Differential Mueller-matrix mapping of the polycrystalline component of biological tissues of human organs

• Autorzy: Padure, Andrei , Bakun, Oksana , Mikirin, Ivan , Dubolazov, Alexander , Soltys, Iryna , Olar, Oleksandr

Warianty tytułu

PL

Różnicowe mapowanie matrycy Muellera polikrystalicznego składnika tkanek biologicznych narządów ludzkich

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents the materials of diagnostic application of the method of differential Mueller-matrix mapping of optically anisotropic architectonics of the layers of soft matter of the female reproductive sphere –histological sections of uterine biopsy. The efficiency and accuracyof differential diagnostics of benign and precancerous conditions of endometrial tissue are considered using statistical analysis of algorithmically reproduced maps of average values of linear and circular birefringence and dichroism parameters of optically anisotropic architectonics of representative samples of native histological sections of the uterine wall. The values of the balanced accuracy of differential diagnostics are presented by usingthe technique of statistical analysis of coordinate distributions of the mean values of the optical anisotropy parameters.

PL

W artykule przedstawiono materiały dotyczące zastosowania diagnostycznego metody mapowania różnicowego macierzy Muellera optycznie anizotropowej architektury warstw materii miękkiej żeńskiej sfery rozrodczej –wycinków histologicznych z biopsji macicy. Skuteczność i dokładność diagnostyki różnicowej łagodnych i przedrakowych stanów tkanki endometrium są rozpatrywane przy użyciu analizystatystycznej algorytmicznie odtworzonych map średnich wartości liniowej i kołowej dwójłomności oraz parametrów dichroizmu optycznie anizotropowej architektury reprezentatywnych próbek natywnych przekrojów histologicznych ściany macicy. Wartości zrównoważonej dokładności diagnostyki różnicowej przedstawiono za pomocą techniki analizy statystycznej rozkładów współrzędnych średnich wartości parametrów anizotropii optycznej.

Słowa kluczowe

PL

polaryzacja; korelacja; macierz Muellera; analiza statystyczna; tkanki biologiczne

EN

polarization; correlation; Mueller matrix; statistical analysis; biological tissue

• Czasopismo: Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska
• Rocznik: 2024
• Tom: T. 14, nr 4
• Strony: 23--27
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Padure, Andrei

• NicolaeTestemitanu State University of Medicine and Pharmacy, Kishinev, Moldova,

autor

Bakun, Oksana

• HigherState Educational Institution of Ukraine, Bukovynian State Medical University, Chernivtsi, Ukraine,

autor

Mikirin, Ivan

• Yuriy Fedkovych Chernivtsi National University, Chernivtsi, Ukraine,

autor

Dubolazov, Alexander

• Yuriy Fedkovych Chernivtsi National University, Chernivtsi, Ukraine,

autor

Soltys, Iryna

• National Pirogov Memorial Medical University, Vinnytsia, Ukraine,

autor

Olar, Oleksandr

• D.Serikbayev East Kazakhstan Technical University, Ust-Kamenogorsk, Kazakhstan,

Bibliografia

• [1] Ghosh N.: Tissue polarimetry: concepts, challenges, applications, and outlook. J. Biomed. Opt. 16, 2011, 110801.
• [2] Goodman J. W.: Statistical Properties of Laser Speckle Patterns. Springer, Berlin, Heidelberg 1975 [https://doi.org/10.1007/978-3-662-43205-1_2].
• [3] Jacques S. L.: Polarized light imaging of biological tissues. Boas D., Pitris C., Ramanujam N. (eds.): Handbook of Biomedical Optics 2. CRC Press, Boca Raton 2011, 649–669.
• [4] Kim M. et al.: Optical diagnosis of gastric tissue biopsies with Mueller microscopy and statistical analysis. J. Europ. Opt. Soc. Rapid Publ. 18(2), 2022.
• [5] Lee H. R. et al.: Digital histology with Mueller polarimetry and fast DBSCAN. Appl. Opt. 61(32), 2022, 9616–9624.
• [6] Lee H. R. et al.: Digital histology with Mueller microscopy: how to mitigate an impact of tissue cut thickness fluctuations. J. Biomed. Opt. 24(7), 2019, 076004.
• [7] Lee H.R. et al.: Mueller microscopy of anisotropic scattering media: theory and experiments, Proc. SPIE 10677, 2018, 1067718.
• [8] Li P. et al.: Analysis of tissue microstructure with Mueller microscopy: logarithmic decomposition and Monte Carlo modeling. J. Biomed. Opt. 25(1), 2020, 015002.
• [9] Ma H., He H., Ramella-Roman J. C.: Mueller matrix microscopy. Polarized Light in Biomedical Imaging and Sensing. Springer, Cham 2023.
• [10] Peyvasteh M. et al.: 3D Mueller-matrix-based azimuthal invariant tomography of polycrystalline structure within benign and malignant soft-tissue tumours. Laser Physics Letters 17(11), 2020, 115606.
• [11] Ushenko A. G., Pishak V. P.: Laser Polarimetry of Biological Tissues: Principles and Applications. Tuchin V. V. (ed.): Handbook of Coherent Domain Optical Methods. Springer US, 2004, 93–138.
• [12] Ushenko A. et.al.: Stokes-correlometry analysis of biological tissues with polycrystalline structure. IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics 25(1), 2018, 1–12.
• [13] Ushenko V. A. et.al.: Biomedical applications of Jones-matrix tomography to polycrystalline films of biological fluids. Journal of Innovative Optical Health Sciences 12(06), 2019, 1950017.
• [14] Vitkin A., Ghosh N., de Martino A.: Tissue polarimetry. Andrews D. L. (ed.): Photonics: Scientific Foundations, Technology and Applications, Vol. IV. John Wiley & Sons Inc., New Jersey 2015, 239–321.
• [15] Wang R. K., Tuchin V. V. (eds.): Advanced Biophotonics: Tissue Optical Sectioning. CRC Press, Taylor & Francis Group, London 2013.
• [16] Zabolotna N. I. et al.: System of the phase tomography of optically anisotropic polycrystalline films of biological fluids. SPIE Proc. 9166, 2014, 916616.

Identyfikatory

DOI

10.35784/iapgos.6211