Неинвазивные методы диагностики в медицинской физикеНИР

Methode

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
6 1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. Неинвазивные методы диагностики в медицинской физике
Результаты этапа: Разработаны новые методы восстановления 3-х мерных изображений сетчатки по набору изображений ее слоев, полученных при помощи адаптивной оптической системы. Развиты методы сепарации изображений слоев с использованием цифровой деконволюции на основе функций рассеяния, полученных по измеренной зрачковой функции. Выполнено численное моделирование указанных процедур восстановления с учетом зашумленности и низкого контраста, а так же аберраций реального глаза человека. Кроме того разработан новый метод цифрового восстановления изображений глазного дна с использованием биспектров. Показано, что при определенных условиях можно устранить как влияние нестационарных фазовых искажений, так и стационарных. Данная возможность реализована впервые в мировой практике. Было продолжено исследование влияния спекл-модуляции на точность измерения волнового фронта методом Шака-Гартмана. В данном направлении получены ценные с практической точки зрения результата и обоснованы оптимальные подходы к уменьшения ошибок измерения в данных условиях. Проведены модельные эксперименты на лабораторном макете по одновременной регистрации зрачковой функции и дефокусированных изображений слоев модельной сетчатки, с учетом данных об аберрациях человеческого глаза, как статических, так и динамических, полученных в клинических условиях
7 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. Неинвазивные методы диагностики в медицинской физике
Результаты этапа: Разработаны новые методы восстановления 3-х мерных изображений сетчатки по набору изображений ее слоев, полученных при помощи адаптивной оптической системы. Развит биспектральный метод восстановления изображений с использованием информации о статистике спектров изображений. проведены работы по неинвазивной диагностике локальной температуры сетчатки глаза человека с использованием опто-акустических технологий. При реализации данного направления реализована использовать модель распространения тепла в структурах сетчатки глаза с учетом данных о локальном коэффициенте поглощения, полученные при опто-акустическом зондировании. Проведены эксперименты по определению локального коэффициента поглощения и температуры на образцах тканей сетчатки «in-vitro».
8 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. Неинвазивные методы диагностики в медицинской физике
Результаты этапа: Разработана методика синтеза 3-Д изображений сетчатки по набору "очищенных" сечений, полученных при помощи цифровой конфокальной фильтрации. Создан экспериментальный макет установки по неинвазивной термометрии сетчатки по технологии опто-акустического зондирования.
9 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. Неинвазивные методы диагностики в медицинской физике
Результаты этапа: В ходе выполнения работ по этапу были проведены эксперименты по лазерной опто-акустической термометрии образцов сетчатки "in vitro". При помощи микро-термопары проведено сравнение экспериментальных результатов с данными численного моделирования лазерного нагрева сетчатки. получено их хорошее согласие (ошибка по температуре не превышала 5%) Была проверена работа алгоритмов численного секционирования и 3-D восстановления по реальным данным модельного физического эксперимента.
10 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. Неинвазивные методы диагностики в медицинской физике
Результаты этапа: В ходе выполнения работ по этапу был развитит биспектральный метод восстановления изображений с использованием информации о статистике спектров изображений. Были проведены экспериментальные исследования и численное моделирование методов неинвазивной диагностики локальной температуры сетчатки глаза человека с использованием опто-акустических технологий. При реализации данного направления использовалась модель распространения тепла в структурах сетчатки глаза и данные о локальном коэффициенте поглощения, полученные при опто-акустическом зондировании.
11 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. Неинвазивные методы диагностики в медицинской физике
Результаты этапа: Разработаны новые пути создания адаптивно-оптического лазерного сканирующего офтальмоскопа с параметрами, соответствующими и превышающими современные исследовательские приборы, имеющиеся в зарубежных лабораториях. При этом уникальной особенностью установки являться возможность таргетированных терапевтических воздействий на длинах волн 450-480нм на выбранные структуры глаза. Разработаны и исследованы новых высокоточные методы восстановления фазы по гартмановским картинам с использованием вариационного подхода. Развит и модифицирован регуляризованный биспектральный метод, который учитывает возможную знакопеременность и комплекснозначность ОПФ.
