Проекти

ПРОЕКТ ДМУ-03-46/2011 „Разработка и внедряване на оптична биопсия за ранна диагностика на злокачествени тумори“

Финансиран от ФНИ – МОН

Базови организации:
Институт по Електроника, Българска Академия на Науките

Научен колектив:

Доц. д-р Екатерина Георгиева Борисова – ръководител на проекта,
Институт по Електроника-БАН
Ирина Ангелова Близнакова – технически асистент на проекта,
докторант в Институт по Електроника-БАН
Александра Живкова Желязкова,
докторант в Институт по Електроника-БАН
Момчил Димитров Керeмедчиев,
докторант в УМБАЛ“Царица Йоанна“ЕАД към МУ-София
Лилия Пламенова Ангелова,
Институт по Електроника-БАН
Доц. д-р Петранка Петрова Троянова – научен консултант,
УМБАЛ „Царица Йоанна“ЕАД
Проф. д.м.н. Борислав Георгиев Владимиров – научен консултант,
УМБАЛ „Царица Йоанна“ЕАД

Анотация:

Основни цели:

Разработка и оптимизация на оптоелектронен инструментариум и методология за оптична биопсия и тяхната апробация и внедряване в клиничната практика за ранна диагностика на злокачествени новообразувания на кожа и лигавица. Оптимизация на флуоресцентните и дифузно-отражателните спектроскопски техники за получаване на максимална диагностична точност при определяне на основните типове злокачествени неоплазии в дерматологията и гастроентерологията.

Използвани методи:

Ще бъдат използвани методите на флуоресцентния анализ – както автофлуоресценция, така и с въвеждане на екзогенни маркери – спектроскопия с честотно и с времево разрешение. Методите на дифузната отражателна спектроскопия ще се използват за разширение на диагностичните възможности и ще се прилагат за пигментирани новообразования. Измерванията ще бъдат с фиброоптични сонди – едномерно точково сканиране (1-D), както и топографски (2-D) изображения на разпределението на флуоресцентния сигнал от тъканите в норма и патология. Ще бъдат създадени бази данни за флуоресцентните и отражателни свойства и въведени компютърни методи за обработка – разработка на диагностични алгоритми за диференциация на основните типове злокачествени образования, по тип, степен на развитие и спрямо доброкачествени патологии. Спектралните данни ще бъдат сравнени и верифицирани с получавани по „златен стандарт“ хистологични резултати.

Очаквани резултати:

Ще бъдат създадени системи за оптична биопсия на злокачествени новообразувания на кожа и лигавица, за първична диагноза и интраоперативен мониторинг. Ще бъдат внедрени методики за диагностика на основните типове кожни неоплазии и диференциацията им спрямо диспластични и доброкачествени лезии. Ще бъде създадена система и разработена методика за интраоперативен мониторинг по метода на флуоресцентната спектроскопия при резекция на тумори на дебело черво и ректум. Ще бъде усъвършенствана, създадената в предходни изследвания методика за флуоресцентна диагностика на тумори на горен и долен гастроинтестинален тракт. Апаратните и методологичните средства ще бъдат клинично реализирани.

Научните резултати ще бъдат публикувани в специализирани международни издания и докладвани на конференции, необходими за популяризацията им и ще имат принос за цялостното израстване на участниците, членове на екипа на проекта. Разработените методики и апаратура ще бъдат използвани в дисертационните трудове на двама от младите учени.

