Научная лаборатория оптической когерентной томографии

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.