name: ИК-спектрография и томография тканей человека и их анализ методами машинного обучения
keyword_list: обнаружение и идентификации опухолей методы машинного обучения FTIR-спектроскопия искусственные нейронные сети системы поддержки принятия решений реального времени классификация аномалий
abstract: Цель работы
  Разработать неинвазивную, быструю, компактную, удаленную, портативную и высокочувствительную методику интраоперационной диагностики и соответствующий инструмент.
  Методы исследования, кроме используемых приборов и аппаратуры
  При решении поставленных задач использовались методы теории машинного обучения; ATR-FTIR- спектроскопия; методы структурного анализа; методы спектрального анализа.
  Достигнутые результаты 
  Новый подход к ИК-томографии и спектрографии; усовершенствованный метод раннего обнаружения с помощью теплового ИК-подхода, основанный на пассивной визуализации изменений тепловой сигнатуры в опухолях из-за незначительных изменений температуры окружающей среды вокруг этих опухолей после применения методов нагрева и охлаждения ткани; предложены новые экспериментальные методы на основе спектроскопии ATR-FTIR в качестве диагностического инструмента для быстрой интраоперационной идентификации злокачественных новообразований; предложена адаптация структуры и алгоритмов искусственной нейронной сети к исследованию аномалий тканей: опухолей, раковых заболеваний и метастазов, для экспресс-анализа аномалий такого рода.
  Новизна
  Использована облачная БД с методами машинного обучения в области идентификации и классификации рака кожи, где это ранее не применялось; экспериментально установлены тепловые сигнатуры различных тканей организма человека, соответствующие нормальному и абнормальному состояниям; предложен новый метод обнаружения и идентификации опухолей, отличающийся от других методов в том, что обычные методы основаны на субъективном осмотре в видимом спектре, тогда как разработанный метод основан на характеристиках перегрева раковых тканей и обнаружении этих аномалий с использованием ИК камеры; предложен новый метод предварительной классификации аномалий, отличающийся от других тем, что он выполняется с использованием ИК-диапазона в диапазоне 3–12 мкм
  Внедрение
  Практическое применение предложенного подхода позволило создать Медицинскую инфракрасную оптическую систему IROS, которая представляет собой настольное устройство для диагностики тканей в режиме реального времени и использует FTIR-спектроскопию и принцип ATR для точной диагностики ткани; на основании полученных результатов был разработан новый эндоскоп, содержащий массив ИК оптических микродетекторов;
  Эффективность
  Разработанный метод идентификации и классификации опухолей существенно повышает ее точность благодаря учету характеристик перегрева раковых тканей и обнаружении этих аномалий с использованием ИК камеры ближнего или среднего диапазона; 
  Область применения
  Предложенная единая платформа, сочетающая элементы теоретической базы, ATR-FTIR, нейронную структуру, алгоритмы и элементы машинного обучения, позволяющая медицинскому специалисту получить простой, но недорогой мощный инструмент для раннего бесконтактного обнаружения и идентификации опухолей, а также возможность мониторинга удаления опухоли во время операции с помощью чувствительной камеры методом нагрева и охлаждения.
chairman_dissertation_council.name: Евгений
chairman_dissertation_council.surname: Крук
chairman_dissertation_council.patronymic: Аврамович
chairman_dissertation_council.position: И.о. директора МИЭМ
chairman_dissertation_council.degree: Доктор технических наук
chairman_dissertation_council.rank: Профессор
chairman_dissertation_council.wos_research_id: AAS-9914-2020
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 7801400299
chairman_dissertation_council.rinc_id: 3264-4830
chairman_dissertation_council.url: https://www.hse.ru/org/persons/205587707
chairman_dissertation_council.orcid: 0000-0002-4549-2980
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Вадим
organization_supervisor.surname: Радаев
organization_supervisor.patronymic: Валерьевич
organization_supervisor.position: Первый проректор
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 47.57.31
rubrics.name: Устройства сигнализации в инфракрасном диапазоне
rubrics.code: 47.43.21
rubrics.name: Влияние различных факторов среды на распространение радиоволн
oecds.code: 02.02.ES
oecds.name: COMPUTER SCIENCE, HARDWARE & ARCHITECTURE
speciality_codes.name: Системы автоматизации проектирования (по отраслям)
speciality_codes.code: 05.13.12
supervisors.fio: Крук Е. А.
supervisors.scientific_degree: Доктор технических наук
supervisors.speciality_code: Системы, сети и устройства телекоммуникаций
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
protection_organization.short_name: НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ "ВЫСШАЯ ШКОЛА ЭКОНОМИКИ", НИУ "ВЫСШАЯ ШКОЛА ЭКОНОМИКИ", ВЫСШАЯ ШКОЛА ЭКОНОМИКИ, НИУ ВШЭ, ВШЭ
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ "ВЫСШАЯ ШКОЛА ЭКОНОМИКИ"
protection_organization.ogrn: 1027739630401
protection_organization.supervisor_name: НИКИТА
protection_organization.supervisor_surname: АНИСИМОВ
protection_organization.supervisor_patronymic: ЮРЬЕВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Правительство Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения
author_organization.short_name: НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ "ВЫСШАЯ ШКОЛА ЭКОНОМИКИ", НИУ "ВЫСШАЯ ШКОЛА ЭКОНОМИКИ", ВЫСШАЯ ШКОЛА ЭКОНОМИКИ, НИУ ВШЭ, ВШЭ
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ "ВЫСШАЯ ШКОЛА ЭКОНОМИКИ"
author_organization.ogrn: 1027739630401
author_organization.supervisor_name: НИКИТА
author_organization.supervisor_surname: АНИСИМОВ
author_organization.supervisor_patronymic: ЮРЬЕВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Правительство Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения