Школа МГУ Фотоника

Усовершенствован метод неинвазивой хирургии мозга‍Сотрудниками физического факультета совместно с рентгенологами Университетской клиники МНОИ МГУ - участниками Научно-образовательной школы "Фотонные и квантовые технологии. Цифровая медицина." была исследована возможность усовершенствования метода неинвазивной ультразвуковой терапии мозга. Работы по проекту проводились в рамках НОШ МГУ «Фотонные и квантовые технологии. Цифровая медицина».‍Метод неинвазивной ультразвуковой терапии мозга основан на контролируемом облучении малых участков мозга человека фокусированными ультразвуковыми волнами, такие операции продолжительны и требуют длительной подготовки. На основе предварительно проведенной объемной компьютерной томографии (КТ) головы человека строится ее детальная трехмерная акустическая модель и проводится планирование облучения, лечение фокусированным ультразвуком проводится под контролем магнитно-резонансной (МРТ) термометрии. КТ- и МРТ-изображения головы пациента совмещаются и облучение проводится с использованием предварительно рассчитанных фаз. Коллектив под руководством О.А. Сапожникова и В.Е. Синицына провел исследование возможности упрощения, удешевления и повышения точности проведения нейрохирургических операций с применением фокусированного ультразвука. Полученные данные предполагают планирование и выполнение таких процедур лечения с использованием только данных МРТ. Исследование показало, что, хотя на сегодняшний день данные КТ предоставляют более точную информацию на этапе планирования, данные МРТ уже позволяют провести начальный отбор пациентов, для которых возможно проведение лечения, и которые являются перспективными для более точной фазировки ультразвуковых элементов в процессе облучения. В дальнейшем планируется использовать нейросети для синтезирования аналога КТ по изображению МРТ.

Ученые МГУ выяснили, как бороться с устойчивостью опухолей к химиопрепарату Цисплатин#наука_мгуКоллектив ученых МГУ провел анализ научной литературы и классифицировал возможные метаболические изменения, которые наблюдаются в опухолевых клетках различного происхождения, характеризующихся приобретенной устойчивостью к действию ДНК-повреждающего агента Цисплатина. Исследование проводилось в рамках НОШ МГУ «Фотонные и квантовые технологии. Цифровая медицина». Результаты опубликованы в журнале Cancers.Ученые также рассмотрели влияние на пролиферацию этих клеток и способность выживать в условиях постоянного генотоксического стресса, вызванного Цисплатином. Приведенные в работе примеры позволяют лучше понять, каким образом опухолевые клетки могут приспосабливаться к воздействию Цисплатина и успешно нейтрализовывать его цитотоксическое действие, что помогает определить потенциальные мишени для преодоления устойчивости к препарату.

В МГУ оценили новые методы определения уровня гемоглобина#наука_мгу #днтСотрудники физфака МГУ – участники НОШ «Фотонные и квантовые технологии. Цифровая медицина» – представили новые разработки в области неинвазивного определения уровня гемоглобина с использованием биофотоники. Результаты исследований опубликованы в двух ведущих научных журналах – Scientific Reports и Scientific Data.Уровень гемоглобина в крови – один из ключевых показателей, контролируемых в общем анализе крови. Мониторинг уровня гемоглобина особенно важен для диагностики анемии (пониженного уровня гемоглобина), которая в той или иной форме затрагивает десятки миллионов людей по всему миру. Обычно этот показатель определяется с помощью инвазивного анализа крови. Такой анализ требует времени, дорогостоящего оборудования, квалифицированного медицинского персонала, а самое главное – доставляет дискомфорт пациенту, особенно когда сдавать кровь на анализ необходимо регулярно. На этом фоне значимость безболезненных и быстрых неинвазивных методов становится все более актуальной.В гонке за точным неинвазивным определением уровня гемоглобина по оптическим данным бьются такие гиганты как Google Health и Masimo (крупнейший производитель FDA-сертифицированных пульсоксиметров), отдельные стартапы и научные группы, однако клинически точных методов, определяющих уровень гемоглобина с низкой погрешностью до сих пор не представлено. Одним из возможных способов повышения точности является совмещение нескольких оптических методик для определения уровня гемоглобина, другим – создание независимых открытых источников данных, на которых было бы возможно проводить тестирование уже созданных и разработку новых алгоритмов. Именно этим двум решениям посвящены опубликованные исследования.Подробнее – на сайте.

📍 Представлена модель связанных квантовых мемристоров на одиночном ионеСотрудники физического факультета МГУ совместно с коллегами из Физического института имени П. Н. Лебедева Российской академии наук развили свою модель квантового мемристора на одиночном ионе иттербия. Исследования проводились в рамках Междисциплинарной научно-образовательной школы МГУ «Фотонные и квантовые технологии. Цифровая медицина».Был предложен способ совместного применения двух связанных друг с другом квантовых мемристоров на одиночном ионе посредством использования оптических и радиочастотных переходов, возбуждаемых резонансными лазерными полями. Данный способ позволяет задействовать всего один ион для управления статистическими весами в двухслойных персептронах. Таким образом, на одном ионе реализуется два слоя мемристоров, что вместе с предложенной раннее схемой передачи информации по цепочке связанных низкочастотной колебательной модой центра масс ультрахолодных ионов позволяет сформировать многослойные квантовые персептроны, которые являются основой нейронных сетей.

