Можливості лазерної поляриметричної діагностики пуповинної крові і капілярної крові матері

Ольга Антонюк; Олександр Ушенко

doi:10.24061/3083-5887.j.nmsmme.2024.1.I.2

Автор(и)

Ольга Антонюк Буковинський державний медичний університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-9324-4420
Олександр Ушенко Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, Україна https://orcid.org/0000-0001-7015-7423

DOI:

https://doi.org/10.24061/3083-5887.j.nmsmme.2024.1.I.2

Ключові слова:

лазерна поляриметрія, матриця Мюллера, пуповинна кров, капілярна кров матері, захворювання нирок та сечовивідних проток вагітної

Анотація

Порівняльний аналіз двох типів зразків показав відмінності у статистичних моментах 3-го та 4-го порядків елемента матриці p₃₃, зокрема для зразків крові новонароджених без патологічних змін статистичний момент 3-го порядку (асиметрія) в 2,5 разів більший за аналогічний параметр для зразків крові новонароджених з патологічними змінами, 4-ий параметр (ексцес) в 2,5 рази більший для зразків крові новонароджених без патології у порівнянні з аналогічними параметрами для зразків крові новонароджених з патологією. Фрактальний аналіз показав трансформацію розподілу спектрів потужності з фрактального для кординатних розподілів елементу матриці Мюллера р₃₃ для зразків крові без патології в мультифрактальний (фрактальні розмірності D₁=1,66, D₂= 2,90 та D₃= 0,56 ) зразків крові з патологією.

Виявлено діагностичну чутливість статистичних моментів 3-го та 4-го порядків координатних розподілів орієнтаційно-фазових елементів матриці Мюллера р₃₄ до структурних змін які відбуваються в зразках крові матерів новонароджених з нормальним фізіологічним станом та з патологічними змінами. Зокрема при патологічних змінах статистичні моменти третього порядку (асиметрія) зменшується в 3,5 рази, а відповідно статистичний момент четвертого порядку (ексцес) збільшується в 2,5 рази. Розкид значень статистичних моментів в межах двох груп не перевищував 5-10%. Продемонстровано діагностичні можливості статистичного та фрактального аналізу координатних розподілів елементів матриці Мюллера зразків крові різного фізіологічного стану новонароджених та їх матерів.

При дослідженні крові новонароджених діагостично чутливими є фрактальний та статистичний аналіз координатних розподілів орієнтаційних елементів матриці Мюллера р₃₃. Для зразків крові матерів діагностично чутливим є статистичний аналіз орієнтаційно-фазових елементів матриці Мюллера р₃₄ (збільшення статистичних моментів 3-го та 4-го порядків при патологічних змінах).

Посилання

Marghoob NG, Liopyris K, Jaimes N. Dermoscopy: A Review of the Structures That Facilitate Melanoma Detection. J Am Osteopath Assoc [Інтернет]. 1 черв. 2019 [цитовано 20трав. 2024];119(6):380. Available from: https://doi.org/10.7556/jaoa.2019.067.

Le Gratiet A, Lanzano L, Bendandi A, Marongiu R, Bianchini P, Sheppard C, Diaspro A. Phasor approach of Mueller matrix optical scanning microscopy for biological tissue imaging. Biophys J [Інтернет]. Серп. 2021 [цитовано 20 трав. 2024];120(15):3112-25. Available from: https://doi.org/10.1016/j.bpj.2021.06.008.

Ushenko YuA. Fractal structure of Mueller matrices images of biotissues [Internet]. Zimnyakov DA, editor. Vol. 5772, SPIE Proceedings. SPIE; 2005. p. 131. Available from: http://dx.doi.org/10.1117/12.636869

Angelsky OV, Ushenko AG, Ushenko YA. Polarization Reconstruction of Orientation Structure of Biological Tissues Birefringent Architectonic Nets by Using Their Mueller-Matrix Speckle-Images. J Hologr Speckle [Інтернет]. 1 груд. 2005 [цитовано 20 трав. 2024];2(2):72-9. Available from: https://doi.org/10.1166/jhs.2005.013.

Boychuk TM, Peresunko OP, Unguryan VP. Basics of laser polarimetry. Vector-parametric diagnostics of the pathophysiological state of human biological tissues. Chernivtsi: Chernivtsi national. univ; 2010. 575 p. [in Ukrainian]

Ushenko AG, Pishak VP, Anhel’s’kyi OV, Yermolaienko SB. Lasers in biology and medicine. Chernivtsi: Medical Academy; 2000. 277p. [in Ukrainian]

Letokhov VS. Some Future Trends of Laser Biomedicine [Internet]. Biomedical Optical Instrumentation and Laser-Assisted Biotechnology. Springer Netherlands; 1996. p. 3–20. Available from: http://dx.doi.org/10.1007/978-94-009-1750-7_1.

Ushenko YA, Olar OI, Dubolazov AV. Mueller-matrix diagnostics of optical properties characteristic of polycrystalline networks of human blood plasma. Phys Semicond Quantum Electron Optoelectron. 2011;14(1):98-105. Available from: http://journal-spqeo.org.ua/n1_2011/v14n1-2011-p098-105.pdf

Anhelskyy OV, Ushenko AH, Pishak VP. Polyaryzatsiyno-korelyatsiyna obrobka zobrazhen statystychnykh ob’yektiv u vizualizatsiyi ta topolohichnoyi rekonstruktsiyi yikh fazovoyi neodnoridnosti. Proc. SPIE. 1999;4016:419-24. [in Ukrainian].

Dong Y, Liu Sh, Shen Y, He H, Ma H. Probing variations of fibrous structures during the development of breast ductal carcinoma tissues via Mueller matrix imaging. Biomed Opt Express [Інтернет]. 11 серп. 2020 [цитовано 20 трав. 2024];11(9):4960. Available from: https://doi.org/10.1364/boe.397441.

Jütte L, Roth B. Mueller Matrix Microscopy for In Vivo Scar Tissue Diagnostics and Treatment Evaluation. Sensors [Інтернет]. 1 груд. 2022 [цитовано 20 трав. 2024];22(23):9349. Available from: https://doi.org/10.3390/s22239349