ПОЛЯРИЗАЦІЙНЕ ВІДТВОРЕННЯ МАП СТРУКТУРНОЇ АНІЗОТРОПІЇ ПРЕПАРАТІВ ГОЛОВНОГО МОЗКУ ДЛЯ ДИФЕРЕНЦІАЛЬНОЇ ДІАГНОСТИКИ КРОВОВИЛИВІВ ТРАВМАТИЧНОГО ТА НЕТРАВМАТИЧНОГО ҐЕНЕЗУ
DOI:
https://doi.org/10.24061/2413-4260.XV.1.55.2025.19Ключові слова:
черепно-мозкова травма; судова медицина; час утворення крововиливу; лазерна поляриметрія, двопроменезаломлення; гістологічні зрізиАнотація
За останні роки у різноманітних галузях медицини широкого та ефективного розповсюдження набули сучасні неруйнівні та неінвазивні методи оптичної діагностики препаратів біологічних тканин і рідин. Серед широкого спектру оптичних методів виокремився один з найбільш ефективних – лазерна поляриметрична діагностика полікристалічної структури біологічних шарів.
Мета і завдання дослідження: експериментально апробувати і визначити сукупність маркерів диференціальної діагностики причини смерті внаслідок утворення крововиливів травматичного та нетравматичного ґенезу в речовину головного мозку людини шляхом використання методу Мюллер-матричного картографування з алгоритмічним відтворенням лінійного двопроменезаломлення нативних гістологічних зрізів мозку.
Матеріали та методи дослідження. У якості дослідного матеріалу використовувалися нативні гістологічні зрізи речовини головного мозку людини з тім'яної ділянки від померлих, причиною смерті яких були крововиливи травматичного ґенезу - ІІ група (загальна кількість n=100), інфаркт мозку ішемічного генезу - ІІІ група (n=100), крововилив нетравматичного ґенезу - IV група (n=100), гостра коронарна недостатність - І група – контроль (n=40). Вилучені зразки речовини головного мозку людини заморожували при температурі -70°С та надалі виготовлялися гістологічні зрізи за допомогою заморожуючого мікротома. Надалі були проведені дослідження отриманих зразків за допомогою Стокс-поляриметра методом азимутально-інваріантного експериментального вимірювання координатних розподілів величини елементів матриці Мюллера нативних гістологічних зрізів мозку померлих.
Результати дослідження. У процесі наростання дегенерації та некрозу знижується рівень макроструктурного лінійного двопроменезаломлення, а також трансформації топографічної ієрархії полікристалічної архітектоніки мозку. У результаті зменшуються відповідні випадкові значення і їх флуктуації у координатних розподілах лінійного двопроменезаломлення структурних елементів полікристалічної архітектоніки дослідних зразків мозку. Топографічна структура алгоритмічно відтворених мап стає менш однорідною, дрібномасштабною та статистичною за рахунок дегенерації та некрозу нейронних сіток. Виходячи з цього було обґрунтовано прогностичні сценарії зміни сукупності цифрових статистичних, кореляційних, фрактальних і вейвлет маркерів, які визначають патологічну трансформацію лінійного двопроменезаломлення нейронних мереж нативних гістологічних зрізів мозку.
Висновки. Установлено діагностичну силу методу азимутально-інваріантної Мюллер-матричної мікроскопії нативних гістологічних зрізів мозку померлих внаслідок крововиливів травматичного та нетравматичного ґегезу на відмінному рівні (до 97,5%).
Посилання
Bertozzi G, Maglietta F, Sessa F, Scoto E, Cipolloni L, Di Mizio G, et al. Traumatic Brain Injury: A Forensic Approach: A Literature Review. Curr Neuropharmacol. 2020;18(6):538-50. DOI: http://doi.org/10.2174/1570159x17666191101123145 PMID: 31686630; PMCID: PMC7457403.
Ghosh N, Vitkin IA. Tissue polarimetry: concepts, challenges, applications, and outlook. J Biomed Opt. 2011;16(11):110801. DOI: http://doi.org/10.1117/1.3652896 PMID: 22112102.
Layden D, Ghosh N, Vitkin A. Quantitative Polarimetry for Tissue Characterization and Diagnosis. In: Wang RK, Tuchin VV, editors. Advanced Biophotonics. CRC Press; 2013. Chapter 13, p. 73–108. DOI: http://doi.org/ 10.1201/b15256-3
Vitkin A, Ghosh N, de Martino A. Tissue Polarimetry. In: Andrews DL, editor. Photonics: Scientific Foundations, Technology and Applications. John Wiley & Sons, Ltd; 2015. Chapter 7, p. 239–321. DOI: https://doi.org/10.1002/9781119011804.ch7
Angelsky OV, Ushenko AG, Mokhun II, Zenkova CY, Bogatyryova HV, Felde CV. al. Optical Measurements: Polarization and Coherence of Light Fields. In: Cocco L, editor. Modern Metrology Concerns. InTech; 2012. Chapter 10, 56 p. DOI: http://doi.org/10.5772/36553
Ushenko AG, Dubolazov OV, Ushenko VA, Novakovskaya OY, Olar OV. Fourier polarimetry of human skin in the tasks of differentiation of benign and malignant formations. Appl Opt. 2016;55(12):B56-60. DOI: http://doi.org/10.1364/AO.55.000B56 PMID: 27140132.
