Результаты исследования. Молекулярный ротор BODIPY-C10 циркулирует в кровяном русле более 24 ч, период полувыведения из крови составляет 2,5 ч. Обнаружено, что ротор активно накапливается в опухоли мышей СТ26. Максимум накопления в опухолевой ткани составляет 2 ч. Высокое накопление препарата выявлено в печени, кишечнике и коже.
Разработанная ранее методика наблюдения ротора BODIPY-C10 в опухоли мышей методом FLIM позволила получить серию изображений FLIM с поверхности опухоли. Показано, что в течение первых часов BODIPY-C10 имеет диффузный характер распределения в клетках опухоли. Через 24 ч ротор обнаруживается в клетках в виде гранул, предположительно являющихся эндосомами. Характерное время жизни BODIPY-C10 в опухолевых клетках составляет 2,1—2,3 нс, что по калибровочному графику соответствует вязкости 235–285 сП.
Заключение. В ходе исследования были получены данные о фармакокинетике, биораспределении и времени жизни флуоресценции молекулярного ротора BODIPY-С10, солюбилизированного полимерными щётками. По FLIM-изображениям была прижизненно оценена интегральная величина вязкости, которая может служить полезным инструментом для определения эффективности противоопухолевой терапии. Работа поддержана РФФИ (проект № 15-02-05189).
М.А. Пасухин1, П.Д. Агрба1, М.Ю. Кириллин2
Численная обработка диагностических ОКТ-изображений кожи человека в норме и при патологии
1ННГУ им. Н.И. Лобачевского; 2ИПФ РАН, Нижний Новгород
Визуализация биотканей методом оптической когерентной томографии (ОКТ) находит широкое применение в различных областях диагностики. Метод основан на низкокогерентной интерферометрии и позволяет получать информацию о внутренней структуре биоткани на глубинах до 2 мм с пространственным разрешением до единиц микрон. Наличие структурных различий в нормальной и патологической биоткани обуславливает различие соответствующих ОКТ-изображений. Однако в процессе оценки ОКТ-изображений огромную роль играет квалификация специалиста, поэтому возникает вопрос об алгоритме анализа ОКТ-изображений, лишенном субъективности.
Один из методов объективной оценки ОКТ-изображений — оценка распределения пикселей по уровням интенсивности ОКТ-сигнала (гистограммы). Изменения в биоткани (наличие патологий, изменение внешних условий) приводят к изменению на ОКТ-изображениях, что, в свою очередь, влияет на гистограмму ОКТ-изображения. Изменения гистограмм могут быть использованы для автоматизации процесса диагностики.
Цель — разработка алгоритма численного анализа диагностических ОКТ-изображений кожи, основанного на анализе гистограмм.
Материалы и методы. Для выделения полезного сигнала ОКТ-изображение делилось на две части: часть с полезным сигналом и часть, где присутствует только шумовая компонента. Для каждой части отдельно строилась гистограмма. Считалось, что шумовая компонента равномерно распределена по всему изображению и для уменьшения ее вклада из гистограммы сигнала с шумом вычиталась гистограмма шумовой компоненты, взятой с коэффициентом так, чтобы гистограммы шума и полного ОКТ-изображения совпадали в области малых значений интенсивности, соответствующих уровню шума.
После вычитания гистограмма аппроксимировалась суммой двух распределений Гаусса с шестью параметрами (для каждой экспоненты это амплитуда, смещение, ширина распределения). Данные параметры рассматривались в качестве характеристик ОКТ-изображения, и изменения ОКТ-изображений оценивалось по изменениям параметров функции.
На первом этапе исследовались ОКТ-изображения нормальной кожи человека при трех внешних воздействиях: компрессия, предварительный нагрев поверхности кожи до температуры 45°С и предварительное охлаждение поверхности кожи до 0°С. Изображения снимались с периодом 1 мин на протяжении 7 мин, что позволило проследить их изменение во времени.
На втором этапе исследовалась кожа с патологиями: псориазом и склеродермией. ОКТ-изображения снимались в процессе лечения каждые 5 дней: сканировался очага патологии и, в качестве контроля, участок здоровой кожи, расположенный в 1 см от границы патологии.
Результаты. При исследовании нормальной кожи были выявлены характерные для каждого воздействия изменения гистограмм. При компрессии наблюдали увеличение амплитуды максимума первой компоненты, смещение максимума второй компоненты в область более высоких интенсивностей и увеличение ее ширины. Для охлаждения было получено уменьшение амплитуды первой компоненты, а также увеличение параметров положения и ширины второй компоненты. При нагреве у первой компоненты увеличивается амплитуда, у второй — происходит увеличение смещения и ширины и уменьшение амплитуды максимума, что соответствует сдвигу вправо. Изменения первой компоненты связаны с изменением характеристик шума и глубины визуализации ОКТ-изображения. Изменения второй компоненты обусловлены изменениями в структуре биоткани.
При исследовании больной кожи также выявлены изменения параметров гистограмм. В процессе терапии при псориазе наблюдалось увеличение амплитуд максимумов обеих компонент, а также уменьшение ширины второй компоненты. При склеродермии уменьшался максимум первой компоненты, происходило смещение положений первой компоненты вправо, а второй — влево, а также уменьшалась ширина второй компоненты.
Выводы. При изменении внешних условий при сканировании нормальной кожи, а также больной кожи были получены характерные изменения параметров гистограмм для каждого случая. Таким образом, данный алгоритм обработки ОКТ-изображений может служить адекватным методом анализа состояния биоткани.
Работа выполнена при поддержке грантов РФФИ 15-32-20250 и 15-42-02503.
М.Ю. Елизарова, И.С. Матвеев
Совершенствование методики обследования пациента с нарушениями кровообращения с помощью комплексного использования неинвазивных методов диагностики
Руководители работы — К.С. Петрова (к.м.н., доцент кафедры кожных и венерических болезней; С.В. Немирова (к.м.н., доцент кафедры госпитальной хирургии им. Б.А. Королева)
Нижегородская государственная медицинская академия
Цель работы — дополнить методику стандартного комплексного обследования пациента с различными видами сосудистой недостаточности неинвазивными методами исследования: аппарат для определения функционального состояния кожи (показатели влажности, сальности, пигментации, эритемы, температуры, эластичности, трансэпидермальной потери воды), лазерный анализатор капиллярного кровообращения (ЛАКК) в исследуемых участках (середина голени, середина тыла стопы) — с целью выявления патологических изменений в микроциркуляторном русле кожи.
Материалы и методы. В ходе работы использовали мультифункциональный комбайн определения функционального состояния кожи «Multi skin test center MC750» и лазерный анализатор капиллярного кровообращения «ЛАКК».
Изучали истории болезни пациентов с минимальной венозной недостаточностью и хронической венозной недостаточностью (ХВН) разной степени выраженности. У всех пациентов было получено добровольное информированное письменное согласие на выполнение исследования. Обследовано 20 человек в возрасте от 20 до 65 лет, из них 8 мужчин, 12 женщин.
Проводилось измерение показателей микроциркуляторного русла (МЦР) в исследуемых участках и показателей функционального состояния кожи в этих же областях. Полученные данные мы заносили в электронный протокол исследования. Результаты обрабатывали с помощью Microsoft Excel, Multi skin test center MC750, LDF-3.
Данные функционального исследования имеют вспомогательное значение для оценки наличия/отсутствия воспалительных изменений в исследуемом участке (показатели эритемы), степени выраженности вторичных изменений кожи, свидетельствующих о тяжести процесса (пигментация), об ишемических изменениях кожи и, как следствие, об изменении деятельности железистого аппарата (влажность, сальность).