Метод и устройство гиперспектральной визуализации для диагностики гиперплазии сосудов и нарушений мезентериального кровотока тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Шуплецов Валерий Витальевич

• Шуплецов Валерий Витальевич
• кандидат наук
• 2025

Оглавление диссертации кандидат наук Шуплецов Валерий Витальевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ ДИАГНОСТИКИ ГИПЕРПЛАЗИИ СОСУДОВ И НАРУШЕНИЙ МЕЗЕНТЕРИАЛЬНОГО КРОВОТОКА

1.1 Актуальность изучения сосудистых нарушений

1.2 Описание гиперплазии сосудов

1.2.1 Особенности исследования инфантильных гемангиом у новорождённых и детей

1.3 Описание нарушений мезентериального кровотока

1.3.1 Патофизиология ишемии кишечной стенки

1.4 Обзор методов диагностики гиперплазии сосудов и нарушений мезентериального кровотока

1.5 Основы гиперспектральных измерений диффузно отраженного излучения

1.6 Оценка возможностей гиперспектральной визуализации в медицине

1.7 Техническая реализация и алгоритмы обработки результатов гиперспектральных измерений при изучении опухолевых образований

1.8 Техническая реализация и алгоритмы обработки результатов гиперспектральных измерений при изучении ишемических повреждений

1.9 Выводы по главе

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВА ГИПЕРСПЕКТРАЛЬНОЙ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ГИПЕРПЛАЗИИ СОСУДОВ И НАРУШЕНИЙ МЕЗЕНТЕРИАЛЬНОГО КРОВОТОКА

2.1 Патентные решения по определению жизнеспособности тканей и техническим реализациям гиперспектральных систем

2.2 Разработка устройства гиперспектральной визуализации

2.3 Обоснование медико-технических требований, предъявляемых к устройству гиперспектральной визуализации

2.4 Разработка численной модели диагностического объема ткани кишечной стенки и кожи человека

2.5 Разработка и использование алгоритмов первичной обработки результатов измерения устройства гиперспектральной визуализации

2.6 Тестирование системы с использованием функциональных нагрузочных тестов

2.7 Разработка оптических фантомов для тестирования и калибровки устройства гиперспектральной визуализации

2.8 Выводы по главе

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ИНФАНТИЛЬНЫХ ГЕМАНГИОМ И ИШЕМИИ КИШЕЧНОЙ СТЕНКИ

3.1 Цели и задачи экспериментальных исследований

3.2 Применение разработанной системы для анализа инфантильных гемангиом на пациентах

3.3 Применение разработанной системы для анализа ишемических повреждений ткани кишечной стенки на лабораторных животных

3.4 Применение разработанной системы для анализа ишемических повреждений ткани кишечной стенки на пациентах

3.5 Применение разработанной системы для анализа эффективности заживления ран

3.6 Выводы по главе

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ДИАГНОСТИКИ ГИПЕРПЛАЗИИ СОСУДОВ И НАРУШЕНИЙ МЕЗЕНТЕРИАЛЬНОГО КРОВОТОКА

4.1 Методы машинного обучения и нейросетевые подходы в медицине

4.2 Разработка вероятностной модели классификации стадии развития инфантильных гемангиом на основе кластерного анализа

4.3 Разработка ансамблевой модели на основе методов машинного обучения для оценки ишемии кишечной стенки на модельных животных

4.4 Разработка модели машинного обучения для оценки ишемии кишечной стенки на пациентах

4.5 Метод диагностики гиперплазии сосудов и нарушений мезентериального кровотока

4.6 Синтез биотехнической системы диагностики гиперплазии сосудов и

нарушений мезентериального кровотока

4.7 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Метод и устройство гиперспектральной визуализации для диагностики гиперплазии сосудов и нарушений мезентериального кровотока»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. На сегодняшний день сосудистые заболевания являются одними из наиболее распространенных патологий и имеют ряд осложнений как опухолевой, так и неопухолевой этиологии. Различные сосудистые аномалии могут провоцировать гипоксический стресс, вызывающий сверхэкспрессию ангиогенных клеток, что является одним из наиболее вероятных факторов развития инфантильных гемангиом. Данное заболевание поражает до 10 % всех новорожденных, при этом более чем в 10 % случаев могут возникать опасные для здоровья ребенка осложнения. Среди наиболее часто встречаемых осложнений в зависимости от локализации гемангиом выделяют функциональные риски, изъязвления, а также риск угрозы жизни. Зачастую малозаметные гемангиомы могут излечиваться без специального курса терапии, однако существуют определённые риски, связанные с проявлением массивного роста образований и их изъязвлением. Примерно у 41 % всех новорожденных, имеющих данное заболевание, новообразование локализуется в области лица, и до 3 % пациентов нуждаются в лечении. В настоящее время наиболее распространенными методами лечения являются лазерная терапия, лечение неселективными бета-блокаторами и пероральными кортикостероидами. Для выбора оптимального лечебного алгоритма необходимо провести комплексную диагностику поражения. Существует потребность в клинических инструментах, которые можно было бы использовать для мониторинга развития гемангиом, а также для объективной оценки эффективности проводимой терапии.

Также наиболее распространенным сосудистым поражением в абдоминальной хирургии является мезентериальная ишемия. По статистическим данным, острая мезентериальная ишемия встречается в 5 случаях на 100 тысяч населения. При этом доля диагностических ошибок достигает в некоторых случаях более 50 % на догоспитальном этапе и 19 % - в стационаре. Летальность при данной патологии составляет от 9 до 13 %, а при тяжелых формах может доходить до 90 %. Несмотря на тенденцию к снижению абсолютного количества летальных

исходов, ишемические повреждения занимают одно из лидирующих мест среди острых неотложных состояний в абдоминальной хирургии. В то же время существующие методы диагностики и лечения мезентериальной ишемии зачастую являются недостаточно эффективными. Общепринятым способом интраоперационной оценки жизнеспособности кишечника является визуальный метод Керте, основанный на определении пульсации брыжеечных сосудов, перистальтических сокращений и цвета кишечной стенки. Однако перечисленные признаки имеют исключительно субъективный характер, что указывает на необходимость разработки новых инструментальных методов.

Степень разработанности темы исследования. Прогрессирование лечения гемангиом документируется с помощью относительно субъективных методов, основанных на физическом осмотре, визуальной аналоговой шкале и просмотре фотографических снимков новообразования в динамике. Осуществляемая с помощью такого подхода диагностика обладает недостаточной точностью, поскольку во многом зависит от оператора и условий проведения (угол съемки, освещение помещения и т.д.). Таким образом, отсутствие объективного количественного параметра для оценки гемангиом затрудняет принятие решения о правильном курсе лечения поражений и сравнение эффективности различных методов лечения. Из этого следует, что актуальным является разработка неинвазивного метода и устройства диагностики новообразований биологической ткани, конкретно инфантильных гемангиомных образований, с целью повышения качества мониторинга проводимой терапии лекарственными средствами.

Признаки, используемые в визуальном способе определения жизнеспособности кишечника методом Керте, имеют субъективный характер. По зрительному определению цвета кишки можно достоверно отличить только явно нежизнеспособный (некротический) участок кишечника от здорового. Перистальтика может сохраняться продолжительное время даже после некроза слизистого слоя, но при этом вследствие отсутствия поступления кислорода могут возникать резкие сокращения кишки, которые ошибочно могут быть расценены как перистальтические. Пульсация брыжеечных сосудов может сохраняться при

тяжелом расстройстве кровообращения непосредственно в стенке кишки. В этой связи, современный подход ко многим хирургическим вмешательствам требует наличия более широкого спектра интраоперационной диагностической информации о микроциркуляции крови органа, чем просто субъективная оценка визуальных критериев, что также делает актуальным разработку объективного неинвазивного метода и устройства интраоперационной диагностики ткани кишечной стенки.

Общей фундаментальной проблемой в обоих клинических случаях является отсутствие неинвазивного инструмента для количественной оценки функционального состояния микроциркуляторного русла и оксигенации тканей. Решением этой проблемы может стать внедрение в клиническую практику технологий, позволяющих бесконтактно анализировать оптические свойства биологических тканей. Одной из таких перспективных технологий и выступает гиперспектральная визуализация.

Таким образом, поиск и обоснование новых диагностических критериев на основе метода гиперспектральной визуализации, сочетающего в себе возможности цифровой регистрации изображений и анализа диффузного отражения света, для повышения точности диагностики инфантильных гемангиом и жизнеспособности ткани кишечной стенки, а также разработка новых методов и устройств диагностики на их основе являются актуальными задачами в изучении представленных сосудистых нарушений.

Объектом исследования являются массивы гиперспектральных данных патологических изменений сосудистой системы.

Предметом исследования являются метод и устройство гиперспектральной визуализации гиперплазии сосудов и нарушений мезентериального кровотока.

Целью диссертационной работы является повышение точности диагностики инфантильных гемангиом и жизнеспособности ткани кишечной стенки за счет разработки метода и устройства гиперспектральной визуализации с объективным инструментальным выявлением стадии развития гемангиом и необратимости ишемического повреждения ткани кишечной стенки.

Задачами диссертационной работы являются:

1) Обзор и анализ технических решений и алгоритмов обработки гиперспектральных данных, применяемых в современной клинической и научно -технической практике, для диагностики жизнеспособности биологических тканей, в частности при сосудистых нарушениях.

2) Обоснование специализированных медико-технических требований (МТТ) к разрабатываемому устройству гиперспектральной визуализации, основанных на анализе допустимой мощности излучения, расчетном уровне соотношения сигнал/шум и проведенном численном моделировании распространения оптического излучения в различных типах ткани.

3) Разработка устройства гиперспектральной визуализации, позволяющего проводить диагностику сосудистых нарушений, в том числе гиперплазии сосудов (инфантильных гемангиом) и нарушений мезентериального кровотока.

4) Апробация устройства гиперспектральной визуализации в лабораторных и клинических условиях с целью разработки новых диагностических критериев для выявления сосудистых нарушений.

5) Разработка новых диагностических критериев выявления гиперплазии сосудов (инфантильных гемангиом), и нарушений мезентериального кровотока у модельных животных и пациентов хирургического профиля, основанных на неинвазивной регистрации массивов гиперспектральных данных и их дальнейшей обработке с использованием разработанных моделей классификации на основе кластерного анализа и методов машинного обучения.

6) Разработка метода диагностики гиперплазии сосудов и нарушений мезентериального кровотока, основанного на результатах, полученных с использованием разработанной системы гиперспектральной визуализации.

7) Разработка биотехнической системы диагностики гиперплазии сосудов и нарушений мезентериального кровотока, основанной на применении разработанной системы гиперспектральной визуализации.

Методы исследования. Результаты работы получены на основе методов прикладной математической статистики, экспертного оценивания, метода

численного моделирования Монте-Карло, методов машинного обучения, методов клинических исследований, а также систем автоматизированного проектирования.

Научная новизна работы заключается в том, что при решении поставленных задач предложены:

1) Устройство гиперспектральной визуализации для диагностики сосудистых нарушений, включающее гиперспектральную камеру, широкополосный источник излучения с волоконно-кольцевым излучателем, систему крепления, отличающееся расширенным диапазоном детектирования электромагнитного излучения, равномерностью освещения исследуемого биологического объекта, наличием специализированных конфигураций для обследования младенцев и работы в хирургических условиях, включая интраоперационную диагностику, а также оригинальными алгоритмами обработки гиперспектральных данных, позволяющее выявлять стадии развития инфантильных гемангиом и степень жизнеспособности ткани кишечной стенки за счет регистрации и последующего анализа пространственного распределения диффузно отраженного света.

