{"paper_id":"18e89790-b9d2-42b6-b08e-f618b7f8d484","body_text":"ISSN 2077-4214. Вісник проблем біології і медицини – 2024 – Вип. 4 (175) / Bulletin of problems in biology and medicine – 2024 – Issue 4 (175)\n252\nКЛІНІЧНА ТА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА МЕДИЦИНА / CLINICAL AND EXPERIMENTAL MEDICINE\nConflict of interest / Конфлікт інтересів:\nThe authors confirm that they have no conflict of interest. / Автори підтверджують відсутність конфлікту ін-\nтересів. \n___________________________________________________________________\nCorresponding author / Адреса для кореспонденції\nKalbus Oleksandr Ivanovych / Кальбус Олександр Іванович\nDnipro State Medical University / Дніпровський державний медичний університет\nUkraine, 49000, Dnipro, 9 Volodymyr Vernadsky str. / Адреса: Україна, 49000, м. Дніпро, вул. Володимира \nВернадського 9 \nTel.: +380675368878 / Тел.: +380675368878\nE-mail: kalbus.dp@gmail.com\n___________________________________________________________________\nA – Work concept and design, B – Data collection and analysis, C – Responsibility for statistical analysis, D – Writing the article, E – Critical review, \nF – Final approval of the article / A – концепція роботи та дизайн, В – збір та аналіз даних, С – відповідальність за статичний аналіз, D – на-\nписання статті, Е – критичний огляд, F – остаточне затвердження статті.\nRecived 24.07.2024 / Стаття надійшла 24.07.2024 року\nAccepted 20.11.2024 / Стаття прийнята до друку 20.11.2024 року\nDOI 10.29254/2077-4214-2024-4-175-252-265\nUDC 618.145-007.415-076\nBakun O. V.\nDIAGNOSIS OF ENDOMETRIOSIS BY METHODS OF DIFFUSE INTROSCOPY  \nOF HISTOLOGICAL SECTIONS OF ENDOMETRIUM BIOPSY\nBukovinian State Medical University (Chernivtsi, Ukraine)\nkupchanko06@gmail.com\nConnection of the publication with planned re-\nsearch works. \nThe conducted scientific research is part of the \ncomplex research work of the Department of Obstetrics \nand Gynecology of the Bukovinian State Medical \nUniversity within the framework of the scientific topic \naccording to the plan of the Ministry of Health of Ukraine: \n«Preservation and restoration of the reproductive health \nof women and girls with obstetric and gynecological \npathology» (Date of implementation NDR-01.2021 \n-12.2025). State registration number 0121U110020.\nIntroduction.\nTaking into account the high accuracy of the obtained \nresults during polarimetry in transparent media, the \nsearch for modifications of the method with obtaining \nqualitative results in tissues and biological fluids with \ndifferent densities has been started. To increase the \ncontrast and improve the ability to visualize tissues, \noptical imaging using a multiple scattering (depolarizing) \ncomponent of the light beam was used, which gave a \npositive result and an opportunity to evaluate various \nbiological environments [1-9]. At the same time, the \nThe relationship between the optical (anisotropy of biological crystals) and geometric (hierarchical structure of \nbirefringent fibrils) structure of the extracellular matrix of histological sections of biological tissues of various types \nwith the ranges of changes in half-width values and the dispersion of fluctuations of the autocorrelation function of \nthe coordinate distributions of the Jones matrix elements was experimentally revealed and theoretically substanti-\nated. It was established that the physical reason for the decrease in the half-width of the correlation function and \nthe increase in the dispersion of its fluctuations is the increase in the dispersion of orientations and birefringence \nof biological crystals. This article contains the results of endometriosis diagnosis research of histological sections of \nendometrial biopsy using the methods of diffuse Muller-matrix endoscopy.\nThe aim of the study – to assess the effectiveness of endometriosis diagnosis using the methods of diffuse \nMuller-matrix introscopy of histological sections of endometrial biopsy.\nThe study included 127 patients with infertility, who were divided into groups as follows: 59 women with en-\ndometriosis associated with infertility (experimental group) and 68 women with tuboperitoneal infertility (control \ngroup). Two groups of samples were studied: a biopsy of “healthy” uterine tissue obtained during diagnostic hys-\nteroscopy, a control group 1: a biopsy of endometrial tissue with endometriosis, experimental group 2. Histological \nsections were made according to the standard technique on a microtome with quick freezing.\nA high level of parameters of the diagnostic power of detecting endometriosis was revealed by using a set of \nstatistical markers of the method of polarization-phase Müller-matrix introscopy of linear birefringence thesiograms \nof native histological sections of endometrial biopsy: 1) very good diagnostic accuracy using statistical markers of the \n1st and 2nd orders (SM1;SM2 – 92,1% – 93,7%); 2) excellent diagnostic accuracy using statistical markers of the 3rd \nand 4th orders (SM3;SM4 – 97,1% – 98,4%).\nDiagnostic markers of this pathological process are a statistically significant increase (pi=1;2;3;4<0,05) of the \naverage value and variance of theziograms of coordinate distributions of random values of circular birefringence \nfluctuations. The values of asymmetry and kurtosis, on the contrary, decrease.\nTherefore, the application of the method of polarization-phase Muller-matrix introscopy of linear birefringence \nof fibrillar protein nets revealed an excellent level of diagnosis of endometriosis.\nKey words: endometriosis, Müller-matrix introscopy, histological sections of the endometrium.\n\nISSN 2077-4214. Вісник проблем біології і медицини – 2024 – Вип. 4 (175) / Bulletin of problems in biology and medicine – 2024 – Issue 4 (175)\n253\nКЛІНІЧНА ТА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА МЕДИЦИНА / CLINICAL AND EXPERIMENTAL MEDICINE\nresults depend on the state of polarization of the incident \nlight beam. In this way, a number of modifications have \nbeen developed, including linear or circular polarization, \nCtox polarimetry or Mueller matrix polarimetry, detection \ngeometry (transmission versus reflection), spectroscopic \nmethods of light research, such as point spectroscopy \nand spectral imaging (while using different wavelengths, \ndiffuse reflection, fluorescence, Raman scattering) [10-\n13], interferometric methods, polarization-controlled \nimaging, optical polarization, laser polarimetry. Each \nmethod has its own characteristics. When using different \nmethods, the anisotropy of biological objects is taken into \naccount, since almost all biological tissues have optical \nanisotropy [14-17]. Birefringence of biological tissues \nis caused mainly by the linear anisotropy of the fibrous \nstructures that form the extracellular environment. The \nrefractive index is more important along the fibers than \nacross. At the same time, we have parallel cylinders that \nform a uniaxial birefringent medium with an optical \naxis that is parallel to the axis of the cylinders (form \nbirefringence), and is characteristic of many biotissues, \nsuch as the cornea of the eye, cartilage, tendons, sclera, \ndura mater, m ligaments, nerves, retina, bone, teeth and \nother biotissues with uniaxial and/or biaxial birefringent \nstructures [5-8].\nThe aim of the study. \nTo evaluate the effectiveness of differential diagnosis \nof endometriosis using diffuse Muller-matrix endoscopy \nof histological sections of endometrial biopsy.\nObject and research methods. \nThe study was conducted on the basis of the \nDepartment of Obstetrics and Gynecology of Bukovyna \nState Medical University. \nThe clinical stages of work on the examination of \nthe studied groups of patients in accordance with the \ncooperation agreement were carried out at the clinical \nbase of the  «Medical Center for the Treatment of \nInfertility».\nThe study included 127 patients with infertility, who \nwere divided into groups as follows: 59 women with \nendometriosis associated with infertility (study group) \nand 68 women with tubal-peritoneal infertility (control \ngroup). All women gave informed, voluntary consent to \nparticipate before any procedures.