Дизайн і методологія багатопараметричного фазового картографування мікроскопічних зображень плівок крові щурів у диференціальній діагностиці ступеня важкості сепсису
DOI:
https://doi.org/10.31649/1681-7893-2026-51-1-160-167Ключові слова:
фазове картографування, сепсис, поляризаційна мікроскопія, статистичний аналіз, біологічні тканиниАнотація
У роботі розв’язано задачу диференціальної діагностики ступеня важкості сепсису на основі аналізу мікроскопічних зображень плівок крові. Запропоновано метод багатопараметричного фазового картографування, що базується на статистичному аналізі розподілів фазових зсувів. Експериментально встановлено, що зі зростанням важкості патологічного процесу зменшуються середнє значення та дисперсія фазових розподілів, а асиметрія та ексцес зростають. Отримані результати підтверджують ефективність методу для кількісної оцінки ступеня патології. Оцінка ефективності методу показала високий рівень диференціації між групами. Зокрема, для параметрів асиметрії та ексцесу досягнуто відмінної якості діагностики (понад 90 % збалансованої точності), тоді як для середнього значення та дисперсії отримано хороші та задовільні показники залежно від порівнюваних груп. Це підтверджує високу інформативність статистичних параметрів фазових мап як діагностичних критеріїв. Отримані результати підтверджують ефективність застосування методу поляризаційно-фазового картографування для об’єктивної диференціальної діагностики ступеня важкості сепсису та демонструють його чутливість до структурних змін у біологічних середовищах.
Посилання
Ghosh N. Tissue polarimetry: concepts, challenges, applications, and outlook. J Biomed Opt. 2011;16(11):110801. https://doi.org/10.1117/1.3652896
Jacques SL. Polarized light imaging of biological tissues. In: Boas D, Pitris C, Ramanujam N, editors. Handbook of Biomedical Optics. 2nd ed. CRC Press; 2011. p. 649–669. https://doi.org/10.1201/b10951-34
Layden D, Ghosh N, Vitkin IA. Quantitative polarimetry for tissue characterization and diagnosis. In: Wang RK, Tuchin VV, editors. Advanced Biophotonics. CRC Press; 2013. p. 73–108. https://doi.org/10.1201/b15256-6
Vitkin A, Ghosh N, de Martino A. Tissue polarimetry. In: Andrews DL, editor. Photonics. John Wiley & Sons; 2015. p. 239–321. https://doi.org/10.1002/9781119011804.ch7
Pishak VP, Ushenko AG, Gryhoryshyn P, Yermolenko SB, Rudeychuk VM, Pishak OV. Study of polarization structure of biospeckle fields in crosslinked tissues. Proc SPIE. 1997;418:418–424. https://doi.org/10.1117/12.295715
Ushenko AG. Depolarization of a laser emission field. Proc SPIE. 1997;3317:331–339. https://doi.org/10.1117/12.295701
Ushenko AG, Burkovets DN, Yermolenko SB, Arkhelyuk AD, Pishak VP, Yuzko AM, et al. Stokes polarimetry of biotissues. Proc SPIE. 1999;3904:527–533. https://doi.org/10.1117/12.370448
Józwicki R, Patorski K, Angelsky OV, Ushenko AG, Burkovets DN, Ushenko YA. Automatic polarimetric system for early diagnosis. Opt Appl. 2002;32(4):603–612.
Ushenko AG, Pishak VP. Coherent-domain optical methods. In: Laser Polarimetry of Biological Tissue. Kluwer; 2004. p. 67–93. https://doi.org/10.1007/0-387-29989-0_3
Olar EI, Ushenko AG, Ushenko YA. Correlation microstructure of Jones matrices. Laser Phys. 2004;14(7):1012–1018.
Ushenko AG, Dubolazov OV, Ushenko VA, Novakovskaya OY, Olar OV. Fourier polarimetry of human skin. Appl Opt. 2016;55(12):B56–B60. https://doi.org/10.1364/AO.55.000B56
Trifonyuk L, Sdobnov A, Baranowski W, Ushenko V, Olar O, Dubolazov A, et al. Differential Mueller matrix imaging. Lasers Med Sci. 2020;35:877–891. https://doi.org/10.1007/s10103-019-02878-2
Lee HR, Lotz C, Groeber-Becker FK, Dembski S, Novikova T. Digital histology with Mueller polarimetry. Appl Opt. 2022;61(32):9616–9624. https://doi.org/10.1364/AO.461732
Kim M, Lee HR, Ossikovski R, Malfait-Jobart A, Lamarque D, Novikova T. Optical diagnosis of gastric tissue. J Eur Opt Soc. 2022;18(2):10. https://doi.org/10.1051/jeos/2022011
Ma H, He H, Ramella-Roman JC. Mueller matrix microscopy. In: Polarized Light in Biomedical Imaging. Springer; 2023. p. 281–320.
Ushenko A, Dubolazov A, Zheng J, Litvinenko A, Gorsky M, Ushenko Y, et al. 3D polarization-interference holographic histology. J Biomed Opt. 2024;29(5):052920. https://doi.org/10.1117/1.JBO.29.5.052920
Ushenko A, Zheng J, Litvinenko A, Gorsky M, Wanchuliak O, Dubolazov A, et al. 3D digital polarization-holographic histology. J Biophotonics. 2024;17(3):e202300372. https://doi.org/10.1002/jbio.202300372
Ushenko A, Pavlyukovich N, Khukhlina O, Pavlyukovich O, Soltys I, Dubolazov A, et al. Blood plasma film multifractal scanning. J Biophotonics. 2024;17(11):e202400356. https://doi.org/10.1002/jbio.202400356
Ushenko A, Dubolazov A, Zheng J, Bakun O, Gorsky M, Ushenko Y, et al. Mueller matrix polarization interferometry. Front Phys. 2024;11:1302254. https://doi.org/10.3389/fphy.2023.1302254
Ushenko O, Bilookyi O, Zheng J, Dubolazov A, Olar O, Ushenko Y, et al. 3D digital holographic polarimetry. Front Phys. 2024;12:1426469. https://doi.org/10.3389/fphy.2024.1426469
##submission.downloads##
-
pdf
Завантажень: 0
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:- 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).