2) Вероятностная модель классификации для определения доброкачественных мальформаций, базирующаяся на анализе массива гиперспектральных данных и его последующей обработке с использованием методов кластерного анализа, отличающаяся внедрением подхода на основе Гауссовой смеси и позволяющая определять стадию развития инфантильных гемангиом и прогнозировать возможность развития изъязвлений с диагностической точностью, превышающей точность общепринятого клинического метода визуального осмотра.

3) Ансамблевая модель классификации для определения мезентериальных нарушений кровотока, базирующаяся на анализе массива гиперспектральных данных и его последующей обработке с использованием методов машинного обучения, отличающаяся выбором наиболее важных спектральных признаков и позволяющая выявлять обратимость/необратимость ишемических повреждений тканей кишечной стенки с диагностической точностью, превышающей точность общепринятого клинического метода Кертье.

4) Метод диагностики гиперплазии сосудов и нарушений мезентериального кровотока, базирующийся на применении разработанной системы гиперспектральной визуализации и предложенных моделях классификации статуса биологических тканей, отличающийся возможностью использования в качестве системы поддержки приняти врачебных решений и позволяющий с высокой диагностической точностью определять стадию развития инфантильных гемангиом и степень ишемии ткани кишечной стенки.

Теоретическая значимость состоит в том, что предложен новый метод диагностики, позволяющий получать новые клинические знания о гиперплазии сосудов у пациентов с наличием инфантильных гемангиом и нарушении мезентериального кровотока у пациентов с наличием ишемии кишечной стенки различной этиологии, основанный на применении разработанной системы гиперспектральной визуализации, расчете новых диагностических критериев и применении методов машинного обучения и кластерного анализа в виде классификационных карт.

Практическая значимость работы состоит в том, что:

1) Обоснованы специализированные МТТ к устройству гиперспектральной визуализации, основанные на анализе диагностического объема, рассчитанного с помощью численного моделирования распространения оптического излучения в биологических тканях.

2) Разработано устройство гиперспектральной визуализации, позволяющее регистрировать пространственное распределение диффузно отраженного света и рассчитывать ряд диагностических параметров, включая сатурацию, объемную долю кровенаполнения и индексы окси- и дезоксигемоглобина.

3) Предложен метод диагностики сосудистых нарушений, основанный на гиперспектральной визуализации с последующим представлением результатов измерений в виде диагностических карт и обработке в соответствии с разработанными моделями классификации, позволяющий определять необратимость ишемии ткани кишечной стенки и стадию развития инфантильной гемангиомы.

4) Проведена апробация метода гиперспектральной диагностики в клинических условиях педиатрического и хирургического отделений больниц на пациентах с наличием инфантильных гемангиом и различного типа ишемических повреждений ткани кишечной стенки, подтверждающая преимущество применения предлагаемого метода по сравнению с традиционно используемыми на данный момент в клинической практике.

Результаты диссертационного исследования прошли апробацию в хирургическом отделении БУЗ Орловской области «Орловская областная клиническая больница» (г. Орёл) на 16 пациентах, в педиатрическом отделении научно-клинического многопрофильного центра имени З.И. Круглой (г. Орёл) на 33 пациентах, внедрены в ООО НПП «ЛАЗМА» (г. Москва), а также внедрены в учебный процесс ФГБОУ ВО «ОГУ имени И.С. Тургенева» (г. Орёл) при подготовке магистров по направлению 12.04.04 «Биотехнические системы и технологии» (направленность «Фотоника и электроника в медико-биологической практике») и специалистов по направлению 31.05.01 «Лечебное дело» (направленность «Лечебное дело»). Все результаты, полученные соискателем, использованы при выполнении работ по темам: «Разработка системы гиперспектральной визуализации для экспресс-диагностики жизнеспособности биотканей», выполненной в рамках гранта Фонда содействия инновациям по программе «Студенческий стартап» (№ 80931, 2022-2023 гг.); «Разработка метода гиперспектральной диагностики гиперплазии сосудов и нарушений мезентериального кровотока», выполняемой в рамках гранта РНФ № 25-25-00482 (2025-2026 гг.); «Механизм нейродегенерации: древняя молекула как необходимый элемент физиологии и патологии клеток мозга», выполняемой в рамках гранта Правительства Российской Федерации №075-15-2025-011 (20242028 гг.).

Личный вклад автора заключается в проведении обзора текущего состояния вопросов диагностики сосудистых нарушений, разработке математических моделей, планировании и проведении экспериментальных исследований, разработке моделей классификации и диагностических критериев

для выявления гиперплазии сосудов и нарушений мезентериального кровотока, формулировке требований к разрабатываемому методу диагностики гиперспектральной визуализации на основании проведённой аналитической работы, математического анализа и математической статистики.

Положения, выносимые на защиту:

1) Устройство гиперспектральной визуализации для диагностики сосудистых нарушений, включающее гиперспектральный детектор, с расширенным диапазоном детекции электромагнитного излучения от 400 до 1000 нм, широкополосный источник излучения с волоконно-кольцевым излучателем, реализующий равномерное освещение объекта исследования, систему крепления для измерений в условиях клиники, позволяет выявлять стадии развития инфантильных гемангиом и степень жизнеспособности ткани кишечной стенки за счет анализа массивов гиперспектральных данных.

2) Вероятностная модель классификации для определения доброкачественных мальформаций, основанная на анализе зарегистрированного массива гиперспектральных данных, представляющих собой пространственное распределение диффузно отраженного света, и его последующей обработке с использованием кластеризации методом к- средних и вероятностной модели взвешенной суммы гауссовых распределений, позволяет определять стадию развития инфантильных гемангиом и прогнозировать возможность развития изъязвлений с общей диагностической точностью не менее 0,81.

3) Ансамблевая модель классификации для определения мезентериальных нарушений кровотока, основанная на анализе зарегистрированного массива гиперспектральных данных и последующей обработке с использованием алгоритма градиентного бустинга с настройкой гиперпараметров перед обучением, позволяет выявлять обратимость/необратимость ишемических повреждений тканей кишечной стенки с общей диагностической точностью не менее 0,96.

4) Метод диагностики гиперплазии сосудов и нарушений мезентериального кровотока, основанный на применении разработанной системы гиперспектральной визуализации и предложенных моделях классификации, позволяет с

чувствительностью не менее 0,83 и специфичностью не менее 0,75 определять стадию развития инфантильных гемангиом; с чувствительностью не менее 0,95 и специфичностью не менее 0,94 выявлять степень ишемии ткани кишечной стенки.

Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность представленных результатов диссертационного исследования подтверждается воспроизводимостью экспериментальных и расчетных данных метода гиперспектральной визуализации, а также их соответствием результатам других научных коллективов в данной области исследования. Основные результаты работы опубликованы в российских и международных рецензируемых научных журналах. Апробация результатов диссертационной работы проводилась на базе хирургического отделения БУЗ Орловской области «Орловская областная клиническая больница» (г. Орёл). Материалы диссертационного исследования доложены и обсуждены на 4 международных и 11 всероссийских конференциях, в том числе: Международная конференция «Оптические методы исследования потоков - 2023» (2023 - Москва, Россия), Международная конференция «Акустооптические и радиолокационные методы измерений и обработки информации» (2024 - Суздаль, Россия), Международная научная конференция «Физика и Радиоэлектроника в Медицине и Экологии» (2024 - Суздаль, Россия), Международная научная конференции «Системы и технологии цифровой медицины» - STDH-2025 (2025 - Санкт-Петербург, Россия).

Публикации. По теме диссертации опубликована 24 работы, из которых 6 в ведущих рецензируемых научных изданиях, рекомендованных ВАК, и 3 статьи, индексируемых в БД Web of Science/Scopus (1 статья в рецензируемом журнале 2-ого квартиля). Получено 2 свидетельства о регистрации программы для ЭВМ (№ 2023664678 и № 2023616506).

Объём и структура диссертационной работы. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 209 наименований, и изложена на 181 странице машинописного текста, содержит 47 иллюстраций и 10 таблиц.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ ДИАГНОСТИКИ ГИПЕРПЛАЗИИ СОСУДОВ И НАРУШЕНИЙ МЕЗЕНТЕРИАЛЬНОГО КРОВОТОКА

1.1 Актуальность изучения сосудистых нарушений

Диагностика сосудистых нарушений и мониторинг терапии являются важными аспектами современной медицины. Данные нарушения включают широкий спектр заболеваний [1]. Так, сосудистые нарушения являются одной из наиболее распространенных групп патологий у детей, которые приводят к серьезным медицинским и социальным последствиям. Среди них особое место занимают инфантильные гемангиомы - доброкачественные опухолевидные образования, возникающие вследствие пролиферации эндотелиальных клеток. Своевременная и точная диагностика инфантильных гемангиом имеет исключительно важное значение. Диагностированные на ранней стадии и правильно классифицированные гемангиомы позволяют своевременно начать адекватное лечение и предотвратить развитие осложнений, таких как кровотечение, нарушение функции органов, косметические дефекты и даже угроза жизни ребенка. Существует множество способов терапии гемангиом, большинство из которых связано с непосредственным хирургическим вмешательством, доставляющим зачастую болевые ощущения и в некоторых случаях оставляющим косметические дефекты (шрамы), однако практически безальтернативно используемым на тяжелых стадиях заболевания. В тяжёлых случаях гемангиом, не поддающихся оперативному вмешательству, а также при терапии инфантильных гемангиом у младенцев (до 6 месяцев) в последнее время актуальным становится использование такого лекарственного средства как пропранолол. Однако из-за отсутствия объективных показателей для оценки эффективности действия данного препарата на гемангиомы его использование ограничено документом «Использование лекарств, включенных в список лекарств без доступных терапевтических альтернатив», который разрешает применение пропранолола только в ситуациях, требующих проведение системной терапии [2]. Мониторинг эффективности терапии гемангиом проводится с помощью относительно

субъективных методов, основанных на физическом осмотре, визуальной аналоговой шкале и просмотре снимков опухоли. Сделанные таким образом измерения могут быть неточными, поскольку во многом будут зависеть от оператора (угол съемки, освещение помещения и т.д.). Таким образом, отсутствие объективного количественно измеримого параметра для оценки гемангиом затрудняет принятие решения о правильном курсе лечения поражений и сравнение эффективности различных методов лечения. Из этого следует, что актуальной является разработка неинвазивного метода и устройства диагностики новообразований биологической ткани, конкретно гемангиомных образований, с целью повышения качества мониторинга проводимой терапии лекарственными средствами.

Также не менее значимой проблемой являются ишемические повреждения кишечника, которые представляют собой серьезную патологию, возникающую вследствие нарушения кровоснабжения различных отделов пищеварительного тракта. Данное состояние характеризуется высокой летальностью и связано с развитием тяжелых осложнений, таких как перфорация, перитонит, сепсис и т.д. В связи с этим своевременная и точная диагностика ишемических поражений кишечника имеет исключительно важное значение для выбора адекватной лечебной тактики и улучшения прогноза для пациентов. Исходя из многочисленных научных исследований известно, что расстройства мезентериального кровообращения являются одной из основных причин развития таких угрожающих жизни состояний, как мезентериальная ишемия, некроз кишечника и перитонит. Такие осложнения могут быть неокклюзионной и окклюзионной природы и включают в себя эмболию брыжеечной артерии (50%), тромбоз брыжеечной артерии (20-35%) или тромбоз брыжеечной вены (5-15%). Современные результаты исследований показывают, что на острую брыжеечную ишемию приходится 0,1% случаев госпитализации, но летальность достигает 90% [3], что доказывает необходимость точного интраоперационного определения типа ишемического повреждения и четкого различения границ резекции данного нарушения. В то же время существующие методы диагностики и лечения

мезентериальной ишемии зачастую являются недостаточно эффективными. Общепринятым способом интраоперационного определения жизнеспособности кишечника является визуальный метод Керте, основанный на определении пульсации брыжеечных сосудов, перистальтических сокращений, а также оценке цвета кишечной стенки. Однако указанные признаки имеют субъективный характер, так как по зрительному определению цвета кишки можно достоверно отличить только практически неизмененную кишку от явно нежизнеспособной. Перистальтика может сохраняться продолжительное время даже после некроза слизистого слоя. При этом вследствие отсутствия поступления кислорода могут возникать резкие сокращения кишки, которые ошибочно могут быть расценены как перистальтические. Пульсация брыжеечных сосудов может сохраняться при тяжелом расстройстве кровообращения непосредственно в стенке кишки.

