Научная тема: «РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ ОПТИЧЕСКОЙ ТОМОГРАФИИ ДЛЯ МЕДИЦИНСКИХ И БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРИМЕНЕНИЙ»
Специальность: 03.01.02
Год: 2011
Основные научные положения, сформулированные автором на основании проведенных исследований:
  1. Различие оптических свойств нормальных и патологически измененных покровных тканей позволяют разработать критерии интерпретации клинических изображений, полученных с использованием эндоскопической ОКТ установки.
  2. Методика проведения органосохраняющий операции гортани при злокачественной опухоли может быть создана на основе метода диагностики границы методом ОКТ с точностью нескольких сотен микрон и бескровной лазерной резекцией на длинах волн 1.44 мкм и 1.32 мкм.
  3. КП ОКТ позволяет дифференцировать здоровую, неопластическую  слизистую и метаплазию на основе резкого различия в деполяризации света при рассеянии на коллагеновых волокнах и на клетках.
  4. Метод кросс-поляризационной отражательной рефлектометрии позволяет в режиме реального времени, неинвазивно определять границы злокачественных образований.
  5. Использование компрессии позволяет контрастировать ОКТ-изображения слоев биоткани с различными механическими  свойствами. Компрессия с силой более 1 Н (при площади щупа 5 мм2) позволяет выделить особенности на ОКТ-изображениях, которые отличаются при воспалении и карциноме прямой кишки при диагностике в экспериментах ex vivo.
  6. Контрастирование структурных элементов ОКТ-изображений покровных тканей животных in vivo может быть основано на различии диффузионных свойств ткани для наночастиц c плазмонным резонансом на длине волны зондирующего излучения. Максимальный контраст между слоями (10 дБ, на глубине 500-700 мкм) при сравнении эффективности применения различных наночастиц в качестве контрастирующих агентов достигается при использовании золотых нанооболочек, обладающих плазмонным резонансом на частоте локации.
  7. В широком диапазоне параметров ИК лазерного излучения, поглощаемого в биовеществе, в основном, водой, оптическая когерентная томография позволяет наблюдать динамику процессов фотоденатурации, свеллинга (разбухания) и абляции, а также измерять термически пораженную зону в результате лазерного воздействия. Метод ОКТ может быть успешно использован для диагностики процессов лазерной модификации биотканей в реальном времени.
  8. При локации поглощающих и рассеивающих включений в биоткани оптический диффузионный томограф, основанный на регистрации сильно рассеянной (диффузной) компоненты излучения методом волн фотонной плотности, позволяет определять  компонентный состав (окси - и дезоксигемоглобина) биоткани, и может быть применен для мониторинга лечения злокачественных опухолей молочной железы.
Список опубликованных работ
Список публикаций в реферируемых журналах, входящих в список ВАК

1. Антипенко А.Г., Аpтемьев Н.В., Бетин А.А., Каменский В.А., Новиков В.П., Плотниченко В.Г, Скpипачев И.В., Снопатин Г.Е., О возможности пеpедачи излучения YAG:Er лазеpа на основе халькогенидного стекла для офтальмологии //Квантовая электpоника, 1995, Т. 22, № 5, C. 523-525.

2. Басков А.В., Шехтер А.Б., Соболь Э.Н., Воробьева Н.Н., Омельченко А.И., Гаврильчак А.В., Басков В.А., Захаркина О.Л., Фельдштейн Ф.И., Каменский В.А., Куранов Р.В., Борщенко И.А., Жевлаков С.В. Влияние лазерного излучения на процессы регенерации хрящевой ткани межпозвоночных дисков. 1. Предварительное сообщение // Лазерная Медицина, 2002, Т.6, № 2, С. 25-31.

3. Большунов АВ, Федоров АА, Соболь ЭН, Свиридов АП, Воробьева НН, Гамидов АА, Бузыканова МА, Родин АС, Шехтер АБ, Каменский ВА, Куранов РВ Неабляционное действие инфракрасного лазерного излучения на склеру глаза. Результаты морфологических исследований обратимых и необратимых изменений структуры / /Рефракционная хирургия и офтальмология, 2002, Т. 2, № 2, С. 33-38

4. Сапожникова В.В., Каменский В.А., Куранов Р.В. Визуализация растительных тканей методом оптической когерентной томографии// Физиология растений, 2003, Т. 250, № 2, С. 282-286.