\nTwo groups of samples were studied: biopsy of \n«healthy» uterine tissue obtained during diagnostic \nhysteroscopy – control group 1 – 68 samples; biopsy of \nendometrioid tissue with endometriosis – experimental \ngroup 2 – 59 samples.\nFor inclusion in the main group, the following criteria \nwere used:\n● infertility lasting at least 2 years;\n● presence of verified endometriosis;\n● patency of fallopian tubes.\nThe following criteria were used for inclusion in the \ncontrol group:\n● tubal infertility;\n● lack of signs of acute hydrosalpinx;\nThe study did not include women with: exacerbation \nof concomitant diseases, in the presence of an infectious \nprocess, taking hormonal contraceptives, fear, a \npositive test for Covid-19. Also, taking into account the \nproduction of mesothelin by mesothelium cells of the \npericardium and pleura, all patients underwent heart \nECG and fluoroscopy of the chest organs.\nFor the study, endometrial tissue, peripheral \nblood, peritoneal fluid were taken from women of \nthe main group, for the control group, endometrioid \nheterotopias were taken during laparoscopy), and \nblood – before operations on days 7-14 of the menstrual \ncycle. Histological sections were made according to the \nstandard technique on a microtome with rapid freezing.\nThe research was carried out in compliance with the \nmain provisions of the GCP (1996), the Council of Europe \nConvention on Human Rights and Biomedicine (April 4, \n1997), the Helsinki Declaration of the World Medical \nAssociation on the Ethical Principles of Scientific Medical \nResearch with Human Participation (1964-2008). ), \norder of the Ministry of Health of Ukraine No. 690 \ndated September 23, 2009 (with changes introduced \nin accordance with the Order of the Ministry of Health \nof Ukraine No. 523 dated 12.07.2012). The research \nprotocol was approved by the Biomedical Ethics \nCommittee of the Bukovinian State Medical University \n(protocol No. 8 dated May 16, 2024).\nResearch results and their discussion.\nThe conducted cycle of research on the diagnostic \nefficiency of the method of polarization-phase Muller-\nmatrix introscopy of the polycrystalline component of \nbiological preparations, new in biomedical practice, \nrevealed a high level of accuracy in the early diagnosis \nof endometriosis and control of the effectiveness of its \ntreatment.\nAt the same time, the informativeness of this Mueller-\nmatrix technique of the influence of multiple scattering \nof laser radiation in the volume of biological preparations \nis poorly studied. Therefore, the development and \napproval of a new method of diffuse Muller-matrix \nintroscopy of the polycrystalline component of biological \npreparations is urgent.\nThis subsection contains the results of approbation \nof the methods of diffuse Muller-matrix endoscopy in \ndetermining the effectiveness of detecting changes in \nthe parameters of the morphological polycrystalline \nstructure of the endometrial tissue of patients with \nendometriosis.\nThesiograms of coordinate distributions of random \nvalues of linear birefringence fluctuations of histological \nsections of endometrial biopsy.\nIn fig. 1 presents algorithmically reproduced \ntheziograms of coordinate distributions of random values \nand 3D distributions of linear birefringence fluctuations \nof histological sections of endometrial biopsy samples of \npatients from the control group 1.1 (fragments (1), (2)) \nand the experimental group (fragments (3), (4)).\nThe analysis of the obtained data revealed:\n● the presence of fluctuations in the amount of \nlinear birefringence of protein fibrillar networks of \nhistological sections of endometrial biopsy of patients \nfrom all groups (fig. 1, fragments (1), (3));\n● a significant increase in the amount of fluctuations \nof linear birefringence of fibrillar meshes of samples of \nhistological sections of patients with endometriosis – 3D \ndistributions of fluctuations of the amount of fluctuations \nof linear birefringence of samples of histological sections \nof the endometrium from experimental group 2 have a \nsmaller average value and a range of changes in random \nvalues (fig. 1, fragments (2), 4)).\n\nISSN 2077-4214. Вісник проблем біології і медицини – 2024 – Вип. 4 (175) / Bulletin of problems in biology and medicine – 2024 – Issue 4 (175)\n254\nКЛІНІЧНА ТА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА МЕДИЦИНА / CLINICAL AND EXPERIMENTAL MEDICINE\nThe results of a comparative statistical analysis of the \npopulation of algorithmically reproduced samples of all \ngroups of histological sections are shown in table 1.\nThe analysis of the received data from the statisti-\ncal analysis of the set of algorithmically reproduced \nfluctuation theziograms of coordinate distributions of \nrandom values of the fluctuation magnitude revealed \na significant increase in the linear birefringence of the \npolycrystalline structure of the histological sections of \nthe endometrial biopsy of patients with endometriosis. \nQuantitatively, this process (diagnostic markers) char -\nacterizes the increase in the value of the average and \ndispersion of theziograms of coordinate distributions of \nrandom values of the value of linear birefringence fluc-\ntuations. The values of asymmetry and kurtosis, on the \ncontrary, decrease.\nOperational characteristics of the diagnostic power of \nthe method of thesiograms of coordinate distributions of \nrandom values of the fluctuations of linear birefringence \nof histological sections of endometrial biopsy.\nTable 2 presents the values of sensitivity, specificity \nand balanced accuracy of the method of diffuse Muller-\nmatrix introscopy in the detection of pathological \nchanges in fibrillar protein networks of samples of \nendometrial biopsy histological sections.\nThe following indicators of diagnostic markers were \nestablished:\nexcellent diagnostic accuracy using statistical markers \nof the 1st – 4th orders, – (SM\n1;SM2;SM3;SM4-96.9%-99.2%)\nTherefore, the application of the method of diffuse \nMueller-matrix introscopy of fluctuations in the amount \nof linear birefringence of fibrillar protein networks of de-\npolarizing samples revealed new markers that provide \nan excellent level of diagnosis of endometriosis.\nThesiograms of coordinate distributions of \nrandom values of circular birefringence fluctuations of \nhistological sections of endometrial biopsy.\nExperimentally obtained thesiograms of the \ncoordinate distributions of random values of the \nfluctuations and 3D distributions of the fluctuations of \nthe circular birefringence of chiral protein complexes of \ndiffuse samples of histological sections of endometrial \nbiopsy of patients from the control group 1 (fragments \n(1), (2)) and the experimental group (fragments (3), ( 4)) \nshown in a series of fragments of fig. 2.\nFigure 1 – Thesiograms of coordinate distributions of random values of fluctuations ((1),(3)) and 3D ((2),(4)) distributions of fluctuations of \nlinear birefringence of histological sections of endometrial biopsy of patients from group 1 ((1),(2)) and groups 1.2 ((3),(4)).\nTable 1 – Central statistical points of the 1st \n– 4th orders, which characterize theziograms \nof coordinate distributions of random values \nof fluctuations in the magnitude of linear \nbirefringence of histological sections  \nof endometrial biopsy\nParameters Group 1 Group 2\nSM1x10-3 0,29±016 0,41±023\np1 p≤0,001\nSM2x10-3 0,18±0.011 0,31±0.17\np1 p≤0,001\nSM3 1,09±0,058 0,62±036\np1 p≤0,001\nSM4 1,87±099 1,23±071\np1 p≤0,001\n\nISSN 2077-4214. Вісник проблем біології і медицини – 2024 – Вип. 4 (175) / Bulletin of problems in biology and medicine – 2024 – Issue 4 (175)\n255\nКЛІНІЧНА ТА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА МЕДИЦИНА / CLINICAL AND EXPERIMENTAL MEDICINE\nFrom the analysis of the obtained data, a slight \nincrease in the level of fluctuations of the circular \nbirefringence value of optically active molecular \nstructures of diffuse samples of histological sections of \npatients with endometriosis was established.