Эта работа опубликована в сборнике статей по материалам 70-й Юбилейной итоговой научной студенческой конференции им. Н.И. Пирогова (г. Томск, 16-18 мая 2011 г.), под ред. В. В. Новицкого, Л. М. Огородовой. − Томск: Сибирский государственный медицинский университет, 2011. − 430 с.

 

Скачать сборник (формат MS Word, 7,3 мб)

Посмотреть основную информацию о сборнике, обложку и т.д.

 

Несмотря на прогресс в терапевтическом лечении хронической сердечной недостаточности (ХСН), ежегодная смертность в общей популяции оптимально леченых пациентов составляет более 20% [1]. Наиболее частая причина развития ХСН – ишемическая кардиомиопатия (ИКМП) - имеет во много раз более злокачественное течение, чем дилатационная и гипетрофическая кардиомиопатия [1]. У части таких больных развивается ремоделирование левого желудочка. В подобных случаях единственным способом лечения становится хирургическое вмешательство. Однако, в 14-40% случаев у больных ИКМП в отдаленном послеоперационном периоде происходит возврат гемодинамических и анатомических показателей сердца к исходным дооперационным значениям (повторное ремоделирование), что клинически проявляется прогрессированием ХСН. Поиск предикторов повторного ремоде-лирования на дооперационном этапе является актуальнейшей проблемой современной кар-диологии и кардиохирургии. В область поиска предикторов попадает и электронно-микроскопическое исследование кардиомиоцитов ушка правого предсердия (УПП), некоторые показатели которого при использовании количественных методов исследования могут обладать высоким прогностическим потенциалом. Электронная микроскопия обладает большой информативностью, однако, имеет ряд отрицательных качеств,  связанных с ручной обработкой изображения: высокие временные  и  трудовые затраты,  большая систематическая погрешность.

Создание инструмента, помогающего исследователям получать прецизионные количественные характеристики на основе изучения электронных микрофотографий, является на сегодняшний день актуальной задачей.

В доступной нам англо - и русскоязычной литературе описание морфометрии электронно-микроскопических фотографий чаще всего ограничивается общими фразами, в единичных работах встречаются ссылки на коммерческие программные продукты, например, Image-Pro Plus analysis software, TVIPS [2], SerialEM [3], TOM, Utrecht suite. Однако, данные программные продукты имеют ряд отрицательных свойств: работают только под OS Microsoft Windows (XP/2k), чаще всего имеют небольшой базовый набор функций, продаются вместе с микроскопами, имеют высокую стоимость (от 80 т.р.).

Принципиально отличается от таковых программа ImageJ [4], которая является кросс-платформенной, распространяется по лицензии GNU и не привязана к системе получения изображения. В ImageJ представлен широкий инструментарий для анализа изображений, включая выделение «регионов интереса», измерение площади, длины, измерение угла, среднее, стандартное отклонение, обведение контура, гистограммы и другие. Все функции анализа и обработки учитывают множество параметров. Мы использовали язык программирования Java и библиотеку классов ImageJ. Для разработки использовали среду Eclipse Galileo, для хранения информации - MySQL server 5.1, для статистической обработки – R-project.

Основной задачей работы является разработка алгоритма для предсказания послеоперационной динамики и автоматизация подсчета гранул предсердного натрийуретического пептида (ПНУП) на электронных микрофотографиях кардиомиоцитов УПП для предсказания отрицательной послеоперационной динамики больных ИКМП.

Предлагается следующий алгоритм работы с программой:

1. Эксперт вносит данные пациента, после чего указывает месторасположение электронных микрофотографий миокарда УПП.
2. Программа «препарирует» (улучшает качество) изображения (коррекция контрастно-сти и подавление шумов).
3. Программа находит и удаляет артефакты (порог и анализ частиц), используя парамет-ры, характеризующие размер и форму изучаемых объектов.
4. Программа находит гранулы пептида на основе характеристик формы частиц и их ок-раски (порог, разделение частиц, анализ частиц).
5. Программа проводит морфометрию найденных частиц (измерение каждой частицы и сохранение параметров в переменных).
6. Эксперт указывает, к какой группе относится данный пациент, тем самым участвует в формировании правила разделения.
7. Если правило сформировано, то программа предоставляет возможность автоматиче-ски определить послеоперационную динамику.

Вывод. Разработанный нами программный комплекс для автоматизированной морфометрии гранул предсердного натрийуретического пептида на электронных микрофотографиях кардиомиоцитов ушка правого предсердия больных ишемической кардиомиопатией позволяет: получить количественные характеристики электронных микрофотографий в автоматическом режиме, выбрать пациентов, которые будут использоваться для генерации решающего правила, определить характер послеоперационной динамики по созданному в системе правилу.