5. Кутис И.С., Сапожникова В.В., Куранов Р.В., Каменский В.А. Исследование методами оптической когерентной микроскопии и оптической когерентной томографии морфо-функционального состояния тканей высших растений // Физиология растений., 2005, Т. 52, №4, С. 628–634.

6. Петрова Г. А., Дерпалюк Е. Н., Петрова К. С., Гладкова Н. Д., Иксанов Р. Р., Каменский В. А. Возможности оптической когерентной томографии в прижизненной диагностике базалиомы // Экспериментальная и клиническая дерматокосметология 2006, №4, С. 2-7.

7. Н.Ю. Игнатьева, О.Л. Захаркина, Э.Н. Соболь, В.В. Лунин, В.А. Каменский, И.В. Андреева, С.В. Аверкиев, А.В. Мяков. Изменение структуры коллагена фиброзного кольца при термическом и ИК лазерном воздействии // Доклады Академии Наук, 2007, Т.413, №6, С. .845-847.

8. Е.В. Загайнова, М.В. Ширманова, В.А. Каменский, М.Ю. Кирилин, А.Г. Орлова, И.В. Балалева, Б.Н. Хлебцов. Исследования контрастирующих свойств золотых наночастиц для ОКТ // Российские нанотехнологии. 2007, Т. 2, №. 7-8, С. 135-143.

9. Логунова М.А., Шахова М.А., Андреева И.В., Игнатьева Н.Ю., Каменский В.А., Баграташвили В.Н., Лунин В.В., Стабильность коллагена в системе надхрящница - хрящ на примере щитовидного хряща гортани // Биофизика, 2008, Т.53, № 5, C.202-210.

10. Петрова Г.А., Петрова К.С., Шливко И.Л., Иксанов Р.Р., Каменский В.А. Экспериментальная идентификация компонентов ОКТ изображений тонкой кожи человека // Российский журнал кожных и венерических болезней, 2008, №6, C 53-57.

11. Петрова Г. А., Шливко И. Л., Зорькина М. В., Петрова К. С., Иксанов Р.Р., Каменский В.А. Прижизненный ОКТ-мониторинг морфологических изменений кожи как контроль эффективности лечения дерматозов // Киническая дерматология и венерология, 2008, №1, С.36-39 59.

12. Каменский В.А., Орлова А.Г., Турчин В.И., Фикс И.И., Клешнин М.С., Турчин И.В. Оптическая диффузионная томография для диагностики рака молочной железы //Альманах клинической медицины, 2008. Т. 17, ч. 1. С 61-63.

13. Загайнова Е.В., Ширманова М.В., Сироткина М.А., Орлова А.Г., Балалаева И.В., Каменский В.А. Повышение информативности оптической томографии с использованием металлических и полупроводниковых наночастиц // Альманах клинической медицины, 2008, Т. 17, часть 2, С 333-334.

14. Агрба П.Д, Кириллин М.Ю., Абелевич А.И., Загайнова Е.В., Каменский В.А. Компрессия, как метод повышения информативности ОКТ // Оптика и спектроскопия, 2009, Т. 107, № 6, С. 903-908.

15. Петрова Г.А., Шливко И.Л., Каменский В.А., Иксанов Р.Р., Агрба П.Д., Зорькина М.В., Петрова К.С. Опыт использования ОКТ для исследования фармакодинамических свойств и эффективности увлажняющих свойств in vivo // Современные вопросы дерматовенерологии, иммунологии и врачебной косметологии, 2009, Т. 4, № 4, С. 15-22.

16. Каменский В.А., Морозов А.Н., Мяков А.В., Агрба П.Д., Шахова Н.М. Эндоскопический кросс-поляризационный спектрометр-прибор для пункционной диагностики // Оптика и спектроскопия. 2010. Т. 109. №2. C. 1397-1401.

