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 23-25-00487

НазваниеОптические свойства паренхимы печени и желчи как прогностические признаки печеночной недостаточности и диагностические маркеры этиологии обструктивного поражения желчевыводящих путей при механической желтухе

РуководительПотапова Елена Владимировна, Кандидат технических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева", Орловская обл

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 словамалоинвазивная хирургия, печень, механическая желтуха, печеночная недостаточность, биофотоника, биомедицинская инженерия, флуоресцентная спектроскопия, спектроскопия диффузного отражения, спектроскопия комбинационного рассеяния

Код ГРНТИ76.13.33

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
Дифференциальная диагностика причин механической желтухи (МЖ) остается сложной задачей, обусловленной неотложным состоянием больного, требующим срочного врачебного вмешательства. Раннее выявление истинной причины обструкции желчевыводящих путей приводит к своевременному определению тактической позиции в ведении пациента и определяет прогноз для здоровья и жизни больного. Одним из частых осложнений МЖ, являющимся основной причиной летального исхода, является печеночная недостаточность (ПН). В связи с этим повышение качества дифференциальной диагностики МЖ и своевременное определение и прогнозирование развития ПН занимают важное место в проблеме улучшения результатов лечения больных с обструкцией желчевыводящих путей. Настоящий проект направлен на исследование паренхимы печени и желчи с помощью методов оптической диагностики. Предполагается, что изменения спектров КР желчи и перфузионно-метаболических характеристик печеночной паренхимы могут выступить в качестве прогностических признаков ПН и причины обструкции желчевыводящих путей при МЖ. Желчь как непосредственный продукт жизнедеятельности гепатоцитов является маркером их функционального состояния. Поэтому желчь, полученная при проведении декомпрессии желчевыводящих путей, может служить основой для быстрой и высокочувствительной диагностики. Рамановская сигнатура желчи отражает её биохимический состав, который в свою очередь зависит от состояния печеночной паренхимы и этиологии патологического процесса. Спектроскопия комбинационного рассеяния (КР) позволят исследовать специфику изменения биохимический состава в динамике. Наличие антеградного (перкутанного) доступа позволяет ввести в печеночную паренхиму и желчевыводящие протоки оптоволоконный зонд и оценить функциональное состояние печени. Изучение процессов тканевого и клеточного метаболизма возможно проводить на основе методов флуоресцентной спектроскопии (ФС) и спектроскопии диффузного отражения (СДО). Основной целью проекта является проведение комплексных исследований взаимосвязи причин нарушения проходимости желчевыводящих путей и степени выраженности ПН с изменением биохимического состава желчи и функционального состояния печеночной паренхимы методами оптической диагностики. В этой связи задачами фундаментального исследования являются: 1. Исследование влияния этиологии МЖ и степени ПН на спектры КР желчи in vitro. 2. Исследование влияния степени ПН на тканевую сатурацию печеночной паренхимы, а также, содержание метаболических коферментов (NADH, FAD), свободных жирных кислот, билирубина in vivo методами ФС и СДО. 3. Исследование влияния антеградной декомпрессии желчевыводящих путей на развитие ПН с оценкой биохимического состава желчи методом КР. 4. Разработка алгоритмов обработки данных на основе интеллектуальных систем. 5. Разработка методологической основы для проведения диагностической процедуры на основе методов оптической диагностики, позволяющей определять этиологию МЖ и оценивать степень ПН. В основу разработки лягут теоретические и экспериментальные данные, а также выявленные причинно-следственные связи, полученные на основе комплексного анализа биохимических показателей крови, солевого состава желчи и оптических сигналов. Проект позволит получить новые фундаментальные знания о спектрах КР желчи, которые будут положены в основу новых диагностических критериев для разработки методологической базы point-of-care технологии определения этиологии МЖ и оценки степени и прогноза прогрессирования ПН. Будут получены новые знания о связи оптических характеристик с уровнем ПН. Предполагается, что будут получены новые знания о влиянии декомпрессии желчевыводящих путей на течение ПН. Предлагаемый в проекте подход имеет первостепенное значение при определении стратегии лечения в каждом конкретном клиническом случае и играет решающую роль в переходе к персонализированной медицине.

Ожидаемые результаты
В ходе выполнения проекта планируется получение результатов, соответствующих мировому уровню исследований в области разработки инструментария на основе биомедицинской оптики для прижизненной диагностики in vivo и in vitro. Повышение качества дифференциальной диагностики МЖ и своевременное определение и прогнозирование развития ПН занимают важное место в проблеме улучшения результатов лечения больных с обструкцией желчевыводящих путей. Предполагается, что изменения биохимического состава желчи, зарегистрированные методом КР, а также изменения тканевой сатурации печеночной паренхимы, содержание метаболических коферментов (NADH, FAD), свободных жирных кислот, билирубина, зарегистрированные методами СДО и ФС могут выступить в качестве прогностических признаков ПН и причины обструкции желчевыводящих путей при МЖ. Будут проведены исследования желчи in vitro, полученной в процессе проведения антеградной декомпрессии желчевыводящих путей у пациентов с разными диагнозами и в динамике процесса декомпрессии у одного и того же больного методом КР. Будет изучено изменение тканевой сатурации печеночной паренхимы, содержание метаболических коферментов (NADH, FAD), свободных жирных кислот, билирубина в паренхиме печени с помощью тонкоигольного оптоволоконного зонда и мультимодального устройства с методами ФС и СДО в процессе проведения антеградной декомпрессии у пациентов с разной этиологической природой МЖ и степенью выраженности ПН. Будут разработаны методы классификации причин МЖ на основе анализа спектров КР желчи. Будут разработаны алгоритмы определения степени ПН на основе оптической диагностики печени и желчи, а также клинико-лабораторных данных пациентов. Будут разработаны рекомендации по прогнозированию и корректировке осложнений при минимально инвазивных хирургических вмешательствах по поводу МЖ. Новые фундаментальные знания, полученные в ходе выполнения проекта, лягут в основу разработки point-of-care технологии определения этиологии МЖ и оценки степени ПН, а, в перспективе, корректировки рекомендаций по проведению минимально инвазивных вмешательств на желчевыводящих путях. По результатам работы над проектом будет рассмотрена возможность осуществить внедрение разработанной методологии в производственную деятельность ООО «БИОФОТОНИКА», ООО НПП «ЛАЗМА», а также в медицинскую практику БУЗ Орловской области «Орловская областная клиническая больница» (в частности, в отделение рентгенохирургических методов диагностики и лечения). Полученные передовые новые знания и методики будут использованы в учебном процессе ОГУ имени И.С. Тургенева для подготовки бакалавров и магистров по направлению «Биотехнические системы и технологии» и специалистов по направлению «Лечебное дело». Проведение предложенных фундаментальных научных исследований позволит получить и развить компетенции, способные в дальнейшем обеспечить развитие высокотехнологичного конкурентоспособного медицинского оборудования в РФ. Результаты, полученные в ходе проекта, будут опубликованы в ведущих российских и международных журналах, индексируемых в Russian Science Citation Index, Web of Science и Scopus и доведены до сведения мировой научной общественности на всероссийских и международных форумах по тематике проекта.

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---