\nObjectively, the differences between theziograms \nof the coordinate distributions of random values of the \nmagnitude of fluctuations and the magnitude of circular \nbirefringence within group 1 and group 2 illustrate the \nvalues of the set of central statistical moments of the 1st \nto 4th orders, which are listed in table 3.\nAs a result of the statistical analysis, a significant \nincrease in fluctuations in the value of circular \nFigure 2 – Thesiograms of coordinate distributions ((1),(3)) and 3D ((2),(4)) distributions of circular birefringence fluctuations of chiral \nprotein complexes of diffuse histological endometrial biopsy sections of patients from group 1 ((1),(2)) and groups 2 ((3),(4)).\nTable 2 – Specificity, sensitivity, and accuracy of \nthe method of statistical analysis of theziograms \nof coordinate distributions of random values of \nfluctuations in linear birefringence of endometrial \nhistological sections\nGroups “1 – 2”\nParameters Sensitivity, Se,%\nN=59\nSpecificity, Sp,%\nH=68\nAccuracy, Ac,%\nN+H=127\nSM1\nA=57 B=66 A+B=123\n96,6 97 96,9\nSM2\nA=58 B=66 A+B=124\n98,3 97 97,6\nSM3\nA=58 B=67 A+B=125\n98,3 98,5 98,4\nSM4 A=59 B=67 A+B=126\n100 98,5 99,2\nTable 3 – Central statistical moments of the 1st \n– 4th orders, which characterize the coordinate \ndistributions of the magnitude of fluctuations of the \ncircular birefringence of chiral protein complexes of \ndiffuse histological sections of endometrial biopsy\nParameters Group 1 Group 2\nSM1x10-3 0.18±0.011 0.34±0.018\np1 p≤0,001\nSM2x10-3 0,11±0,007 0,22±0,012\np1 p≤0,001\nSM3 1,55±0,079 1,16±0,063\np1 p≤0,001\nSM4 2,38±0,14 1,63±0,087\np1 p≤0,001\nbirefringence in the presence of endometriosis was \nrevealed.\nDiagnostic markers of this pathological process \nare a statistically significant increase (p i=1;2;3;4<0,05) of \nthe average value and dispersion of theziograms of \ncoordinate distributions of random values of circular \nbirefringence fluctuations. The values of asymmetry and \nkurtosis, on the contrary, decrease.\nOperational characteristics of the diagnostic power \nof the method of theziogram fluctuations of circular \nbirefringence of histological sections of endometrial \nbiopsy.\n\nISSN 2077-4214. Вісник проблем біології і медицини – 2024 – Вип. 4 (175) / Bulletin of problems in biology and medicine – 2024 – Issue 4 (175)\n256\nКЛІНІЧНА ТА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА МЕДИЦИНА / CLINICAL AND EXPERIMENTAL MEDICINE\nThe diagnostic possibilities of using statistical markers \nthat characterize thesiograms of circular birefringence \nfluctuations in the detection of pathological changes \nin chiral molecular complexes of endometrial biopsy \nhistological sections are illustrated by the calculated \nvalues of operational characteristics (table 4).\nFor the statistical markers that characterize the dis -\ntributions of fluctuations of circular birefringence, the \nfollowing are established:\n● excellent level of diagnosis using statistical markers \nof the 1st and 2nd orders (SM\n1;SM2 – 97,9% – 98,7%);\n● a very good level of diagnosis using statistical \nmarkers of the 3rd and 4th orders (SM 3;SM4 – 93,4% – \n94,2%).\nThesiograms of coordinate distributions of the \nmagnitude of fluctuations of linear dichroism of \nhistological sections of endometrial biopsy.\nOn a series of fragments of fig. 3 shows analytically \nreproduced maps of thesiograms of coordinate \ndistributions of the magnitude of fluctuations and \n3D fluctuations of linear dichroism of fibrillar protein \nnetworks of samples of histological sections of \nendometrial biopsy of patients from the control group \n1 (fragments (1), (2)) and the experimental group \n(fragments (3), (4)).\nThe analysis of the obtained experimental results re-\nvealed:\n● the presence of fluctuations in optically anisotropic \nabsorption parameters – coordinate inhomogeneity of \nthe topographic structure of theziograms of coordinate \ndistributions of random values of linear dichroism \nfluctuations of optically anisotropic protein fibrillar \nnetworks of diffuse histological sections of endometrial \nbiopsies of patients of all groups (fig. 3, fragments (1), \n(3));\n● an increase in the magnitude of linear dichroism \nfluctuations of spatially structured fibrillar networks \nof samples of histological sections of patients with \nendometriosis, as well as the range of their dispersion \n(fig. 3, fragments (2), (4)).\nStatistical differences between algorithmically \nreproduced thesiograms of coordinate distributions of \nlinear dichroism fluctuations are illustrated by the values \ncalculated within group 1 and group 2 (SM\ni=1-4)) and \ntheir average errors (±Ω) (table 5).\nFigure 3 – Thesiograms of coordinate distributions of random values of fluctuations ((1),(3)) and 3D ((2),(4)) distributions of fluctuations of \nlinear dichroism of fibrillar meshes of histological sections of endometrial biopsy of patients from group 1 ((1),(2) ) and groups 2 ((3),(4)).\nTable 4 – Specificity, sensitivity, and accuracy  \nof the method of statistical analysis of fluctuation \nmaps of circular birefringence\nGroups “1 – 2”\nParameters Sensitivity, Se,%\nN=59\nSpecificity, Sp,%, \nH=68\nAccuracy, Ac,%\nN+H=127\nSM1\nA=57 B=66 A+B=123\n99,1 98,3 98,7\nSM2\nA=57 B=66 A+B=123\n98,3 97,5 97,9\nSM3\nA=57 B=66 A+B=123\n95 93,4 94,2\nSM4\nA=57 B=66 A+B=123\n94,2 92,6 93,4\n\nISSN 2077-4214. Вісник проблем біології і медицини – 2024 – Вип. 4 (175) / Bulletin of problems in biology and medicine – 2024 – Issue 4 (175)\n257\nКЛІНІЧНА ТА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА МЕДИЦИНА / CLINICAL AND EXPERIMENTAL MEDICINE\nAs a result of the statistical analysis of the experi-\nmental data of the diffuse Müller matrix introscopy of \nthe polycrystalline structure of the histological sections \nof the endometrial biopsy, it was found that the diagnos-\ntic markers of the pathological process of the formation \nof endometriosis, as well as in the case of the statisti-\ncal analysis of algorithmically reproduced thesiograms \nof fluctuations in the value of linear birefringence, are \nstatistically reliable (pi\n=1;2;3;4<0,001)increase in the value \nof the average and dispersion The values of statistical \nmoments of higher orders, which characterize the asym-\nmetry and excess of the coordinate distributions of such \nfluctuating thesiograms, on the contrary, decrease with-\nin the framework of a statistically significant difference \nfor the cases of the conditional norm (control group 1) \nand endometriosis (experimental group 2).\nOperational characteristics of the diagnostic power \nof the method of statistical analysis of thesiograms of \nlinear dichroism fluctuations of histological sections of \nendometrial biopsy.\nParameters of operational characteristics that \ndetermine the clinical effectiveness of differential \ndiagnosis of endometriosis by using a set of \nexperimentally determined statistical markers of \nthesiograms of coordinate distributions of random \nvalues of the magnitude of fluctuations of linear \ndichroism of fibrillar protein networks of samples of \nhistological sections of endometrial biopsy illustrate \nsensitivity, specificity and balanced accuracy, the values \nof which are shown in table 6.\nInstalled:\n● very good accuracy of differential diagnosis using \nstatistical markers of the 1st and 2nd orders (SM\n1;SM2 – \n91,3% – 94,5%);\n● excellent accuracy of differential diagnosis using \nstatistical markers of the 3rd and 4th orders (SM 3;SM4 – \n96,9% – 97,6%).\nConclusions. \nSo, the set of studies conducted using polarization-\nphase Müller-matrix introscopy 2D and 3D distributions \nof linear and circular birefringence and dichroism of the \noptically anisotropic component of histological sections \nof endometrial biopsy revealed a high efficiency of \nendometriosis diagnosis.\nProspects for further research.