Сотрудники лаборатории лазерного молекулярного имиджинга и машинного обучения ТГУ выступили с докладами на XX Международном симпозиуме по молекулярной спектроскопии высокого разрешения. Учёные представили новые наработки для медицинской диагностики, созданные в рамках проекта, поддержанного мегагрантом правительства РФ.
Доклад руководителя лаборатории Юрия Кистенёва был посвящён разработке новых внедрений медицинской диагностики по дыханию. В качестве инструментов для анализа выдыхаемого воздуха учёные используют методы ИК и ТГц лазерной спектроскопии и машинного обучения.
– Эта проблема связана с выделением информативных признаков и поиском эффективных методов классификации, – говорит заведующий лабораторией Юрий Кистенёв. – Информативные признаки могут быть связаны с двумя способами анализа пробы воздуха для дыхания: профиль спектра поглощения пробы, профиль концентрации летучих молекулярных соединений, содержащихся в образце. Последний подход требует эффективных методов решения обратной задачи спектроскопии при анализе пробы выдыхаемого воздуха. Молекулярный состав заранее неизвестен. Выбор приемлемых методов классификации определяется способностью хорошо работать с наборами данных небольшого объема.
В качестве примера был продемонстрирован подход, созданный для диагностики рака лёгких. Наряду с этим методы, создаваемые коллективом лаборатории для медицины, могут быть использованы для мониторинга загрязняющих веществ в атмосфере.
Доклад учёного ТГУ и Саратовского государственного университета Валерия Тучина был посвящён спектроскопии биологических тканей в широком диапазоне длин волн от глубокого УФ до ТГц. Методы спектроскопии позволяют не только диагностировать, но излечивать некоторые заболевания. Так, например, учёными ТГУ и СГУ был создан новый подход для коррекции близорукости (миопии). Ученые использовали комбинацию фотосенсибилизатора, оптического просветления биоткани и воздействия ультрафиолетового излучения для фотосшивания молекул коллагена деформированных тканей склеры. Результаты, полученные исследователями, могут стать основой для новой методики, которая позволит безболезненно возвращать остроту зрения людям любого возраста.
Темой третьего доклада сотрудников лаборатории стало применение машинного обучения для анализа терагерцовых спектров крови больных глиомой. Метод, разработанный при поддержке мегагранта, заключается в поиске биомаркёров – химических соединений, которые выделяет опухоль. Инструментом для их фиксации выступает метод рамановской спектроскопии. Новый подход описан учёными в статье в журнале Pharmaceutics (MDPI, Q1).