Hu Z, Bachinsky VT, Vanchulyak OY, Soltys IV, Ushenko YA, Ushenko AG, et al. Spectral Phase Measurement of Laser Images of Sections of Biological Tissues of a Human Corpse for Death Time Detection. In: Phase Mapping of Human Biological Tissues. Springer Briefs in Applied Sciences and Technology; 2023. Part F697, p. 53-70. DOI: http://doi.org/10.1007/978-981-99-3269-6_4
Ushenko YA, Bachinsky VT, Bezhenar IL, Vanchulyak OY, Litvinenko OY, Soltys IV, et al. Determination of the Lifetime and Post-mortal Nature and Temporal Dynamics of the Formation of Skin Abrasions. In: Laser Polarimetry of Biological Tissues. Springer Briefs in Applied Sciences and Technology; 2023. p. 27–42. DOI: https://doi.org/10.1007/978-981-99-1734-1_3
Hu Z, Ushenko YA, Litvinenko OY, Gorsky MP, Vanchulyak OY, Mikirin I, et al. Materials and Methods of Research in Laser Polarimetry Data Processing of Biological Tissues for Forensic Determining the Age of Injury In: Laser Polarimetry of Biological Tissues. Springer Briefs in Applied Sciences and Technology; 2023. p. 9-26. DOI: http://doi.org/10.1007/978-981-99-1734-1_2
Hu Z, Bachinsky VT, Vanchulyak OY, Soltys IV, Ushenko YA, Ushenko AG, et al. Novel Diagnosis Capabilities and Prospects for Determining Post-mortem Changes in Biological Tissues and the Time of Hematoma Formation in Forensic Medicine. In: Phase Mapping of Human Biological Tissues. Springer Briefs in Applied Sciences and Technology; 2023. SpringerBriefs in Applied Sciences and Technology: 2023. p. 1-10. DOI: https://doi.org/10.1007/978-981-99-3269-6_1
Ushenko YA, Hu Z, Soltys IV, Dubolazov OV, Olar OV, Gordey I, et al. Study of Two-Dimensional Polarization Maps of the Skin for Differentiation of Lifetime and Postmortal Nature and Temporal Dynamics of Abrasions. In: Laser Polarimetry of Biological Tissues. Springer Briefs in Applied Sciences and Technology; 2023. p. 43-75. DOI: http://doi.org/10.1007/978-981-99-1734-1_4
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
Критерії авторського права, форми участі та авторства
Кожен автор повинен був взяти участь в роботі, щоб взяти на себе відповідальність за відповідні частини змісту статті. Один або кілька авторів повинні нести відповідальність в цілому за поданий для публікації матеріал - від моменту подачі до публікації статті. Авторитарний кредит повинен грунтуватися на наступному:
- істотність частини вклада в концепцію і дизайн, отри-мання даних або в аналіз і інтерпретацію результатів дослідження;
- написання статті або критичний розгляд важливості її інтелектуального змісту;
- остаточне твердження версії статті для публікації.
Автори також повинні підтвердити, що рукопис є дійсним викладенням матеріалів роботи і що ні цей рукопис, ні інші, які мають по суті аналогічний контент під їх авторством, не були опубліковані та не розглядаються для публікації в інших виданнях.
Автори рукописів, що повідомляють вихідні дані або систематичні огляди, повинні надавати доступ до заяви даних щонайменше від одного автора, частіше основного. Якщо потрібно, автори повинні бути готові надати дані і повинні бути готові в повній мірі співпрацювати в отриманні та наданні даних, на підставі яких проводиться оцінка та рецензування рукописи редактором / членами редколегії журналу.
Роль відповідального учасника.
Основний автор (або призначений відповідальний автор) буде виступати від імені всіх співавторів статті в якості основного кореспондента при листуванні з редакцією під час процесу її подання та розгляду. Якщо рукопис буде прийнята, відповідальний автор перегляне відредагований машинописний текст і зауваження рецензентів, прийме остаточне рішення щодо корекції і можливості публікації представленої рукописи в засобах масової інформації, федеральних агентствах і базах даних. Він також буде ідентифікований як відповідальний автор в опублікованій статті. Відповідальний автор несе відповідальність за подтверждленіе остаточного варіанта рукопису. Відповідальний автор несе також відповідальність за те, щоб інформація про конфлікти інтересів, була точною, актуальною і відповідала даним, наданим кожним співавтором.Відповідальний автор повинен підписати форму авторства, що підтверджує, що всі особи, які внесли істотний внесок, ідентифіковані як автори і що отримано письмовий дозвіл від кожного учасника щодо публікації представленої рукописи.
