УДК: 616.24:616-076.3

Определение объемной доли воздушных пространств в гистологических срезах

Новиков Н. Ю., Глотов М.А.

Для объективизации морфологических исследований разработаны всевозможные критерии и шкалы учета признаков [1-4]. Они остаются субъективными, поскольку в работе используются такие категории оценки как «слабая», «умеренная», «высокая», что зависит исключительно от исследователя. Тем не менее, использование является необходимым условием повседневной практики патоморфологов на современном этапе. Серьезным препятствием в использовании морфометрических методов является их трудоемкость и необходимость специального оборудования. С развитием цифровых технологий появилась возможность анализа микрофотографий при помощи программного обеспечения персональных компьютеров.

Описанный метод состоит в подсчете количества пискелей соответствующих искомым характеристикам оптической плотности в исследуемом изображении. На первом этапе исследователь вручную отмечает нужные фрагменты изображения, определяет среднюю величину и доверительный интервал оптической плотности выбранных точек, устанавливая «порог чувствительности» для сегментации изображения. Процедура сегментации разделяет все точки изображения на два типа. Заключительный этап измерений состоит в определении частного, получаемого в результате деления числа точек (пикселей), приходящихся на искомые объекты, на общее число точек в изображении. Полученный результат, выраженный в процентах, указывает на объемную долю искомых структур в изображении.

Пример обработки изображения и вычислений приведен ниже (Рис. 1, 2.).

Рис. 1. Исходное изображение.	Рис.2. Бинарное изображение.

Частное от деления числа «белых» пикселей на общее число пикселей в изображении составляет 405813/1920000*100%=21,14%. В данном участке легких 21,14% занимает «воздушный компонент», а 78,86% – «тканевый».

Цель исследования состоит в проверке объективности предлагаемого метода в цифровых изображениях гистологических срезов легких.

Результаты исследований и их обсуждение.

Проверку метода осуществляли на 10 микрокоспических изображениях срезов легочной ткани. Подсчет производили пять исследователей. В качестве сравнения использовали метод точечного счета, нанося предварительно на изображение 130 точек.

Для статистического исследования с целью установления влияния личности исследователя на результат использовался однофакторный дисперсионный анализ Фридмена (Friedman). При анализе данных, полученных методом сегментации изображений, обнаружилось отсутствие подобного влияния (р≤0,01), что свидетельствует о крайне высокой воспроизводимости и повторяемости результатов. Анализ данных, полученных с помощью метода точечного счета (табл. 2.), обнаружил значительную дисперсию в конечных расчетах (р=0,07), что говорит о значительной зависимости данного метода от субъективных предпочтений экспериментатора, уровня его подготовки и, возможно, других факторов.

Выявленная закономерность подтверждает тот факт, что метод сегментации изображений является намного более объективным морфометрическим методом исследования, чем давно известный метод точечного счета. Существенным недостатком метода сегментации остается отсутствие отработанного алгоритма выявления структур, занимающих в изображениях промежуточные значения оптической плотности и структур, имеющих различную оптическую плотность. Используемый метод по предлагаемому алгоритму может быть применим для определения объемной доли воздушных пространств в гистологических срезах легких. Также метод применим и для других тканей, структуры которых имеют крайнее значение (максимальное или минимальное) и относительно однородную оптическую плотность.

Выводы и перспективы дальнейших научных исследований в данном направлении

1. Морфометрический метод определения объемной доли воздушных пространств в легких с процедурой сегментации изображений является значительно более объективным и менее трудоемким, чем известный метод точечного счета.

2. Метод применим для морфометрических исследований тканевых структур, имеющих однородную и отличную от других тканевых структур изображения оптическую плотность.

3. Морфометрический метод определения объемной доли воздушных пространств в легких с процедурой сегментации изображений может быть использован в ежедневной практике патологоанатомов и судмедэкспертов лечебных учреждений различного уровня аккредитации.

Список литературных источников

1. Хронический вирусный гепатит / под ред. В.В. Серова, З.Г. Апросиной.– М.: Медицина. – 2002. – 384 с.

2. Серов В. В. Сравнительная морфологическая характеристика хронических вирусных гепатитов В и С / В. В. Серов // Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. –1999. –Т. 9.– № 1.– С. 36-40.

3. McClelland R.A. A multicentre study into the reliability of steroid receptor immunocytochemical assay quantification / McClelland R.A., Wilson D., Leake R. et al.// Eur. J. Cancer.-1991. – V. 27.-P. 711-715.

4. Rhodes A. Reliability of immunohistochemical demonstration of estrogen receptors in routine practice: interlaboratory variance in the sensitivity of detection and evaluation of scoring systems / A. Rhodes, B. Jasani, D. M. Barnes et al. // J. Clin. Pathol. -2000. -V. 53. – P.125–130.