Мы используем cookie файлы.
Пользуясь сайтом, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности.

Приглашенный ученый Виткин Илья Алекс Канада
Номер договора
14.B25.31.0015
Период реализации проекта
2013-2017
Заведующий лабораторией

По данным на 15.02.2021

8
Количество специалистов
100
научных публикаций
5
Объектов интеллектуальной собственности
Общая информация

Ученые лаборатории разрабатывают технологии многофункциональной спектральной оптической когерентной томографии (ОКТ), которая будет использована для проведения доклинических и клинических исследований по выявлению специфических маркеров и показателей ответа опухоли на различные виды противоопухолевого лечения. Исследования направлены на создание индивидуальной терапии рака.

Название проекта: Разработка новых технологий оптической когерентной томографии для задач индивидуальной терапии рака

Приоритет СНТР: в

Цели и задачи
Направления исследований: Развитие методов оптической когерентной томографии для задач клинической медицины

Цель проекта: Развитие технологии многофункциональной оптической когерентной томографии, разработка процедур доклинических и клинических исследований мониторинга ответа опухоли на различные виды противоопухолевого лечения методом мультимодальной оптической когерентной томографии

Практическое значение исследования

Научные результаты:

  1. Создана лаборатория мирового уровня, оснащенная новейшим оборудованием и высококвалифицированными кадрами, способная проводить полный цикл исследовательских работ в области функционального оптического биоимиджинга – от исследований на тканях и образцах до работ с модельными животными и пациентами.
  2. Созданы устройства скоростной спектральной оптической когерентной томографии, в которых впервые в мире реализованы 5 типов визуализации: прижизненные высокоразрешающие 3D структурные, поляризационные ОКТ-изображения, ОКТ-ангиография, ОКТ-лимфангиография и ОКТ-эластография. 
  3. Разработаны методы, обеспечивающие стабилизацию объектов исследования и алгоритмы компенсации движений объекта при работе с мультимодальными ОКТ-приборами в клинических условиях.
  4. Разработаны методы всесторонней количественной оценки всех получаемых видов ОКТ-изображений с расчетом оптических коэффициентов рассеяния вперед, кросс-рассеяния и затухания, модуля упругости, плотности кровеносных и лимфатических сосудов. Разработан новый метод машинного обучения для различения опухоли и нормальной ткани в оптической когерентной томографии.
  5. Проведены доклинические и клинические исследования, показавшие эффективность и целесообразность применения ОКТ для предсказания индивидуального ответа опухоли пациента на фотодинамическую, лучевую и химиотерапию.
  6. Изучены механизмы дисфункции интрамурального сосудистого русла и развития некроза тонкой кишки при острой окклюзионной мезентериальной ишемии в эксперименте.
  7. Разработан новый алгоритм вычисления коэффициента затухания с разрешением по глубине, который позволяет с большим контрастом и более детально наблюдать структуру белого вещества мозга и позволяет численно характеризовать плотность и направленность миелиновых волокон.   
  8. Продемонстрирована высокая диагностическая эффективность методов КП ОКТ и ОКЭ для дифференциальной диагностики различных морфо-молекулярных подтипов рака молочной железы и обнаружения «негативных» краев резекции.
  9. Выполнена ОКЭ сегментация различных патоморфологических структур экспериментальной опухолевой модели РМЖ 4Т1 после химиотерапии с точностью близкой к гистологической.
  10. Сформулированы ОКТ признаки ранней и поздней (с тяжелым течением) стадий склеротического лихена вульвы, а также ранние признаки хорошего ответа на НИЛИ (низкоинтенсивное лазерное излучение).
  11. Разработана схема и проведено конструирование нового специализированного зонда, адаптированного под задачи микронейрохирургии и работу с микроскопом в условиях операционной.
  12. Разработан и собран в формате макета прототип клинического стерилизуемого зонда с изогнутой рабочей частью устройства.

Внедрение результатов исследования:

  1. Созданы устройства кросс-поляризационной оптической когерентной томографии, которые используются в клинической практике: в онкологическом диспансере для определения чистого края резекции при раке молочной железы, в эндоскопической урологической практике для дифференциальной диагностики злокачественных и доброкачественных процессов мочевого пузыря, в нейрохирургическом отделении университетской клиники для определения чистого края резекции при глиомах мозга.
  2. Созданы ОКТ-устройства с функцией ангиографии, которые используются в клинической практике: в онкологическом диспансере для оценки эффективности процедуры фотодинамической терапии при базальноклеточном раке кожи, для превентивной диагностики тяжелых радиационных мукозитов полости рта у пациентов с опухолями полости рта и глотки в ходе лучевой терапии, в университетской клинике для определения границы некроза и жизнеспособной кишки при острой мезентериальной ишемии, для прижизненной оценки состояния тяжести склеротического лихена.
  3. Технология ОКТ-эластография, разработанная в ходе выполнения проекта, реализована в устройствах мультимодальной оптической когерентной томографии, которые используются в клинической практике для дифференциальной диагностики морфо-молекулярных подтипов рака молочной железы и определения чистого края резекции в ходе хирургического лечения.

