Отзыв ведущей организации (Биофизические механизмы формирования твердофазных структур биологических жидкостей человека)

УТВЕРЖДАЮ Генеральный директор ФГБУ «ФедеральпыЙ научно-клинический центр физико- химической медицины Федерального медико-биологического агентства», академик РАИ, доктор биологических ВМ. Говорун Федерального государственного б~оджетного учреждения «Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины Федерального медико-биологического агентства» о научно-практической ценности диссертации Шабал~н~ Владимир~ Владимировича на тему; «Биофизические механизмы формирования твердофазных структур би~ло~ич~~ких жидкостей человека», представленной к загните в диссертационный совет Д212.232.10 на базе ФГБУ «Санкт-Петербургский государственный университет» па соискание ученой степени доктора биологических наук по специальности 03.0! .02 — биофизика.

Актуальность темы выполненной работы Актуальность темы диссертационной работы подтверждается тем, что б~о~~гиче~кие жидкости выполнягот важные функции в живых организмах, в них происходят высокоскоростные изменения молекулярного состава и характера взаимодействия различных компонентов при физиологических, экстремальных и патологических состояниях. Такие изменения являготся иаиболес информативными при исследовании гомеостаза молекулярного уровня и могут служить основой для диагностики различных заболеваний на самых ранних стадиях.

Вместе с тем, проведенные фундаментальные исследования процессов молекулярного взаимодействия в биологических жидкостях и существующие количественные методы их оценки свидетельствуют о недостаточной разработке этой проблемы. Важной специфической морфологической особенностью наблюдаемых при микроскопии картин твердой фазы биологической жидкости в форме структурированной пленки (фации), является наличие качественно различных структур с ярко выраженными пространственными характеристиками и текстурой. При этом, для мониторинга течения заболевания во время лечения необходима количественная объективная оценка динамики изменения текстур фации, Однако определение количественных характеристик биологических объектов сложной структуры в медицинской практике требует методов автоматизированного анализа.

К настоящему времени при оценке изображений фаций биожидкостей применялся, главным образом, визуальный анализ — микроскопия при различных увеличениях, освещении белым или поляризованным светом и общие алгоритмы, результат работы которых не зависит от специфики обрабатываемых изображений, Решение задач диагностики требует создания методик количественной оценки растровых фрагментов текстур фаций с учетом их особенностей, разработки методов обработки данных, способствующих автоматизированной поддержке медицинских методик, основанных на дегидратации. Вышесказанное определяет высокую научно-практическую ценность и актуальность диссертационного исследования В.В.

Шабалина. Известно, что ФГЬУ «Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины федерального медико-биологического агентства» занимает одну из ведущих позиций в области проведение биомедицинских исследований и получении новых знаний о механизмах патогенеза заболеваний человека, а также в разработке и внедрении в медицинскую практику новых технологий профилактики, диагностики и лечения. Большой практический опыт учреждения, накопленный в данной области, позволяет отметить, что автор диссертационного исследования достаточно глубоко вошел в суть исследуемой проблемы, сформулировал ряд важных теоретических положений и выработал определенные практические рекомендации, которые позволяют усовершенствовать стратегию диагностики широкого спектра заболеваний на основе морфологического анализа структур твердой фазы биологических жидкостей.

Диссертационная работа В.В. Шабалина «Биофизические механизмы формирования твердофазных структур биологических жидкостей человека» выполнена в рамках государственной программы и являлась частью целевой комплексной темы,«Разработка и внедрение новых высокотехнологичных методов профилактики и лечения заболеваний ЛОР-органов», ведущейся в ФГУБУ СПб НИИ ЛОР Минздравсоцразвития России. Работа выполнялась при частичной финансовой поддержке Российской академии наук (Программа ОЭ-14 ОЭММПУ РАН "Динамика многокомпонентных и неоднородных жидкостей'*) и Российского фонда фундаментальных исследований (грант 08-05-00473-а). Таким образом, следует отметить достаточно высокую актуальность темы диссертационного исследования. Новизна исследования и полученных результатов, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертации Научная новизна, предложенной работы, заключается в том, что автором выявлены и получили экспериментально-теоретическое обоснование механизмы системной организации биологических жидкостей при физиологических и патологических сОстОяниях организма чсловека, что легло в Основу нового научного направления — «морфологический анализ неклеточных тканей человека».

