ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ИСТИНА ЦЭМИ РАН |
||
Предполагается разработать новые методы восстановления 3-х мерных изображений сетчатки по набору изображений ее слоев, полученных при помощи адаптивной оптической системы. Кроме того планируется развитие биспектрального метода восстановления изображений с использованием информации о статистике спектров изображений. Намечено разработать методы неинвазивной диагностики локальной температуры сетчатки глаза человека с использованием опто-акустических технологий. При реализации данного направления предполагается использовать модель распространения тепла в структурах сетчатки глаза и данные о локальном коэффициенте поглощения, полученные при опто-акустическом зондировании. Предполагается провести серию экспериментов по определению локального коэффициента поглощения и температуры на образцах тканей сетчатки «in-vitro». Предполагается выполнить численное моделирование распространения тепла в структурах сетчатки, сопоставить полученные результаты с литературными данными
It is planned to develop new methods for reconstructing 3-dimensional images of the retina from a set of images of its layers obtained using an adaptive optical system. In addition, it is planned to develop a bispectral image recovery method using information about image spectrum statistics. It is planned to develop methods for non-invasive diagnostics of local retinal temperature
В рамках работ предполагается создание макета адаптивно-оптического лазерного сканирующего офтальмоскопа с параметрами с возможностью таргетированной лазерной терапии при воспалительных заболеваниях заднего отдела глаза. Будет произведена предварительная оценка влияния излучения с длинами волн в диапазоне 440-480нм на структуры глаза. Проведены работы по разработке новых методов цифровой деконволюции многослойных конфокальных изображений сетчатки с целью увеличения аксиального разрешения. На основе регистрации изображений в терагерцовом диапазоне будут разработаны методы оперативной оценки психоэмоционального состояния человека. Создаваемые методы оперативной оценки психоэмоционального состояния человека основе регистрации изображений в терагерцовом диапазоне позволят получать новые данные о механизмах проявления психо-эмоциональных реакций. Методы третированного терапевтического воздействия на структуры глазного дна являются новым направлением в офтальмотерапии.
Коллектив уже более 10 лет занимается развитием физиологической оптики и методов адаптивной оптики применительно к исследованию глаза человека. За это время был накоплен большой опыт создания не имеющих аналогов в мире (на то время) экспериментальных стендов и методик, выполнен ряд международных проектов, инициативных проектов РФФИ и Министерства образования и науки. Достаточно полный обзор работ авторов дан в вышедшей недавно в издательстве Springer монографии, в которой данной тематике посвящена отдельная глава [1]. При работе над проектом будут в частности использованы наработки авторского коллектива в области создания специализированных корректоров волнового фронта и быстродействующих датчиков для измерения и коррекции динамических аберраций глаза, методы и подходы, развитые в рамках работ по исследованию анизопланарных эффектов в оптический системе глаза человека. В последние годы большое внимание нами уделяется цифровым методам восстановления фазы по гартмановским картинам и деконволюции изображений глазного дна. Кроме того у коллектива имеется опыт создания прототипа лазерного сканирующего офтальмоскопа. У научной группы имеется достаточно хорошо оборудованная лабораторная база, позволяющая проводить комплексные исследования в заявленной области. 1. A.S. Goncharov, N.G. Iroshnikov, and Andrey V. Larichev. Retinal Imaging: Adaptive Optics, Handbook of Coherent-Domain Optical Methods Biomedical Diagnostics, Tuchin, Valery V. (Ed.). New York, NY, United States, New York, NY, United States, 2013.
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.
госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию) |
# | 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: | ||
17 | 1 января 2025 г.-31 декабря 2025 г. | Неинвазивные методы диагностики в медицинской физике |
Результаты этапа: |
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".