Спосіб ранньої діагностики і диференціації стадії раку шийки матки

Спосіб ранньої діагностики і диференціації стадії раку шийки матки, який характеризується тим, що проводять кореляційний аналіз змін фазових розподілів поляризаційно-інтерференційних 3 43763 4 визначають оптико-геометричну структуру архітекІдея [Лазерна поляризаційна морфологія біотонічної сітки сполучної і м'язової біологічних ткалогічних тканин: статистичний і фрактальний піднин. ходи. Монографія / [Ушенко О.Г., Пішак В.П., АнОсновним недоліком способу-аналога, є відсугельський О.В., Ушенко Ю.О.]. - Чернівці: Коліртність даних про фазові оптичні властивості біолоДрук, 2007. - 314с.] безпосереднього інтерференгічних тканин людини, а також використання обційного вимірювання 2D-розподілів фаз полягає в меженої кількості тканин різних типів. послідовному накладанні площин поляризації реПрототипом корисної моделі є спосіб діагносферентної хвилі з азимутами a0=0° (Ех0) і a0=90° тики раку за оцінкою кореляційної структури фазо(Ey0) на поляризаційно-неоднорідне вих зображень гістологічних зрізів м'яких тканин (Ux(ri)+Uy(ri)ехр(id(ri)) об'єктне поле біологічної тка[O.V. Angelsky, A.G. Ushenko and Ye.G. Ushenko,"2нини D Stokes polarimetry of biospeckle tissues images in ìU(ri ) = U x (ri ) + U y (ri ) exp(id(ri )); pre-clinic diagnostics of their pre-cancer states," J. (1) í Holography Speckle 2(1), 26-33, 2005.] при якому îE 0 = E 0 x exp (ij ). онкологічний стан визначається за діагностикою ì ïU(ri ) = U x (ri ) + U y (ri ) exp(id(ri )); змін півширини авто кореляційної функції коорди(2) íE = E exp(ij ). ï 0 0y натного розподілу четвертого параметру вектора î Стокса поляризаційних зображень гістологічних Тут зрізів м'яких тканин. a0 - азимут поляризації опорної хвилі; Недоліками прототипу є те, що відбувається Е0х - ортогональна складова амплітуди опордіагностика раку на пізніх етапах зміни морфологіної хвилі паралельна площині падіння; чної структури біологічних тканин, що унеможливЕ0у - ортогональна складова амплітуди опорлює диференціацію стадії захворювання, гальмує ної хвилі перпендикулярна площині падіння; ефективність лікування та призводить до залученUx(ri) - ортогональна складова амплітуди об'єкня додаткових коштів. тної хвилі паралельна площині падіння в точці з Нами пропонується рішення, що усуває вказакоординатою ri; ні недоліки. Uy(ri) - ортогональна складова амплітуди об'єкВ основу корисної моделі поставлене завдантної хвилі перпендикулярна площині падіння в ня удосконалити спосіб ранньої діагностики і диточці з координатою ri; ференціації стадії раку шийки матки за допомогою j - фаза опорної хвилі; кореляційного аналізу фазових змін структури лаd(ri) - фазовий зсув між ортогональними склазерних інтерференційних зображень цитологічних довими амплітуди об'єктної хвилі в точці з коордимазків шляхом оцінки змін півширини автокорелянатою ri. ційної функції інтерференційних зображень цитоЗа допомогою зміни фазового зсуву j в рефелогічних мазків для забезпечення розширення рентній хвилі можна отримати набір точок інтенсифункціональних можливостей діагностики і дифевності, які мають мінімальні величини у відповідренціації стадії раку шийки матки, а також у підвиних інтерференційних розподілах. Надалі такі щенні точності такої діагностики на основі вимірюкоординатні розподіли I(min)* (ri );I (min)* (ri ) будемо вання дисперсії флуктуацій автокореляційної x y функції. називати фазовими картами (ФК) Поставлене завдання вирішується тим, що у ì (min ) (r ); способі ранньої діагностики і диференціації стадії i ï j x (ri ) = p I x (ri ) Þ I x раку шийки матки за допомогою кореляційного ï . (3) í аналізу змін фазових розподілів лазерних зобраïj y (ri ) = p + d(ri )I y (i )Þ I(min ) (ri ). r y жень цитологічних мазків, згідно до корисної моï î делі, для визначення онкологічних змін використоìI(min ) (r ) = I r )+ I - 2 I (r )I ; вують високо когерентне циркулярно (i 0 ïx i x i 0 (4) поляризоване випромінювання з довжиною хвилі í (min ) (ri ) = I ri )+ I0 - 2 I y (ri )I0 . ( ïI y 0,6328мкм в опромінюючому пучку, задають за î допомогою лінійного поляризатора кути {аj} азимуТут ту поляризації опорної хвилі відносно площини Іх(ri) - інтенсивність ортогональної складової падіння 0°, 90°, вимірюють в кожній точці світлочуамплітуди об'єктної хвилі паралельної площині тливої камери відповідні рівні інтенсивності, за падіння в точці з координатою ri; якими судять про автокореляційні функції розподіІу(rі) - інтенсивність ортогональної складової лів фаз у зображенні цитологічних