Методы и техника цифровой низкокогерентной интерференционной микроскопии в задачах анализа живых систем.

Номер гранта:	18-07-01403
Область научного знания:	инфокоммуникационные технологии и вычислительные системы
Тип конкурса:	(а)(а) конкурс проектов фундаментальных научных исследований
Год выполнения:	2018г.
Руководитель:	Каленков Сергей Геннадьевич
Статус заявки:	поддержана

Аннотация к заявке:

Проект направлен на исследование пространственно-временных характеристик живых биообъектов в процессе их медленного (по сравнению с характерным временем регистрации) изменения методами низкокогерентной интерферометрии. В качестве примера таких биообъектов рассматривается живая Daphnia magna, находящаяся в естественной среде обитания. Главной целью исследований является изучение и анализ пространственно-временных нарушений сердечного ритма и показателей жизнеспособности Daphnia magna при радиационном воздействии в диагностических и терапевтических дозах. Как известно, Daphnia является полупрозрачным ракообразным. Она широко используется в качестве ключевой модели в области экотоксикологии, где анализируется воздействие токсинов на человека. Daphnia как модельный тест-организм используется в качестве средства тестирования новых лекарственных средств в области фармакологии, поскольку структура генома Daphnia определена и имеет высокое сходство с геномом человека. В силу этих причин исследование частоты сердечных сокращений Daphnia является важным показателем жизнеобеспечения организма.Проведенные нами предварительные эксперименты показали, что низкокогерентная интерферометрия позволит существенно повысить точность измерения частоты сердечных сокращений, как функцию времени, что является актуальной задачей донозологической диагностики. Оптическое исследование живых объектов, например, тканей, неизбежно сопровождается диффузным рассеяние света, что приводит к появлению случайной модуляции комплексной амплитуды световой волны и возникновению спекл-шума. Он снижает пространственное разрешение изображений, а также приводит к частичной или полной потере фазовой информации, содержащейся в объектной волне. В связи с этим, одной их важнейших задач получения качественного изображения является подавление спекл-шума. Рассеяние в тканях уменьшается с ростом длины волны излучения, поэтому в настоящем проекте предполагается использовать излучение ближнего ИК диапазона. Сокращение сердечной мышцы приводит к пространственно-временной модуляции интерференционных картин. Их постобработка предполагает использование различных алгоритмов обработки изображений, в частности, морфологический анализ для поиска и сегментации информативных фрагментов, метод временной разности, корреляционный анализ.

Аннотация к заявке приведена в авторской редакции. По состоянию на 29.05.2025