Образование и переподготовка кадров:

  1. Создано 5 курсов для студентов и аспирантов: «Многофункциональная оптическая когерентная томография: физический принцип и сферы применения», «Оптическая когерентная томография в ряду оптических методов биоимиджинга», «Современные тенденции развития методов медицинской визуализации в онкологии», «Оптические методы диагностики микроциркуляции», «Мультимодальная оптическая когерентная томография в клинической практике». Разработаны 2 дисциплины для магистратуры по направлению Биология, профиль Экспериментальная медицина: «Оптическая когерентная томография в медицине» и «Методы медицинской визуализации».
  2. Проведены курсы тематического усовершенствования «Оптическая когерентная томография» для врачей и специалистов из сторонних организаций. Профессиональную переподготовку прошли 29 человек.
  3. Проведены систематические циклы занятий и лекций по планированию и организации научных исследований на примере работ по оптической когерентной томографии (в рамках Школы молодых ученых по фундаментальной медицине при НИИ биомедицинских технологий).
  4. Проведены международные научные мероприятия: международные конференции Biophotonics in Cancer Research в рамках Симпозиума Topical problems of biophotonics, секция «Биомедицинские технологии» в рамках научной сессии молодых ученых и студентов Приволжского исследовательского медицинского университета, международный семинар «Мультифотонная томография: возможности использования».
  5. Защиты: 4 докторские диссертации, 7 кандидатских диссертаций.

Организационные и инфраструктурные преобразования:

  1. Оснащение Лаборатории уникальным оборудованием мирового уровня для проведения исследований по оптическому биоимиджингу.
  2. Создание в Приволжском исследовательском медицинском университете нового НИИ экспериментальной онкологии и биомедицинских технологий.     
  3. Улучшение материально-технической базы вуза и уровня подготовки специалистов.

Другие результаты:

  • Патент РФ № 2572299. Способ оценки функционального состояния коллагенсодержащей ткани. Авторы: Е. Б. Киселева, Н. Д. Гладкова, Е. А. Сергеева, М. Ю. Кириллин, Е. В. Губарькова, М. М. Карабут, И. В. Балалаева, О. С. Стрельцова, Н. С. Робакидзе, А. В. Масленникова, М. В. Кочуева.
  • Патент РФ № 2615035. Устройство для регистрации изображений кросс-поляризационной низкокогерентной оптической интерферометрии. Авторы: Г. В. Геликонов, В. М. Геликонов, С. Ю. Ксенофонтов, А. А. Моисеев, В. Н. Ромашов, Е. В. Загайнова, Е. В. Губарькова, Е. Б. Киселева, Н. Д. Гладкова, И. А. Виткин.
  • Патент РФ № 2626310. Способ визуализации областей объекта, содержащих микродвижения. Авторы: А. А. Моисеев, Г. В. Геликонов, В. М. Геликонов, С. Ю. Ксенофонтов, В. Ю. Зайцев, А. Л. Матвеев, Л. А. Матвеев, Е. В. Загайнова, М. М. Карабут, М. А. Сироткина, Н. Д. Гладкова, И. А. Виткин.

Сотрудничество:

  1. Университет Торонто (Канада), Онкологический институт Онтарио (Канада): совместные исследования в области создания алгоритмов обработки ангиографических и эластографических ОКТ-изображений, обмен молодыми учеными, совместные научные мероприятия, совместные публикации.
  2. Лаборатория оптической и биомедицинской инженерии Университета Западной Австралии (Австралия): совместные научные мероприятия, взаимные консультации по разработке метода ОКТ-картирования деформаций.
  3. Институт прикладной физики РАН (Россия): совместные исследования, научные мероприятия, публикации, патенты, проведение международных научных конференций.
  4. Научно-техническое объединение «ИРЭ-Полюс» (Россия): совместные исследования в области изменения оптических свойств ткани при лазерном воздействии в онкологии, совместные публикации.
  5. Институт морфологии РАМН (Россия): совместные исследования по созданию животных моделей глиом мозга, совместные публикации.
  6. Онкологический диспансер, г. Нижний Новгород (Россия): совместные исследования у пациентов с лучевыми повреждениями слизистой полости рта при раке полости рта и носоглотки, при базальноклеточном раке кожи, склеротическом лихене вульвы, совместные публикации.
  7. ГБУЗ НО "НОКБ им. Н.А. Семашко", г. Нижний Новгород (Россия): совместные исследования пациентов со склеротическим лихеном вульвы, совместные публикации.
  8. Первый Московский Медицинский Институт им. И.М. Сеченова (Россия): совместные исследования по изучению патоморфоза склеротического лихена вульвы, совместные публикации.
  9. МелСиТек, Нижний Новгород (Россия) – проведение совместных исследований в области диагностики и контроля лазерного лечения пролапса стенки влагалища.

