Multimodālā attēlošana veterenārās onkoloģijas vajadzībām, kombinējot optisko koherences tomogrāfiju un fotoakustisko mikroskopiju

Projekta nosaukums:

"Multimodālā attēlošana veterenārās onkoloģijas vajadzībām, kombinējot optisko koherences tomogrāfiju un fotoakustisko mikroskopiju"

Projekta līguma numurs:

Lzp-2019/1-0254

Projekta īstenošanas termiņš:

01.01.2020. - 31.12.2022.

Projekta kopējais finansējums:

300 000,00 EUR

Projekta zinātniskais vadītājs:

Mindaugas Tamosiunas (Biofotonikas laboratorija)

Projekta administratīvais vadītājs:

Inga Šīrante

Par projektu:

Projekta mērķis ir veidot fotoakustisko mikroskopu un ex vivo izmantot to ādas vēža raksturošanai veterināriem pacientiem (suņiem un kaķiem). Turklāt, lai uzlabotu vēža raksturojuma precizitāti, apvienot fotoakustisko attēlveidošanu ar optisko koherences tomogrāfiju.

Multimodālo attēlu iegūšanas rezultāti aprakstīs ādas un zemādas audzēju (piemēram, lipomas, MCT un hemangiosarkomas) mikroskopisko struktūru, oksigenācijas stāvokli un galvenos bioloģiskos hromoforus. Tādējādi veterinārie pētnieki un ārsti varēs iegūt informāciju par audu histoloģiju jaunā, mazāk invazīvā veidā. Galvenais nākotnes izaicinājums ir piedāvātās multimodālās attēlveidošanas iespējas aizstāt smalko adatu aspirācijas citoloģiju (pašreizējā klīniskā metode), kas dzīvniekiem ir invazīva, lēna un sāpīga.

Rezultāti:

Publikācija - Cugmas B, Viškere D, Čiževskis O, Melderis M, Rubins U, Tamosiunas M, “Optical coherence tomography and Raman spectroscopy for ex vivo characterization of canine skin and subcutaneous tumors: preliminary results”, SPIE Proceedings, 11636, SPIE Photonics West BIOS San Francisco, Optical Biopsy XIX: Toward Real-Time Spectroscopic Imaging and Diagnosis, 116360C, 2021, DOI: 10.1117/12.2578725

Abstrakts: Vēzis ir viens no galvenajiem iemesliem, kas izraisa dzīvnieku mirstības cēloņus. Līdz 30% no visiem suņu un kaķu audzējiem parādās uz ādas vai tieši zem tās. Līdz šim tikai neliels skaits pētījumu izmantoja biofotonikas metodes mājdzīvnieku optiskai raksturošanai un audzēju noteikšanai. Šajā darbā mēs ieguvām dabiskās ādas un visbiežāk sastopamo suņu un kaķu ādas un zemādas audzēju ex vivo optiskās koherences tomogrāfijas (OCT) attēlus un Ramana spektrus; lipomas, tuklo šūnu audzēji un mīksto audu sarkomas. Lipomām bija visizteiktākā audu morfoloģija (t.i. šūnveida struktūra) un bioķīmija (ar lipīdiem saistītās Ramana virsotnes 1063, 1301 un 1652 cm-1). turklāt lipomām bija ievērojami augstākas variācijas koeficienta (CV) vērtības, kas iegūtas no OCT attēliem. No otras puses, visos citos audos bija signāla blīvi un ļoti izkliedēti OCT attēli. Neskatoties uz līdzīgajiem Ramana spektriem, mēs atklājām ļaundabīgos audzējus ar jutību un specifiskumu attiecīgi 100% un 88,2%. Turklāt ļaundabīgo audzēju veidi tika atšķirti ar precizitāti 78,6%. Mūsu rezultāti parādīja OCT un Ramana metožu potenciālu parasto suņu un kaķu audzēju un vietējās ādas ex vivo optiskajam raksturojumam.

Attēls. Tipisks OCT attēls  (a) vesela āda, (b) tuklo šūnu audzējs (MCT), (c) mīksto audu sarkoma (STS), un (d) lipoma.