Современный подход ко многим хирургическим вмешательствам требует наличия более широкого спектра интраоперационной диагностической информации о микроциркуляции крови в органе, чем субъективная оценка ряда визуальных критериев, что обуславливает необходимость разработки объективного неинвазивного метода и устройства интраоперационной диагностики ткани кишечной стенки. Таким образом, актуальным направлением является разработка современных методов исследования, которые могут выполнять универсальную функцию диагностики различных патологий, что и явилось целью настоящей диссертационной работы. Далее будут рассмотрены основные механизмы нарушения тканей, приводящие к развитию инфантильных гемангиом и ишемических повреждений ткани кишечной стенки.

1.2 Описание гиперплазии сосудов

При возникновении ишемических повреждений нарушение кровоснабжения приводит к гипоксии и некрозу тканей, но нарушения микроциркуляторно-тканевой системы (МТС) проявляются не только в виде недостатка кровоснабжения, а также в виде патологического роста кровеносных сосудов. Примером такого случая и выступают инфантильные гемангиомы, которые

являются наиболее распространенными доброкачественными сосудистыми опухолями у младенцев и встречаются примерно у 4-5% детей [4]. Инфантильные гемангиомы характеризуются аномальным разрастанием микрососудов в кожной ткани, что большинство ученых связывают с нарушениями перфузии и локальной оксигенацией тканей, а быстрый рост данной патологии может привести к гипоксии внутри опухоли и осложниться изъязвлением. Различные типы инфантильных гемангиом показаны на рисунке 1.1.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Шуплецов Валерий Витальевич, 2025 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Дунаев А. В. Мультимодальная оптическая диагностика микроциркуляторно-тканевых систем организма человека: монография / А. В. Дунаев. — Старый Оскол: ТНТ, 2022. - 440 с.: ил.

2. Prey, S. Safety of propranolol therapy for severe infantile hemangioma / S. Prey, J.J. Voisard, A. Delarue, G. Lebbe, A. Taïeb, C. Leaute-Labreze, K. Ezzedine // Jama. - 2016. - Vol. 315. - №. 4. - P. 413-415.

3. Ярощук, С.А. Острая мезентериальная ишемия: подходы к диагностике и оперативному лечению / С.А. Ярощук, А.И. Баранов, Л.Ю. Каташева, Я.М. Лещишин // Медицина в Кузбассе. - 2018. - №. 2. - С. 35-42.

4. Gilshtein, H. Ischemic colitis caused increased early and delayed mortality / H. Gilshtein, K. Hallon, Y. Kluger // World Journal of Emergency Surgery. - 2018. -Vol. 13. - №. 1. - Article No. 31.

5. Sebaratnam, D.F. Infantile hemangioma. Part 2: management / D.F. Sebaratnam, A.L. Rodríguez Bandera, L.F. Wong, O. Wargon // Journal of the American Academy of Dermatology. - 2021. - Vol. 85. - №. 6. - P. 1395-1404.

6. Darrow, D.H. Diagnosis and management of infantile hemangioma / D.H. Darrow, A.K. Greene, A.J. Mancini, A.J. Nopper // Pediatrics. - 2015. - Vol. 136. - №. 4. - P. e1060-e1104.

7. Itinteang, T. Biology of infantile hemangioma / T. Itinteang, A.H. Withers, P.F. Davis, S.T. Tan // Frontiers in Surgery. - 2014. - Vol. 1. - Article No. 38.

8. Van Geel, N. Acquired pigmentary disorders / N. van Geel, R. Speeckaert // Rook's Textbook of Dermatology, Ninth Edition. - Wiley-Blackwell, 2016. - P. 22182241.

9. Gomez-Acevedo, H. Identification of putative biomarkers for Infantile Hemangiomas and Propranolol treatment via data integration / H. Gomez-Acevedo, Y. Dai, G. Strub, C. Shawber, J.K. Wu, G.T. Richter // Scientific Reports. - 2020. - Vol. 10. - №. 1. - Article No. 3261.

10. Harter, N. Diagnosis and management of infantile hemangiomas in the neonate/ N. Harter, A.J. Mancini // Pediatric Clinics. - 2019. - Vol. 66. - №. 2. - P. 437459.

11. Kliegman, R. Nelson Textbook of Pediatrics 22nd International Edition / R. Kliegman, J.W. St. Geme III. - Elsevier, 2024. - 4896 p.

12. Rodríguez Bandera, A.I. Infantile hemangioma. Part 1: Epidemiology, pathogenesis, clinical presentation and assessment / A.I. Rodríguez Bandera, D.F. Sebaratnam, O. Wargon, L.F. Wong // Journal of the American Academy of Dermatology. - 2021. - Vol. 85. - №. 6. - P. 1379-1392.

13. Boscolo, E. Vasculogenesis in infantile hemangioma / E. Boscolo, J. Bischoff // Angiogenesis. - 2009. - Vol. 12. - №. 2. - P. 197-207.

14. Wollina, U. Update on Infection with Varicella-Zoster Virus in Children: A Narrative Review / U. Wollina, A.E. Chiriac, A. Chiriac // Indian Journal of Paediatric Dermatology. - 2025. - Vol. 26. - №. 1. - P. 1-9.

15. Fredly, S. Skin microcirculation in healthy term newborn infants-assessment of morphology, perfusion and oxygenation / S. Fredly, D. Fugelseth, T. Wester, E. Häggblad, K. Kvernebo // Clinical Hemorheology and Microcirculation. - 2015. - Vol. 59. - №. 4. - P. 309-322.

16. Wikslund, L.K. Skin trauma rapidly induces thermoregulatory plexus hyperemia, while an increased nutritive papillary capillary function can be detected after 24 h / L.K. Wikslund, V.S. Amundsen, A.K. Kvernebo, 0.K.V. Standal, K. Kvernebo // Microcirculation. - 2022. - Vol. 29. - №. 1. - Article No. e12735.

17. Kowalska, M. Infantile hemangiomas: an update on pathogenesis and treatment / M. Kowalska, W. D^bek, E. Matuszczak // Journal of Clinical Medicine. -2021. - Vol. 10. - №. 20. - Article No. 4631.

18. Sethuraman, G. Management of infantile hemangiomas: current trends / G. Sethuraman, V. Yenamandra, V. Gupta // Journal of Cutaneous and Aesthetic Surgery. -2014. - Vol. 7. - №. 2. - P. 75-85.

19. Holm, A. Infantile hemangioma: the common and enigmatic vascular tumor / A. Holm, J.B. Mulliken, J. Bischoff // The Journal of Clinical Investigation. - 2024. -Vol. 134. - №. 8.

20. Dickson, K. Imaging of the intestinal microcirculation during acute and chronic inflammation / K. Dickson, H. Malitan, C. Lehmann // Biology. - 2020. - Vol. 9. - №. 12. - Article No. 418.

21. Matheson P.J. Regulation of intestinal blood flow / P.J. Matheson, M.A. Wilson, R.N. Garrison // Journal of Surgical Research. - 2000. - Vol. 93. - №. 1. - P. 182-196.

22. McKinsey J.F. Acute mesenteric ischemia / J.F. McKinsey, B.L. Gewertz // Surgical Clinics of North America. - 1997. - Vol. 77. - №. 2. - P. 307-318.

23. Vollmar, B. Intestinal ischemia/reperfusion: Microcirculatory pathology and functional consequences / B. Vollmar, M.D. Menger // Langenbeck's Archives of Surgery. - 2011. - Vol. 396. - №. 1. - P. 13-29.

24. Zimmerman, B.J. Reperfusion injury / B.J. Zimmerman, D.N. Granger // Surgical Clinics of North America. - 1992. - Vol. 72. - №. 1. - P. 65-83.

25. Karadeniz, E. Sensitivity and specificity of the platelet-lymphocyte ratio and the neutrophil-lymphocyte ratio in diagnosing acute mesenteric ischemia in patients operated on for the diagnosis of mesenteric ischemia: a retrospective case-control study / E. Karadeniz, A. Bayramoglu, S.S. Atamanalp // Journal of Investigative Surgery. -2020. - Vol. 33. - №. 8. - P. 774-781.

26. Brandt, L.J. Colonic ischemia / L.J. Brandt, S.J. Boley // The Surgical Clinics of North America. - 1992. - Vol. 72. - №. 1. - P. 203-229.

27. Paterno, F. The etiology and pathogenesis of vascular disorders of the intestine / F. Paterno, W.E. Longo // Radiologic Clinics of North America. - 2008. - Vol. 46. - №. 5. - P. 877-885.

28. Acosta, S. Surgical management of peritonitis secondary to acute superior mesenteric artery occlusion / S. Acosta // World Journal of Gastroenterology: WJG. -2014. - Vol. 20. - №. 29. - P. 9936-9941.

29. Biolato, M. Abdominal angina / M. Biolato, L. Miele, G. Gasbarrini, A. Grieco // The American Journal of the Medical Sciences. - 2009. - Vol. 338. - №. 5. -P. 389-395.

30. Huber, T.S. Chronic mesenteric ischemia: clinical practice guidelines from the Society for Vascular Surgery / Huber T.S., Bjôrck M., Chandra A., Clouse W.D., Dalsing M.C., Oderich G.S., Smeds M.R., Murad M.H.// Journal of Vascular Surgery. -2021. - Vol. 73. - №. 1. - P. 87S-115S.

31. Bath, J. Trends in management and outcomes of vascular emergencies in the nationwide inpatient sample / J. Bath, J. Hartwig, V.Y. Dombrovskiy, T.R. Vogel // Vasa. - 2019. - Vol. 49. - №. 2. - P. 99-105.

32. Acosta, S. Epidemiology of mesenteric vascular disease: clinical implications / S. Acosta // Seminars in Vascular Surgery. - 2010. - Vol. 23. - №. 1. - P. 4-8.

33. Sultan, S. Eight years experience in the management of median arcuate ligament syndrome by decompression, celiac ganglion sympathectomy, and selective revascularization / S. Sultan, N. Hynes, N. Elsafty, W. Tawfick // Vascular and Endovascular Surgery. - 2013. - Vol. 47. - №. 8. - P. 614-619.

34. Fong, C.J. Assessment of infantile hemangiomas using a handheld wireless diffuse optical spectroscopic device / C.J. Fong, M.C. Garzon, J.W. Hoi, H.K. Kim, C.T. Lauren, K. Morel, L. Geller, N. Antonov, N. Weitz, J. Wu, A.H. Hielscher // Pediatric Dermatology. - 2017. - Vol. 34. - №. 4. - P. 386-391.

35. Cooperman, M. Evaluation of ischemic intestine by Doppler ultrasound / M. Cooperman, E.W. Martin, L.C. Carey // The American Journal of Surgery. - 1980. - Vol. 139. - №. 1. - P. 73-77.

36. Tattersall, G.J. Infrared thermography: A non-invasive window into thermal physiology / G.J. Tattersall // Comparative Biochemistry and Physiology Part A: Molecular & Integrative Physiology. - 2016. - Vol. 202. - C. 78-98.