При этом была впервые показана общность процессов структуризации как в биожидкостях, так и в искусственных соленых и коллоидных растворах, установлено, что эти процессы могут быть описаны в рамках гидродинамики вязкой жидкости. Морфологический анализ твердой фазы биологических жидкостей (сыворотка крови, желчь, моча, ликвор, слеза, синовиальная жидкость и др.) показал, что в норме в ней существует порядок, который преобразуется и фиксируется в виде определенных структур с соответствующими качественными и количественными параметрами.

При патологических состояниях наблюдаются значительные нарушения этого порядка, выражающиеся в потере биожидкостью способности формировать физиологические структуры при переходе в твердую фазу. В результате структуры приобретают новые признаки, которые указывают на патологические отклонения в организме. Значимые для диагностики структуры устанавливаются путем сравнительного анализа фаций биологических жидкостей здоровых людей и пациентов с различными видами патологии, Статистически достоверные различия выявленных особенностей в структурах фаций позволяют относить эти особенности к маркерам той или иной патологии. Научно-практическая значимость работы Автором дано экспериментально-теоретическое обоснование механизмов формирования структуры фаций биологических жидкостей и доказана возможность широкого применения технологии морфологического анализа неклеточных тканей для оценки физиологического статуса и диагностики патологических состояний человека.

Отдельного внимания заслуживает проведенный количественный автоматизированный анализ структуры фаций биологических жидкостей, что позволяет снизить субъективную составляющую в процессе диагностики патофизиологического статуса человека, оперативно накапливать статистику анализа изображений для комплексной оценки ретроспективной и перспективной динамики клинического состояния больного.

Разработанный метод также дает возможность ускорить анализ морфологических показателей изображений твердой фазы биологических жидкостей в процессе диагностики различных патологических состояний организма человека. Это позволяет исследовать не только структуру твердой фазы биологических жидкостей, но и динамику текстурных изменений на промежуточных этапах течения патологического процесса, что обеспечивает более качественный мониторинг лечения пациента и оперативно корректировать терапевтические вмешательства. Предложенный набор алгоритмов явился основой для разработки программно-аналитического комплекса анализа фаций биологических жидкостей.

Данный комплекс открывает возможность скрининговых обследований больших контингентов населения при профилактических осмотрах, позволяет стандартизовать исследования фаций биологических жидкостей и получать унифицированные результаты независимо от квалификации исследова- Разработанный метод текстурной сегментации растровых изображений может быть применен для решения соответствующих задач не только в биологии и медицине, но и в иных предметных областях ~геология, картография, материаловедение и др,). Всего по теме диссертационного исследования опубликовано 45 печатных работ, которые отражены: в 1 монографии, в 27 статьях в журналах, включенных в перечень ВАК, в б статьях в рецензируемых журналах, в 20 статьях, опубликованных в сборниках научных трудов и в материалах конференций.

Автором получено 5 патентов РФ на изобретения. Все научные положения и выводы аргументированы, обоснованы и достоверны, основываются на достаточном объеме клинического материала. Выводы диссертации логично вытекают из основных положений, представленных к защите, имеют научное и практическое значение. Рекомендации, сформулированные автором, могут быть внедрены в клиническую практику многих центров Российской Федерации, использованы при подготовке специалистов в области функциональной морфологии неклеточных тканей, а также в образовательном процессе в медицинских ВУЗах и друг~~ у~~б~ы~ и нау~~ы~ з~вед~~~~~, с~~~анных с исследованиями в области микрогидродинамики.

Авторефераг полностью соответствует содержанию диссертации и дает достаточно точное представление о работе. Замечания по оформлению и содержанию диссертации отсутствуют, Заключение Диссертационная работа В.В. Шабалина на тему: «Биофизические механизмы формирования твердофазных структур биологических жидкостей человека» полностью соответствует специальности 03.01.02 — биофизика и является завершенной научно-квалификационной работой, которая содержит решение актуальной научной задачи: раскрыты детали механизмов формирования структур твердой фазы биологических жидкостей при их системной самоорганизации в процессе клиновидной дегидратации, разработан способ количественной оценки этих структур, установлены оптимальные наборы информативных признаков, характерных для здоровых людей и больных с патологией разной степени тяжести, для их дальнейшего использования при автоматизированном анализе в процессе диагностики заболеваний и мониторинга лечебного процесса.