12 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. Неинвазивные методы диагностики в медицинской физике
Результаты этапа:
13 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. Неинвазивные методы диагностики в медицинской физике
Результаты этапа:
14 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. Неинвазивные методы диагностики в медицинской физике
Результаты этапа:
15 1 января 2023 г.-31 декабря 2023 г. Неинвазивные методы диагностики в медицинской физике
Результаты этапа: Методом эластографии сдвиговой волной показано, что аутопсийные образцы простаты человека, использующиеся для экспериментов в лабораторных условиях по развитию метода неинвазивной ультразвуковой хирургии – гистотрипсии с кипением, обладают жесткостью в диапазоне значений, наблюдаемых клинически как для здоровой ткани простаты, так и для доброкачественных и злокачественных образований в ней, и потому могут служить адекватной моделью живой ткани простаты человека. Экспериментально продемонстрирована возможность механического разрушения ткани предстательной железы человека ex vivo миллисекундными (1 мс и 10 мс) ударноволновыми ультразвуковыми импульсами в режиме гистотрипсии с кипением на статистически значимом количестве образцов. Показано, что вызываемые разрушения визуализируемы с помощью УЗИ как в процессе воздействия, так и после его окончания. Методами гистологического анализа и электронной микроскопии подтверждена деструкция клеток простаты до фрагментов менее 50 мкм в длину с резкой демаркационной зоной между интактной и разрушенной тканью шириной менее 200 мкм. При этом использование более коротких импульсов (1 мс) позволило вдвое ускорить процесс абляции и получить разрушения с более четкой переходной зоной, меньшим размером остающихся клеточных фрагментов и минимальными проявлениями тепловых эффектов по сравнению с использованием более длинных (10 мс) импульсов. Впервые экспериментально продемонстрирована и гистологически подтверждена возможность неинвазивного механического разрушения ткани злокачественной опухоли предстательной железы человека ex vivo с помощью коротких (10 мс) ударноволновых ультразвуковых импульсов методом гистотрипсии с кипением. Разрушение визуализировалось с помощью УЗИ и гистологически, имело ожидаемые размеры, и успешно привело к потере клеточной структуры как доброкачественной, так и злокачественной ткани предстательной железы. Полученные результаты расширяют спектр клинических приложений мощного фокусированного ультразвука в урологии и могут быть использованы для дальнейшего развития метода гистотрипсии с кипением как неинвазивного способа лечения опухолей предстательной железы человека.
16 1 января 2024 г.-31 декабря 2024 г. Неинвазивные методы диагностики в медицинской физике
Результаты этапа: В результате проведенных вычислительных экспериментов на построенной ранее комплексной модели клеточного деления (митоза) показано, что ключевым параметром клетки, определяющим динамику так называемых меротельных (асимметричных) зацеплений микротрубочек за кинетохор, является угловой размер фиброзной короны кинетохора. Судя по всему, это один из ключевых белковых комплексов, при помощи которого клетка регулирует долю меротельных зацеплений. Варьирование других параметров модели определяло общее число зацеплений микротрубочек на стадии прометафазы, но к концу метафазы это влияние практически нивелировалось. Начальное пространственное смещение пары сестринских хроматид от оси веретена деления влияло как на динамику меротельных зацеплений, так и на ту роль, которую размер кинетохора играет в регуляции начального их числа и в скорости последующего подавления. Выяснено, что начальный угол наклона пары сестринских хроматид к оси веретена деления влияет на общее число зацеплений, однако эффективность последующего подавления меротельных зацеплений от него практически не зависит. Динамика подавления меротельных зацеплений зависит от сценария расхождения центросом и оказывается более выраженной для профазного пути, когда такое расхождение завершается до разрыва ядерной мембраны. Наконец, число меротельных зацеплений, сохранявшихся к концу метафазы, напрямую зависело от максимально допустимого числа зацеплений микротрубочек за кинетохор. Подавление таких зацеплений было тем эффективнее, чем большее число микротрубочек успевало связаться с кинетохором в прометафазе.
17 1 января 2025 г.-31 декабря 2025 г. Неинвазивные методы диагностики в медицинской физике
Результаты этапа:

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".