{"id":13475,"url":"\/distributions\/13475\/click?bit=1&hash=d02bc673eeef140c065ecff57c60581e1072387cdb99484f3b963fcb612a6c69","title":"\u041a\u0430\u043a \u0438 \u0437\u0430\u0447\u0435\u043c \u043f\u0440\u043e\u0434\u0430\u0432\u0430\u0442\u044c \u043e\u0431\u043b\u0438\u0433\u0430\u0446\u0438\u0438 \u0432 \u043a\u0440\u0438\u0437\u0438\u0441 ","buttonText":"","imageUuid":"","isPaidAndBannersEnabled":false}
УГАТУ

Ученые и студенты УГАТУ разрабатывают технологию диагностики новообразований с помощью света

Пятикурсница Уфимского государственного авиационного технического университета Алина Усова совместно с медиками разрабатывает технологию быстрой диагностики новообразований с помощью света.

Управление медиакоммуникаций УГАТУ

Речь идет о применении раман-спектроскопии в медицине. Этот вид спектроскопии относится к методам колебательной спектроскопии — когда проводят химический анализ образца. Для возбуждения молекулярного колебания применяется свет, затем взаимодействие света и вещества анализируется. Технология раман-спектроскопии широко используется для определения наличия веществ в смесях. Например, в аэропортах с применением раман-спектроскопов ищут следы наркотических или взрывчатых веществ на одежде и коже посетителей. В медицине эту технологию до сих пор не использовали из-за сложности состава биологических объектов, так как в большинстве случаев ученые не могут точно сказать, какие именно химические вещества связаны с протеканием того или иного заболевания.

Эту проблему уфимские ученые предложили обойти с помощью методов машинного обучения. Из предварительно обработанных специальными математическими алгоритмами спектров образцов здоровых и пораженных тканей разработчики сформировали обучающую выборку, которая использовалась для настройки распознающей процедуры.

«На образец ткани направляется лазер, световой поток рассеивается на образце и специальный детектор фиксирует отклонения частоты рассеянного света от частоты исходного лазера. В зависимости от химического состава образца в рассеянном свете появляются дополнительные цвета. Задача системы – выявить и запомнить комбинацию цветов, которые появляются при взаимодействии с клетками злокачественного новообразования. Таким образом, мы можем получить неинвазивную диагностическую процедуру, которая позволит не только быстро выявить наличие заболевания, но и определить границы опухоли во время операции», – отметила Алина Усова. «Резекция злокачественных новообразований – сложная и опасная процедура, так как не всегда границы опухоли видны даже опытному глазу хирурга. Есть риск либо оставить в организме злокачественные клетки, либо вырезать часть здорового органа. Для некоторых видов онкозаболеваний иногда применяется специальное вещество, которое вводят в кровь пациенту. Оно по-разному усваивается здоровыми и злокачественными клетками, светится в ультрафиолетовом свете и позволяет во время операции увидеть границы опухоли. Однако оно не универсально и к тому же очень токсично. Методы диагностики, основанные на нашем подходе, смогут в перспективе решить эту и многие другие проблемы», – добавил научный руководитель проекта, доцент кафедры информатики УГАТУ Алексей Ковтуненко.

В разработке принимают участие не только специалисты и студенты авиационного университета, но и коллеги-медики. В частности, ректор БГМУ, доктор медицинских наук, профессор, член-корреспондент РАН Валентин Павлов и начальник управления информационных технологий БГМУ, кандидат медицинских наук Азат Билялов.

Работа над проектом ведется уже больше пяти лет. За это время команда ученых и студентов создала программное обеспечение, реализующее разработанные алгоритмы машинного обучения, обработала десятки спектров образцов тканей различных органов и типов рака. Методика показала хорошую точность распознавания, и с увеличением выборки показатель улучшится.

Итогом проекта должен стать программно-аппаратный комплекс, в состав которого будут входить анонимизированная база спектров, высокопроизводительный обучающий сервер и диагностические приборы разного типа и области применения. Особую надежду ученые возлагают на реализацию своих идей совместно с лабораторией интегральной фотоники УГАТУ на основе фотонных интегральных схем, которые позволят производить обработку данных прямо внутри человеческого организма.

0
Комментарии
Читать все 0 комментариев
null