ДИФЕРЕНЦІАЛЬНА ДІАГНОСТИКА ПАТОЛОГІЇ ЩИТОПОДІБНОЇ ЗАЛОЗИ МЕТОДОМ МУЛЬТИФРАКТАЛЬНОГО АНАЛІЗУ ПОЛЯРИЗАЦІЙНО-ІНТЕРФЕРЕНЦІЙНИХ МАП ЕЛІПТИЧНОСТІ МІКРОСКОПІЧНИХ ЗОБРАЖЕНЬ НАТИВНИХ ГІСТОЛОГІЧНИХ ЗРІЗІВ

Автор(и)

  • О.В. Білоокий канд. мед. наук, доцент кафедри хірургії №1 закладу вищої освіти Буковинського державного медичного університету, м. Чернівці, Україна
  • О.Г. Ушенко д-р фіз. -мат. наук, професор, завідувач кафедри оптики і видавничо-поліграфічної справи Чернівецького національного університету імені Юрія Федьковича, м. Чернівці, Україна
  • В.В. Білоокий д-р мед. наук, професор кафедри хірургії №1 закладу вищої освіти Буковинського державного медичного університету, м. Чернівці, Україна
  • О.В. Дуболазов д-р мед. наук, професор кафедри оптики і видавничо-поліграфічної справи Чернівецького національного університету імені Юрія Федьковича, м. Чернівці, Україна
  • В.М. Склярчук д-р фіз.-мат. наук, доцент кафедри оптики і видавничо-поліграфічної справи Чернівецького національного університету імені Юрія Федьковича, м. Чернівці, Україна
  • Д.В. Проняєв д-р мед. наук, професор кафедри анатомії людини імені М.Г. Туркевича Буковинського державного медичного університету, м. Чернівці, Україна

DOI:

https://doi.org/10.24061/2413-0737.29.1.113.2025.1

Ключові слова:

Мюллер-матрична поляриметрія; вузловий зоб; аутоімунний тиреоїдит; папілярний рак; щитоподібна залоза; хірургія

Анотація

Мета роботи – дослідження доцільності використання методу мультифрактального аналізу мап еліптичності поляризації мікроскопічних зображень нативних гістологічних зрізів біопсії щитоподібної залози з метою визначення нових об’єктивних критеріїв (маркерів) цифрової лазерної гістологічної диференціальної діагностики її патології.
Результати дослідження. Розглянуто біофізичні модельні уявлення про формування структурної оптичної анізотропії масштабно - самоподібних полікристалічних мереж нативних гістологічних зрізів біопсії щитоподібної залози. Представлено дизайн схеми методу поляризаційно-інтерференційного картографування мікроскопічних зображень експериментальних зразків. Проведено мультифрактальний аналіз мап еліптичності поляризації дослідних зразків біоптатів щитоподібної залози донорів та хворих на вузловий зоб, аутоімунний тиреоїдит і папілярний рак. Визначено спектри фрактальних розмірностей поляризаційних мап мікроскопічних зображень нативних препаратів. У рамках статистичного аналізу мультифрактальних спектрів виявлено об’єктивні маркери для диференціальної діагностики патології щитоподібної залози. Продемонстровано відмінний рівень (~98%−100%) збалансованої точності диференціації патологічних станів.
Висновки. 1. Представлені та проаналізовані в рамках статистичного підходу експериментальні результати поляризаційного картографування мап еліптичності цифрових мікроскопічних зображень нативних гістологічних зрізів біопсії щитоподібної залози. Установлено хороший рівень (87,3%-89,2%) збалансованої точності диференціальної діагностики донорів і хворих на вузловий зоб, аутоімунний тиреоїдит і папілярний рак.
2. Представлені і проаналізовані в межах статистичного підходу до мультифрактальних спектрів результати масштабно-самоподібного аналізу топографічної структури мап еліптичності поляризації цифрових мікроскопічних зображень біоптатів щитоподібної залози. Продемонстровано відмінний рівень (98%-100%) збалансованої точності диференціальної діагностики патології щитоподібної залози.

Посилання

Tuchin VV. Tissue Optics and Photonics: Light-Tissue Interaction II. J Biomed Photonics Eng. 2015;1:98-134.

David A Boas, Constantinos Pitris, Nimi Ramanujam. Handbook of Biomedical Optics. Boca Raton: CRC Press; 2011. 831 p.

Ghosh N, Vitkin IA. Tissue polarimetry: concepts, challenges, applications, and outlook. J Biomed Opt. 2011;16(11):110801. DOI: 10.1117/1.3652896.

Jacques SL. Polarized light imaging of biological tissues. In: Boas D, Pitris C, Ramanujam N, editors. Handbook of Biomedical Optics 2. Boca Raton: CRC Press; 2011. p. 649-69.

Ushenko AG, Pishak VP. Laser Polarimetry of Biological Tissues: Principles and Applications. In: Tuchin VV. editor. Handbook of Coherent Domain Optical Methods. Springer US; 2004. p. 93-138.

Arteaga O, Baldrís M, Antó J, Canillas A, Pascual E, Bertran E, et al. Mueller matrix microscope with a dual continuous rotating compensator setup and digital demodulation. Appl Opt. 2014;53(10):2236-45.

Ushenko O, Bilookyi O, Ushenko Yu, Dubolazov O, Soltys I, Litvinenko O, et al. Layer-by-layer phase scanning of polycrystalline blood facies laser induced images for determination thyroid gland cancer and tissues injury necrosis. Photonics Applications in Astronomy, Communications, Industry, and High Energy Physics Experiments. 2024;1340008. DOI: 10.1117/12.3054870.

Ushenko O, Bilookyi O, Ushenko Yu, Dubolazov O, Soltys I, Litvinenko O, et al. 3D polarimetry of laser induced speckle fields for phase detection thyroid gland polycrystalline structure and traumatic necrosis of human internal organs. Photonics Applications in Astronomy, Communications, Industry, and High Energy Physics Experiments. 2024;1340006. DOI: 10.1117/12.3054868.

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-04-11

Номер

Том 29 № 1 (113) (2025)

Розділ

ОРИГІНАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ

Ліцензія

Авторське право (c) 2025 Буковинський медичний вісник

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.

Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.

Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).