Modeli urejenosti za optično mikroskopijo bioloških tkiv
Oznaka in naziv projekta
Z1-4384 Modeli urejenosti za optično mikroskopijo bioloških tkiv
Z1-4384 Order models for optical microscopy of biological tissues
Logotipi ARRS in drugih sofinancerjev
Projektna skupina
Vodja projekta: dr. Jošt Stergar
Sodelujoče raziskovalne organizacije: Povezava na SICRIS
Sestava projektne skupine: Povezava na SICRIS
Vsebinski opis projekta
Spremembe arhitekture tkiva in njegove organizacije, so eno izmed ključnih vodil pri postavljanju diagnoze. Spremembe urejenosti celic v tkivih lahko nakazujejo spremembe v funkciji organov in indicirajo napredovanje bolezni. Določanje tovrstnih sprememb je zato ključnega pomena za hitro izvajanje diagnostike in spremljanje napredovanja bolezni.
Na področju digitalne histologije se uporabljajo različne metode za določanje tovrstnih sprememb, od metod strojnega učenja, do klasičnih, subjektivnih in kvalitativnih metrik. Cilj tega projekta je razvoj razumljivih metrik za ocenjevanje arhitekture tkiva, osnovanih na fizikalnih konceptih urejenosti.
V sklopu projekta raziskujemo uporabo pristopov kot je analiza tkiv v Fourierovem prostoru, ki nudi vpogled v zastopanost različnih prostorskih frekvenc. V zdravem, dobro urejenem tkivu so določene prostorske frekvence bolj zastopane, kar nakazuje obstoj preferenčne ureditve celic. Ob pojavu vnetja ali v prisotnosti tumorja se arhitektura tkiva podre, preferenčna smer pa izgine.
V sklopu raziskav uporabljamo in razvijamo napredne optične metode za analizo vzorcev, kot so polarizacijska mikroskopija in hiperspektralna mikroskopija v vidnem področju svetlobe.
Cilji projekta specifično vključujejo identifikacijo, testiranje in verifikacijo novih, na fizikalnih modelih osnovanih metrik za določanje stopnje urejenosti tkiva. Širše rezultati stremijo k uvedbi novih kvantitativnih slikovnih biomarkerjev, ki bi v prihodnosti lahko pomagali širokim presejalnim programom za zgodnje odkrivanje bolezni in skozi kvantitativnost izboljšali kvaliteto longitudinalnih kliničnih in predkliničnih raziskav.
Osnovni podatki sofinanciranja so dostopni na spletni strani SICRIS.
Faze projekta in opis njihove realizacije
1. Faza: Razvoj slikovnih tehnik in zajem slik - V TEKU
Za namen projekta je bil dodatno validiran hiperspektralni mikroskop. Pripravljen je bil dizjan polarizacijsko občutljivega mikroskopa. Za podporo strojnim komponentam je bilo razvito programsko ogrodje, ki omogoča modularno nadziranje mikroskopov s komunikacijo strežnik-odjemalec. Rezultati verifikacije so bili predstavljeni v obliki članka.
2. Faza: Priprava podatkovnega nabora - V TEKU
Pripravljen je bil podatkovni nabor z vsemi potrebnimi meritvami, ki omogočajo preverjanje sprotnih rezultatov in razvoj novih metod obdelave slik. Trenutno poteka priprava in analiza dodatnih modelov za preučevanje širših aplikacij rezultatov.
3. Faza: Razvoj in ocenjevanje metrik za določanje urejenosti tkiva - V TEKU
Razvita je bila metodologija in potrebna programska orodja za določanje urejenosti tkiv v Fourierovem prostoru.
4. Faza: Analiza rezultatov - V TEKU
Vse rezultate projekta sproti preverjamo, tako z dostopnimi metapodatki, kot z alternativnimi tehnikami, ki služijo verifikaciji. Pri ugotavljanju zanesljivosti in navezovanju na preostale tehnike sproti uporabljamo kvantitativne pristope statistične analize, kjer določamo korelacije, statistične signifikantnosti in druge relavantne metrike statistične zanesljivosti.
5. Faza: Diseminacija rezultatov - V TEKU
Vmesni rezultati analize vzorcev v Fourierovem prostoru so bili predstavljeni v sklopu mednarodnih konferenc. Rezultati natančne kalibracije in verifikacije sistema hiperspektralne mikroskopije, ki je predpogoj za zanesljivo analizo slik v sklopu tega projekta, so bili predstavljeni v obliki znanstvenega članka.
Bibliografske reference
Bibilografija vodje projekta na sistemu SICRIS.