\nWe are planning to conduct a study using polarization-\nphase Müller-matrix introscopy 2D and 3D distributions \nof linear and circular birefringence and dichroism of the \noptically anisotropic component of peritoneal fluid. \nTable 5 – Central statistical moments of the 1st \n– 4th orders, which characterize the coordinate \ndistributions of the magnitude of linear dichroism \nfluctuations of diffuse histological sections  \nof endometrial biopsy\nParameters Group 1 Group 2\nSM1x10-3 0,22±0,011 0,36±0,018\np1 p≤0,001\nSM2x10-3 0,14±0,008 0,23±0,012\np1 p≤0,001\nSM3 1,27±0,065 0,86±0,047\np1 p≤0,001\nSM4 2,08±0,11 1,43±0,078\np1 p≤0,001\nTable 6 – Specificity, sensitivity, accuracy  \nof statistical analysis of thesiograms of linear \ndichroism fluctuations\nGroups “1 – 2”\nParameters Sensitivity, Se,%\nN=59\nSpecificity, Sp%,\nH=68\nAccuracy, Ac,%\nN+H=127\nSM1\nA=56 B=64 A+B=120\n94,9 94,1 94,5\nSM2\nA=56 B=63 A+B=119\n94,9 92,6 91,3\nSM3\nA=57 B=66 A+B=123\n96,6 97,1 96,9\nSM4\nA=58 B=66 A+B=124\n98,3 97,1 97,6\nDOI 10.29254/2077-4214-2024-4-175-252-265\nУДК 618.145-007.415-076\nБакун О. В. \nДІАГНОСТИКА ЕНДОМЕТРІОЗУ МЕТОДАМИ ДИФУЗНОЇ ІНТРОСКОПІЇ \nГІСТОЛОГІЧНИХ ЗРІЗІВ БІОПСІЇ ЕНДОМЕТРІЮ\nБуковинський державний медичний університет (м. Чернівці, Україна)\nkupchanko06@gmail.com\nЕкспериментально виявлено та теоретично обґрунтовано взаємозв’язок оптичної (анізотропія \nбіологічних кристалів) і геометричної (ієрархічна будова двопроменезаломлювальних фібрил) будови \nпозаклітинної матриці гістологічних зрізів біологічних тканин різних типів з діапазонами зміни значень \nпівширини і дисперсії флуктуацій автокореляційної функції координатних розподілів елементів матриці \nДжонса. Встановлено, що фізичною причиною зменшення півширини кореляційної функції та збільшення \nдисперсії її флуктуацій є ріст дисперсії орієнтацій та двопроменезаломлення біологічних кристалів. \nДана стаття містить результати досліджень діагностики ендометріозу гістологічних зрізів біопсії \nендометрію методами дифузної мюллер-матричної інтроскопії.\nМета дослідження – оцінити ефективність діагностики ендометріозу з використанням методик \nдифузної Мюллер-матричної інтроскопії гістологічних зрізів біопсії ендометрію.\nУ дослідження включено 127 пацієнток із безпліддям, яких розподілено на групи наступним \nчином: 59 жінок із ендометріозом, асоційованим із безпліддям (дослідна група) та 68 жінок із трубно-\n\nISSN 2077-4214. Вісник проблем біології і медицини – 2024 – Вип. 4 (175) / Bulletin of problems in biology and medicine – 2024 – Issue 4 (175)\n258\nКЛІНІЧНА ТА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА МЕДИЦИНА / CLINICAL AND EXPERIMENTAL MEDICINE\nЗв’язок публікації з плановими науково-дослід-\nними роботами.\nПроведені наукові дослідження є частиною комп-\nлексної науково- дослідної роботи кафедри акушер -\nства та гінекології Буковинського державного медич-\nного університету в рамках наукової теми за планом \nМОЗ України: «Збереження та відновлення репро-\nдуктивного здоров’я жінок та дівчат при акушерській \nта гінекологічній патології».  Номер державної реє-\nстрації 0121U110020.  \nВступ.\nВраховуючи високу точність отриманих резуль-\nтатів при поляриметрії у прозорих середовищах, \nрозпочато пошук модифікацій методу з отриманням \nякісних результатів у тканинах і біологічних рідинах з \nрізною густиною. Для підвищення контрасту і покра-\nщення можливості візуалізації тканин використано \nоптичну візуалізацію із застосуванням багаторазово \nрозсіюючої (деполяризуючої) складової світлового \nпроменя, що дало позитивний результат і можливість \nоцінити різноманітні біологічні середовища [1-9]. При \nцьому результати залежать від стану поляризації па -\nдаючого пучка світла. Таким чином розроблено ряд \nмодифікацій, зокрема лінійна або циркулярна поля-\nризація, Cтокс поляриметрія або Мюллер матрична \nполяриметрія, геометрія виявлення (пропускання в \nпорівнянні з відбиванням), спектроскопічні методи \nдослідження світла, такі як точкова спектроскопія \nі спектральна візуалізація (при цьому використо-\nвують різної довжини хвилі, дифузне відбивання, \nфлуоресценцію, раманівське розсіювання) [10-13], \nінтерферометричні методи, поляризаційнокерована \nвізуалізація, оптична поляризація, лазерна поляри-\nметрія. Кожний метод має свої особливості. При за-\nстосування різних методик, враховується анізотропія \nбіологічних об’єктів, так як майже всі біологічні тка-\nнини володіють оптичною анізотропією [14-17]. Дво-\nпроменезаломлення біологічних тканин обумовле-\nно в основному лінійною анізотропією волокнистих \nструктур, які утворюють позаклітинні середовища. \nПоказник заломлення має більше значення вздовж \nволокон, ніж поперек. При цьому ми маємо пара-\nлельні циліндри, що утворюють одноосьове двопро-\nменезаломлююче середовище з оптичною віссю, яка \nє паралельною до осі циліндрів (двопроменезалом -\nлення форми), і є характерним для багатьох біотка-\nнин, таких як рогівка ока, хрящі, сухожилля, склера, \nтверда мозкова оболонка, м’язи, нерви, сітківка ока, \nкістка, зуби та інші біотканини з одновісними і / або \nдвовісними двопроменезаломлюючими структура-\nми [5-8]. \nМета дослідження. \nОцінити ефективність діагностики ендометріозу \nз використанням дифузної Мюллер-матричної ін-\nтроскопії гістологічних зрізів біопсії ендометрію.\nОб’єкт і методи дослідження. \nДослідження проводилось на базі кафедри аку -\nшерства та гінекології Буковинського державного ме-\nдичного університету.\nКлінічні етапи роботи по обстеженню досліджу -\nваних груп пацієнтів відповідно до угоди про співп -\nрацю проводились на клінічній базі КЗОЗ «Медичний \nцентр лікування безпліддя».\nУ дослідження включено 127 пацієнток із безплід-\nдям, яких розподілено на групи наступним чином: 59 \nжінок із ендометріозом, асоційованим із безпліддям \n(дослідна група) та 68 жінок із трубно-перитонеаль -\nним безпліддям (контрольна група). До початку будь-\nяких процедур усі жінки надали інформовану добро-\nвільну згоду на участь.\nДосліджувалися дві групи зразків: біопсія «здоро-\nвої» тканини матки, одержаної при діагностичній гіс-\nтероскопії – контрольна група 1 – 68 зразків; біопсія \nендометріоїдної тканини із ендометріозом – дослід -\nна група 2 – 59 зразків.\nДля включення в основну групу керувалась на-\nступними критеріями:\n● безпліддя тривалістю не менше 2 років;\n● наявність верифікованого ендометріозу; \n● прохідність маткових труб.\nДля включення в контрольну групу керувалась на-\nступними критеріями:\n● трубне безпліддя;\n● відсутності ознак гострого гідросальпінксу.\nВ дослідження не входили жінки з: загострен-\nням супутніх захворювань, за наявності інфекційно -\nго процесу, прийому гормональних контрацептивів, \nопасистістю, позитивним тестом на Covid-19. Також, \nзважаючи на вироблення мезотеліну клітинами ме-\nзотелію перикарду та плеври, проведено усім паці -\nперитонеальним безпліддям (контрольна група). Досліджувалися дві групи зразків: біопсія «здорової» \nтканини матки, одержаної при діагностичній гістероскопії  – контрольна група; біопсія ендометріоїдної \nтканини із ендометріозом – дослідна група 2. Гістологічні зрізи виготовлені за стандартною методикою \nна мікротомі із швидким заморожуванням\nВиявлено високий рівень параметрів діагностичної сили детектування ендометріозу шляхом \nвикористання набору статистичних маркерів методу поляризаційно-фазової Мюллер-матричної \nінтроскопії тезіограм лінійного двопроменезаломлення нативних гістологічних зрізів біопсії ендометрія: \n1) дуже хороша точність діагностики з використанням статистичних маркерів 1-го і 2-го порядків \n(SM1;SM2 – 92,1% – 93,7%); 2) відмінна точність діагностики з використанням статистичних маркерів \n3-го і 4-го порядків (SM3;SM4 – 97,1% – 98,4%).\nДіагностичними маркерами даного патологічного процесу є зростання статистично достовірне \n(pi=1;2;3;4<0,05) величини середнього і дисперсії тезіограм координатних розподілів випадкових значень \nвеличини флуктацій циркулярного двопроменезаломлення. Значення асиметрії та ексцесу, навпаки, \nзменшуються. \nОтже, застосування методу поляризаційно-фазової Мюллер-матричної інтроскопії лінійного \nдвопроменезаломлення фібрилярних протеїнових сіток виявило відмінний рівень діагностики \nендометріозу.\nKлючові слова: ендометріоз, Мюллер-матрична інтроскопія, гістологічні зрізи ендометрію.\n\nISSN 2077-4214. Вісник проблем біології і медицини – 2024 – Вип. 4 (175) / Bulletin of problems in biology and medicine – 2024 – Issue 4 (175)\n259\nКЛІНІЧНА ТА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА МЕДИЦИНА / CLINICAL AND EXPERIMENTAL MEDICINE\nєнткам дослідження ЕКГ серця та флюорографію ор -\nганів грудної клітини.