💡 Междисциплинарный семинар31 октября (четверг) в 17:00 состоится межуниверситетский междисциплинарный семинар "Современные достижения в биомедицине и биофотонике", на котором со своим докладом выступит профессор Тимошенко Виктор Юрьевич Тема доклада: “Наночастицы, электромагнитное излучение и холодная газоразряднаяплазма для биомедицинских применений”Connect to Zoom Conference ID: 846 8079 3086 Access code: 097375

💡 Междисциплинарный семинар13 июня (четверг) в 17:00 состоится межуниверситетский междисциплинарный семинар "Современные достижения в биомедицине и биофотонике", на котором со своим докладом выступит профессор Riccardo Cicchi (Европейская лаборатория нелинейной спектроскопии, Италия)Тема доклада: “Focus on collagen morphomechanics: multimodal optical microscopy”В докладе будет представлена работа по разграничению биопсий тканей с использованием времени жизни автофлуоресценции пробы или более чувствительных к структурной организации коллагена и его биомеханическим свойствам методов нелинейной микроскопии, таких как, генерация второй гармоники. Connect to Zoom Conference ID: 846 8079 3086 Access code: 097375

💡 Междисциплинарный семинар30 мая (четверг) в 17:00 состоится межуниверситетский междисциплинарный семинар "Современные достижения в биомедицине и биофотонике", на котором с докладом выступит Виктор Владимирович Дрёмин, к.т.н., старший научный сотрудник НТЦ биомедицинской фотоники ОГУ имени И.С. ТургеневаТема доклада: «Гиперспектральная визуализация: современное состояние и потенциальное клиническое применение»📍Гиперспектральная визуализация (ГСВ) представляет собой мощный инструмент, который может существенно улучшить диагностику и лечение различных заболеваний. Современные достижения в этой области, а также развитие алгоритмов обработки данных и миниатюризации устройств делают ГСВ перспективной технологией для широкого клинического применения в ближайшем будущем. В докладе будут обсуждены:📌технические особенности метода;📌нейросетевые алгоритмы обработки данных;📌применение ГСВ для диагностики осложнений сахарного диабета, инфантильных гемангиом и острой ишемии кишечника. Connect to Zoom Conference ID: 846 8079 3086 Access code: 097375#междисциплинарный_семинар

В МГУ разработали новый способ обнаружения рака мочевого пузыря во время операции с помощью оптической диагностики#наука_мгу #днтУченые физического факультета совместно с врачами-урологами Медицинского научно-образовательного центра МГУ (МНОЦ) разработали новый метод обнаружения рака мочевого пузыря во время операции, сочетающий в себе несколько оптических методов диагностики. Подход позволит увеличить вероятность обнаружения раковых участков при интраоперационном обследовании, снизит вероятность рецидива и прогрессирования опухоли. Исследование проводилось в рамках научно-образовательной школы МГУ «Фотонные и квантовые технологии. Цифровая медицина» и опубликовано в журнале Lasers in Surgery and Medicine. Рак мочевого пузыря является одним из наиболее распространенных видов онкологических заболеваний, занимая десятое место в мире по частоте возникновения. Основным методом его диагностики является хирургическая операция с использованием эндоскопа, называемая цистоскопией в белом свете.Метод диагностики рака мочевого пузыря, предложенный учеными физического факультета и сотрудниками МНОЦ МГУ, объединяет несколько спектроскопических техник: спектроскопию диффузного отражения, флуоресцентную спектроскопию в видимом и инфракрасном диапазонах и рамановскую спектроскопию. Исследование проводилось на 21 пациенте с подозрением на рак мочевого пузыря во время цистоскопии. Анализ полученных спектров показал, что опухолевые ткани характеризуются повышенным содержанием гемоглобина, сниженным уровнем оксигенации и увеличенным рассеянием света по сравнению со здоровыми тканями. Кроме того, интенсивность флуоресценции в видимом диапазоне была ниже для злокачественных опухолей. По собранным данным была создана классификационная модель, которая позволяет различить раковую и здоровую ткань с точностью более 90%. Подробнее – на сайте.

📍6 мая в Фундаментальной библиотеке МГУ под председательством президента Российского Союза ректоров академика В.А. Садовничего с участием министра здравоохранения М.А. Мурашко, министра науки и высшего образования В.Н. Фалькова и председателя комитета ГД по науке и высшему образованию С.В. Кабышева состоялось расширенное заседание Президиума РСР, посвященное повышению качества подготовки медицинских кадров. Ректор рассказал об опыте работы созданной в МГУ научно-образовательной школы «Фотонные и квантовые технологии. Цифровая медицина», в рамках которой уже три года происходит взаимодействие физического факультета и МНОЦ МГУ.Некоторые разработки прошли все стадии от идеи до продукта. Например, "умный" хирургический лазер уже производится индустриальным партнером.Ректор также отметил, что ведётся разработка технологий высокоинтенсивного медицинского ультразвука, анализа гемостаза и гемодинамики, биосенсорных систем и систем неинвазивного контроля психоэмоционального состояния человека.

🎊Поздравляем победителей грантового конкурса НОШОпубликован список научных проектов, признанных победителями конкурса 2024 года междисциплинарных научных проектов в исследовательских коллективов МГУ имени М.В.Ломоносова, выполняющихся в интересах Междисциплинарных научно-образовательных школ Московского университета.Поздравляем участников НОШ "Фотонные и квантовые технологии. Цифровая медицина", одержавших победу в грантовом конкурсе.Список победителей доступен по ссылке