Скрыть Показать полностью
Moiseev A., Snopova L., Kuznetsov S., Buyanova N., Elagin V., Sirotkina M., Kiseleva E., Matveev L., Zaytsev V., Feldchtein F., Zagaynova E., Gelikonov V., Gladkova N., Vitkin A., Gelikonov G.
Pixel Classification Method in Optical Coherence Tomography for Tumor Segmentation and Its Complementary Usage with OCT Microangiography. Journal of Biophotonics 11(4): e201700072 (2018).
Moiseev A., Ksenofontov S., Sirotkina M., Kiseleva E., Gorozhantseva M., Shakhova N., Matveev L., Zaitsev V., Matveyev A., Zagaynova E., Gelikonov V., Gladkova N., Vitkin A., Gelikonov G.
Optical Coherence Tomography‐Based Angiography Device with Real‐Time Angiography B‐scans Visualization and Hand‐Held Probe for Everyday Clinical Use. Journal of Biophotonics 11(10): e201700292 (2018).
Maslennikova A.V., Sirotkina M.A., Moiseev A.A., Finagina E.S., Ksenofontov S.Y., Gelikonov G.V., Matveev L.A., Kiseleva E.B., Zaitsev V.Y., Zagaynova E.V., Feldchtein F.I., Gladkova N.D., Vitkin A.
In-vivo Longitudinal Imaging of Microvascular Changes in Irradiated Oral Mucosa of Radiotherapy Cancer Patients Using Optical Coherence Tomography. Scientific Reports 7(1): 16505 (2017).
Zaitsev V.Y., Matveyev A.L., Matveev L.A., Gelikonov G.V., Gubarkova E.V., Gladkova N.D., Vitkin A.
Hybrid Method of Strain Estimation in Optical Coherence Elastography Using Combined Sub-Wavelength Phase Measurements and Supra-Pixel Displacement Tracking. Journal of Biophotonics 9(5): 499–509 (2016).
Gubarkova E.V., Elagin V.V., Dudenkova V.V., Kuznetsov S.S., Karabut M.M., Potapov A.L., Vorontsov D.A., Vorontsov A.Y., Sirotkina M.A., Zagaynova E.V., Gladkova N.D.
Multiphoton tomography in differentiation of morphological and molecular subtypes of breast cancer: A quantitative analysis. Journal of Biophotonics. 2021 May; 14(5).
Kiseleva E., Ryabkov M., Baleev M., Bederina E., Shilyagin P., Moiseev A., Beschastnov V., Romanov I., Gelikonov G., Gladkova N.
Prospects of intraoperative multimodal OCT application in patients with acute mesenteric ischemia. Diagnostics. 2021 Apr 15; 11(4):705.
Plekhanov A.A., Sirotkina M.A., Sovetsky A.A., Gubarkova E.V., Kuznetsov S.S., Matveyev A.L., Matveev L.A., Zagaynova E.V., Gladkova N.D., Zaitsev V.Y.
Histological validation of in vivo assessment of cancer tissue inhomogeneity and automated morphological segmentation enabled by Optical Coherence Elastography. Scientific Reports. 2020 Dec; 10(1).
Sirotkina MA, Gubarkova EV, Plekhanov AA, Sovetsky AA, Elagin VV, Matveyev AL, Matveev LA, Kuznetsov SS, Zagaynova EV, Gladkova ND, Zaitsev VY.
In vivo assessment of functional and morphological alterations in tumors under treatment using OCT-angiography combined with OCT-elastography. Biomedical Optics Express. 2020 Mar; 11(3).
Gubarkova EV, Feldchtein FI, Zagaynova EV, Gamayunov SV, Sirotkina MA, Sedova ES, Kuznetsov SS, Moiseev AA, Matveev LA, Zaitsev VY, Karashtin DA, Gelikonov GV, Pires L, Vitkin A, Gladkova ND.
Optical coherence angiography for pre-treatment assessment and treatment monitoring following photodynamic therapy: a basal cell carcinoma patient study. Scientific Reports. 2019 Dec; 9(1).
Фотоальбомы
Вторник , 03.12.2019
Другие лаборатории и ученые
Лаборатория, принимающая организация
Область наук
Город
Приглашенный ученый
Период реализации проекта
Лаборатория клинических смарт-нанотехнологий

Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский Университет)

Медицинские технологии

Москва

Лянь Син-Цзе

Китай

2021-2023

Лаборатория лазерного молекулярного имиджинга и машинного обучения

Национальный исследовательский Томский государственный университет

Медицинские технологии

Томск

Леднев Игорь Константинович

Россия, США

2021-2023

Лаборатория биомедицинской фотоакустики

Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского

Медицинские технологии

Саратов

Жаров Владимир Павлович

Россия

2018-2022