Jaunas un rentablas multi- modālas metodikas izstrāde un klīniska aprobācija ādas vēža agrīnai diagnostikai

Projekta nosaukums: "Jaunas un rentablas multi- modālas metodikas izstrāde un klīniska aprobācija ādas vēža agrīnai diagnostikai." Projekta nosaukums angliski: “Development and clinical validation of a novel cost effective multi-modal methodology for early diagnostics of skin cancers.” Projekta līguma numurs:  1.1.1.2/VIAA/I/16/052 Projekta vadītāja: Dr. fiz. Ilze Ļihačova Projekta sadarbības partneri:

• Oulu Universitāte, Elektrotehnikas fakultāte, Optoelektronikas un mērījumu tehniku (Optoelectronics and measurement techniques) laboratorija;
• Bulgārijas zinātņu akadēmija, Akadēmiķa Emila Djakova elektronikas institūts, Biofotonikas laboratorija;
• Spectral Molecular Imaging, Inc. Beverly Hills, California.

Projekta īstenošanas termiņš: 36 mēneši (1.01.2018. līdz 31.12.2020.) Projekta kopējais finansējums: 133 805,88 EUR ERAF finansējums: 113 734,99 EUR  Valsts budžeta finansējums: 13 380,58 EUR  LU finansējums: 6 690,31 EUR Projekta mērķis: Izstrādāt un klīniski aprobēt jaunu, lētu multi- modālu metodiku agrīnai ādas vēžu (melanomas, bazālo šūnu un plakanšūnu karcinomas) diagnostikai, pēcoperācijas rētu apsekošanai un savlaicīgai audzēja recidīvu detektēšanai. Projekta rezultāti: 2 zinātniskie raksti starptautiski recenzējamos žurnālos ar aprēķinātu citējamības indeksu, 4 konferenču tēzes, 1 populārzinātnisks raksts, 3 mobilitātes braucieni (kopā 6 mēneši), 3 zinātniskās tīklošanās. Atsauce publicitātei (reference for publicity): This work has been supported by European Regional Development Fund project “Development and clinical validation of a novel cost effective multi-modal methodology for early diagnostics of skin cancers” (No. 1.1.1.2/16/I/001, agreement No. 1.1.1.2/VIAA/1/16/052). Publikācijas:

1. A. Lihachev, I. Lihacova, E. V. Plorina, M. Lange, A. Derjabo, and J. Spigulis, "Differentiation of seborrheic keratosis from basal cell carcinoma, nevi and melanoma by RGB autofluorescence imaging," Biomed Opt Express 9(4), 1852-1858 (2018). DOI 10.1364/BOE.9.001852. 
2. I. Lihacova, K. Bolochko, E. V. Plorina, M. Lange, A. Lihachev, D. Bliznuks, and A. Derjabo, "A method for skin malformation classification by combining multispectral and skin autofluorescence imaging," SPIE Proc 10685, 1068535 (2018). DOI Oops, an error occurred! Code: 20250709165739cb2404f8.
3. K. Bolochko, D. Bliznuks, I. Lihacova, and A. Lihachev, "Quality enhancement of multispectral images for skin cancer optical diagnostics," SPIE Proc 10679, 1067903 (2018). DOI Oops, an error occurred! Code: 20250709165739a233eb6a.