37. Sheridan, W.G. Intraoperative tissue oximetry in the human gastrointestinal tract / W.G. Sheridan, R.H. Lowndes, H.L. Young // The American Journal of Surgery. -1990. - Vol. 159. - №. 3. - P. 314-319.

38. Ведянская, Д.А. Современные методы интраоперационной оценки перфузии тканей / Д.А. Ведянская, Е.С. Краморов, В.А. Ратников, В.А. Кащенко // Клиническая больница. - 2022. - Т. 2. - №. 34. - С. 42-54.

39. Jansen, S.M. Feasibility of optical coherence tomography (OCT) for intraoperative detection of blood flow during gastric tube reconstruction / S.M. Jansen, M. Almasian, L.S. Wilk, D.M. De Bruin, M.I. Van Berge Henegouwen, S.D. Strackee, P.R. Bloemen, S.L. Meijer, S.S. Gisbertz, T.G. Van Leeuwen // Sensors. - 2018. - Vol. 18. -№. 5. - Article No. 1331.

40. Cassinotti, E. European Association for Endoscopic Surgery (EAES) consensus on Indocyanine Green (ICG) fluorescence-guided surgery / E. Cassinotti, M. Al-Taher, S.A. Antoniou, A. Arezzo, L. Baldari, L. Boni, M.A. Bonino, N.D. Bouvy, R. Brodie, T. Carus, M. Chand, M. Diana, M.M.M. Eussen, N. Francis, A. Guida, P. Gontero, C.M. Haney, M. Jansen, Y. Mintz, S. Morales-Conde, B.P. Muller-Stich, K. Nakajima, F. Nickel, M. Oderda, P. Parise, R. Rosati, M.P. Schijven, G. Silecchia, A.S. Soares, S. Urakawa, N. Vettoretto // Surgical Endoscopy. - 2023. - Vol. 37. - №. 3. - P. 1629-1648.

41. Kashchenko, V.A. Intraoperative visualization and quantitative assessment of tissue perfusion by imaging photoplethysmography: comparison with ICG fluorescence angiography / V.A. Kashchenko, V.V. Zaytsev, V.A. Ratnikov, A.A. Kamshilin // Biomedical Optics Express. - 2022. - Vol. 13. - №. 7. - P. 3954-3966.

42. Kapsokalyvas, D. Spectral morphological analysis of skin lesions with a polarization multispectral dermoscope / D. Kapsokalyvas, N. Bruscino, D. Alfieri, V. de Giorgi, G. Cannarozzo, R. Cicchi, D. Massi, N. Pimpinelli, F.S. Pavone // Optics Express. - 2013. - Vol. 21. - №. 4. - P. 4826-4840.

43. Tuchin, V.V. Tissue Optics: Light Scattering Methods and Instruments for Medical Diagnostics, Third Edition / V.V. Tuchin. - SPIE Press, 2015. - 988 p.

44. Elmasry, G. Principles and Applications of Hyperspectral Imaging in Quality Evaluation of Agro-Food Products: A Review / G. Elmasry, M. Kamruzzaman, D.W. Sun, P. Allen // Critical Reviews in Food Science and Nutrition. - 2012. - Vol. 52. - №. 11. - P. 999-1023.

45. Manley, M. Near-infrared spectroscopy and hyperspectral imaging: nondestructive analysis of biological materials / M. Manley // Chemical Society Reviews. -2014. - Vol. 43. - №. 24. - P. 8200-8214.

46. Wu, Y. Review on the application of hyperspectral imaging technology of the exposed cortex in cerebral surgery / Y. Wu, Z. Xu, W. Yang, Z. Ning, H. Dong // Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. - 2022. - Vol. 10. - Article No. 906728.

47. Khan, M.J. Modern trends in hyperspectral image analysis: A review / M.J. Khan, H.S. Khan, A. Yousaf, K. Khurshid, A. Abbas // IEEE Access. - 2018. - Vol. 6. -P. 14118-14129.

48. Karim, S. Hyperspectral imaging: a review and trends towards medical imaging / S. Karim, A. Qadir, U. Farooq, M. Shakir, A.A. Laghari // Current Medical Imaging Reviews. - 2023. - Vol. 19. - №. 5. - P. 417-427.

49. Cui, R. Deep learning in medical hyperspectral images: A review / R. Cui, H. Yu, T. Xu, X. Xing, X. Cao, K. Yan, J. Chen // Sensors. - 2022. - Vol. 22. - №. 24. -Article No. 9790.

50. Mangotra, H. Hyperspectral imaging for early diagnosis of diseases: A review / H. Mangotra, S. Srivastava, G. Jaiswal, R. Rani, A. Sharma // Expert Systems. -2023. - Vol. 40. - №. 8. - Article No. e13311.

51. Yoon, J. Hyperspectral imaging for clinical applications / J. Yoon // BioChip Journal. - 2022. -Vol. 16. - №. 1. - P. 1-12.

52. Calin, M.A. Hyperspectral imaging in the medical field: Present and future / M.A. Calin, S.V. Parasca, D. Savastru, D. Manea // Applied Spectroscopy Reviews. -2014. - Vol. 49. - №. 6. - P. 435-447.

53. Panasyuk, S.V. Medical hyperspectral imaging to facilitate residual tumor identification during surgery / S.V. Panasyuk, S. Yang, D.V. Faller, D. Ngo, R.A. Lew, J.E. Freeman, A.E. Rogers // Cancer Biology & Therapy. - 2007. - Vol. 6. - №. 3. - P. 439-446.

54. Tomanic, T. Estimating quantitative physiological and morphological tissue parameters of murine tumor models using hyperspectral imaging and optical profilometry

/ T. Tomanic, L. Rogelj, J. Stergar, B. Markelc, T. Bozic, S.K. Brezar, G. Sersa, M. Milanic // Journal of Biophotonics. - 2023. - Vol. 16. - №. 1. - Article No. e202200181.

55. Lu, G. Spectral-spatial classification for noninvasive cancer detection using hyperspectral imaging / G. Lu, L. Halig, D. Wang, X. Qin, Z.G. Chen, B. Fei // Journal of Biomedical Optics. - 2014. - Vol. 19. - №. 10. - Article No. 106004.

56. Lu, G. Hyperspectral imaging for cancer surgical margin delineation: registration of hyperspectral and histological images / G. Lu, L. Halig, D. Wang, Z.G. Chen, B. Fei // Medical Imaging 2014: Image-guided procedures, robotic interventions, and modeling. - SPIE, 2014. - Vol. 9036. - P. 206-213.

57. Akbari, H. Cancer detection using infrared hyperspectral imaging / H. Akbari, K. Uto, Y. Kosugi, K. Kojima, N. Tanaka // Cancer Science. - 2011. - Vol. 102. - №. 4. - P. 852-857.

58. Kiyotoki, S. New method for detection of gastric cancer by hyperspectral imaging: a pilot study / S. Kiyotoki, J. Nishikawa, T. Okamoto, K. Hamabe, M. Saito, A. Goto, Y. Fujita, Y. Hamamoto, Y. Takeuchi, S. Satori, I. Sakaida // Journal of Biomedical Optics. - 2013. - Vol. 18. - №. 2. - Article No. 026010.

59. Hu, B. Tumor tissue classification based on micro-hyperspectral technology and deep learning / B. Hu, J. Du, Z. Zhang, Q. Wang // Biomedical Optics Express. -2019. - Vol. 10. - №. 12. - P. 6370-6389.

60. Maktabi, M. Tumor cell identification and classification in esophageal adenocarcinoma specimens by hyperspectral imaging / M. Maktabi, Y. Wichmann, H. Köhler, H. Ahle, D. Lorenz, M. Bange, S. Braun, I. Gockel, C. Chalopin, R. Thieme // Scientific Reports. - 2022. - Vol. 12. - №. 1. - Article No. 4508.

61. Братченко, И.А. Гиперспектральная визуализация патологий кожи в видимой области / И.А. Братченко, М.В. Алонова, О.О. Мякинин, А.А. Морятов, С.В. Козлов, В .П. Захаров // Компьютерная оптика. - 2016. - Т. 40. - №. 2. - С. 240248.

62. Aloupogianni6 E. Hyperspectral imaging for tumor segmentation on pigmented skin lesions / E. Aloupogianni, T. Ichimura, M. Hamada, M. Ishikawa, T.

Murakami, A. Sasaki, K. Nakamura, N. Kobayashi, T. Obi // Journal of Biomedical Optics. - 2022. - Vol. 27. - №. 10. - Article No. 106007.

63. Ortega, S. Detecting brain tumor in pathological slides using hyperspectral imaging / S. Ortega, H. Fabelo, R. Camacho, M. de la Luz Plaza, G.M. Callico, R. Sarmiento // Biomedical Optics Express. - 2018. - Vol. 9. - №. 2. - P. 818-831.

64. Fei, B. Label-free reflectance hyperspectral imaging for tumor margin assessment: a pilot study on surgical specimens of cancer patients / B. Fei, G. Lu, X. Wang, H. Zhang, J.V. Little, M.R. Patel, C.C. Griffith, M.W. El-Diery, A.Y. Chen // Journal of Biomedical Optics. - 2017. - Vol. 22. - №. 8. - Article No. 086009.

65. Lu, G. Detection of head and neck cancer in surgical specimens using quantitative hyperspectral imaging / G. Lu, J.V. Little, X. Wang, H. Zhang, M.R. Patel, C.C. Griffith, M.W. El-Deiry, A.Y. Chen, B. Fei // Clinical Cancer Research. - 2017. -Vol. 23. - №. 18. - P. 5426-5436.

66. Halicek, M. Hyperspectral imaging for head and neck cancer detection: specular glare and variance of the tumor margin in surgical specimens / M. Halicek, H. Fabelo, S. Ortega, J.V. Little, X. Wang, A.Y. Chen, G.M. Callico, L. Myers, B.D. Sumer, B. Fei // Journal of Medical Imaging. - 2019. - Vol. 6. - №. 3. - Article No. 035004.

67. Weijtmans, P.J.C. A dual stream network for tumor detection in hyperspectral images / P.J.C. Weijtmans, C. Shan, T. Tan, S.B. De Koning, T.J.M. Ruers // 2019 IEEE 16th International Symposium on Biomedical Imaging (ISBI 2019). - IEEE, 2019. - P. 1256-1259.

68. Trajanovski, S. Tongue tumor detection in hyperspectral images using deep learning semantic segmentation / S. Trajanovski, C. Shan, P.J.C. Weijtmans, S.G.B. de Koning, T.J.M. Ruers // IEEE Transactions on Biomedical Engineering. - 2020. - Vol. 68. - №. 4. - P. 1330-1340.

69. Halicek, M. Tumor detection of the thyroid and salivary glands using hyperspectral imaging and deep learning / M. Halicek, J.D. Dormer, J.V. Little, A.Y. Chen, B. Fei // Biomedical Optics Express. - 2020. - Vol. 11. - №. 3. - P. 1383-1400.

70. Pertzborn, D. Intraoperative assessment of tumor margins in tissue sections with hyperspectral imaging and machine learning / D. Pertzborn, H.N. Nguyen, K.

Hüttmann, J. Prengel, G. Ernst, O. Guntinas-Lichius, F. von Eggeling, F. Hoffmann // Cancers. - 2022. - Vol. 15. - №. 1. - Article No. 213.

71. Black, D. Towards machine learning-based quantitative hyperspectral image guidance for brain tumor resection / D. Black, D. Byrne, A. Walke, S. Liu, A. Di Ieva, S. Kaneko, W. Stummer, T. Salcudean, E. Suero Molina // Communications Medicine. -2024. - Vol. 4. - №. 1. - Article No. 131.