\nДля дослідження було забрано тканину ендоме-\nтрію, периферичну кров, перитонеальну рідину у \nжінок основної групи; для контрольної групи бралися \nендометріоїдні гетеротопії при лапароскопії. Гістоло-\nгічні зрізи виготовлялися за стандартною методикою \nна мікротомі із швидким заморожуванням.\nДослідження виконували з дотриманням ос-\nновних положень GCP (1996 рік), Конвенції Ради Єв-\nропи про права людини та біомедицину (від 4 квітня \n1997 р.), Гельсінської декларації Всесвітньої медичної \nасоціації про етичні принципи проведення наукових \nмедичних досліджень за участі людини (1964-2008 \nрр.), наказу МОЗ України № 690 від 23.09.2009 р. (із -\nзмінами, внесеними згідно з Наказом Міністерства \nохорони здоров’я України № 523 від 12.07.2012 р.). \nПротокол дослідження схвалено Комісією з питань \nбіомедичної етики Буковинського державного ме-\nдичного університету (протокол № 8 від 16.05.2024 \nроку).\nРезультати дослідження та їх обговорення.\nПроведений цикл досліджень діагностичної ефек-\nтивності нового у біомедичній практиці методу поля-\nризаційно-фазової Мюллер-матричної інтроскопії \nполікристалічної складової біологічних препаратів \nвиявив високий рівень точності ранньої діагностики \nендометріозу та контролю ефективності його ліку-\nвання.\nРазом з тим слабко вивченим на інформативність \nданої Мюллер-матричної методики впливу багато-\nкратного розсіювання лазерного випромінювання \nв об’ємі біологічних препаратів. Тому актуальним є \nрозроблення і апробація нового методу дифузної \nМюллер-матричної інтроскопії полікристалічної скла-\nдової біологічних препаратів.\nДаний підрозділ містить результати апробації ме-\nтодів дифузної Мюллер-матричної інтроскопії у ви -\nзначенні ефективності детектування змін флуктуацій \nпараметрів морфологічної полікристалічної структу -\nри тканини ендометрію хворих на ендометріоз.\nТезіограми координатних розподілів випадкових \nзначень величини флуктуацій лінійного двопроме-\nнезаломлення гістологічних зрізів біопсії ендоме -\nтрію.\nНа рис. 1 представлено алгоритмічно відтворені \nтезіограми координатних розподілів випадкових зна-\nчень та 3D розподіли величини флуктуацій лінійного \nдвопроменезаломлення зразків гістологічних зрізів \nбіопсії ендометрію пацієнтів з контрольної групи 1.1 \n(фрагменти (1),(2)) та дослідної групи (фрагменти \n(3),(4)).\nАналіз одержаних даних виявив:\n● наявність флуктуацій величини лінійного дво-\nпроменезаломлення протеїнових фібрилярних \nмереж гістологічних зрізів біопсії ендометрію пацієн-\nтів зі всіх груп (рис. 1, фрагменти (1),(3));\n● значне зростання величини флуктуацій лінійно-\nго двопроменезаломлення фібрилярних сіток зразків \nгістологічних зрізів хворих пацієнтів із ендометріо -\nзом – 3D розподіли величини флуктуацій лінійного \nдвопроменезаломлення зразків гістологічних зрізів \nРисунок 1 – Тезіограми координатних розподілів випадкових значень величини флуктуацій ((1),(3)) і 3D ((2),(4)) розподіли величини \nфлуктуацій лінійного двопроменезаломлення гістологічних зрізів біопсії ендометрію пацієнтів з групи 1 ((1),(2)) і групи 1.2 ((3),(4)).\n\n\nISSN 2077-4214. Вісник проблем біології і медицини – 2024 – Вип. 4 (175) / Bulletin of problems in biology and medicine – 2024 – Issue 4 (175)\n260\nКЛІНІЧНА ТА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА МЕДИЦИНА / CLINICAL AND EXPERIMENTAL MEDICINE\nендометрію з дослідної групи 2 володіють меншим \nсереднім значенням і діапазоном зміни випадкових \nзначень (рис. 1, фрагменти (2),(4)).\nРезультати порівняльного статистичного аналізу \nсукупності алгоритмічно відтворених ФФТЛД зразків \nвсіх груп гістологічних зрізів наведені у таблиці 1.\nАналіз одержаних даних статистичного аналізу \nсукупності алгоритмічно відтворених флуктуаційних \nтезіограм координатних розподілів випадкових зна -\nчень величини флуктуацій виявив значне зростання \nлінійного двопроменезаломлення полікристалічної \nструктури гістологічних зрізів біопсії ендометрію хво-\nрих на ендометріоз. Кількісно даний процес (діагнос-\nтичні маркери) характеризує зростання величини \nсереднього і дисперсії тезіограм координатних роз -\nподілів випадкових значень величини флуктуацій лі -\nнійного двопроменезаломлення. Значення асиметрії \nта ексцесу, навпаки, зменшуються. \nОпераційні характеристики діагностичної сили \nметоду тезіограм координатних розподілів ви-\nпадкових значень величини флуктуацій  лінійного \nдвопроменезаломлення гістологічних зрізів біопсії \nендометрію.\nВ таблиці 2 представлені величини чутливості, \nспецифічності та збалансованої точності методу ди-\nфузної Мюллер-матричної інтроскопії у детектуванні \nпатологічних змін фібрилярних протеїнових мереж \nзразків гістологічних зрізів біопсії ендометрію.\nВстановлено наступні показники діагностичних \nмаркерів:\n● відмінна точність діагностики з використан-\nням статистичних маркерів 1-го – 4-го порядків, – \n(SM\n1;SM2;SM3;SM4-96,9%-99,2%).\nОтже, застосування методу дифузної Мюллер-ма-\nтричної інтроскопії флуктуацій величини лінійного \nдвопроменезаломлення фібрилярних протеїнових \nсіток деполяризуючих зразків виявило нові маркери, \nякі забезпечують відмінний рівень діагностики  ендо-\nметріозу.\nТезіограми координатних розподілів випадкових \nзначень величини флуктуацій циркулярного двопро-\nменезаломлення гістологічних зрізів біопсії ендоме-\nтрію.\nТаблиця 1 – Центральні статистичні моменти 1-го \n– 4-го порядків, які характеризують тезіограми \nкоординатних розподілів випадкових значень \nвеличини флуктуацій лінійного двопроменеза-\nломлення гістологічних зрізів біопсії ендометрію\nПараметри Група 1 Група 2\nSM1x10-3 0,29±016 0,41±023\np1 p≤0,001\nSM2x10-3 0,18±0.011 0,31±0.17\np1 p≤0,001\nSM3 1,09±0,058 0,62±036\np1 p≤0,001\nSM4 1,87±099 1,23±071\np1 p≤0,001\nРисунок 2 – Тезіограми координатних розподілів ((1),(3)) і 3D ((2),(4)) розподіли величини флуктуацій циркулярного  \nдвопроменезаломлення хіральних протеїнових комплексів дифузних гістологічних зрізів біопсії ендометрію пацієнтів з групи 1 \n((1),(2)) і групи 2 ((3),(4)).\n\n\nISSN 2077-4214. Вісник проблем біології і медицини – 2024 – Вип. 4 (175) / Bulletin of problems in biology and medicine – 2024 – Issue 4 (175)\n261\nКЛІНІЧНА ТА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА МЕДИЦИНА / CLINICAL AND EXPERIMENTAL MEDICINE\nЕкспериментально одержані тезіограми коор -\nдинатних розподілів випадкових значень величини \nфлуктуацій та 3D розподіли величини флуктуацій \nциркулярного двопроменезаломлення хіральних \nпротеїнових комплексів дифузних зразків гістологіч-\nних зрізів біопсії ендометрію пацієнтів з контрольної \nгрупи 1 (фрагменти (1),(2)) та дослідної групи (фраг -\nменти (3),(4)) приведені на серії фрагментів рис. 2.\nЗ аналізу одержаних даних встановлено незначне \nзростання рівня флуктуацій величини циркулярного \nдвопроменезаломлення оптично активних молеку -\nлярних структур дифузних зразків гістологічних зрізів \nпацієнтів із ендометріозом.\nОб’єктивно відмінності між тезіограмами коор -\nдинатних розподілів випадкових значень величини \nфлуктуацій та величини циркулярного двопромене-\nзаломлення у межах групи 1 і групи 2 ілюструють ве-\nличини набору центральних статистичних моментів \n1-го – 4-го порядків, які наведені у таблиці 3.\nВ результаті статистичного аналізу виявлено зна -\nчне зростання флуктуацій величини циркулярного \nдвопроменезаломлення при наявності  ендометріо -\nзу. \nРисунок 3 – Тезіограми координатних розподілів випадкових значень величини флуктуацій ((1),(3)) і 3D ((2),(4)) розподіли флуктуа-\nцій лінійного дихроїзму фібрилярних сіток гістологічних зрізів біопсії ендометрію пацієнтів з групи 1 ((1),(2)) і групи 2 ((3),(4)).