Дизайн і методологія багатопараметричного фазового картографування мікроскопічних зображень плівок крові щурів у диференціальній діагностиці ступеня важкості сепсису

Abstract

The paper addresses the problem of differential diagnosis of sepsis severity based on microscopic images of blood films. A multiparametric phase mapping method based on statistical analysis of phase shift distributions is proposed. It is experimentally shown that with increasing pathology severity, the mean and variance decrease, while skewness and kurtosis increase. The results confirm the effectiveness of the method for quantitative assessment of pathological states. The evaluation of the effectiveness of the method showed a high level of differentiation between groups. In particular, for the parameters of asymmetry and kurtosis, excellent diagnostic quality was achieved (over 90% balanced accuracy), while for the mean and variance, good and satisfactory indicators were obtained depending on the groups being compared. This confirms the high informativeness of the statistical parameters of phase maps as diagnostic criteria. The obtained results confirm the effectiveness of the polarization-phase mapping method for objective differential diagnosis of the severity of sepsis and demonstrate its sensitivity to structural changes in biological environments.

У роботі розв’язано задачу диференціальної діагностики ступеня важкості сепсису на основі аналізу мікроскопічних зображень плівок крові. Запропоновано метод багатопараметричного фазового картографування, що базується на статистичному аналізі розподілів фазових зсувів. Експериментально встановлено, що зі зростанням важкості патологічного процесу зменшуються середнє значення та дисперсія фазових розподілів, а асиметрія та ексцес зростають. Отримані результати підтверджують ефективність методу для кількісної оцінки ступеня патології. Оцінка ефективності методу показала високий рівень диференціації між групами. Зокрема, для параметрів асиметрії та ексцесу досягнуто відмінної якості діагностики (понад 90 % збалансованої точності), тоді як для середнього значення та дисперсії отримано хороші та задовільні показники залежно від порівнюваних груп. Це підтверджує високу інформативність статистичних параметрів фазових мап як діагностичних критеріїв. Отримані результати підтверджують ефективність застосування методу поляризаційно-фазового картографування для об’єктивної диференціальної діагностики ступеня важкості сепсису та демонструють його чутливість до структурних змін у біологічних середовищах.