Гиперспектральная Стокс-поляризационная визуализация малигнизации биологических тканей

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 19-79-00082

НазваниеГиперспектральная Стокс-поляризационная визуализация малигнизации биологических тканей

Руководитель Дрёмин Виктор Владимирович, Кандидат технических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева" , Орловская обл

Конкурс №40 - Конкурс 2019 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-609 - Автоматизированные комплексы для биологии и медицины

Ключевые слова неинвазивная диагностика, биомедицинская инженерия, биофотоника, гиперспектральная визуализация, поляризация, биоткань, онкология

Код ГРНТИ76.13.15

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Согласно статистике, в настоящее время злокачественные новообразования являются одной из ведущих причин смертности населения. Так по данным Международного агентства по изучению рака при ВОЗ (IARC) в 2018 году во всем мире зафиксировано примерно 18,1 млн новых случаев заболевания раком. При этом к 2040 году это число достигнет 30 млн человек. Российская Федерация занимает 5-е место в мире по числу смертей от онкологических заболеваний. В большинстве исследований показано, что благоприятный прогноз и наибольшая выживаемость может быть достигнута при выявлении онкозаболевания на ранней стадии. Цель проекта состоит в создании гиперспектрального поляризационно-чувствительного метода обнаружения раковых клеток, как основы для новой неинвазивной технологии быстрой и точной оценки патологического статуса биотканей. В частности, в проекте будет объединена поляризационная оптическая биопсия с циркулярно поляризованным светом и гиперспектральные измерения с целью одновременного анализа микроструктурных и биохимических изменений в биологических тканях для оценки наличия раковых клеток и степени их развития. Предложенная технология будет иметь очевидный потенциал для существенного качественного улучшения работы врачей-патологоанатомов, что значительно ускорит и повысит надежность принимаемых ими решений при проведении анализа биопсийного материала. Предлагаемая работа нова и уникальна в части анализа структурных и функциональных изменений в подозрительных в отношении злокачественного перерождения биологических тканях с использованием излучения с циркулярной поляризации разной длины волны. Проект будет генерировать новые научные знания о взаимодействии оптического излучения с циркулярной поляризацией с биологической тканью и продемонстрирует потенциал его применения в области биомедицинской диагностики.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Дрёмин В., Быков А., Алексеев А., Меглинский И. Ex vivo detection of hepatocellular carcinoma by polyrized light utilizing mouse model Proceedings of Saratov Fall Meeting 2019 (год публикации - 2019)

2. Иванов Д., Борисова Е., Осиковски Р., Быков А., Дрёмин В. A full Mueller matrix measurement of ex vivo colon samples with Stokes polarimeter Proceedings of V Summer School “Photonics meets Biology” (год публикации - 2019)

3. Дрёмин В., Жеребцов Е., Быков А., Попов А., Доронин А., Меглинский И. Influence of blood pulsation on diagnostic volume in pulse oximetry and photoplethysmography measurements Applied Optics, Vol. 58, No. 34, 9398-9405 (год публикации - 2019)
10.1364/AO.58.009398

4. Дрёмин В., Анин Д., Серый А., Боровоква М., Напанкангас Ю., Меглинский И., Быков А. Imaging of early stage breast cancer with circularly polarized light Proceedings of SPIE, Tissue Optics and Photonics, 11363, 1136304 (год публикации - 2020)
10.1117/12.2554166

5. Дрёмин В., Жарких Е. Математическое моделирование взаимодействия поляризованного света с биологическими тканями Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии, №2(340), 136-137 (год публикации - 2020)
10.33979/2073-7408-2020-340-2-136-147

6. Е. Потапова, В. Дрёмин, Е. Жеребцов, А. Мамошин, А. Дунаев Multimodal optical diagnostic in minimally invasive surgery Springer International Publishing, XXVIII, 599 (год публикации - 2020)
10.1007/978-3-030-44594-2_11

7. Иванов Д., Дрёмин В., Быков А., Борисова Е., Генова Т., Попов А., Осиковски Р., Новикова Т., Меглинский И. Colon cancer detection by using Poincare sphere and 2D polarimetric mapping of ex vivo colon samples Journal of Biophotonics (год публикации - 2020)
10.1002/jbio.202000082

8. Дрёмин В.В., Жарких Е.В., Быков А.В. Optical simulation and analysis of a circularly polarization imaging system Proceedings of Saratov Fall Meeting 2020 (год публикации - 2020)

9. Дрёмин В.В., Жарких Е.В. Оптическое моделирование поляризационной системы визуализации Сборник материалов XXXIII Всероссийской научно-технической конференции студентов, молодых ученых и специалистов «БИОТЕХНИЧЕСКИЕ, МЕДИЦИНСКИЕ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ, ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА И РОБОТОТЕХНИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ» (БИОМЕДСИСТЕМЫ - 2020), 354-356 (год публикации - 2020)

10. Иванов Д., Дрёмин В., Борисова Е., Быков А., Меглинский И., Новикова Т., Осиковски Р. Symmetric decomposition of Mueller matrices reveals a new parametric space for polarimetric assistance in colon cancer histopathology Proceedings of SPIE, Polarized Light and Optical Angular Momentum for Biomedical Diagnostics, 11646, 1164614 (год публикации - 2021)
10.1117/12.2578090

11. Дрёмин В., Серый А., Боровокова М., Напанкангас Ю., Меглинский И., Быков А. Histological imaging of unstained cancer tissue samples by circularly polarized light Proceedings of European Conferences on Biomedical Optics (год публикации - 2021)

Публикации