17. Масленникова А.В, Голубятников Г.Ю., Орлова А.Г., Плеханов В.И., Артифексова А.А., Шахова Н.М., Каменский В.А., Турчин И.В. Неинвазивный оптический метод оценки кислородного статуса новообразований молочной железы // Опухоли женской репродуктивной системы, 2010, № 1, C 5-10.

18. Сироткина М.А., Елагин В.В., Ширманова, М.В., Бугрова, М.Л., Снопова Л.Б., Надточенко В.А., Каменский В.А., Загайнова Е.В. Лазерная гипертермия опухолей с нанотермосенсибилизаторами // Современные технологии в медицине. 2010. № 1. С. 6-11.

19. Голубятников Г.Ю. Шахова М.А., Снопова Л.Б., Терентьева А.Б., Игнатьева Н.Ю.,.Каменский В.А. Сравнительные исследования инфракрасного лазерного и высокочастотного воздействий на биоткани in vitro методом поляризационно-чувствительной оптической когерентной томографии // Радиофизика (Изв. Вузов) ISSN 0021-3462, 2010, Т.53. № 1. C. 41-50.

20. Кириллин M.Ю., Агрба П.Д., Сироткина М.А., Ширманова М.В. Загайнова Е.В., Каменский В.А. Контрастирование структурных элементов кожи наночастицами в оптической когерентной томографии: количественная оценка // Квантовая Электроника, 2010, Т.40, № 6, С. 525-530

21. Морозов А. Н., Турчин И. В., Каменский В. A., Фикс И. И., Лазуткин А. А., Безряднов Д. В., Иванова А. А., Топтунов Д. М.,. Анохин К. В Волоконно-оптическая флуоресцентная микроскопия для исследования биологических объектов // Квантовая электроника, 2010, Т. 40 № 9, С. 842–846.

22. Орлова А.Г., Масленникова А.В., Голубятников Г.Ю., Каменский В.А., Шахова Н.М., Бабаев А.А., Неинвазивное определение кислородного статуса экспериментальной опухоли методом оптической диффузионной спектроскопии // Биофизика, 2011, Т. 56, №. 2, С 349-355.

23. Kamensky V., Feldchtein F., Gelikonov V., Snopova L., Muraviov S., Malyshev A., Bityurin N. and Sergeev A. In sity monitoring of laser modification process in human cataractous lens and porcine cornea using coherence tomography // J. Biomedical Optics , 1999, V. 4, N 1, P 137-143.

24. Kamensky V., Skripatshev V., Snopatin G., Pushkin S., Tshurbanov M. High-power As-S glass fiber delivery instrument for pulse YAG:Er laser radiation // Applied Optics, 1998, V. 37, № 24, P. 5596-5599.

25. Shakhov A.V., Terentjeva A.B., Kamensky V.A., Snopova L. Optical Coherence Tomography Monitoring for Laser Surgery of Laryngeal Carcinoma // Journal of Surgical Oncology, 2001, V. 77, P. 253-259,.

26. Kuranov R. V., Sapozhnikova V. V., Turchin I. V., Zagainova E. V., Gelikonov V. M., Kamensky V. A., Snopova L. B., and Prodanetz N.N. Complementary use of cross-polarization and standard OCT for differential diagnosis of pathological tissues // Optics Express, 2002. V. 10, №. 15, P. 707-713.

27. Shakhova N.M., Gelikonov V.M., Kamensky V.A., Kuranov R.V., Turchin I.V. Clinical Aspects of the Endoscopic Optical Coherence Tomography and the Ways for Improving Its Diagnostic Value // Laser Physics, 2002, V. 12, №4. P. 617-626.

28. Turchin I.V., Sergeeva E.A., Dolin L.S., Kamensky V.A. Estimation of Biotissue Scattering Properties from OCT Images Using a Small-Angle Approximation of Transport Theory // Laser Physics, 2003, V. 13, №. 12, P. 1524-1529.