мазків. амплітуди об'єктної хвилі перпендикулярної плоСпільними ознаками прототипу та рішення, що щині падіння в точці з координатою ri; заявляється, є використання для діагностики раку I(ri) - інтенсивності точок об'єктного поля плазпатологічних змін. Корисна модель відрізняється ми крові; від прототипу тим, що використовують висококогеI0 - інтенсивність референтної хвилі. рентне лінійно і циркулярно поляризоване лазерне (min ) (r ) - мінімальна інтенсивність ортогонавипромінювання із наступною кореляційною оцінIx i кою таких змін на основі автокореляційного аналільної складової амплітуди об'єктної хвилі паралезу поляризаційно-інтерференційних зображень льної площині падіння в точці з координатою ri; біологічних об'єктів. (min) (r ) - мінімальна інтенсивність ортогонаIy Теоретичним підґрунтям для використання i способу є наступні дані. льної складової амплітуди об'єктної хвилі перпен 5 43763 6 дикулярної площині падіння в точці з координатою Тут (Dх,Dу) "кроки" з якими змінюються коорri; динати (х,у) розподілу фаз d(x, у) зображення циІз (3), (4) для кожної точки rі об'єктного поля тологічного мазка. плазми крові можна визначити інтенсивність ортоЗа виміряними півшириною і дисперсією флукгонально поляризованих компонент Ix(ri), Iy(ri) латуацій автокореляційної функції поляризаційнозерних коливань і фазовий зсув між ними d(rі) інтерференційного лазерного зображення цитологічного мазка можна діагностувати онкологічний (min) (r ) - [I r( )+ I ] I i i 0 стан і відповідну стадію раку шийки матки. ; I x (ri ) = x Спосіб здійснюється наступним чином. Для 2 I0 оцінки виникнення онкологічного стану в людини (6) (min) (r ) - [I r( )+ I ] беруть цитологічний мазок. За допомогою інтерIy i i 0 I y (ri ) = ференційного пристрою проводять лазерне цирку2 I0 лярно поляризоване опромінення плазми дослідного зразку з накладанням плоскополяризованої min (r ) , (7) d(ri ) = j y (ri ) - p I y (ri ) Þ I y опорної хвилі, вимірюючи розподіли інтенсивності i в інтерференційному зображенні для ортогональТаким чином, за виміряними інтенсивностями них значень азимута поляризації опорної хвилі. За Ijk високо когерентного лазерного випромінювання оцінкою півширини і дисперсії флуктуацій автокодовжиною хвилі 0,6328мкм, можна однозначно реляційних функцій розподілу фаз у лазерних зовизначити параметри фазовий зсув в лазерному браженнях цитологічних мазків діагностують наявзображенні плазми крові в різних точках, кількість ність і стадію раку. яких визначається числом пікселів цифрової камеВикористання корисної моделі пояснюється ри. наступним прикладом: нехай опромінюючий лазеОдним з найвідоміших та ефективних підходів рний пучок довжиною хвилі 0,6328мкм є плоскопов аналізі (оцінюванні) координатної структури розляризованим. В якості зразка використовуються поділів фаз d(x,y) є їх автокореляційне порівняння цитологічні мазки здорових пацієнтів та з диспла[Coherence - domain methods in biomedical optics / зією різної важкості. Величини півширини і дисперEd. V.V.Tuchin. Belli gham, SPIE, 1996. Vol.2732.] з сії флуктуацій автокореляційних функцій поляривикористанням наступної автокореляційної функції заційно-інтерференційних лазерних зображень К(Dх,Dу). цитологічних мазків ілюструє таблиця. ( ) Таблиця Структура автокореляційної функції поляризаційно-інтерференційних лазерних зображень цитологічних мазків Кореляційні параметри Півширина, мкм Дисперсія Норма Легка форма Середня форма Важка форма 0,84 0,09 0,55 0,15 0,36 0,28 0,21 0,53 З таблиці видно, що півширина і дисперсія флуктуацій автокореляційних функцій розподілів фаз у поляризаційно-інтерференційних лазерних зображеннях цитологічних мазків здорових і хворих (з різною важкістю дисплазії) відрізняються в 4-7 разів. Технічний результат забезпечує нова сукупність дій, яка складає запропонований спосіб, що призводить до розширення функціональних можливостей діагностики і диференціації стадії раку шийки матки шляхом кореляційного моніторингу зміни структури поляризаційно-інтерференційних Комп’ютерна верстка В. Мацело лазерних зображень цитологічних мазків при одночасному високоточному вимірюванні фазових зсувів у таких зображеннях. При цьому вперше використано висококогерентне циркулярно поляризоване лазерне випромінювання із довжиною хвилі 0,6328 мкм з формуванням опорної хвилі з азимутами поляризації відносно площини падіння {ai}: 0°,90° та проведення кореляційного моніторингу змін розподілів фаз поляризаційноінтерференційних лазерних зображень цитологічних мазків. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601