ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ МЕТОДОВ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ РАМАН-СПЕКТРОСКОПИИ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ ОПУХОЛЕЙ

Целью представленного исследования является разработка универсального алгоритма анализа спектрограмм комбинационного рассеяния света (раман-спектроскопии) при помощи интеллектуальных методов обработки данных.Представленный алгоритм реализован авторами на языке программирования Python и представляет собой последовательность математических преобразований раман-спектров с целью автоматического распознавания нормальных и опухолевых тканей.Выявлено, что оптимальным алгоритмом является вычисление базовой линии спектра итерационной полиномиальной регрессией, последующим частотным анализом спектра, определением главных компонент спектра и машинным обучением. Достоверность идентификации и классификации нормальной ткани и ткани злокачественной опухоли составила от 97,5 до 98%.

комбинационное рассеяние света, раман-спектроскопия, злокачественная опухоль, частотный анализ, deep learning, Raman scattering, Raman spectroscopy, malignant tumor, frequency analysis, deep learning

1. A review of Raman spectroscopy advances with an emphasis on clinical translation challenges in oncology / M. Jermyn, J. Desroches, K. Aubertin [et al.] // Phys. Med. Biol. - 2016. - Vol. 61, № 23. - P. R370-R400

2. Cancer imaging using surface-enhanced resonance Raman scattering nanoparticles / S. Harmsen, M.A. Wall, R. Huang, M.F. Kircher // Nat. Protoc. - 2017. - Vol. 12. - P. 1400-14

3. Discrimination of breast cancer from normal tissue with Raman spectroscopy and chemometrics / Q.-B. Li, W. Wang, Ch.-H. Liu, G.-J. Zhanga // J. Applied Spectroscopy. - 2015. - Vol. 82. - P. 450-455

4. Potential for Raman spectroscopy to provide cancer screening using a peripheral blood sample / A.T. Harris, A. Lungari, C.J. Needham [et al.] // Head Neck Oncol. - 2009. - Vol. 1, № 1. - Art. 34

5. Rehman ur, I. Vibrational spectroscopy for tissue analysis / I. ur Rehman, Z. Movasaghi, Sh. Rehman. - CRC Press, 2012. - 356 p

6. Stone, N. Advanced transmission Raman spectroscopy: a promising tool for breast disease diagnosis / N. Stone, P. Matousek // Cancer Res. - 2008. - Vol. 68. - P. 4424-30

7. Surface-enhanced Raman spectroscopy investigation on human breast cancer cells / J. Zhu, J. Zhou, J. Guo [et al.] // Chemistry Central Journal. - 2013. -P. 7-37

8. Vibrational spectroscopy for medical diagnosis / ed. by M. Diem, P.R. Griffiths, J.M. Chalmers. - London: Wiley, 2008. - 358 p

9. Wachsmann-Hogiu, S., Weeks T., Huser T. Chemical analysis in vivo and in vitro by Raman spectroscopy: from single cells to humans. Curr. Opin. Biotechnol., 2009, Vol. 20, P. 63-73. (in Eng)