72. Kho, E. Broadband hyperspectral imaging for breast tumor detection using spectral and spatial information / E. Kho, B. Dashtbozorg, L.L. de Boer, K.K. Van de Vijver, H.J.C.M. Sterenborg, T.J.M. Ruers // Biomedical Optics Express. - 2019. - Vol. 10. - №. 9. - P. 4496-4515.

73. Шерендак, В.П. Гиперспектральный in vivo анализ хромофоров нормальной кожи и визуализация онкологических патологий / В.П. Шерендак, И.А. Братченко, О.О. Мякинин, П.Н. Вольхин, Ю.А. Христофорова, А.А. Морятов, А.С. Мачихин, В.Э. Пожар, С.В. Козлов, В.П. Захаров // Компьютерная оптика. - 2019.

- Т. 43. - №. 4. - С. 661-670.

74. Винокуров, В.О. Нейросетевой классификатор гиперспектральных снимков кожных патологий / В.О. Винокуров, И.А. Матвеева, Ю.А. Христофорова, О.О. Мякинин, И.А. Братченко, Л.А. Братченко, А.А. Морятов, С.В. Козлов, А.С. Мачихин, И. Абдулхалим, В.П. Захаров // Компьютерная оптика. - 2021. - Vol. 45.

- №. 6. - P. 879-886.

75. Гречкин, Б.В. Нейросетевой классификатор гиперспектральных изображений / Б.В. Гречкин, В.О. Винокуров, И.А. Матвеева // Информационные технологии и нанотехнологии (ИТНТ-2023): сб. тр. по материалам IX Междунар. конф. и молодеж. шк. (г. Самара, 17-23 апр. 2023 г.): в 6. - Самара: Изд-во Самар. ун-та, 2023. - С. 062592.

76. Fabelo, H. An intraoperative visualization system using hyperspectral imaging to aid in brain tumor delineation / H. Fabelo, S. Ortega, R. Lazcano, D. Madroñal, G.M. Callicó, E. Juárez, R. Salvador, D. Bulters, H. Bulstrode, A. Szolna, J.F. Piñeiro, C. Sosa, A.J. O'Shanahan, S. Bisshopp, M. Hernández, J. Morera, D. Ravi, B.R. Kiran, A.

Vega, A. Báez-Quevedo, G.Z. Yang, B. Stanciulescu, R. Sarmiento // Sensors. - 2018. -Vol. 18. - №. 2. - Article No. 430.

77. Fabelo, H. Spatio-spectral classification of hyperspectral images for brain cancer detection during surgical operations / H. Fabelo, S. Ortega, D. Ravi, B.R. Kiran, C. Sosa, D. Bulters, G.M. Callicó, H. Bulstrode, A. Szolna, J.F. Piñeiro, S. Kabwama, D. Madroñal, R. Lazcano, A. J-O'Shanahan, S. Bisshopp, M. Hernández, A. Báez, G.Z. Yang, B. Stanciulescu, R. Salvador, E. Juárez, R. Sarmiento // PloS One. - 2018. - Vol. 13. - №. 3. - Article No. e0193721.

78. Fabelo, H. Deep learning-based framework for in vivo identification of glioblastoma tumor using hyperspectral images of human brain / H. Fabelo, M. Halicek, S. Ortega, M. Shahedi, A. Szolna, J.F. Piñeiro, C. Sosa, A.J. O'Shanahan, S. Bisshopp, C. Espino, M. Márquez, M. Hernández, D. Carrera, J. Morera, G.M. Callico, R. Sarmiento, B. Fei // Sensors. - 2019. - Vol. 19. - №. 4. - Article No. 920.

79. Manni, F. Hyperspectral imaging for glioblastoma surgery: improving tumor identification using a deep spectral-spatial approach / F. Manni, F. van der Sommen, H. Fabelo, S. Zinger, C. Shan, E. Edstrom, A. Elmi-Terander, S. Ortega, G. Marrero Callicó, P.H.N. de With // Sensors. - 2020. - Vol. 20. - №. 23. - Article No. 6955.

80. Hao, Q. Fusing multiple deep models for in vivo human brain hyperspectral image classification to identify glioblastoma tumor / Q. Hao, Y Pei., R. Zhou, B. Sun, J. Sun, S. Li, X. Kang // IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. - 2021. - Vol. 70. - P. 1-14.

81. Giannantonio, T. Intra-operative brain tumor detection with deep learning-optimized hyperspectral imaging / T. Giannantonio, A. Alperovich, P. Semeraro, M. Atzori, X. Zhang, C. Hauger, A. Freytag, S. Luthman, R. Vandebriel, M. Jayapala, L. Solie, S. de Vleeschouwer // Optical Biopsy XXI: Toward Real-Time Spectroscopic Imaging and Diagnosis. - SPIE, 2023. - Vol. 12373. - P. 80-98.

82. Liu, Z. Tongue tumor detection in medical hyperspectral images / Z. Liu, H. Wang, Q. Li // Sensors. - 2011. - Vol. 12. - №. 1. - P. 162-174.

83. Eggert, D. In vivo detection of head and neck tumors by hyperspectral imaging combined with deep learning methods / D. Eggert, M. Bengs, S. Westermann,

N. Gessert, A.O.H. Gerstner, N.A. Mueller, J. Bewarder, A. Schlaefer, C. Betz, W. Laffers // Journal of Biophotonics. - 2022. - Vol. 15. - №. 3. - Article No. e202100167.

84. Chan, S.W. Breast tumor detection and classification using intravoxel incoherent motion hyperspectral imaging techniques / S.W. Chan, Y.C. Chang, P.W. Huang, Y.C. Ouyang, Y.T. Chang, R.F. Chang, J.W. Chai, C.C. Chen, H.M. Chen, C.I. Chang, C.Y. Lin // BioMed Research International. - 2019. - Vol. 2019. - №. 1. - Article No. 3843295.

85. Felli, E. Hyperspectral imaging of pig liver ischemia: a proof of concept / E. Felli, T. Urade, M. Barberio, E. Felli, M. Diana // Show Chwan Medical Journal. - 2019. - Vol. 18. - №. 2. - P. 117-121.

86. Шуплецов, В.В. Техническая реализация и алгоритмы обработки результатов гиперспектральных измерений при изучении ишемических повреждений / В.В. Шуплецов // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. - 2025. - Т. 5. - С. 126-134.

87. Felli, E. Hyperspectral evaluation of hepatic oxygenation in a model of total vs. arterial liver ischaemia / E. Felli, M. Al-Taher, T. Collins, A. Baiocchini, E. Felli, M. Barberio, G.M. Ettorre, D. Mutter, V. Lindner, A. Hostettler, S. Gioux, C. Schuster, J. Marescaux, M. Diana // Scientific Reports. - 2020. - Vol. 10. - №. 1. - Article No. 15441.

88. Urade, T. Hyperspectral enhanced reality (HYPER) for anatomical liver resection / T. Urade, E. Felli, M. Barberio, M. Al-Taher, E. Felli, L. Goffin, V. Agnus, G.M. Ettorre, J. Marescaux, D. Mutter, M. Diana // Surgical Endoscopy. - 2021. - Vol. 35. - №. 4. - P. 1844-1850.

89. Cancio, L.C. Hyperspectral imaging: a new approach to the diagnosis of hemorrhagic shock / L.C. Cancio, A.I. Batchinsky, J.R. Mansfield, S. Panasyuk, K. Hetz, D. Martini, B.S. Jordan, B. Tracey, J.E. Freeman // Journal of Trauma and Acute Care Surgery. - 2006. - Vol. 60. - №. 5. - P. 1087-1095.

90. Grambow, E. Hyperspectral imaging for monitoring of perfusion failure upon microvascular anastomosis in the rat hind limb / E. Grambow, M. Dau, A. Holmer, V. Lipp, B. Frerich, E. Klar, B. Vollmar, P.W. Kämmerer // Microvascular Research. -2018. - Vol. 116. - P. 64-70.

91. Akbari, H. Blood vessel detection and artery-vein differentiation using hyperspectral imaging / H. Akbari, Y. Kosugi, K. Kojima, N. Tanaka // 2009 Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. -IEEE, 2009. - P. 1461-1464.

92. Chihara, H. In vivo detection of atherosclerotic plaque using non-contact and label-free near-infrared hyperspectral imaging / H. Chihara, N. Oishi, A. Ishii, T. Munemitsu, D. Arai, H. Ikeda, S. Miyamoto // Atherosclerosis. - 2016. - Vol. 250. - P. 106-113.

93. Fu, C. Rapid, label-free detection of cerebral ischemia in rats using hyperspectral imaging / C. Fu, K. Ma, Z. Li, H. Wang, T. Chen, D. Zhang, S. Wang, N. Mu, C. Yang, L. Zhao, S. Gong, H. Feng, F. Li // Journal of Neuroscience Methods. -2020. - Vol. 329. - Article No. 108466.

94. Egen, L. Hyperspectral Imaging Accurately Detects Renal Malperfusion Due to High Intrarenal Pressure / L. Egen, M. Hommel, C.M. Haney, B. Özdemir, S. Knoedler, J. Sellner, S. Seidlitz, M. Dietrich, G.A. Salg, F. Nickel, L. Maier-Hein, M.S. Michel, A. Studier-Fischer, K.F. Kowalewski // European Urology Open Science. -2025. - Vol. 78. - P. 16-27.

95. Chin, J.A. Evaluation of hyperspectral technology for assessing the presence and severity of peripheral artery disease / J.A. Chin, E.C. Wang, M.R. Kibbe // Journal of Vascular Surgery. - 2011. - Vol. 54. - №. 6. - P. 1679-1688.

96. Sumpio, B.J. Use of hyperspectral imaging to assess endothelial dysfunction in peripheral arterial disease / B.J. Sumpio, G. Citoni, J.A. Chin, B.E. Sumpio // Journal of Vascular Surgery. - 2016. - Vol. 64. - №. 4. - P. 1066-1073.

97. Chiang, N. Evaluation of hyperspectral imaging technology in patients with peripheral vascular disease / N. Chiang, J.K. Jain, J. Sleigh, T. Vasudevan // Journal of Vascular Surgery. - 2017. - Vol. 66. - №. 4. - P. 1192-1201.

98. Grambow, E. Evaluation of hyperspectral imaging for follow-up assessment after revascularization in peripheral artery disease / E. Grambow, N.A. Sandkühler, J. Groß, D.G.E. Thiem, M. Dau, M. Leuchter, M. Weinrich // Journal of Clinical Medicine. - 2022. - Vol. 11. - №. 3. - Article No. 758.

99. Ma, K.F. Determination of changes in tissue perfusion at home with hyperspectral and thermal imaging in the first six weeks after endovascular therapy in patients with peripheral arterial disease / K.F. Ma, T.S. Nijboer, S.F. Kleiss, M. El Moumni, R.P.H. Bokkers, R.C.L. Schuurmann, J.P.M. de Vries // Diagnostics. - 2022. -Vol. 12. - №. 10. - Article No. 2489.

100. Kleiss, S.F. Detecting changes in tissue perfusion with hyperspectral imaging and thermal imaging following endovascular treatment for peripheral arterial disease / S.F. Kleiss, K.F. Ma, M. El Moumni, Q. Ünlü, T.S. Nijboer, R.C.L. Schuurmann, R.P.H. Bokkers, J.P.M. de Vries // Journal of Endovascular Therapy. - 2023. - Vol. 30.

- №. 3. - P. 382-392.

101. Köhler, H. Evaluation of hyperspectral imaging (HSI) for the measurement of ischemic conditioning effects of the gastric conduit during esophagectomy / H. Köhler,

B. Jansen-Winkeln, M. Maktabi, M. Barberio, J. Takoh, N. Holfert, Y. Moulla, S. Niebisch, M. Diana, T. Neumuth, S.M. Rabe, C. Chalopin, A. Melzer, I. Gockel // Surgical Endoscopy. - 2019. - Vol. 33. - №. 11. - P. 3775-3782.

102. Moulla, Y. Hyperspectral Imaging (HSI)-a new tool to estimate the perfusion of upper abdominal organs during pancreatoduodenectomy / Y. Moulla, D.C. Buchloh, H. Köhler, S. Rademacher, T. Denecke, H.J. Meyer, M. Mehdorn, U.G. Lange, R. Sucher, D. Seehofer, B. Jansen-Winkeln, I. Gockel // Cancers. - 2021. - Vol. 13. -№. 11. - Article No. 2846.

103. Felli, E. Hyperspectral imaging in major hepatectomies: preliminary results from the ex-machyna trial / E. Felli, L. Cinelli, E. Bannone, F. Giannone, E.M. Muttillo, M. Barberio, D.S. Keller, M.R. Rodriguez-Luna, N. Okamoto, T. Collins, A. Hostettler,

C. Schuster, D. Mutter, P. Pessaux, J. Marescaux, S. Gioux, E. Felli, M. Diana // Cancers.

- 2022. - Vol. 14. - №. 22. - Article No. 5591.

104. Thiem, D.G.E. Hyperspectral analysis for perioperative perfusion monitoring-a clinical feasibility study on free and pedicled flaps / D.G.E. Thiem, R.W. Frick, E. Goetze, M. Gielisch, B. Al-Nawas, P.W. Kämmerer // Clinical Oral Investigations. - 2021. - Vol. 25. - №. 3. - P. 933-945.

105. Kohler, L.H. Hyperspectral Imaging (HSI) as a new diagnostic tool in free flap monitoring for soft tissue reconstruction: A proof of concept study / L.H. Kohler, H. Köhler, S. Kohler, S. Langer, R. Nuwayhid, I. Gockel, N. Spindler, G. Osterhoff // BMC Surgery. - 2021. - Vol. 21. - №. 1. - Article No. 222.

106. Sucher, R. Hyperspectral imaging (HSI) of human kidney allografts / R. Sucher, T. Wagner, H. Köhler, E. Sucher, H. Quice, S. Recknagel, A. Lederer, H.M. Hau, S. Rademacher, S. Schneeberger, G. Brandacher, I. Gockel, D. Seehofer // Annals of Surgery. - 2022. - Vol. 276. - №. 1. - P. e48-e55.

107. Studier-Fischer, A. Spectral characterization of intraoperative renal perfusion using hyperspectral imaging and artificial intelligence / A. Studier-Fischer, M. Bressan, A.B. Qasim, B. Özdemir, J. Sellner, S. Seidlitz, C.M. Haney, L. Egen, M. Michel, M. Dietrich, G.A. Salg, F. Billmann, H. Nienhüser, T. Hackert, B.P. Müller, L. Maier-Hein, F. Nickel, K.F. Kowalewski // Scientific Reports. - 2024. - Vol. 14. - №. 1. - Article No. 17262.

108. Marotz, J. First results of a new hyperspectral camera system for chemical based wound analysis / J. Marotz, A. Siafliakis, A. Holmer, A. Kulcke, F. Siemers // Wound Medicine. - 2015. - Vol. 10. - P. 17-22.

109. Kounas, K. Use of hyperspectral imaging to predict healing of diabetic foot ulceration / K. Kounas, T. Dinh, K. Riemer, B.I. Rosenblum, A. Veves, J.M. Giurini // Wound Repair and Regeneration. - 2023. - Vol. 31. - №. 2. - P. 199-204.

110. Linek, M. Evaluation of hyperspectral imaging to quantify perfusion changes during the modified Allen test / M. Linek, A. Felicio-Briegel, C. Freymüller, A. Rühm, A.S. Englhard, R. Sroka, V. Volgger // Lasers in Surgery and Medicine. - 2022. - Vol. 54. - №. 2. - P. 245-255.

111. Strumane, A. Real-time hyperspectral imaging for non-invasive monitoring of tissue ischemia / A. Strumane, J.D. Winne, D. Babin, J. Aelterman, H. Luong, W. Philips // 2023 IEEE SENSORS. - IEEE, 2023. - P. 1-4.

112. De Winne, J. Multispectral indices for real-time and non-invasive tissue ischemia monitoring using snapshot cameras / J. De Winne, A. Strumane, D. Babin, S.

Luthman, H. Luong, W. Philips // Biomedical Optics Express. - 2024. - Vol. 15. - №. 2.

- P. 641-655.

113. Akbari, H. Hyperspectral imaging and diagnosis of intestinal ischemia / H. Akbari, Y. Kosugi, K. Kojima, N. Tanaka // 2008 30th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. - IEEE, 2008. - P. 12381241.

114. Akbari, H. Detection and analysis of the intestinal ischemia using visible and invisible hyperspectral imaging / H. Akbari, Y. Kosugi, K. Kojima, N. Tanaka // IEEE Transactions on Biomedical Engineering. - 2010. - Vol. 57. - №. 8. - P. 2011-2017.

115. Zhou, Y. Hyperspectral imaging combined with blood oxygen saturation for in vivo analysis of small intestinal necrosis tissue / Y. Zhou, L. Zhang, D. Huang, Y. Zhang, L. Zhu, X. Chen, G. Cui, Q. Chen, X. Chen, S. Ali // Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. - 2024. - Vol. 315. - Article No. 124298.

116. Mehdorn, M. Hyperspectral imaging (HSI) in acute mesenteric ischemia to detect intestinal perfusion deficits / M. Mehdorn, H. Köhler, S.M. Rabe, S. Niebisch, O. Lyros, C. Chalopin, I. Gockel, B. Jansen-Winkeln // Journal of Surgical Research. - 2020.

- Vol. 254. - P. 7-15.

117. Peng, C. Analysis of ischemic intestinal tissue composition based on visible and near-infrared reflectance hyperspectral imaging and multivariate curve resolution / C. Peng, X. Chen, L. Zhu, A. de Juan, R. Tauler // Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. - 2025. - Vol. 346. - Article No. 126841.

118. Zhang, L. Hyperspectral Imaging Combined with Deep Learning to Detect Ischemic Necrosis in Small Intestinal Tissue / L. Zhang, Y. Zhou, D. Huang, L. Zhu, X. Chen, Z. Xie, G. Cui, G. Huang, S. Ali, X. Chen // Photonics. - Vol. 10. - №. 7. - Article No. 708.

119. Пат. № 2138192 Российская Федерация, МПК A61B 5/00, 1/00, G01N 33/483. Способ распознавания типа ткани и аппарат для осуществления способа / В.Н. Складнев, В.М. Копплсон, Б.Л. Рейд; патентообладатель Полартекникс, Лтд.

- № 95103096/14; заявл. 06.03.1995; опубл. 27.09.1999.

120. Пат. № 2234242 Российская Федерация, МПК A61B 5/00, 1/00, G01N 33/483. Способ определения состояния биологической ткани и диагностическая система для его реализации /Р.В. Горенков, А.А. Казаков, М.М. Назаренко, Д.А. Рогаткин, В.Н. Свирин, А.С. Черкасов, В.П. Черненко; патентообладатель ФГУП научно-исследовательский институт Полюс - № 2002106861/14; заявл. 20.12.2003; опубл. 20.08.2004.

121. Пат. № 2288636 Российская Федерация, МПК A61B 5/05, A61B 5/00. Способ и системы для определения параметров и картографирования поражений ткани / К. Балас, Д. Пелекоудас; патентообладатель Форт Фотоникс Лимитед. - № 2002128728/14; заявл. 28.03.2001; опубл. 10.12.2006. Бюл. № 34.

122. Пат. № 2655018 Российская Федерация, МПК H04N 5/33, A61B 5/00. Система гиперспектральной визуализации в видимом свете, способ записи гиперспектрального изображения и отображения гиперспектрального изображения в видимом свете / Ф.Я. Де Брюэйн, Р.Т.Й. Мейс, Й.Э. Де Врис, Б.Х.В. Хендрикс, Д. Бабич; патентообладатель Конинклейке Филипс Н.В. - № 2014153621; заявл. 20.07.2016; опубл. 23.05.2018. Бюл. № 15.

123. Пат. № 2484432 Российская Федерация, МПК G01J 3/28. Поляриметрический гиперспектральный формирователь изображения / Э. Норманд; патентообладатель Кэскейд Текнолоджиз Лимитед. - № 2010115021/28; заявл. 20.10.2011; опубл. .10.2023. Бюл. № 16.

124. Пат. № 2805769 Российская Федерация, МПК G01J 3/32. Гиперспектральный анализатор гематом / С.А. Перков, В.А. Воробьев, Д.А. Горин; патентообладатель Автономная некоммерческая образовательная организация высшего образования «Сколковский институт науки и технологий». - № 2023114467; заявл. 01.06.2023; опубл. 24.10.2023. Бюл. № 30.

125. Афанасьев, Ю.И. Гистология, цитология и эмбриология / под ред. Ю.И. Афанасьева, Н.А. Юриной. - М.: Медицина, 2002. - 744 с.

126. Wei, H.J. Determination of optical properties of normal and adenomatous human colon tissues in vitro using integrating sphere techniques / H.J. Wei, D. Xing, J.J.

Lu, H.M. Gu, G.Y. Wu, Y. Jin // World Journal of Gastroenterology: WJG. - 2005. -Vol. 11. - №. 16. - P. 2413.

127. Wei, H.J. Optical properties of human normal small intestine tissue determined by Kubelka-Munk method in vitro / H.J. Wei, D. Xing, G.Y. Wu, Y. Jin, H.M. Gu // World Journal of Gastroenterology. - 2003. - Vol. 9. - №. 9. - P. 2068-2072.

128. Jacques, S.L. Optical properties of biological tissues: a review / S.L. Jacques // Physics in Medicine & Biology. - 2013. - Vol. 58. - № 11. - P. R37-61.

129. Rogers, D.W.O. Fifty years of Monte Carlo simulations for medical physics / D.W.O. Rogers // Physics in Medicine & Biology. - 2006. - Vol. 51. - № 13. - P. R287-R301.

130. Periyasamy, V. Advances in Monte Carlo simulation for light propagation in tissue / V. Periyasamy, M. Pramanik // IEEE reviews in biomedical engineering. - 2017. - Vol. 10. - P. 122-135.

131. McMillan, L. Advanced 3D Monte Carlo algorithms for biophotonic and medical applications / L. McMillan. - University of St Andrews, 2020.

132. Wang, L. MCML-Monte Carlo modeling of light transport in multi-layered tissues / L. Wang, S.L. Jacques, L. Zheng // Computer Methods and Programs in Biomedicine. - 1995. - Vol. 47. - №. 2. - P. 131-146.

133. Prahl, S.A. A Monte Carlo model of light propagation in tissue / S.A. Prahl // Dosimetry of Laser Radiation in Medicine and Biology. - SPIE, 1989. - Vol. 10305. -P. 105-114.

134. Dremin, V. Skin complications of diabetes mellitus revealed by polarized hyperspectral imaging and machine learning / V. Dremin, Z. Marcinkevics, E. Zherebtsov, A. Popov, A. Grabovskis, H. Kronberga, K. Geldnere, A. Doronin, I. Meglinski, A. Bykov // IEEE Transactions on Medical Imaging. - 2021. - Vol. 40. - №. 4. - P. 1207-1216.

