Изучение пространственных взаимоотношений сосудов матки является важнейшим звеном для понимания патогенеза ряда новообразований этого органа. Так, в процессе формирования и роста миом неоангиогенез является характерным спутником пролиферативных процессов в опухолевой ткани [Сидорова И. C., Гридасова В. Е., Зайратьянц О. В., Леваков С. А., 2004].
Известно, что кровоснабжение эндометрия осуществляется посредством радиальных артерий, которые образуются в результате деления дугообразных артерий в толще миометрия. После прохождения через границу миометрия и эндометрия радиальные артерии формируют два типа меньших по диаметру артерий. Первый тип - это прямые артерии, которые кровоснабжают базальный слой эндометрия, а второй тип - спиральные артерии, которые проходя через базальный слой эндометрия достигают его функционального слоя [Афанасьев Ю.И., Юрина Н.А., Котовский Е.Ф. и др., 2002; Ferenczy A., 2002]. В нашей работе мы попытались выполнить трехмерную реконструкцию прямых и спиральных артерий участка базального слоя миометрия при помощи редактора трехмерной графики Blender 2.49b. Являясь свободно распространяемым по лицензии GNU GPL бесплатным программным обеспечением, тем не менее Blender предоставляет в распоряжение пользователя мощные инструменты построения и рендеринга трехмерных сцен, не уступающие таким платным аналогам, как Maya и Maxon Cinema [http://www.blender.org /].
Образцами для построения модели явились архивные гистологические препараты области дна тела матки женщины 35 лет. Забор материала изначально проводился на границе мышечного слоя (миометрия) и базального слоя слизистой оболочки (эндометрия). Образцы подвергались стандартной гистологической фиксации и проводке, далее производилась заливка в парафин и полученные блоки ориентировались так, чтобы граница между миометрием и базальным слоем эндометрия находилась на боковой поверхности блока. С верхней поверхности наиболее качественного блока, где располагался базальный слой эндометрия, делались последовательные серийные срезы толщиной 14-15 мкм санным микротомом в количестве 30 штук. Срезы наклеивались на предметные стекла с соблюдением соответствующей ориентации. На последующем этапе производилась окраска полученных параллельных срезов гематоксилином и эозином. В полученных серийных гистологических препаратах был выбран участок базального слоя эндометрия без артефактов с умеренным числом микрососудов различного типа. Данный участок был сфотографирован на цифровую фотоприставку при увеличении окуляра 10 и объектива 15. Полученные фотографии сохранены в виде файлов формата JPG.
Для трехмерной реконструкции артерий базального слоя эндометрия в редакторе трехмерной графики Blender 2.49b был использован предлагаемый данным редактором способ «выдавливания» заданного объекта по созданному пути. На первом этапе файл микроскопической фотографии первого из серийных срезов помещался в виде фона в проект редактора Blender. Сообразно количеству артерий в моделируемом поле зрения было создано 5 объектов кривых Path, которые, располагаясь перпендикулярно диаметру моделируемых микрососудов, помещались в их центр. Таким образом, первая узловая точка кривых Path оказалась задействована. Далее путем применения операции Subdivide к каждому объекту Path число узловых точек в каждом из них было доведено до общего количества равного 30 из расчета - одна узловая точка на один срез. На втором этапе первый фоновый микроскопический снимок удалялся, на его место помещался второй. Далее вторая узловая точка каждой кривой Path помещалась в центр соответствующего ей моделируемого сосуда. Третий и последующий этапы повторяли второй этап. Таким образом все 30 узловых точек пяти кривых Path были помещены в центры соответствующих им сосудов и повторили путь данных центров во всех 30 серийных срезах. В дальнейшим они явятся траекториями для выдавливания образца.
Во второй части реконструкции необходимо превратить построенные кривые линии путей в цилиндрические меш-объекты. Для моделирования первого сосуда был создан объект Bezier Circle в качестве формы, спроецированный на поперечный срез на микрофотографии моделируемого сосуда. Диаметр объекта таким образом оказался равен внешнему диаметру микрососуда. Для привязки образца к траектории первого сосуда применялся инструмент Curve Bevel, а именно операция Bevel Object. После введения объектного имени формы в поле Bevel Object программой был построен сплошной объект путем выдавливания созданного образца по заданной траектории, т.е. одна из моделируемых артерий. Далее полученная трехмерная реконструкция была преобразована в стандартный меш-объект, потеряв таким образом связь с образцом Bezier Circle. Форма-образец в дальнейшем была удалена. Далее для модели был задан материал текстуры и его условный цвет.
Аналогичным способом на основе формы-образца путем выдавливания по построенным ранее траекториям были смоделированы остальные артерии базального слоя эндометрия. Моделирование окружающих гистологических структур не проводилось, так как это не входили в поставленные нами задачи. Однако для обозначения границ моделируемой области сообразно исследуемому объему был смоделирован параллелепипед из стандартного набора меш-объектов. К полученной фигуре было применено изменение альфа-канала до значения 0,3, что позволило сделать данный объект прозрачным. Фоновый цвет для него был установлен синий. Результат финального рендеринга полученной сцены представлен на нижеследующем рисунке.
Рис. 1. Модель артерий после рендеринга.
Результатом применения данной методики явилась реконструированная трехмерная модель артерий участка базального слоя эндометрия. Это позволяет более наглядно и объективно оценить пространственное расположение сосудов для их дальнейшего исследования как в норме, так и при патологии.
Литература
1. Афанасьев Ю.И., Юрина Н.А., Котовский Е.Ф. и др. Гистология. – М.: Медицина, 2002. – 744 с.
2. Официальный сайт проекта Blender. URL: http://www.blender.org / (дата обращения: 7 октября 2010 г.)
3. Сидорова И. C., Гридасова В. Е., Зайратьянц О. В., Леваков С. А. Морфогенез и ангиогенез простых и пролиферирующих миом матки // Рос. вестн. акуш. и гинекол. - 2004. - № 1.- с .8 -11.
4. Ferenczy A. Anatomy and histology of the uterine corpus. Blaustein's Pathology of the Genital Tract / ed. T.G. Kurman. – 5-th ed. – Springer-Verlag, 2002 – 1368 p.