Основните цели на проекта са:

  1. Разработка и оптимизация на оптоелектронни системи и методология за оптична биопсия на кожа и лигавица и тяхната апробация в клиничната практика за ранна диагностика на злокачествени новообразувания.
  2. Получаване на максимална диагностична точност при определяне на основните типове злокачествени неоплазии в дерматологията и гастроентерологията. Разработените в проекта 1-D и 2-D системи за спектрален анализ ще се използват за локално измерване на спектралните характеристики, за топография на туморни образувания на кожа и лигавица, както и за интраоперативен мониторинг на ексцизии (хирургично отстраняване) на туморни образувания, позволявайки прецизно определяне на туморни граници и разсеяни огнища в тъканта и близките лимфни възли.
  3. Разработените системи и методология за диагностика и мониторинг ще бъдат внедрени в практиката на УМБАЛ „Царица Йоанна-ИСУЛ“. Ще бъдат определени основни спектрални параметри на биологичните тъкани в норма и патология, с което ще се обогатят базите данни за оптичните свойства на човешки тъкани. Предвижда се получаване на оригинални данни за времеви флуоресцентни параметри на основни видове тумори на кожа и гастроинтестинален тракт.
  4. Резултатите от научните изследвания ще бъдат публикувани в реномирани научни списания и представяни на престижни международни конференции, което ще спомогне силно кариерното израстване на младите учени в екипа на проекта. Важна цел на проекта е разработка на системи и клинични изследвания, които ще бъдат интегрални части към дисертациите на двама от докторантите в екипа: за А. Желязкова – системи и методика за спектрален анализ, за М. Керемедчиев – клинични изследвания и апробация на системите за флуоресцентна диагностика и интраоперативен спектрален мониторинг на ГИТ тумори.

Презентации по проект ДМУ-03-46/2011 за 1-вата година на проекта:

  1. Borisova E., Pavlova E., Troyanova P., Avramov L.,
    „Optical Biopsy of Cutaneous Tumours“
    поканен доклад на Втора международна конференция по лазерна хирургия и медицина – (Conference on Laser Surgery and Medicine – CLSM), 23-27 април 2012 г, гр. Йокохама, Япония
    Download as .PDF file
  2. Borisova E., Pavlova E., Troyanova P., Nikolova B., Tsoneva I.,
    „Autofluorescence of skin cancer – tool for initial diagnosis and monitoring of therapy“
    поканена лекция на 15-та Mеждународна конференция по Лазерна Оптика (Laser Optics-LO’2012), 25-29 юни 2012 г., гр. Санкт – Петербург, Русия
    Наградена впоследствие като най-добър доклад на конференцията със Сертификат на D.S.Rozhdestvensky Optical Society
    Download as .PDF file
  3. Borisova E., Pavlova E., Troyanova P., Keremedchiev M., Vladimirov B., Plamenova L.,
    „Endogenous and exogenous fluorescence of biological tissues for clinical applications“
    поканена лекция на 20-та Международна конференция по съврменни лазерни технологии (Advanced Laser Technologies – ALT’2012) – 2-7 септември 2012 г, гр. Тун, Швейцария
    Download as .PDF file
  4. Borisova E., Plamenova L., Keremedchiev M., Vladimirov B., Avramov L.,
    „Endogenous and exogenous fluorescence of gastrointestinal tumors – initial clinical observations“
    постерен доклад на 17-та Международна Школа по Квантова Електроника „Лазерна физика и приложения“ (International School on Quantum Electronics – XVII ISQE’2012) – 24-28 септември, гр. Несебър, България
    Докладът, предствен от Лилия Ангелова, бе награден впоследствие с 2-ра награда на SPIE (Международно дружество по Оптика и Фотоника) за най-добър постерен доклад на млад учен на XVII ISQE’2012
    Download as .PDF file
  5. Borisova E., Pavlova E., Troyanova P., Nikolova B., Tsoneva I.,
    „Optical biopsy clinical tool for initial diagnosis and therapeutic monitoring of cutaneous tumors“
    поканена лекция на Международна Школа по Оптика, Лазери и Биомедицинска фотоника – SFM’2012, 23-30 септември, в гр. Саратов, Русия
    Download as .PDF file
  6. Borisova E.,
    „Autofluorescence spectral features of normal skin – basis for comparison with cutaneous pathologies“
    устен доклад на Международна Школа по Оптика, Лазери и Биомедицинска фотоника – SFM’2012, 23-30 септември, в гр. Саратов, Русия
  7. Borisova E., Pavlova E., Troyanova P., Nikolova B., Tsoneva I.,
    „Optical biopsy – tool for initial cancer diagnosis and monitoring of therapy“
    поканена лекция на Европейска конференция по Медицинска Физика (European Medical Physics Conference -EMPEC’2012), 18-20 октомври 2012, гр. София, България
    Download as .PDF file

