Основы лазерной биофотоники

Аннотация.

Курс представляет собой систематическое изложение физических основ и принципов взаимодействия лазерого излучения с биологическими структурами разных уровней органи-зации с обзором диагностических биомедицинских применений соответствующих методик. В рамках курса последовательно рассматриваются основные аспекты описания процессов упругого, квазиупругого и неупругого рассеяния поляризованного лазерого излучения, а также флуоресценции биомолекул, клеток и тканей, процессы переноса непрерывного и им-пульсного лазерого излучения в средах с сильным рассеянием (биотканях). Обсуждаются та-кие экспериментальные методики, как нефелометрия, спектроскопия рассеяния с интеграль-ными сферами, микроспектрофотометрия; различные виды лазерной визуальзации различ-ных биологических микро- и макронеоднородностей (лазерная микро- и наноскопия, оптиче-ская когерентная и диффузионная томография, оптико-акустическая томография и ангиоско-пия, компьютерная капилляроскопия и др.). Кроме этого обсуждаются проблемы математи-ческого моделирования структуры биообъектов и численные методы расчета процессов рас-сеяния света на частицах и его распространения в биотканях (теории Ми и Ганса-Релея-Дебая, методы Дискретной дипольной аппроксимации, Монте Карло и Дискретных орди-нат). Анализируются условия применимости разных методов и приближений и способы реа-лизации различных режимов работы лазеров, а также основные характеристики выходного излучения и информативности сигналов. Особенностью курса является стремление отсле-дить границы применимости различных подходов к описанию рассматриваемых явлений.