Внутренние / Комп. анализ изображ. в гематологии

6.9. МЕТОДЫ КОМПЬЮТЕРНОГО АНАЛИЗА ИЗОБРАЖЕНИЙ В ГЕМАТОЛОГИИ.

Одним из новых методов морфологического исследования в гематологии является компьютерный анализ изображений с помощью специализированных программно-аппаратных комплексов (анализаторов изображений).

Анализатор изображений (см. рис. 1) состоит из: (1) микроскопа с фото-выходом и телевизионным адаптером, (2) телевизионной/цифровой цветной или черно-белой камеры, которая устанавливается на микроскоп и передает изображение в компьютер, (3) компьютера с платой ввода изображений и пакетом прикладных программ, (4) принтера и (5) видеоконтрольного устройства (при необходимости).

Анализаторы изображений, предлагаемые санкт-петербургской фирмой Иста-ВидеоТесТ¹, позволяют оптимизировать проведение морфометрии, фотометрии и цитогенетических исследований.

Морфометрия и фотометрия.

С помощью анализаторов изображений, укомплектованных цветной или черно-белой телевизионной техникой, могут проводиться подсчеты и морфометрические измерения тканевых образований, клеток, клеточных структур, ядер и др. при исследованиях гистологических и цитологических препаратов. При этом определяются площадь, размеры, форма и положение объекта, оцениваются его оптические характеристики и цвет. Эти параметры используются для анализа функционального состояния клеток, наблюдение за которыми позволяет делать выводы о динамике идущих процессов. Анализатор изображений позволяет автоматизировать оценку объема тканевых структур, определение относительной площади и количества клеток разного типа, расчет ядерно-цитоплазменного отношения, что повышает объективность заключений.

Использование компьютерного анализатора изображений позволяет автоматизировать лабораторные исследования, поскольку, наряду с перечисленными возможностями, дает возможность проводить эритроцитометрию, подсчет тромбоцитов и др.

Цитогенетические исследования.

Анализатор изображений может использоваться для цитогенетических исследований. Для ввода изображений метафазных пластинок используется черно-белая цифровая система ввода, обеспечивающая получение контрастного изображения. В основе изучения хромосомного набора лежит морфологический анализ хромосом. По его результатам автоматически строится кариограмма. Построение кариограммы может проводиться и в ручном режиме. Результаты автоматического измерения хромосом выводятся в таблице. Отдельные элементы хромосом могут быть измерены вручную (например, участки гетерохроматина). Дополнительно для каждой хромосомы можно получить идиограмму. Хромосомы и их идиограммы располагаются в поле идиограмм, которое может быть распечатано. При изучении сложных случаев хромосомных патологий анализатор изображений предоставляет специалисту возможность сравнить идиограммы попарно.

Создание баз данных.

Анализатор изображений дает возможность не только ввода и обработки информации, но и ее сохранения в базе данных. База данных позволяет хранить как сами изображения, так и полученные в результате анализа таблицы, графики, гистограммы, текстовые описания, для размещения которых в карточке базы предусмотрены специальные поля. База данных предоставляет широкие возможности систематизации, создания выборок, быстрого поиска интересующей информации. Предусмотрена также возможность формирования стандартных бланков для печати.

Характеристика составных частей анализаторов изображений.

Микроскоп. Выбор и комплектация микроскопа определяется задачами, стоящими перед специалистом. Для работы в проходящем свете могут быть использованы микроскопы фирмы ЛОМО Микмед-2 (Бимам Р-13) или Биолам И. Для обеспечения возможности установки телевизионной (цифровой) камеры микроскоп Микмед-2 должен быть укомплектован микрофотонасадкой МФН-11 и ТВ-адаптером (1х или 0.4х). При необходимости исследования люминесцентных объектов используется микроскоп ЛЮМАМ РПО-11 (ЛОМО). Из импортных микроскопов для проведения рутинных работ в проходящем свете могут использоваться: Standard 25 (Zeiss), CH30 или 40 (Olympus), DMLS (Leica). Все эти модели при необходимости могут быть укомплектованы фазово-контрастным устройством, конденсором темного поля и т.п. Для более сложных работ используются микроскопы проходящего света фирм Zeiss (Axiolab и др.), Leica (DMLB и др.), Olympus (BX-серия и др). Для работы с люминесцентными объектами эти микроскопы комплектуются флюоресцентным устройством и дополнительными объективами. Для установки телевизионной камеры в состав импортных микроскопов должна входить тринокулярная насадка и ТВ-адаптер, выбор которого определяется типом используемой камеры.

Телевизионная или цифровая камера. Камера предназначена для передачи изображения в компьютер (на плату оцифровки изображения) и на монитор видеоконтрольного устройства. Для гематологических исследований целесообразно использовать цветные телевизионные камеры высокого разрешения (одноматричные с разрешением 470ТВЛ или трехматричные с разрешением до 700ТВЛ и улучшенной цветопередачей). При необходимости анализа оптических свойств объектов (яркость, оптическая плотность, интегральная оптическая плотность и др.) используется цифровая черно-белая камера высокого разрешения, апробированная для проведения подобного рода работ. Такая же камера используется для ввода изображений цитогенетических препаратов (метафазных пластинок) и при работе с люминесцентными препаратами.

Компьютер с платой ввода изображений и пакетом прикладных программ. Для работы с изображением рекомендуется использовать компьютер с процессором Pentium, тактовой частотой не менее 100, объемом оперативной памяти не менее 16Мб, монитором 17”. Наличие пишущего CD-ROM позволяет создавать копии полученных изображений и результатов анализа на лазерных дисках, что необходимо для обеспечения сохранения полученной информации. Плата ввода изображений обеспечивает преобразование телевизионного сигнала, поступающего с телевизионной камеры в цифровую форму. В зависимости от типа телевизионной камеры используются черно-белые или цветные платы ввода. Для получения качественного цветного изображения целесообразно использовать цветные платы ввода, работающие без сжатия при вводе (например, серии IV-4xx фирмы MuTech).

Выбор программного обеспечения определяется задачами, стоящими перед исследователем. Программное обеспечение позволяет проводить:

1) морфологический и денситометрический анализ объектов на изображении (клеток, ядер, клеточных структур, тканевых структур и др.);

2) хромосомный анализ (кариотипирование и анализ идиограмм);

3) архивирование изображений и полученной в результате их анализа информации.

Принтер. Используются цветные струйные принтеры с возможностью фотопечати (при необходимости качественной печати цветных изображений) или лазерные черно-белые принтеры (для распечатки изображений метафазных пластинок и кариограмм при работе с цитогенетическими препаратами).

Видеоконтрольное устройство. Используется при необходимости для повышения комфортности работы. Применение устройства облегчает работу с изображением, поскольку в этом случае нет необходимости постоянно смотреть в микроскоп. Выбор видеоконтрольного устройства (цветное или черно-белое) определяется типом используемой телевизионной камеры.

Использование анализаторов изображений открывает перед врачами-морфологами и цитогенетиками новые возможности исследования сложных процессов, протекающих в клетках и тканях.

ООО Иста-ВидеоТесТ, тел. (812)210-9667, факс (812)325-6494, email: info@videotest.spb.su; http://on.wplus.net/videotest

1