29. Gelikonov VM, Gelikonov GV, Dolin LS, Kamensky VA, Sergeev AM, Shakhova NM, Gladkova ND, Zagaynova EV Optical Coherence Tomography: physical principles and applications //Laser Physics, 2003, V. 13, № 5, P. 692-702.

30. Sapozhnikova V. V., Kamensky V. A., Kuranov R. V., Kutis I., Snopova L. B., Myakov A. V. In vivo visualization of Tradescantia leaf tissue and monitoring the physiological and morphological states under different water supply conditions using optical coherence tomography // Planta. 2004, V. 219, p. 601–609.

31. Sapozhnikova V.V., Shakhova N.M., Kamensky V.A., Petrova S.A., Snopova L.B., and Kuranov R.V. Capabilities of fluorescence spectroscopy using 5-ALA and optical coherence tomography for diagnosis of neoplastic processes in the uterine cervix and vulva // Laser Physics, 2005, V. 15, № 12, P. 1664–1673.

32. Turchin I.V., Sergeeva E. A., Kamensky V. A.,Dolin L.S., Shakhova N. M., Richards-Kortum R., Novel algorithm of processing Optical Coherence Tomography images for differentiation of biological tissue pathologies // Journal of Biomedical Optics, 2005, 10(6), 064024, November/December

33. Ignatieva N.Yu., Zakharkina O.L., Andreeva I.V., Sobol E.N., Kamensky V.A., Myakov A.V., Averkiev S.V., Lunin V.V.. IR Laser and Heat-induced Changes in Annulus Fibrosus Collagen Structure, Photochem. Photobiol., 2007, V. 83, № 3, P. 675–685.

34. Sobol’ E.N., Baum O.I., Bol’shunov A.V., Sipliviy V.I., Ignat’eva N.Yu., Zakharkina O.L., Lunin V.V., Omel’chenko A.I., Kamenskiy V.A., and Myakov A.V. Eye tissue structure and refraction alterations upon nondestructive laser action // Laser Physics. 2006. V.16, № 5, P .735–740.

35. Orlova A.G., Turchin I.V., Plehanov V.I., Shakhova N.M., Fiks I.I., Kleshnin M.I., Sergeeva E.A., Konuchenko N.Yu., and Kamensky V.A.. Frequency-domain diffuse optical tomography with single source-detector pair for breast cancer detection // Laser Phys. Letters. 2008, V. 5, №. 4, P. 321–327.

36. Ignatieva N., Zakharkina O., Sobol E., Kamensky V. and Lunin V. Effects of lasers irradiation on collagen organization in chemically indused degenerative annulus fibrosus of lumbar intervertabral disc // Lasers in Surgery and Medicine, 2008, V. 40, P. 422-432.

37. Turchin I.V., Balalaeva I.V., Vasil´ev R.B., Zlomanov V.P., Plehanov V.I., Orlova A.G., Zagaynova E.V., Kamensky V.A., Kleshnin M.S., Shirmanova M.V., Dorofeev S.G., and Dirin D.N. Imaging of QDs-labeled tumors in small animals by fluorescence diffuse tomography // Laser Physics Letters, 2006. V. 3, № 4. P. 208–211.

38. Zagaynova E.V., Shirmanova M.V., Kirillin M.Yu., Khlebtsov B.N., Orlova A.G., Balalaeva I.V., Sirotkina M.A., Bugrova M.L, Agrba P.D. and Kamensky V.A., Contrasting properties of gold nanoparticles for optical coherence tomography: phantom, in vivo studies and Monte Carlo simulation // Phys. Med. Biol., 2008, V. 53, P 4995-5009.

39. Sirotkina M.A., Zagaynova E.V., Shirmanova M.V., Kirillin M.Yu., Agrba P.D., Kamensky V.A.,.Bugrova M.L Continuous optical coherence tomography monitoring of nanoparticles accumulation in biological tissues // Journal of Nanoparticle Research, 2011, V. 13, Issue 1, P 283 -290.