135. Doronin, A. The application of a unified Monte Carlo model in the training of artificial neural networks for the purpose of real-time in-vivo sensing of tissue optical properties / A. Doronin, I. Meglinski // Proc. SPIE. - 2019. - Vol. 10982. - P. 90-97.

136. Bykov, A. Hyperspectral skin imaging with artificial neural networks validated by optical biotissue phantoms / A. Bykov, E. Zherebtsov, V. Dremin, A. Popov, A. Doronin, I. Meglinski // Computational Optical Sensing and Imaging. - Optica Publishing Group, 2019. - Article No. CW1A. 3.

137. Zherebtsov, E. Hyperspectral imaging of human skin aided by artificial neural networks / E. Zherebtsov, V. Dremin, A. Popov, A. Doronin, D. Kurakina, M. Kirillin, I. Meglinski, A. Bykov // Biomedical Optics Express. - 2019. - Vol. 10. - №. 7. - P. 3545-3559.

138. Крупаткин А. Функциональная диагностика состояния микроциркуляторнотканевых систем: колебания, информация, нелинейность: руководство для врачей / А.И. Крупатки, В.В. Сидоров // М.: Книжный дом «Либроком. - 2013. - Т. 496.

139. Шуплецов, В.В. Использование модельных образцов кожи человека на основе полиакриламида в задачах гиперспектральной флуоресцентной визуализации и спектроскопии / В.В. Шуплецов, Е.А. Жеребцов, В.В Дрёмин., А.П Попов., А.В. Быков, Е.В. Потапова, А.В. Дунаев, И.В. Меглинский // Квантовая Электроника. - 2021. - Т. 51, № 2. - С. 118-123.

140. Shupletsov, V. Low-cost fabrication of PPIX liquid phantoms for use in fluorescence measurements / V. Shupletsov, M. Mikenkina, E. Zherebtsov, V. Dremin, A. Bykov, E. Potapova, A. Dunaev, I. Meglinski // Proc. SPIE. - 2022. - Vol. 12192. -P. 121920U.

141. Pogue, B.W. Review of tissue simulating phantoms for optical spectroscopy, imaging and dosimetry / B.W. Pogue, M.S. Patterson // Journal of Biomedical Optics. -2006. - Vol. 11. - №. 4. - Article No. 041102.

142. Chue-Sang, J. Optical phantoms for biomedical polarimetry: a review / J. Chue-Sang, M. Gonzalez, A. Pierre, M. Laughrey, I. Saytashev, T. Novikova, J.C. Ramella-Roman //Journal of Biomedical Optics. - 2019. - Vol. 24. - №2. 3. - Article No. 030901.

143. Lamouche, G. Review of tissue simulating phantoms with controllable optical, mechanical and structural properties for use in optical coherence tomography /

G. Lamouche, B.F. Kennedy, K.M. Kennedy, C.E. Bisaillon, A. Curatolo, G. Campbell, V. Pazos, D.D. Sampson // Biomedical Optics Express. - 2012. - Vol. 3. - №. 6. - P. 1381-1398.

144. Bonesi, M. Study of flow dynamics in complex vessels using Doppler optical coherence tomography / Bonesi M., Churmakov D., Meglinski I. // Measurement Science and Technology. - 2007. - Vol. 18. - №. 11. - Article No. 3279.

145. Zhang, T. Development of oral cancer tissue-mimicking phantom based on polyvinyl chloride plastisol and graphite for terahertz frequencies / T. Zhang, R. Nazarov, A. Popov, P. Demchenko, A. Bykov, R. Grigorev, A. Kuzikova, V. Soboleva, D. Zykov, I. Meglinski, M.K. Khodzitskiy // Journal of Biomedical Optics. - 2020. - Vol. 25. - №. 12. - Article No. 123002.

146. Leh, B. Optical phantoms with variable properties and geometries for diffuse and fluorescence optical spectroscopy / B. Leh, R. Siebert, H. Hamzeh, L. Menard, M.A. Duval, Y. Charon, D. Abi Haidar // Journal of Biomedical Optics. - 2012. - Vol. 17. -№. 10. - Article No. 108001.

147. Sdobnov, A. Speckle dynamics under ergodicity breaking / A. Sdobnov, A. Bykov, G. Molodij, V. Kalchenko, T. Jarvinen, Al. Popov, K. Kordas, I. Meglinski // Journal of Physics D: Applied Physics. - 2018. - Vol. 51. - №. 15. - Article No. 155401.

148. Luthjens, L.H. A polymer-gel eye-phantom for 3D fluorescent imaging of millimetre radiation beams / L.H. Luthjens, T. Yao, J.M. Warman // Polymers. - 2018. -Vol. 10. - №. 11. - Article No. 1195.

149. Lu, H. Fluorescence spectroscopy study of protoporphyrin IX in optical tissue simulating liquid phantoms / H. Lu, F. Floris, M. Rensing, S. Andersson-Engels // Materials. - 2020. - Vol. 13. - №. 9. - Article No. 2105.

150. Куракина, Д.А. Жидкие оптические фантомы, моделирующие спектральные характеристики биотканей лабораторной мыши / Д.А. Логинова, Е.А. Сергеева, А.Д. Крайнов, П.Д. Агрба, М.Ю. Кириллин // Квантовая электроника. -2016. - Т. 46. - №. 6. - С. 528-533.

151. Потапова, Е.В. Разработка жидкого оптического фантома для флуоресцентных спектроскопических исследований / Е.В. Потапова, В.В. Дрёмин,

Е.А. Жеребцов, К.В. Подмастерьев, А.В. Дунаев // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. - 2018. - Т. 332. - №. 6. - С. 105-114.

152. Beaulieu, E. Wide-field optical spectroscopy system integrating reflectance and spatial frequency domain imaging to measure attenuation-corrected intrinsic tissue fluorescence in radical prostatectomy specimens / E. Beaulieu, A. Laurence, M. Birlea, G. Sheehy, L. Angulo-Rodriguez, M. Latour, R. Albadine, F. Saad, D. Trudel, F. Leblond // Biomedical Optics Express. - 2020. - Vol. 11. - №. 4. - P. 2052-2072.

153. Fajardo, C. Optical properties of a simple model of soft biological tissue / C. Fajardo, E. Solarte // Journal of Physics: Conference Series. - IOP Publishing, 2020. -Vol. 1547. - №. 1. - Article No. 012026.

154. Jayarathna, S. Fabrication and Testing of a Gold Nanoparticle-loaded Tissue-mimicking Phantom for Validation of Gold-shell X-ray Fluorescence Imaging Results / S. Jayarathna, M.F. Ahmed, S.H. Cho // 2019 IEEE 13th International Conference on Nano/Molecular Medicine & Engineering (NANOMED). - IEEE, 2019. - P. 22-25.

155. Xie, Y. Soft optically tuneable fluorescence phantoms based on gel wax and quantum dots: a tissue surrogate for fluorescence imaging validation / Y. Xie, E. Maneas, S. Islam, W. Peveler, J. Shapey, W. Xia, S. Ourselin, I.P. Parkin, A.E. Desjardins, T. Vercauteren // Molecular-Guided Surgery: Molecules, Devices, and Applications V. -SPIE, 2019. - Vol. 10862. - P. 180-185.

156. Ahmad, M.S. Chemical characteristics, motivation and strategies in choice of materials used as liver phantom: a literature review / M.S. Ahmad, N. Suardi, A. Shukri, H. Mohammad, A.A. Oglat, A. Alarab, O. Makhamrah // Journal of Medical Ultrasound. - 2020. - Vol. 28. - №. 1. - P. 7-16.

157. Anastasopoulou, M. Multiparameter solid phantom for fluorescence imaging standardization / M. Anastasopoulou, M. Koch, D. Gorpas, A. Karlas, U. Klemm, P.B. Garcia-Allend, V. Ntziachristos // European Conference on Biomedical Optics. - Optica Publishing Group, 2017. - Article No. 104110J.

158. Wrobel, M.S. Multi-layered tissue head phantoms for noninvasive optical diagnostics / M.S. Wrobel, A.P. Popov, A.V. Bykov, M. Kinnunen, M. J^drzejewska-

Szczersk, V.V. Tuchin // Journal of Innovative Optical Health Sciences. - 2015. - Vol. 8. - №. 03. - Article No. 1541005.

159. Daly, M.J. Image-guided fluorescence tomography in tissue phantom models of oral cancer / M.J. Daly, J. Fleisig, H. Chan, M. Ferrari, C. Douglas, B.C. Wilson, D.A. Jaffray, J.C. Irish // Molecular-Guided Surgery: Molecules, Devices, and Applications VI. - SPIE, 2020. - Vol. 11222. - P. 12-19.

160. Wrobel, M.S. Nanoparticle-free tissue-mimicking phantoms with intrinsic scattering / M.S. Wrobel, A.P. Popov, A.V. Bykov, V.V. Tuchin, M. J^drzejewska-Szczerska // Biomedical Optics Express. - 2016. - Vol. 7. - №. 6. - P. 2088-2094.

161. Gorpas, D. Multi-parametric standardization of fluorescence imaging systems based on a composite phantom / D. Gorpas, M. Koch, M. Anastasopoulou, D. Bozhko, U. Klemm, M. Nieberler, V. Ntziachristos // IEEE Transactions on Biomedical Engineering. - 2019. - Vol. 67. - №. 1. - P. 185-192.

162. Wang, J. Self-supporting nanoporous Ni/metallic glass composites with hierarchically porous structure for efficient hydrogen evolution reaction / J. Wang, L. You, Z. Li, X. Liu, R. Li, Q. Du, X. Wang, H. Wang, Y. Wu, S. Jiang, Z. Lu // Journal of Materials Science & Technology. - 2021. - Vol. 73. - P. 145-150.

163. Sieryi, O. Tissue-mimicking phantoms for biomedical applications / O. Sieryi, A. Popov, V. Kalchenko, A. Bykov, I. Meglinski // Tissue Optics and Photonics. - SPIE, 2020. - Vol. 11363. - P. 111-117.

164. Bykov, A.V. Multilayer tissue phantoms with embedded capillary system for OCT and DOCT imaging / A.V. Bykov, A.P. Popov, A.V. Priezzhev, R. Myllyla // European Conference on Biomedical Optics. - Optica Publishing Group, 2011. - Article No. 80911R.

165. Bykov, A.V. Skin phantoms with realistic vessel structure for OCT measurements / A.V. Bykov, A.P. Popov, M. Kinnunen, T. Prykari, A.V. Priezzhev, R. Myllyla // Proc. SPIE. - 2010. - Vol. 7376. - P. 118-124.

166. Shupletsov, V. Tissue mimicking phantoms for fluorescence imaging / V. Shupletsov, K. Kandurova, D. Stavtsev, A. Stolbov, E. Potapova, V. Dremin, A.

Vinokurov, K. Podmaster'ev, A. Dunaev // Proc. SPIE. - 2020. - Vol. 11457. - P. 1145708.

167. Shupletsov, V. Fluorescence imaging system for biological tissues diagnosis: phantom and animal studies / V. Shupletsov, K. Kandurova, V. Dremin, E. Potapova, M. Apanaykin, U. Legchenko, A. Dunaev // Journal of Biomedical Photonics & Engineering. - 2020. - Vol. 6. - №. 1. - P. 010303.

168. Anugrah, M.A. Composite gelatin/Rhizophora SPP particleboards/PVA for soft tissue phantom applications / M.A. Anugrah, S. Suryani, S. Ilyas, I. Mutmainna, A.N. Fahri, D. Tahir // Radiation Physics and Chemistry. - 2020. - Vol. 173. - Article No. 108878.