  1. ceturksnis (01.01.2018- 31.03.2018) Literatūras izpēte par cirkulāri polarizētas gaismas pielietojumiem ādas veidojumu analīzei. Dažādu eksperimentālo shēmu, kur pielieto cirkulāri polarizētu apgaismojumu, pētīšana un eksperimenta par cirkulāri polarizētas gaismas atstarošanos no ādas virsmas plānošana. Esošā prototipa, multispektrālo attēlu iegūšanai, pārveides plānošana ādas virsmu analīzei, kas apgaismota ar cirukulāri polarizētu gaismu. Izveidotās un publicētās ādas autofluorescences metodes pievienošana jau esošajai p' karšu analīzes metodei, lai iegūtu jutīgāku multi- modālu metodiku ādas vēža diagnostikai. Uzsākta multispektrālo attēlu un autofluorescences attēlu analīze dažādām, iepriekš ar p' diagnostikas metodi nepētītām, ādas patoloģiju grupām- seborejas keratozēm, hiperkeratozēm, nepigmentētām bazālo šūnu karcinomām un hemangiomām- kā arī melanocītiskiem nēvusiem, un melanomām. Tika ieviesta un uz esošo ādas veidojumu grupu datiem pielietota metode p' karšu maksimālo vērtību analīzei. Tika aprēķinātas vidējās autofluorescences intensitāšu vērtības dažādām ādas veidojumu grupām. Abas metodes- p' karšu maksimālo vērtību analīze un autofluorescences attēlošanas metode- tika apvienotas. Tādējādi tika izveidots jauns diagnostikas parametrs ar jutību 100% un specifiskumu 100% melanomas atšķiršanai no pērējām ādas veidojumu grupām. Ar šo metodi nav iespējams atšķirt bazālo šūnu karcinomu no labdabīgo ādas veidojumu grupām. Nopublicēts viens raksts žurnālā Biomedical Optics Express, iesniegti 2 raksti SPIE Proceedings konferenču materiāliem.   2. ceturksnis (01.04.2018- 30.06.2018) 1. Sagatavota Postdoc projekta pirmā ceturkšņa atskaites prezentācija, un 19. aprīlī tā prezentēta LU ASI seminārā. 2. Dalība SPIE Photonics 2018 konferencē (23.-26. aprīlī, Strasbūrā, Francijā): • Stenda referāta "A method for skin malformation classification by combining multispectral and skin autofluorescence imaging" sagatavošana un prezentēšana; Tēze pieejama: www.spie.org/EPE/conferencedetails/biophotonics-photonic-solutions • Līdzautors mutiskajā referātā “Quality enhancement of multispectral images for skin cancer optical diagnostics.” Tēze pieejama: www.spie.org/EPE/conferencedetails/optics-photonics-digital-technologies-multimedia-applications Publicēti divi raksti SPIE Proceedings žurnālā. 3. Sagatavoti, parakstīti un pārsūtīti mobilitātes sadarbības līgumi Oulu Universitātes partnerim. 4. Veikta padziļināta izpēte par optiskajiem palīglīdzekļiem, ar kuru palīdzību varētu iegūt cirkulāri polarizētu starojumu turpmāko eksperimentu veikšanai. Rezultātā eksperimentam tika izlemts izmantot polimēra plēvi (to ir vieglāk pielāgot eksperimentam) cirkulāra EM starojuma iegūšanai diapazonā no 400- 700 nm un pārbaudīt, vai būs iespējams iegūt kādas detektējamas audu struktūru īpašības šajā reģionā. Atlasīti dati turpmāko aprēķinu veikšanai no jauniegūtajiem mērījumiem LOC klīnikā, kuros tiek izmantots lineāri polarizēts starojums.   3. ceturksnis (01.07.2018- 30.09.2018)

• Izveidota iekārta cirkulāri polarizētas gaismas atstarošanās no ādas virsmas izpētei. Izveidotā iekārta sastāv no multispektrālās kameras Nuance EX, kuras sastāvā ir lineārais polarizators, gaismas avota (halogēna lampas + gaismas diodes) un plēve cirkulāra elektromagnētiskā starojuma iegūšanai, kas novietots gaismas avota ceļā un pārveido nepolarizētu gaismu cirkulāri polarizētā. Lai pārbaudītu, kā dažādas ādas struktūras atstaro dažādos leņķos polarizētu gaismu, tika mainīts plēvītes leņķis ar soli 45° un uzņemti attēli spektra diapazonā no 450- 950 nm (ar soli 10nm). Rezultātā tika iegūti veselas ādas, labdabīgu nēvusu un seborejas keratozes multispektrālie dati, kas mērīti 8 dažādos leņķos (0°, 45°, 90°, 135°, 180°, 225°, 270° un 315°). 
  

• Tika iesniegta tēze: Janis Spigulis, Uldis Rubins, Edgars Kviesis-Kipge, Andris Grabovskis, Aleksejs Lihacovs, Ilze Lihacova, Dmitrijs Bliznuks, Ilona Kuzmina, Ilze Oshina, Marta Lange, “Advanced imaging technologies for distant assessment of in-vivo skin,” kurā esmu kā līdzautore, konferencei Northern Optics & Photonics konferencei, kas notiks Zviedrijā, Lundā, 12.-14. Septembrī, 2018.  

• 30. jūlijs līdz 23. septembris - atvaļinājums.

• Nopublicēta tēze: Janis Spigulis, Uldis Rubins, Edgars Kviesis-Kipge, Andris Grabovskis, Aleksejs Lihacovs, Ilze Lihacova, Dmitrijs Bliznuks, Ilona Kuzmina, Ilze Oshina, Marta Lange, “Advanced imaging technologies for distant assessment of in-vivo skin” Northern Optics & Photonics  2018 konferenču materiālos. Tēze pieejama šeit: photonicsweden.org/wp-content/uploads/NorthernOptics2018_proceedings.pdf. 

• Sagatavota informatīva prezentācija un posteris par projektu un tā esošajām un plānotajām aktivitātēm. Dalība Zinātnieku naktī 28. septembrī, programma pieejama www.asi.lu.lv/New/programma2018.pdf.