КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

---

Номер 23-25-00249

НазваниеРазработка метода ранней неинвазивной экспресс-диагностики злокачественных новообразований кожи с помощью 2D сканирующей конфокальной микроспектроскопии фотолюминесценции и комбинационного рассеяния света

РуководительТимурзиева Алина Борисовна, Кандидат медицинских наук

Прежний руководитель Римская Елена Николаевна, дата замены: 12.04.2023

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физический институт им.П.Н.Лебедева Российской академии наук, г Москва

Период выполнения при поддержке РНФ

2023 г. - 2024 г.

Конкурс№78 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами».

Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины, 05-602 - Физические методы медицинской диагностики. Томография

Ключевые словаЗлокачественные новообразования кожи, ранняя экспресс-диагностика, неинвазивная диагностика, конфокальная микроспектроскопия фотолюминесценции и комбинационного рассеяния света

Код ГРНТИ76.13.99

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
Заболеваемость населения России злокачественными новообразованиями кожи занимает одно из лидирующих мест среди всех злокачественных опухолей. Ранняя диагностика злокачественных новообразований кожи, в том числе - меланомы, базальноклеточной карциномы, плоскоклеточной карциномы - является чрезвычайно актуальной социально-значимой проблемой, что подтверждается статистикой о заболеваемости и смертности населения в Российской Федерации и за рубежом [1,2]. На ранних стадиях патологии клинические признаки новообразования недостаточно выражены и необходима дифференциальная уточняющая диагностика, с которой без инструментальных средств способны справиться только высококвалифицированные медицинские работники. Окончательный диагноз с высокой точностью определяют только при помощи гистологических исследований хирургически удалённых тканей, что может негативно сказываться на эффективности лечения [2-4]. При этом существующие неинвазивные методы и инструментальные средства, широко применяемые в онкологии, не обеспечивают достаточной эффективности ранней диагностики [2-5]. Перспективным путем решения данной проблемы является поиск новых оптических методов ранней неинвазивной диагностики и анализа строения тканей человека. Поэтому целью настоящего проекта является разработка нового метода ранней неинвазивной дифференциальной экспресс-диагностики новообразований кожи. Впервые будет исследовано использование 2D сканирующей конфокальной микроспектроскопии фотолюминесценции и комбинационного рассеяния света для высокоэффективной ранней экспресс-диагностики новообразований кожи с возбуждением в видимом – ближнем инфракрасном диапазонах (405, 532, 785, 1064 нм) [5, 6]. Данный метод - единственный из существующих неинвазивных методов диагностики, который позволяет без нарушения кожных покровов выявить характерные патоморфологические признаки злокачественных новообразований кожи, в том числе и особенности гистологических типов, что значительно облегчает дифференциальную диагностику и верификацию новообразований кожи [5-8]. А также позволяет проводить прижизненную оценку морфологии новообразований кожи и оперативно определить дальнейшую тактику ведения пациента, в том числе и оптимальную схему терапии [3-8]. В настоящем проекте будет решаться комплекс научно-технических задач: проведение исследований новообразований кожи в норме и при патологии с помощью современных сканирующих конфокальных микроскопов-спектрометров фотолюминесценции и комбинационного рассеяния света в видимом-ближнем ИК-диапазонах; разработка комплекса диагностических признаков, отражающих как поверхностные, так и глубинные особенности структуры новообразования; анализ результатов экспериментальных исследований; выработка диагностических критериев. [1] LeBoit P.E. et al. World Health Organization Classification of Tumours. Pathology and Genetics of Skin Tumours. IARC Press: Lyon, 2006. 355 p. [2] Злокачественные новообразования в России в 2019 году (заболеваемость и смертность) / Под ред. А.Д. Каприна − М.: МНИОИ им. П.А. 2020. 252 с. [3] Решетов, И.В. Опухоли органов головы и шеи: технология лечения и реабилитации пациентов: реконструкция тканей / Москва: [б. и.], 2016. - 514 с. [4] Е.Н. Римская и др. Дифференциация пигментных новообразований кожи на основе цифровой обработки оптических изображений. Оптика и спектроскопия. 2019. Т. 126, № 5. С. 584–595. [5] V.V. Tuchin (Ed.), Handbook of Optical Biomedical Diagnostics. Light-Tissue Interaction, PM262, Methods, PM263, SPIE Press, Bellingham, WA, USA, 2016–1420 p. [6] Сui S et al. Rаman Spеctroscopy and Imаging for Cancer Diagnosis // J Healthc Eng.2018. [7] Rаmírez-Elías MG, González FJ. Rаman Spectroscopy for In Vivo Medical Diagnosis // Raman Spectroscopy. London: IntechOpen. 2018; [8] Tfayli A et al. Confocal Raman microspectroscopy on excised human skin: uncertainties in depth profiling and mathematical correction applied to dermatological drug permeation. J Biophotonics. 2008. V.1(2). P.140-53.