Публикации по проект ДМУ-03-46/2011 за 1-вата година на проекта:

A)  Публикации в специализирани списания и тематични сборници:

  1. Borisova E., Pavlova P., Pavlova E., Troyanova P., Avramov L.,

    „Optical biopsy of human skin – tool for cutaneous tumours’ diagnosis“,

    Int. J. Bioautomation, 16(1): 53-72, (2012), ISSN: 1314-2321 (on-line) 1314-1902 (print)

    Download as .PDF file

  2. Borisova E., Plamenova L., Keremedchiev M., Vladimirov B., Avramov L.,

    „Endogenous and exogenous fluorescence of gastrointestinal tumors – initial clinical observations“

    Proc. SPIE, ISQ12-ISQ100-87, 9 p. (2012) (accepted)

    See the abstract in „17-th ISQE BOOK OF ABSTRACTS“

Б)  Публикувани в пълен текст в сборници на конференции

  1. Borisova E., Pavlova E., Troyanova P., Nikolova B., Tsoneva I.,

    „Optical biopsy – tool for initial cancer diagnosis and monitoring of therapy“,

    Proc. of EMPEC (European Medical Physics Conference) October 2012, 172-179; ISBN 978-954-91589-3-9 (2012)

    Download as .PDF file

  2. Borisova E., Pavlova E., Troyanova P., Avramov L.,

    „Optical Biopsy of Cutaneous Tumours“,

    Proc. CLSM, CLSM6-2, 42-43 (2012)

    Download as .PDF file

  3. Borisova E., Pavlova E., Troyanova P., Nikolova B., Tsoneva I.,

    „Autofluorescence of skin cancer – tool for initial diagnosis and monitoring of therapy“,

    Proc. of 15th Int. Conf. „Laser Optics-2012“, St. Petersburg, Russia, 25-29 June, 3 p. (2012)

    Download as .PDF file

В)  Публикувани като резюмета в сборници на конференции

  1. Borisova E., Pavlova E., Troyanova P., Keremedchiev M., Vladimirov B., Plamenova L.,

    „Endogenous and exogenous fluorescence of biological tissues for clinical applications“,

    Book of abstracts, 20th Int. Conf. Adv. Las. Tech. 187-188 (2012)

    Download as .PDF file

  2. Pavlova E., Borisova E., Troyanova P., Avramov L.,

    „Light-indiced autofluorescence and diffuse reflectance spectroscopy of cutaneous tumors – clinical study“,

    Book of abstracts – 17th ISQE, 99-100 (2012)

    See the abstract in „17-th ISQE BOOK OF ABSTRACTS“

  3. Borisova E., Angelova L., Keremedchiev M., Vladimirov B., Avramov L.,

    „Endogenous and exogenous fluorescence of gastrointestinal tumors – initial clinical observations“,

    Book of abstracts – 17th ISQE, 102-103 (2012)

    See the abstract in „17-th ISQE BOOK OF ABSTRACTS“

  4. Borisova E.,

    „Autofluorescence spectral features of normal skin – basis for comparison with cutaneous pathologies“,

    Proc. of SFM’2012 (2012)

    Download as .PDF file

  5. Borisova E., Pavlova E., Troyanova P., Nikolova B., Tsoneva I.,

    „Optical biopsy clinical tool for initial diagnosis and therapeutic monitoring of cutaneous tumors“,

    Proc. of SFM’2012, (2012)

    Download as .PDF file