\nТаблиця 2 – Специфічність, чутливість, точність \nметоду статистичного аналізу тезіограм коорди-\nнатних розподілів випадкових значень величини \nфлуктуацій лінійного двопроменезаломлення \nгістологічних зрізів ендометрію\nГрупа “1 – 2”\nПараметри\nЧутливість, \nSe,%\nN=59\nСпецифічність,  \nSp,%\nH=68\nТочність, \nAc,%\nN+H=127\nSM1\nA=57 B=66 A+B=123\n96,6 97 96,9\nSM2\nA=58 B=66 A+B=124\n98,3 97 97,6\nSM3\nA=58 B=67 A+B=125\n98,3 98,5 98,4\nSM4 A=59 B=67 A+B=126\n100 98,5 99,2\nТаблиця 3 – Центральні статистичні моменти 1-го \n– 4-го порядків, які характеризують координатні \nрозподіли величини флуктуацій циркулярного \nдвопроменезаломлення хіральних протеїнових \nкомплексів дифузних гістологічних зрізів  \nбіопсії ендометрію\nПараметри Група 1 Група 2\nSM1x10-3 0.18±0.011 0.34±0.018\np1 p≤0,001\nSM2x10-3 0,11±0,007 0,22±0,012\np1 p≤0,001\nSM3 1,55±0,079 1,16±0,063\np1 p≤0,001\nSM4 2,38±0,14 1,63±0,087\np1 p≤0,001\n\nISSN 2077-4214. Вісник проблем біології і медицини – 2024 – Вип. 4 (175) / Bulletin of problems in biology and medicine – 2024 – Issue 4 (175)\n262\nКЛІНІЧНА ТА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА МЕДИЦИНА / CLINICAL AND EXPERIMENTAL MEDICINE\nДіагностичними маркерами даного патологіч-\nного процесу є зростання статистично достовірне \n(pi=1;2;3;4<0,05) величини середнього і дисперсії тезіо-\nграм координатних розподілів випадкових значень \nвеличини флуктацій циркулярного двопроменеза-\nломлення. Значення асиметрії та ексцесу, навпаки, \nзменшуються. \nОпераційні характеристики діагностичної сили \nметоду  тезіограм флуктуацій циркулярного дво-\nпроменезаломлення гістологічних зрізів біопсії ен -\nдометрію.\nДіагностичні можливості використання статистич-\nних маркерів, які характеризують тезіограми флукту-\nацій циркулярного двопроменезаломлення у детек -\nтуванні патологічних змін хіральних молекулярних \nкомплексів зразків гістологічних зрізів біопсії ендо-\nметрію ілюструють обчислені величини операційних \nхарактеристик (табл. 4).\nДля статистичних маркерів, які характеризують \nрозподіли величини флуктуацій циркулярного дво-\nпроменезаломлення установлено:\n● відмінний рівень діагностики з використанням \nстатистичних маркерів 1-го і 2-го порядків (SM\n1;SM2 – \n97,9 % – 98,7 %);\n● дуже хороший рівень діагностики з викорис-\nтанням статистичних маркерів 3-го і 4-го порядків \n(SM\n3;SM4 – 93,4 % – 94,2 %).\nТезіограми координатних розподілів величини \nфлуктуацій лінійного дихроїзму гістологічних зрізів \nбіопсії ендометрію.\nНа серії фрагментів рис. 3 приведено аналітично \nвідтворені мапи тезіограм координатних розподі -\nлів величини флуктуацій та 3D флуктуацій  лінійно-\nго дихроїзму фібрилярних протеїнових сіток зразків \nгістологічних зрізів біопсії ендометрію пацієнтів з \nконтрольної групи 1 (фрагменти (1),(2)) та дослідної \nгрупи (фрагменти (3),(4)).\nАналіз одержаних експериментальних результа-\nтів виявив:\n● наявність флуктуацій параметрів оптично-ані-\nзотропного поглинання – координатну неоднорід -\nність топографічної структури тезіограм коорди-\nнатних розподілів випадкових значень величини \nфлуктуацій лінійного дихроїзму оптично анізотроп-\nних протеїнових фібрилярних мереж дифузних гісто-\nлогічних зрізів біопсії ендометрію пацієнтів всіх груп \n(рис. 3, фрагменти (1),(3));\n● зростання величини флуктуацій лінійного ди-\nхроїзму просторово структурованих фібрилярних \nсіток зразків гістологічних зрізів пацієнтів із ендоме-\nтріозом, а також діапазону їх розкиду (рис. 3, фраг -\nменти (2),(4)).\nСтатистичні відмінності між алгоритмічно відтво -\nреними тезіограмами координатних розподілів ве-\nличини флуктуацій лінійного дихроїзму ілюструють \nобчислені у межах групи 1 і групи 2 значення (SM\ni=1-4)) \nта їх середні похибки (±Ω) (табл. 5).\nВ результаті статистичного аналізу експеримен -\nтальних даних дифузної Мюллер-матричної ін-\nтроскопії полікристалічної структури гістологічних \nзрізів біопсії ендометрію виявлено, що діагностич-\nними маркерами патологічного процесу формування \nендометріозу, як і у випадку статистичного аналізу \nалгоритмічно відтворених тезіограм флуктуацій ве-\nличини лінійного двопроменезаломлення, є статис-\nтично достовірне (pi\n=1;2;3;4<0,001) зростання величини \nсереднього і дисперсії. Значення статистичних мо -\nментів вищих порядків, які характеризують асиме -\nтрію та ексцес координатних розподілів таких флук-\nтуаційних тезіограм, навпаки, зменшуються в рамках \nстатистично достовірної різниці для випадків умовної \nнорми (контрольна група 1) і ендометріозу (дослідна \nгрупа 2).\nОпераційні характеристики діагностичної сили \nметоду статистичного аналізу тезіограм флук-\nтуацій лінійного дихроїзму гістологічних зрізів бі-\nопсії ендометрію.\nПараметри операційних характеристик, які ви -\nзначають клінічну ефективність диференційної діа -\nТаблиця 4 – Специфічність, чутливість, точність \nметоду статистичного аналізу мап флуктуацій \nвеличини циркулярного двопроменезаломлення\nГрупи “1 – 2”\nПараметри Чутливість, Se,%\nN=59\nСпецифіч -\nність, Sp,%, H=68\nТочність, Ac,%\nN+H=127\nSM1\nA=57 B=66 A+B=123\n99,1 98,3 98,7\nSM2\nA=57 B=66 A+B=123\n98,3 97,5 97,9\nSM3\nA=57 B=66 A+B=123\n95 93,4 94,2\nSM4\nA=57 B=66 A+B=123\n94,2 92,6 93,4\nТаблиця 5 – Центральні статистичні моменти \n1-го – 4-го порядків, які характеризують коорди-\nнатні розподіли величини флуктуацій лінійного \nдихроїзму дифузних гістологічних зрізів біопсії \nендометрію\nПараметри Група 1 Група 2\nSM1x10-3 0,22±0,011 0,36±0,018\np1 p≤0,001\nSM2x10-3 0,14±0,008 0,23±0,012\np1 p≤0,001\nSM3 1,27±0,065 0,86±0,047\np1 p≤0,001\nSM4 2,08±0,11 1,43±0,078\np1 p≤0,001\nТаблиця 6 – Специфічність, чутливість, точність \nстатистичного аналізу тезіограм флуктуацій  \nлінійного дихроїзму\nГрупи “1 – 2”\nПараметри\nЧутливість, \nSe,%\nN=59\nСпецифічність, \nSp%,\nH=68\nТочність, \nAc,%\nN+H=127\nSM1\nA=56 B=64 A+B=120\n94,9 94,1 94,5\nSM2\nA=56 B=63 A+B=119\n94,9 92,6 91,3\nSM3\nA=57 B=66 A+B=123\n96,6 97,1 96,9\nSM4\nA=58 B=66 A+B=124\n98,3 97,1 97,6\n\nISSN 2077-4214. Вісник проблем біології і медицини – 2024 – Вип. 4 (175) / Bulletin of problems in biology and medicine – 2024 – Issue 4 (175)\n263\nКЛІНІЧНА ТА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА МЕДИЦИНА / CLINICAL AND EXPERIMENTAL MEDICINE\nгностики ендометріозу шляхом використання набору \nекспериментально визначених статистичних марке-\nрів тезіограм координатних розподілів випадкових \nзначень величини флуктуацій лінійного дихроїзму фі-\nбрилярних протеїнових мереж зразків гістологічних \nзрізів біопсії ендометрію ілюструють чутливість, спе -\nцифічність та збалансована точність, величини яких \nнаведені в таблиці 6.\nВстановлено: \n● дуже хороша точність діагностики з викорис-\nтанням статистичних маркерів 1-го і 2-го порядків \n(SM\n1;SM2 – 91,3% – 94,5%);\n● відмінна точність  діагностики з використанням \nстатистичних маркерів 3-го і 4-го порядків (SM3;SM4 – \n96,9% – 97,6%). \nReferences / Література\n1. Trifonyuk L, Sdobnov A, Baranowski W, Ushenko V, Olar O, Dubolazov A, et al. Differential Mueller matrix imaging of partially depolarizing \noptically anisotropic biological tissues. Lasers Med Sci. 2020;35(4):877-91. DOI: 10.1007/s10103-019-02878-2.  \n2. Ushenko VA, Sdobnov AY, Mishalov WD, Dubolazov AV, Olar OV, Bachinskyi VT, et al. Biomedical applications of Jones-matrix \ntomography to polycrystalline films of biological fluids. Journal of Innovative Optical Health Sciences. 2019;12(6):1950017. DOI: 10.1142/\nS1793545819500172.  \n3. Borovkova M, Trifonyuk L, Ushenko V, Dubolazov O, Vanchulyak O, Bodnar G, et al. Mueller-matrix-based polarization imaging and \nquantitative assessment of optically anisotropic polycrystalline networks. PLoS One. 2019;14(5):e0214494. DOI: 10.1371/journal.\npone.0214494.  \n4. Ushenko A, Sdobnov A, Dubolazov A, Grytsiuk M, Ushenko Y, Bykov A, et al. Stokes-Correlometry Analysis of Biological Tissues \nwith Polycrystalline Structure. IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. 2019;25(1):8438957. DOI: 10.1109/\nJSTQE.2018.2865443. \n5. Le Gratiet A, Lanzano L, Bendandi A, Marongiu R, Bianchini P, Sheppard C, et al. Phasor approach of Mueller matrix optical scanning \nmicroscopy for biological tissue imaging. Biophysical Journal. 2021;120(15):3112-25. DOI: 10.1016/j.bpj.2021.06.008. \n6. Sdobnov A, Ushenko VA, Trifonyuk L, Bakun O, Garazdyuk M, Soltys IV, et al. Mueller-matrix imaging polarimetry elevated by wavelet \ndecomposition and polarization-singular processing for analysis of specific cancerous tissue pathology. J Biomed Opt. 2023;28(10):102903. \nDOI: 10.1117/1.jbo.28.10.102903.   \n7. Sarkisova Yu, Bachinskyi VT, Garazdyuk M, Vanchulyak OY, Litvinenko OY, Ushenko OG, et al. Differential muller-matrix microscopy of \nprotein fractions of vitreous preparations in diagnostics of the pressure of death. IFMBE Proceedings. 