Ожидаемые результаты
НАУЧНЫЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ В ходе выполнения проекта будут получены следующие основные научно-технические результаты: картину распределения люминесценции по образцу и измерить спектры и кинетику люминесценции участков 1) Верифицированная база 2D карт спектров люминесценции и комбинационного рассеяния света новообразований кожи in vivo и in vitro, в норме и при патологии, при возбуждении на различных длинах волн (405, 532, 785, 1064 нм); результаты оценки состояния морфологической структуры новообразований кожи по данным этого метода; результаты выбора диагностических критериев для каждой нозологии. 2) Впервые будет определена взаимосвязь данных методом сканирующей конфокальной микроспектроскопии фотолюминесценции и комбинационного рассеяния света с данными патоморфологического исследования, на основании чего станет возможным определять гистологический тип новообразований кожи in vivo. 3) Впервые будет проведена оценка эффективности метода сканирующей конфокальной микроспектроскопии фотолюминесценции и комбинационного рассеяния света на основании показателей практической ценности диагностических критериев злокачественных новообразований кожи, объединенных в дифференциально-диагностический алгоритм (pattern analysis) для каждой нозологии. Разрабатываемый в настоящем проекте метод ранней экспресс-диагностики новообразований кожи является достаточно наукоемким и обладает существенной научной новизной. Кроме того, анализ литературных источников позволяет констатировать актуальность и научную новизну в мировом масштабе научного направления дифференциальной экспресс-диагностики новообразований кожи. Результаты выполнения настоящего проекта будут также опубликованы в высокорейтинговых отечественных и зарубежных научных изданиях в области прикладной физики, биофотоники и медицинской техники. НАУЧНАЯ ЗНАЧИМОСТЬ Высокую научную значимость будет иметь верифицированная гистологическим методом база 2D карт спектров люминесценции и комбинационного рассеяния света при возбуждении различными длинами волн новообразований кожи. Мировую научную значимость будут иметь результаты оценки взаимосвязи данного метода сканирующей конфокальной микроспектроскопии фотолюминесценции и комбинационного рассеяния света с данными патоморфологического исследования, что позволяет определять гистологический тип новообразования кожи и выбрать оптимальную схему терапии, т.к. результаты будут получены впервые. За счёт впервые разрабатываемых критериев дифференциальной диагностики злокачественных новообразований для разрабатываемого метода ранней экспресс-диагностики, полученные результаты будут иметь высокую научную значимость. Практическая значимость результатов настоящего проекта связана с решением чрезвычайно актуальной социально-значимой проблемы ранней неинвазивной экспресс-диагностики злокачественных новообразований кожи, в том числе, меланомы кожи, базальноклеточной карциномы, плоскоклеточной карциномы. Несвоевременная или неэффективная диагностика обуславливают необходимость проведения более обширных, калечащих хирургических операций, что существенно снижает качество жизни больных. С другой стороны, существенно возрастают финансовые затраты на лечение и реабилитацию больных с поздними стадиями онкологического процесса. Разрабатываемый метод ранней экспресс-диагностики в целом позволит существенно повысить эффективность ранней неинвазивной экспресс-диагностики новообразований кожи, и соответственно, повысит эффективность их лечения. Разрабатываемый метод экспресс-диагностики будет тестироваться на клинических базах ведущего медицинского учреждения Российской Федерации – Первого МГМУ им. И.М. Сеченова (Москва, Россия), что послужит успешному внедрению разрабатываемых систем в клиническую практику. Проект будет выполняться малой научной группой на базе Физического института им. П.Н. Лебедева РАН (ФИАН) (Москва, Россия) с привлечением научных партнеров, коллег из отечественных ВУЗов и институтов РАН – исследователей из Института Кластерной онкологии им. Л.Л. Левшина Первого МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский университет) (Москва, Россия) и Национального научно-исследовательского института общественного здоровья им. Н.А. Семашко (Москва, Россия). Успешному решению поставленных задач научного проекта поспособствует участие в его выполнении представителей медицинских, технических и физико-математических наук. Руководитель проекта и члены группы имеют достаточный для решения поставленных задач опыт научно-исследовательской деятельности в рассматриваемой области. Коллектив имеет опыт опубликования научных статей в высокорейтинговых изданиях Web of Science / Scopus. Результаты проекта будут соответствовать самому современному мировому уровню в рассматриваемой области знаний. РАЗВИТИЕ НАУЧНОЙ ГРУППЫ Наряду с получением научных и технических результатов выполнение проекта поспособствует развитию кадрового потенциала, материального оснащения и научных связей коллектива. A) Участие в выполнении социально-важного проекта молодых исследователей (кандидатов наук, аспирантов) позволит молодым ученым приобрести опыт проведения передовых научных исследований с использованием уникального научного оборудования, расширит кругозор молодых ученых, стимулирует их интерес к дальнейшей научной деятельности в рассматриваемой области исследований и смежных с ней дисциплинах. Б) Для успешного выполнения всех задач проекта, имеющего во многом междисциплинарных характер, коллектив исполнителей включает представителей нескольких научных организаций, специализирующихся в различных научных областях (медицина, физика, биофизика, технические науки). Выполнение проекта позволит укрепить сложившиеся научные связи и стимулирует дальнейшее сотрудничества научной группы с коллективами других научных организаций РФ (ВУЗов, институтов РАН и медицинских учреждений).

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---