Оптическая диффузионная томография (ОДТ) для диагностики рака молочной железы Оптическая диффузионная томография (ОДТ) для диагностики рака молочной железы. - презентация

1 Оптическая диффузионная томография (ОДТ) для диагностики рака молочной железы Оптическая диффузионная томография (ОДТ) для диагностики рака молочной железы Каменский В.А., Орлова А.Г., Фикс И.И., Клешнин М.С., Турчин И.В. ИПФ РАН Российская академия наук ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ

2 -неинвазивность; -высокий контраст; -3-х мерная реконструкция; -функциональная информация о ткани; -достаточно низкая стоимость Оптическая диффузионная томография Преимущества -разрешение 2-3 мм; -результат получается после решения обратной задачи (не всегда определена) Недостатки Scattering medium Detectors Absorbing object Light sources Reconstruction of absorption coefficients Конкуренты Маммография (ограничения в использовании для мониторинга) УЗИ (недостаточная специфичность для лиц пожилого возраста)

3 Экстинкция различных компонент ткани A Torricelli, et al, Optics Express, 2003, V 11 Спектры поглощения компонент биоткани оксигемоглобин (O 2 Hb) деоксигемоглобин (HHb) жиры вода = 684 nm (HHb) = 790 nm (HHb+ O 2 Hb) = 850 nm (O 2 Hb)

4 Различная зависимость коэффициента поглощения компонент ткани от длины волны Различная зависимость коэффициента поглощения компонент ткани от длины волны Оценка компонентного состава ткани Оценка функционального состояния ткани: -определение типа опухоли (доброкачественная-злокачественная); -исследование ангиогенеза опухоли; -определение степени гипоксии опухоли; -проведение мониторинга лечения Характеристика опухолевого очага

5 Функциональная схема ОДТ установки 850 -Длины волн: 684 нм, 790 нм, 850 нм; -Средняя мощность: 10 мW в каждом канале; -амплитудная модуляция: 140 MHz; -чувствительность по каналам: 2*10 -8 мW, 4*10 -7 мW, 8*10 -7 мW; -область сканирования: 15х15см

6 Внешний вид ОДТ установки

7 Фаза (deg.)Амплитуда (a.u.) nm 850 nm 684 nm Коэфф. поглощения (cm -1 ) Коэфф. рассеяния (cm -1 ) Толщина слоя 80 мм Область сканирования 60x60 мм Результаты in-vivo экспериментов 1.Нормальная ткань (5 добровольцев) Определение коэффициентов рассеяния и поглощения

8 70 летняя пациентка, размер опухоли 20x23 мм. Толщина слоя 80 мм. Область сканирования 70x80 мм. Результаты in-vivo экспериментов 2. Карцинома (8 добровольцев) Скиррозная карцинома Гистологическое изображение 200x10 УЗИ изображение

9 46 летняя пациентка, размер опухоли 10x16 мм. Толщина слоя 60 мм. Область сканирования 70x60 мм Определение компонент биоткани нормакарциноманормакарцинома HHb, µM/л HbO 2, µM/л SO 2, % tHb, µM/л Распределение концентраций дезокси-, окси-, общего гемоглобина в тканях молочной железы, насыщение крови кислородом норма карцинома норма карцинома

10 Выводы Результаты первых клинических экспериментов показали: -метод ОДТ позволяет определять неопластические изменения в биоткани. -наблюдалось увеличение рассеяния и поглощения в области карциномы. -определен компонентный состав ткани молочной железы Выражаем признательность Нижегородской государственной медицинской академии и ГУЗ НООД за возможность проведения клинических испытаний Благодарность