Развитие методов микромасштабного картирования реологических/релаксационных свойств биотканей на основе анализа динамики спекловой структуры в спектральной ОКТ с апробацией на сосудах с целью диагностики нестабильных атеросклеротических бляшек

Целью выполнения предлагаемой работы является разработка и апробация новой модальности для биомедицинских диагностических применений - релаксографии на основе оптической когерентной томографии. Релаксография должна заполнить имеющийся пробел между такими активно развиваемыми в последние годы в ОКТ модальностями, как микроангиография и эластография. В результате выполнения проекта ожидается, что возможность визуализации пространственного распределения параметра релаксации биоткани (ОКТ-релаксографии), должна открыть новый класс подходов к дифференциации патологического состояния биотканей. Достижение этой цели подразумевает исследование соответствующих физических принципов, разработку подходов и алгоритмов для реализующих их программно-аппаратных комплексов ОКТ, а также обеспечение возможности апробации ОКТ-релаксографии для развития новых диагностических методик совместно с клиницистами.Релаксационные/реологические свойства биотканей непосредственно не связаны с их оптическими свойствами. При этом различия в типе и состоянии биотканей, имеющие важное биомедицинское значение, могут проявляться в их реологических/релаксационых свойствах. Для их определения необходимо прослеживать динамику деформации биоткани после некоторого воздействия и на основе этого определять ее релаксационные параметры. Таким образом, в предлагаемом подходе может использоваться, в частности, определение показателя экспоненциального во времени процесса замедления скорости эволюции спекловой структуры ОКТ сигналов после оказанного на ткань «возмущающего» воздействия. Это может быть либо нагружающее воздействие и наблюдение процесса распространения деформации внутрь ткани, либо разгружение деформированной ткани и наблюдение процессов восстановления её формы и внутренних структур. Определение данного параметра может выполняться как глобально (для всей наблюдаемой области биоткани в целом), так и с визуализированием его локального распределения в пределах исследуемой области. В качестве конкретной биомедицинской задачи предлагаемые подходы будут применены для дифференциальной диагностики стабильных и нестабильных атеросклеротических бляшек, для которых имеющиеся даные указывают на возможность многократного контраста по их реологическим свойствам. В коллектив участников данного междисциплинарного проекта входят как исследователи-физики из трех отделений ИПФ РАН, имеющие большой опыт по развитию новых методов диагностики неоднородных сред, обработки сигналов, специалисты в области лазерной и волоконной оптики и собственно биомедицинской когерентной оптической томографии, так и представители НижГМА, решающие конкретные биомедицинские задачи. Такое объединение разностороннего опыта участников будет использовано для комплексного решения поставленных в гранте задач, от разработки новых физических принципов введения в ОКТ режима релаксографии, не имеющего в настоящее время аналогов в мире, до проведения апробации этих подходов в реальной биомедицинской практике и развитию на этой основе новых диагностических методов.