169. Wrobel, M.S. Measurements of fundamental properties of homogeneous tissue phantoms / M.S. Wrobel, A.P. Popov, A.V. Bykov, M. Kinnunen, M. J^drzejewska-Szczerska, V.V. Tuchin // Journal of Biomedical Optics. - 2015. - Vol. 20. - №. 4. - Article No. 045004.

170. Krasnikov, I.V. Simulation of the effect of photoprotective titanium dioxide (TiO2) and zinc oxide (ZnO) nanoparticles on the thermal response and optical characteristics of skin / I.V. Krasnikov, A.Y. Seteikin, A.P. Popov // Optics and Spectroscopy. - 2015. - Vol. 118. - №. 4. - P. 668-673.

171. Moffitt, T. Preparation and characterization of polyurethane optical phantoms / T. Moffitt, Y.C. Chen, S.A. Prahl // Journal of Biomedical Optics. - 2006. -Vol. 11. - №. 4. - Article No. 041103.

172. Hall, J.E. Guyton and Hall textbook of medical physiology, 13th ed. / J.E. Hall. // Elsevier, 2015. - 1145 p.

173. Shupletsov, V. Infantile hemangiomas evaluation based on hyperspectral imaging / V. Shupletsov, I. Gorunov, M. Sergienko, I. Zhurilo, E. Potapova, V. Dremin // Proc. SPIE. - 2023. - Vol. 12627. - P. 126272F.

174. Адаменков, Н.А. Интраоперационная оценка жизнеспособности кишечной стенки / Н.А. Адаменков, А.В. Мамошин, В.В. Дрёмин, Е.В. Потапова, В.В. Шуплецов, Ю.В. Иванов, Д.Н. Панченков, А.В. Дунаев // Клиническая практика. - 2024. - Т. 15, №4. - С. 46-58 (К2).

175. Адаменков, Н.А. Оценка перфузии кишечной стенки в условиях ишемии с применением метода гиперспектральной визуализации / Н.А. Адаменков,

A.В. Мамошин, В.В. Дремин, Е.В. Потапова, В.В. Шуплецов, И.А. Горюнов, А.А. Палалов, А.В. Дунаев // Оперативная хирургия и клиническая анатомия. - 2024. -Т. 8, №1. - С.5-13 (К2).

176. Hacchou, Y Inorganic polyphosphate: a possible stimulant of bone formation / Y. Hacchou, T. Uematsu, O. Ueda, Y. Usui, S. Uematsu, M. Takahashi, T. Uchihashi, Y Kawazoe // Journal of Dental Research. - 2007. - Vol. 86. - №№ 9. - P. 893897.

177. Gawri, R. Inorganic polyphosphate in tissue engineering / R. Gawri, J.-P. St-Pierre, R. Pilliar, M. Grynpas, R.A. Kandel // Inorganic Polyphosphates in Eukaryotic Cells. - Springer, 2016. - P. 217-239.

178. Doi, K. Inorganic polyphosphate adsorbed onto hydroxyapatite for guided bone regeneration: an animal study / K. Doi, T. Kubo, R. Takeshita, S. Kajihara, S. Kato, Y Kawazoe, T. Shiba, Y Akagawa // Dental Materials Journal. - 2014. - Vol. 33. - № 2. - P. 179-186.

179. Wang, X. Polyphosphate as a bioactive and biodegradable implant material: induction of bone regeneration in rats / X. Wang, S. Wang, F. He, E. Tolba, H.C. Schröder,

B. Diehl-Seifert, W.E.G. Müller // Advanced Engineering Materials. - 2016. - Vol. 18. -№ 8. - P. 1406-1417.

180. Müller, W.E.G. The physiological polyphosphate as a healing biomaterial for chronic wounds: crucial roles of its antibacterial and unique metabolic energy supplying properties / W.E.G. Müller, H. Schepler, M. Neufurth, S. Wang, V. Ferrucci, M. Zollo, R. Tan, H.C. Schröder, X. Wang // Journal of Materials Science & Technology. - 2023. -Vol. 135. - P. 170-185.

181. Müller, W.E.G. Polyphosphate nanoparticles: balancing energy requirements in tissue regeneration processes / W.E.G. Müller, M. Neufurth, S. Wang, H.C. Schröder, X. Wang // Small. - 2024. - Vol. 20. - № 33. - Article e2309528.

182. Müller, W.E.G. The physiological inorganic polymers biosilica and polyphosphate as key drivers for biomedical materials in regenerative nanomedicine /

W.E.G. Müller, M. Neufurth, S. Wang, H.C. Schröder, X. Wang // International Journal of Nanomedicine. - 2024. - Vol. 19. - P. 1303-1337.

183. Rai, V. Clinically relevant experimental rodent models of diabetic foot ulcer / V. Rai, R. Moellmer, D.K. Agrawal // Molecular and Cellular Biochemistry. - 2022. -Vol. 477. - № 4. - P. 1239-1247.

184. Rowland, M.B. Assessing wound closure in mice using skin-punch biopsy / M.B. Rowland, P.E. Moore, C. Bui, R.N. Correll // STAR Protocols. - 2023. - Vol. 4. -№ 1. - Article 101961.

185. Kononenko, I. Machine learning for medical diagnosis: history, state of the art and perspective / I. Kononenko // Artificial Intelligence in Medicine. - 2001. - Vol. 23. - № 1. - P. 89-109.

186. Deo, R.C. Machine learning in medicine / R.C. Deo // Circulation. - 2015. -Vol. 132. - № 20. - P. 1920-1930.

187. Sidey-Gibbons, J.A.M. Machine learning in medicine: a practical introduction / J.A.M. Sidey-Gibbons, C.J. Sidey-Gibbons // BMC Medical Research Methodology. - 2019. - Vol. 19. - № 1. - Article 64.

188. Baxt, W.G. Application of artificial neural networks to clinical medicine / W.G. Baxt // The Lancet. - 1995. - Vol. 346. - № 8983. - P. 1135-1138.

189. Penny, W. Neural networks in clinical medicine / W. Penny, D. Frost // Medical Decision Making. - 1996. - Vol. 16. - № 4. - P. 386-398.

190. Papik, K. Application of neural networks in medicine - a review / K. Papik, B. Molnár, R. Schaefer, Z. Dombovári, Z. Tulassay, J. Fehér // Medical Science Monitor. - 1998. - Vol. 4. - № 3. - P. 538-546.

191. Amato, F. Artificial neural networks in medical diagnosis / F. Amato, A. López, E.M. Peña-Méndez, P. Vañhara, A. Hampl, J. Havel // Journal of Applied Biomedicine. - 2013. - Vol. 11. - P. 47-58.

192. Yu, H. Convolutional neural networks for medical image analysis: state-of-the-art, comparisons, improvement and perspectives / H. Yu, L.T. Yang, Q. Zhang, D. Armstrong, M.J. Deen // Neurocomputing. - 2021. - Vol. 444. - P. 92-110.

193. Sarvamangala, D.R. Convolutional neural networks in medical image understanding: a survey / D.R. Sarvamangala, R.V. Kulkarni // Evolutionary Intelligence. - 2022. - Vol. 15. - № 1. - P. 1-22.

194. Strand-Amundsen, R. Machine learning for intraoperative prediction of viability in ischemic small intestine / R.J. Strand-Amundsen, C. Tronstad, H.M. Reims, F.P. Reinholt, J.O. H0getveit, T.I. T0nnessen // Physiological Measurement. - 2018. - Vol. 39. - № 10. - Article 105011.

195. Hou, J. Automatic prediction of ischemia-reperfusion injury of small intestine using convolutional neural networks: a pilot study / J. Hou, R. Strand-Amundsen, C. Tronstad, J.O. H0getveit, 0.G. Martinsen, T.I. T0nnessen // Sensors. -2021. - Vol. 21. - № 19. - Article 6691.

196. Zhang, L. Discrimination between normal and necrotic small intestinal tissue using hyperspectral imaging and unsupervised classification / L. Zhang, D. Huang, X. Chen, L. Zhu, Z. Xie, X. Chen, G. Cui, Y Zhou, G. Huang, W. Shi // Journal of Biophotonics. - 2023. - Vol. 16. - № 7. - Article e202300020.

197. Zhang, L. Hyperspectral imaging combined with deep learning to detect ischemic necrosis in small intestinal tissue / L. Zhang, Y. Zhou, D. Huang, L. Zhu, X. Chen, Z. Xie, G. Cui, G. Huang, S. Ali, X. Chen // Photonics. - 2023. - Vol. 10. - № 7. -Article 708.

198. Zhang, L. Automatic detection of ischemic necrotic sites in small intestinal tissue using hyperspectral imaging and transfer learning / L. Zhang, J. Xue, Y Xie, D. Huang, Z. Xie, L. Zhu, X. Chen, G. Cui, S. Ali, G. Huang, X. Chen // Journal of Biophotonics. - 2024. - Vol. 17. - № 2. - Article e300315.

199. Wang, Y Unsupervised and quantitative intestinal ischemia detection using conditional adversarial network in multimodal optical imaging / Y. Wang, L. Tiusaba, S. Jacobs, M. Saruwatari, B. Ning, M. Levitt, A.D. Sandler, S.H. Nam // Journal of Medical Imaging. - 2022. - Vol. 9. - № 6. - Article 064502.

200. Maktabi, M. Detection of flap malperfusion after microsurgical tissue reconstruction using hyperspectral imaging and machine learning / M. Maktabi, B. Huber, T. Pfeiffer, T. Schulz // Scientific Reports. - 2025. - Vol. 15. - Article 15637. - P. 1-8.

201. Gustafsson, N. Optimizing clinical O2 saturation mapping using hyperspectral imaging and diffuse reflectance spectroscopy in the context of epinephrine injection / N. Gustafsson, J. Bunke, L. Magnusson, J. Albinsson, J. Hernández-Palacios, R. Sheikh, et al. // Biomedical Optics Express. - 2024. - Vol. 15. - № 3. - P. 1995-2013.

202. Xu, R. Clustering algorithms in biomedical research: a review / R. Xu, D.C. Wunsch // IEEE Reviews in Biomedical Engineering. - 2010. - Vol. 3. - P. 120-154.

203. Seymour, C.W. Derivation, validation, and potential treatment implications of novel clinical phenotypes for sepsis / C.W. Seymour, F. Kennedy, B. Wang, et al. // JAMA. - 2019. - Vol. 321. - № 20. - P. 2003-2017.

204. Dubey, A. Medical data clustering and classification using TLBO and machine learning algorithms / A. Dubey, U. Gupta, S. Jain // Computers, Materials & Continua. - 2022. - Vol. 70. - № 3. - P. 4523-4543.

205. Ziegel, E.R. The elements of statistical learning / E.R. Ziegel // Technometrics. - 2003. - Vol. 45. - № 3. - P. 267-268.

206. Jolliffe, I.T. Principal Component Analysis / I.T. Jolliffe // 2nd ed. - Springer, 2002. - p. 487.

207. Topchy, A. A mixture model for clustering ensembles / A. Topchy, A.K. Jain, W. Punch // Proceedings of the 2004 SIAM International Conference on Data Mining. -SIAM, 2004. - P. 379-390.

208. Goryunov, I. Hyperspectral image segmentation and clustering for intraoperative diagnosis of intestinal ischemia / I.A. Goryunov, V.V. Shupletsov, N.A. Adamenkov, A.V. Mamoshin, E.V. Potapova, A.V. Dunaev, V.V. Dremin // Journal of Biomedical Photonics & Engineering. - 2025. - Vol. 11, Issue 4, P. 040301 (К2).

209. Кореневский, Н. Математические методы обработки медико-биологической информации. Математическая статистика / Н. Кореневский, З. Юлдашев, Т. Конаныхина. - 2021. - 368 с.