2020;77:503-6. DOI: 10.1007/978-\n3-030-31866-6_90. \n8. Şeker UÖŞ, Kehribar ES. Optical Anisotropy of Biological Polycrystalline Networks. Singapore: Springer Nature Singapore; 2023. Chapter, \nMethods and Systems of Polarization Mueller-Matrix Microscopy of Biological Samples; p. 13-24. DOI: 10.1007/978-981-99-1087-8_2. \n9. Savka I, Tomka Y, Soltys I, Dubolazov A, Olar O, Kovalchuk M, et al. Mueller-matrix differentiation of necrotic changes in polycrystalline \nstructure of partially depolarizing layers of biological tissues. Proceedings of SPIE – The International Society for Optical Engineering. \n2020;11718:117181E. DOI: 10.1117/12.2571205. \n10. Dubolazov A, Ushenko V, Litvinenko O, Bachinskiy V, Petrushak A, Karachevtsev A, et al. Polarization-interference mapping of the \ndistributions of the parameters of the Stokes vector of the object field of a biological optically anisotropic layer. Proceedings of SPIE – The \nInternational Society for Optical Engineering. 2020;11369:113691N. DOI: 10.1117/12.2553953.  \n11. Ushenko OG, Syvokorovskaya N, Bachinskiy V, Vanchulyak O, Dubolazov AV, Ushenko YO, et al. Laser autofluorescent microscopy \nof histological sections of parenchymatous biological tissues of the dead. Proceedings of SPIE – The International Society for Optical \nEngineering. 2020;11369:113691V. DOI: 10.1117/12.2553973.  \n12. Ushenko AG, Dubolazov AV, Ushenko YA, Tomka YY, Karachevtsev AO, Sidor MI, et al. Differential diagnosis of the limitation of the \nformation of hemorrhages of traumatic origin, cerebral infarction, ischemic and hemorrhagic genesis by polarization-phase tomography. \nProceedings of SPIE – The International Society for Optical Engineering. 2020;11369:113691Q. DOI: 10.1117/12.2553989.   \n13. Sivokorovskaya N, Bachinsky V, Vanchulyak O, Ushenko A, Dubolazov A, Ushenko Yu, et al. Polarization-phase diagnostics of volume \nof blood loss. Proceedings of SPIE – The International Society for Optical Engineering. 2020;11510:115102T. DOI: 10.1117/12.2568474. \n14. Ivashkevich Ya, Vanchulyak O, Bachinsky V, Ushenko O, Gorsky M, Ushenko V, et al. Multichannel polarization sensing of polycrystalline \nblood films in the diagnosis of the causes of poisoning. Proceedings of SPIE – The International Society for Optical Engineering. \n2020;11510:115102R. DOI: 10.1117/12.2568445.   \n15. Ushenko AG, Dubolazov AV, Litvinenko OYu, Bachinskiy VT, Bin L, Bin G, et al. 3D polarization correlometry of object fields of \nnetworks of biological crystals. Proceedings of SPIE – The International Society for Optical Engineering. 2020;11369:113691M. DOI: \n10.1117/12.2553942.\n16. Ivashkevich Ya, Wanchulyak O, Bachinskiy V, Tomka Yu, Soltys I, Dubolazov O, et al. Phase reconstruction of the polycrystalline structure \nof internal organs tissues in the differentiation of alcohol and carbon monoxide poisoning. Proceedings of SPIE – The International Society \nfor Optical Engineering. 2020;11718:117181D. DOI: 10.1117/12.2571204.\n17. Pei FL, Jia JJ, Lin SH, Chen XX, Wu LZ, Lin ZX, et al. Construction and evaluation of endometriosis diagnostic prediction model and \nimmune infiltration based on efferocytosis-related genes. Front Mol Biosci. 2024;10:1298457. DOI: 10.3389/fmolb.2023.1298457.  \nДІАГНОСТИКА ЕНДОМЕТРІОЗУ МЕТОДАМИ ДИФУЗНОЇ ІНТРОСКОПІЇ ГІСТОЛОГІЧНИХ ЗРІЗІВ БІОПСІЇ ЕН-\nДОМЕТРІЮ\nБакун О. В.\nРезюме. Поляриметрія – це визначений взаємозв’язок між набором статистичних моментів, які характе-\nризують оптико-геометричну структуру (розподіли напрямків оптичних осей і двопроменезаломлення) біо-\nлогічних кристалів позаклітинної матриці трьох основних типів біологічних тканин людини та статистичними \n(середнє, дисперсія, асиметрія, ексцес) і кореляційними (півширина, дисперсія флуктуацій, радіус кореляції \nавто- і взаємокореляційних функцій) параметрами координатних розподілів елементів і фазових кутів матри-\nці Джонса. На цій основі досліджені та проаналізовані механізми трансформації амплітудно-фазових параме-\nВисновки. \nОтже, проведений комплекс досліджень з ви -\nкористанням поляризаційно-фазової Мюллер-ма -\nтричної інтроскопії 2D і 3D розподілів лінійного і \nциркулярного двопроменезаломлення і дихроїзму \nоптично анізотропної складової гістологічних зрізів \nбіопсії ендометрію виявив високу ефективність  діа -\nгностики ендометріозу. \nПерспективи подальших досліджень. \nНами планується проведення дослідження ран-\nньої діагностики ендометріозу з використанням по-\nляризаційно-фазової Мюллер-матричної інтроскопії \n2D і 3D розподілів лінійного і циркулярного двопро -\nменезаломлення і дихроїзму оптично анізотропної \nскладової перитонеальної рідини. \n\nISSN 2077-4214. Вісник проблем біології і медицини – 2024 – Вип. 4 (175) / Bulletin of problems in biology and medicine – 2024 – Issue 4 (175)\n264\nКЛІНІЧНА ТА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА МЕДИЦИНА / CLINICAL AND EXPERIMENTAL MEDICINE\nтрів лазерного випромінювання сукупністю оптично одноосних двопроменезаломлюючих кристалів позаклі-\nтинної матриці  гістологічних зрізів ендометрію. \nУстановлено, що фізичною причиною формування двовимірних розподілів елементів матриці Джонса \nє координатна модуляція фазових зсувів між ортогональними компонентами амплітуди лазерної хвилі, що \nвзаємодіє з статистично розподіленими за напрямками оптичних осей двопроменезаломлювальними біо-\nлогічними кристалами позаклітинної матриці основних типів гістологічних зрізів біологічних тканин людини. \nВ результаті виявлено взаємозв’язок між середнім, дисперсією, асиметрією, ексцесом, які характеризують \nорієнтаційну (розподіл напрямків оптичних осей) і фазову (розподіл фазових зсувів) структуру оптично ані-\nзотропної сітки гістологічних зрізів біологічних тканин та сукупністю відповідних статистичних моментів ко-\nординатних розподілів елементів матриці Джонса. Показано, що зростання дисперсії напрямків оптичних \nосей біологічних кристалів виявляється зростанням асиметрії та зменшенням ексцесу двовимірних розподі -\nлів дійсних частин елементів матриці Джонса епітеліальної, м’язової і сполучної тканини. Ріст дисперсії фазо-\nвих зсувів, обумовлений анізотропією позаклітинної матриці, супроводжується зворотними змінами статис-\nтичних моментів 3-го і 4-го порядків. На цій основі встановлені та обґрунтовані принципи Джонс-матричної \nкласифікації поляризаційно-фазових властивостей основних типів гістологічних зрізів біологічних тканин за \nдіапазонами зміни набору статистичних моментів, які характеризують відповідні матричні елементи.\nОкрім цього, експериментально виявлено та теоретично обґрунтовано взаємозв’язок оптичної (анізотро-\nпія біологічних кристалів) і геометричної (ієрархічна будова двопроменезаломлювальних фібрил) будови \nпозаклітинної матриці гістологічних зрізів біологічних тканин різних типів з діапазонами зміни значень пів-\nширини і дисперсії флуктуацій автокореляційної функції координатних розподілів елементів матриці Джонса. \nВстановлено, що фізичною причиною зменшення півширини кореляційної функції та збільшення дисперсії її \nфлуктуацій є ріст дисперсії орієнтацій та двопроменезаломлення біологічних кристалів. На цій основі вияв-\nлені та обґрунтовані критерії диференціації поляризаційно-фазових властивостей епітеліальної і сполучної \nтканини. \nДана стаття містить результати досліджень діагностики ендометріозу гістологічних зрізів біопсії ендоме-\nтрію методами дифузної мюллер-матричної інтроскопії.\nМетою дослідження було оцінити ефективність діагностики ендометріозу з використанням дифузної Мю-\nллер-матричної інтроскопії гістологічних зрізів біопсії ендометрію.\nДосліджувалися дві групи зразків: 1) біопсія «здорової» тканини матки, одержаної при діагностичній гісте-\nроскопії  – контрольна група 11 – 68 зразків; 2) біопсія ендометріоїдної тканини із ендометріозом – дослідна \nгрупа 2 – 59 зразків.\nВиявлено високий рівень параметрів діагностичної сили детектування ендометріозу шляхом використан-\nня набору статистичних маркерів методу поляризаційно-фазової Мюллер-матричної інтроскопії тезіограм лі-\nнійного двопроменезаломлення нативних гістологічних зрізів біопсії ендометрія: \n● дуже хороша точність діагностики з використанням статистичних маркерів 1-го і 2-го порядків (SM\n1; SM2  \n– 92,1% – 93,7%);\n● відмінна точність діагностики з використанням статистичних маркерів 3-го і 4-го порядків (SM 3; SM4  – \n97,1% – 98,4%).