40. Ignatieva N., Guller A., Zakharkina O., Sandnes B., Shekhter A., Kamensky V., Zvyagin A. Laser-induced modification of the patellar ligament tissue: comparative study of structural and optical changes // Laser Med. Sci., 2011, V. 26, P 401-413.

41. Kirillin M.Yu., Agrba P.D., Kamensky V.A. In vivo study of the effect of mechanical compression on formation of OCT images of human skin // J Biophotonics, 2010. V. 10. P 1-7.

42. Maslennikova A.V., Orlova A.G., Golubiatnikov G.Yu., Kamensky V.A., Shakhova N.M., Babaev A.A.,Snopova L.B., Ivanova I.P., Plekhanov V.I., Prianikova T.I., and Turchin I.V. Comparative study of tumor hypoxia by diffuse optical spectroscopy and immunohistochemistry in two tumor models // J. Biophotonics. 2010. V. 3, № 12. P. 743-751.

Препринты

Малышев А.Ю., Каменский В.А, Битюрин Н.М. Динамика свеллинга мягкой биологической ткани при воздействии ИК-лазеров в доабляционном режиме. Препринт ИПФ РАН г. Нижний Новгород. 2001. № 558.

Главы в книгах

1. Sapozhnikova V.V., Kutis I.S., Kutis S.D., Kuranov R.V., Gelikonov G.V., Shabanov D.V., Kamensky V.A. In vivo monitoring of seeds and plant tissue water absorption using optical coherence tomography and optical coherence microscopy// Chapter 6 in Plant Cell Diagnostics (Images, Biophysical and Biochemical Processes in Allelopathy). Enfield, Jersey, Plymoth: Science Publisher. 2007, P. 71-86.

2. Roshina V.V, Kutis I.S., Kutis L.M., Gelikonov V.M., Kamensky V.A.. Optical coherence microscopy: Study of plant Secretory structure// Chapter 7 in Plant Cell Diagnostics (Images, Biophysical and Biochemical Processes in Allelopathy). Enfield, Jersey, Plymoth: Science Publisher. 2007, P. 86 -92.

3. Балалаева И.В., Турчин И.В. Иксанов Р.Р., Каменский В.А., Геликонов Г.В., Фельдштейн. Ф.И. Методы численного анализа ОКТ-изображений. // В книге: «Руководство по оптической когерентной томографии» М.: Физматлит, Медицинская книга. 2007, С. 274-284.

4. Dolin L.S., Feldchtein F.I., Gelikonov G.V., Gelikonov V.M., Gladkova N.D., Iksanov R.R., Kamensky V.A., Kuranov R.V., Sergeev A.M., Shakhova N.M., Turchin I.V. Fundamentals and Clinical Applications of the PM-Fiber Based Endoscopic OCT // Coherent-Domain Optical Methods Biomedical Diagnostics, Environmental and Material Science./: Kluwer Academic Publishers, 2004, P.- 211-271.

5. Terenteva A.B., Shakhov A.V., Maslenikova A.V., Gladkova N.D., Kamensky V.A., Feldstein F.I., and Shakhova N.M. OCT in Laringology Chapter 36 in Optical Coherence Tomography, Springer,2009, P. 1123-1148.

Патенты

1. Мяков А. В., Каменский В. А. Устройство упругой поляризационной спектроскопии // Патент РФ 2292531.

2.Мяков А.В., Каменский В.А. Устройство упругой поляризационной спектроскопии// Патент РФ на полезную модель № 76207 от 05.03 2007

3.Воробьев В.А, Геликонов Г.В., Геликонов В.М., Каменский В.А., Прудников М.Б., Турчин И.В, Устройство получения контрастных ОКТ изображений // Патент РФ

4. Загайнова Е.В., Ширманова М.В., Орлова А.Г., Балалаева И.В., Каменский В.А. Способ исследования состояния кожи методом оптической когерентной томографии//. Заявка на изобретение РФ 2007131190

5.Клешнин М.С., Орлова А.Г., Плеханов В.И., Каменский В.А., Турчин И.В. Устройство диффузионной оптической томографии // Заявка на полезную модель РФ 2008 144279/14.