимается 
до тысячи исследовательских групп. Основное 
практическое применение ОКТ — это визуализация 
внутренней структуры биологических 
и биоподобных сред. Для этого в ОКТ используется 
зондирование объекта маломощным широкополосным 
или перестраиваемым оптическим 
излучением ближнего инфракрасного диапазона. 
Излучение рассеивается на оптических 
неоднородностях среды. Рассеянная назад часть 
излучения принимается и анализируется для 
построения карты распределения неоднородностей, 
что визуализирует внутреннюю структуру 
ткани. Дополнительные оптические, механические 
и вычислительные методы позволяют 
визуализировать такие свойства объекта, как 
упругость, способность среды воздействовать на 
поляризацию излучения, наличие микроцирку-
ляции (ангиография). 
Инвазивность методов визуализации в медицине 
определяется как возможностью доставки 
излучения к нужным тканям и органам, 
так и воздействием этого излучения на ткани. 

Последнее можно минимизировать за счет применения 
зондирующего излучения с низким 
поглощением в тканях и низкой мощностью. 
Как правило, мощность оптического излучения 
ОКТ-устройств не превышает предельно допустимые 
значения для лазерного продукта Класса 
1, установленные стандартами оптической безопасности (
ISO 60825, ANSI Z.136, СП 5804-91).  
Другими словами, отсутствие существенного 
воздействия на биоткани, определяющего метод 
ОКТ как минимально инвазивный, связано 
с тем, что зондирующее излучение такой мощности 
не может вызвать термического воздействия, 
а ближний инфракрасный диапазон обеспечивает 
отсутствие фотохимических эффектов [5]. 
Одновременно выбор так называемого «терапевтического 
окна прозрачности биоткани», 
то есть спектрального диапазона, где исследуемые 
ткани обладают малым поглощением света, 
обеспечивает максимальную глубину визуаль-
зации.
Продольное (вдоль направления распространения 
света) пространственное разрешение 
методов ОКТ определяется длиной когерентности 
зондирующего излучения. Оно пропорционально 
квадрату центральной длины волны  

Глава 1 
Физические принципы оптической когерентной  
томографии