\nДіагностичними маркерами даного патологічного процесу є зростання статистично достовірне (pi=1;2;3;4<0,05) \nвеличини середнього і дисперсії тезіограм координатних розподілів випадкових значень величини флуктацій  \nциркулярного двопроменезаломлення. Значення асиметрії та ексцесу, навпаки, зменшуються. \nОтже, застосування методу поляризаційно-фазової Мюллер-матричної інтроскопії лінійного двопромене-\nзаломлення фібрилярних протеїнових сіток виявило відмінний рівень діагностики ендометріозу.\nКлючові слова: ендометріоз, Мюллер-матрична інтроскопія, гістологічні зрізи ендометрію.\nDIAGNOSIS OF ENDOMETRIOSIS BY METHODS OF DIFFUSE INTROSCOPY OF HISTOLOGICAL SECTIONS OF \nENDOMETRIUM BIOPSY\nBakun O. V.\nAbstract. Polarimetry is a defined relationship between a set of statistical points that characterize the \noptical-geometrical structure (distribution of optical axis directions and birefringence) of biological crystals of \nthe extracellular matrix of the three main types of human biological tissues and statistical (average, dispersion, \nasymmetry, kurtosis) and correlational ( half-width, dispersion of fluctuations, correlation radius of auto- and cross-\ncorrelations functions) parameters of coordinate distributions of elements and phase angles of the Jones matrix. \nOn this basis, the mechanisms of transformation of the amplitude-phase parameters of laser radiation by a set of \noptically uniaxial birefringent crystals of the extracellular matrix of histological sections of the endometrium were \ninvestigated and analyzed.\nIt was established that the physical cause of the formation of the two-dimensional distributions of the elements \nof the Jones matrix is the coordinate modulation of phase shifts between the orthogonal components of the laser \nwave amplitude, which interacts with statistically distributed birefringent biological crystals of the extracellular \nmatrix of the main types of histological sections of human biological tissues. As a result, the relationship between \nthe mean, dispersion, asymmetry, excess, which characterize the orientational (distribution of optical axis directions) \nand phase (distribution of phase shifts) structure of the optically anisotropic grid of histological sections of biological \ntissues and the set of corresponding statistical moments of the coordinate distributions of the elements of the Jones \nmatrix was revealed. It is shown that the increase in the dispersion of the directions of the optical axes of biological \ncrystals is manifested by an increase in asymmetry and a decrease in the excess of two-dimensional distributions \n\nISSN 2077-4214. Вісник проблем біології і медицини – 2024 – Вип. 4 (175) / Bulletin of problems in biology and medicine – 2024 – Issue 4 (175)\n265\nКЛІНІЧНА ТА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА МЕДИЦИНА / CLINICAL AND EXPERIMENTAL MEDICINE\nof the real parts of the elements of the Jones matrix of epithelial, muscle and connective tissue. The growth of the \ndispersion of phase shifts, due to the anisotropy of the extracellular matrix, is accompanied by inverse changes in \nthe statistical moments of the 3rd and 4th orders. On this basis, the principles of the Jones matrix classification of \npolarization-phase properties of the main types of histological sections of biological tissues according to the ranges \nof changes in the set of statistical moments characterizing the corresponding matrix elements are established and \nsubstantiated.\nIn addition, the relationship between the optical (anisotropy of biological crystals) and geometric (hierarchical \nstructure of birefringent fibrils) structure of the extracellular matrix of histological sections of biological tissues of \nvarious types with the ranges of changes in half-width values and the dispersion of fluctuations of the autocorrelation \nfunction of the coordinate distributions of the Jones matrix elements was experimentally revealed and theoretically \nsubstantiated. It was established that the physical reason for the decrease in the half-width of the correlation \nfunction and the increase in the dispersion of its fluctuations is the increase in the dispersion of orientations and \nbirefringence of biological crystals. On this basis, criteria for differentiation of polarization-phase properties of \nepithelial and connective tissue were identified and substantiated.\nThis article contains the results of endometriosis diagnosis of histological sections of endometrial biopsy by the \nmethods of diffuse Muller-matrix introscopy.\nThe aim of the study was to assess the effectiveness of endometriosis diagnosis using diffuse Muller-matrix \nendoscopy of histological sections of endometrial biopsy.\nTwo groups of samples were studied: 1) biopsy of «healthy» uterine tissue obtained during diagnostic \nhysteroscopy – control group 11 – 68 samples; 2) biopsy of endometrioid tissue with endometriosis – experimental \ngroup 2 – 59 samples.\nA high level of parameters of the diagnostic power of detecting endometriosis was revealed by using a set of \nstatistical markers of the method of polarization-phase Müller-matrix introscopy of linear birefringence thesiograms \nof native histological sections of endometrial biopsy:\n● very good diagnostic accuracy using statistical markers of the 1st and 2nd orders (-92.1% – 93.7%); SM\n1; SM2\n● excellent diagnostic accuracy using statistical markers of the 3rd and 4th orders (-97.1% – 98.4%); SM3; SM4\nDiagnostic markers of this pathological process are a statistically significant increase (pi=1;2;3;4<0.05) of the average \nvalue and variance of theziograms of coordinate distributions of random values of circular birefringence fluctuations. \nThe values of asymmetry and kurtosis, on the contrary, decrease.\nTherefore, the application of the method of polarization-phase Muller-matrix introscopy of linear birefringence \nof fibrillar protein nets revealed an excellent level of diagnosis of endometriosis.\nKey words: endometriosis, Müller-matrix introscopy, histological sections of the endometrium.\nORCID and contributionship / ORCID кожного автора та його внесок до статті:\nBakun O. V.: https://orcid.org/0000-0002-4742-2265 \nABCDEF\n________________________________________________________________\nCorresponding author / Адреса для кореспонденції\nBakun Oksana Valerianivna / Бакун Оксана Валеріанівна \nBukovinian State Medical University / Буковинський державний медичний університет\nUkraine, 58002, Chernivtsi, 2 Teatralna Square / Адреса: Україна, 58002, м. Чернівці, Театральна площа 2\nTel.: 0505627338 / Tел.: 0505627338\nE-mail: kupchanko06@gmail.com\n________________________________________________________________\nA – Work concept and design, B – Data collection and analysis, C – Responsibility for statistical analysis, D – Writing the article, E – Critical review, \nF – Final approval of the article / A – концепція роботи та дизайн, В – збір та аналіз даних, С – відповідальність за статичний аналіз, D – на-\nписання статті, Е – критичний огляд, F – остаточне затвердження статті.\nReceived 18.07.2024 / Стаття надійшла 18.07.2024 року\nAccepted 20.11.2024 / Стаття прийнята до друку 20.11.2024 року\nDOI 10.29254/2077-4214-2024-4-175-265-274\nUDC 616.379-008.64:616.214:617.764.1\nBezkorovayna I. M., Sherstyuk O. O., Svintsytska N. L.\nNASOLACRIMAL OBSTRUCTION IN PATIENTS WITH TYPE 2 DIABETES MELLITUS:  \nA CLINICAL ANALYSIS\nPoltava State Medical University (Poltava, Ukraine)\nibezkor@gmail.com\nPathology of the lacrimal system accounts for a significant proportion of ocular diseases and is of great medi-\ncal and social importance. It is known that there is a stable correlation between the development of nasolacrimal \nduct obstruction (NLDO) and pathology of the eye surface and eyelids (conjunctivitis, keratoconjunctivitis, dry eye \nsyndrome). Additionally, a strong association has been observed with systemic diseases, including diabetes mellitus \n(DM). The higher prevalence of NLDO in patients with type 2 diabetes mellitus (T2DM) is associated with the specific \ncharacteristics of inflammatory processes and immune response dysfunctions. The clinical specifics of NLDO in T2DM \nremain insufficiently studied.","source_license":"CC0","license_restricted":false}